이 연구의 목적은 파절강도와 반투명도 측정을 통해 Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing (CAD/CAM)으로 제작한 유전치 지르코니아 전장관의 임상적 적용 가능성을 확인하는 것이다. 기성 유전치 모형 중 #61을 스캔하여 얻은 3차원 형상 데이터로 CAD 디자인 프로그램을 이용하여 전장관을 디자인하고, 지르코니아 블록으로 CAM밀링 기계를 이용하여 전장관을 제작하였다. 지르코니아 전장관은 두께에 따라 0.3, 0.5, 그리고 0.7 mm의 3군으로 나누어 1.0 mm 두께의 레진 전장관과 파절강도를 비교하였다. 파절강도는 만능시험기를 이용하여 30° 각도에서 1 mm/min 속도로 절단면에 하중을 가하여 측정하였다. 반투명도는 가로와 세로가 7.0 mm, 그리고 두께가 각각 0.3, 0.5, 0.7 mm 인 사각형 지르코니아 시편을 제작하여 분광측색장치로 측정하였다. 파절강도 측정 결과 지르코니아 전장관은 두께가 증가할수록 파절강도가 높아졌으며 모든 두께의 지르코니아 군에서 대조군인 레진 전장관보다 파절강도가 높았다(p < 0.05). 반투명도는 0.3 mm 군에서 가장 높았으며 0.5, 0.7 mm로 두께가 증가할수록 감소하였다(p < 0.05). CAD/CAM으로 제작한 지르코니아 전장관은 개별 치아에 맞추어 얇게 디자인 및 제작 가능하며, 얇은 전장관을 이용한 수복은 임상적으로 치아 삭제량과 치수노출 위험성 감소 뿐만 아니라, 더 심미적인 수복을 가능하게 해줄 것이다.
이 연구의 목적은 파절강도와 반투명도 측정을 통해 Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing (CAD/CAM)으로 제작한 유전치 지르코니아 전장관의 임상적 적용 가능성을 확인하는 것이다. 기성 유전치 모형 중 #61을 스캔하여 얻은 3차원 형상 데이터로 CAD 디자인 프로그램을 이용하여 전장관을 디자인하고, 지르코니아 블록으로 CAM 밀링 기계를 이용하여 전장관을 제작하였다. 지르코니아 전장관은 두께에 따라 0.3, 0.5, 그리고 0.7 mm의 3군으로 나누어 1.0 mm 두께의 레진 전장관과 파절강도를 비교하였다. 파절강도는 만능시험기를 이용하여 30° 각도에서 1 mm/min 속도로 절단면에 하중을 가하여 측정하였다. 반투명도는 가로와 세로가 7.0 mm, 그리고 두께가 각각 0.3, 0.5, 0.7 mm 인 사각형 지르코니아 시편을 제작하여 분광측색장치로 측정하였다. 파절강도 측정 결과 지르코니아 전장관은 두께가 증가할수록 파절강도가 높아졌으며 모든 두께의 지르코니아 군에서 대조군인 레진 전장관보다 파절강도가 높았다(p < 0.05). 반투명도는 0.3 mm 군에서 가장 높았으며 0.5, 0.7 mm로 두께가 증가할수록 감소하였다(p < 0.05). CAD/CAM으로 제작한 지르코니아 전장관은 개별 치아에 맞추어 얇게 디자인 및 제작 가능하며, 얇은 전장관을 이용한 수복은 임상적으로 치아 삭제량과 치수노출 위험성 감소 뿐만 아니라, 더 심미적인 수복을 가능하게 해줄 것이다.
The purpose of this study is to evaluate the validity of primary anterior zirconia crown made with Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing (CAD/CAM) technology by analyzing fracture strength and translucency parameter. Zirconia crown was designed with CAD software, using 3D scanned data o...
The purpose of this study is to evaluate the validity of primary anterior zirconia crown made with Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing (CAD/CAM) technology by analyzing fracture strength and translucency parameter. Zirconia crown was designed with CAD software, using 3D scanned data of #61 tooth model. Crown fabrication was performed with CAM machine using zirconia block. Zirconia crowns were divided into 3 groups according to thickness(0.3, 0.5, and 0.7 mm), and fracture strength was compared with 1.0 mm thickness of resin strip crown. The compressive force was applied with universal testing machine at 30° along the incisal edge at increments of 1 mm/min. For translucency evaluation, 0.3, 0.5, and 0.7 mm thickness of zirconia specimens were fabricated and translucency was measured with spectrophotometer. Among zirconia groups, there was a significant increase in fracture strength as thickness increased (p < 0.05). The fracture strength of zirconia crown was significantly higher than resin strip crown in all groups (p < 0.05). Translucency parameter was highest in 0.3 mm group, and significantly decreased as thickness increased to 0.5 and 0.7 mm (p < 0.05). Thin primary anterior zirconia crown can be designed and fabricated according to individual needs by using CAD/CAM. Restoration with thin crown would reduce the amount of tooth reduction, risk of pulp exposure, and make more esthetic restoration possible.
The purpose of this study is to evaluate the validity of primary anterior zirconia crown made with Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing (CAD/CAM) technology by analyzing fracture strength and translucency parameter. Zirconia crown was designed with CAD software, using 3D scanned data of #61 tooth model. Crown fabrication was performed with CAM machine using zirconia block. Zirconia crowns were divided into 3 groups according to thickness(0.3, 0.5, and 0.7 mm), and fracture strength was compared with 1.0 mm thickness of resin strip crown. The compressive force was applied with universal testing machine at 30° along the incisal edge at increments of 1 mm/min. For translucency evaluation, 0.3, 0.5, and 0.7 mm thickness of zirconia specimens were fabricated and translucency was measured with spectrophotometer. Among zirconia groups, there was a significant increase in fracture strength as thickness increased (p < 0.05). The fracture strength of zirconia crown was significantly higher than resin strip crown in all groups (p < 0.05). Translucency parameter was highest in 0.3 mm group, and significantly decreased as thickness increased to 0.5 and 0.7 mm (p < 0.05). Thin primary anterior zirconia crown can be designed and fabricated according to individual needs by using CAD/CAM. Restoration with thin crown would reduce the amount of tooth reduction, risk of pulp exposure, and make more esthetic restoration possible.
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문제 정의
따라서 이 연구에서는 CAD/CAM을 이용하여 치아의 외형을 기준으로 기성 전장관보다 얇은 유전치 지르코니아 전장관을 디자인 및 제작하고, 두께에 따른 파절강도와 반투명도를 비교하여 강도와 심미성을 통해 임상적 적용 가능성을 확인해보고자 하였다.
반투명도는 재료 표면을 통과하여 전송되는 빛의 상대적인 양으로, 보철물 수복시 자연치의 색조 재현에 고려되는 중요한 요소 중 하나이다. 반투명도는 두께에 영향을 받는다고 알려져 [23], 이 연구에서는 유치 법랑질의 두께 범위 안에서도 전장관의 얇은 두께 차이가 반투명도에 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 0.
이 연구는 기성 유전치부 전장관의 한계점을 극복할 방안으로써 CAD/CAM 기술의 임상적 활용 가능성을 알아보고자 기성 지르코니아 전장관보다 얇은 지르코니아 전장관을 제작한 후 파절 강도와 반투명도를 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
이 연구에서는 기존에 유전치 심미 수복에 사용되는 전장관들의 한계점들을 최소화할 방안으로써 CAD/CAM을 이용한 지르 코니아 전장관 수복의 가능성을 파절강도와 반투명도 측정을 통해 확인하였다.
제안 방법
, Seoul, Korea)를 이용하여 제작 하였다. 0.3, 0.5, 그리고 0.7 mm 두께의 전장관을 각각 10개씩 밀링한 뒤, 제조사의 지시에 따라 소결하였다.
2초간의 Tack Cure로 여분의 시멘트를 제거한 뒤 전장관의 순면과 설면에서 광중합기(B&LiteS, B&L Biotech, Ansan, Korea)를 이용하여 각각 20초씩 중합하였다(Fig. 3B).
가로와 세로 7.0 mm, 그리고 각각 0.3, 0.5, 0.7 mm의 두께를 가진 사각형의 얇은 판을 디자인하고, montblanc ® 지르코니아 블록으로 CAMeleon cs 를 이용하여 각 두께당 10개씩 밀링한 후 소결하였다.
광원은 CIE (Commission Internationale de I’Eclairage)의 표준광인 D65를 채택하였으며, 백색 배경판(L* = 96.61, a* = -0.16, b* = -0.15)과 흑색 배경판(L* = 0, a* = 0, b* = -0.2)에서 각 시편의 CIE-Lab 값을 측정하였다.
5 mm 라고 주장하였다. 따라서 이 연구에서는 이를 기준으로 0.3, 0.5, 그리고 0.7 mm로 두께를 설정하고 지르코니아 전장 관과 판을 제작하여 파절강도와 반투명도를 측정하였다.
Paul, MN, USA)를 사용하였다. 레진 전장관의 지대치는 0.7 mm 두께의 지르코니아 전장관 내면에 맞추어 형성된 지대치를 이용하였고, 레진 전장관의 절단면 레진 두께가 1.0 mm가 되도록 celluloid crown form을 조절하였다. 이후 Filtek Z350XT, A2 (3M ESPE, St.
반투명도(Translucency Parameter, TP)는 분광측색장치(CM-3500d, Konica Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 광원은 CIE (Commission Internationale de I’Eclairage)의 표준광인 D65를 채택하였으며, 백색 배경판(L* = 96.
반투명도는 파절강도 비교를 위해 설정된 지르코니아 전장관과 같은 두께의 판으로 측정하였다. 가로와 세로 7.
이 연구에서 사용된 지르코니아 전장관은 치관의 근원심 폭경은 유지하면서 치경부의 너비를 넓히는 방식으로 언더컷이 생기지 않도록 디자인하여, 치아의 삭제와 치수 노출을 최소화 할 수있도록 하였다. 지르코니아 전장관의 두께는 상악 유전치의 평균 법랑질 두께를 기준으로 설정하였다.
이후 Filtek Z350XT, A2 (3M ESPE, St. Paul, MN, USA)를 celluloid crown form에 넣고 전장관 순면과 설면에서 광중합기(B&LiteS, B&L Biotech, Ansan, Korea)를 이용하여 각각 20초씩 중합하였다(Fig. 3C).
합착된 지르코니아 전장관과 레진 전장관은 장축으로부터 30° 경사진 상태로 유지할 수 있도록 제작된 금속 지그에 고정 하였다. 이후 제작된 직경 10 mm의 원형 금속봉을 이용하여 만능시험기 QM100TS (Universal Testing Machine, Qmesys, Korea) 에서 1 mm/min의 속도로 하중을 가하여 시편이 파절된 시점에 서의 최대값을 기록하였다.
1A). 지르코니아 전장관의 두께에 따른 파절강도를 레진 전장관과 비교하기 위하여 지르코니아 전장관은 외형을 기준으로 0.3, 0.5, 그리고 0.7 mm의 3가지 두께로 나누었고(Fig. 1B, 1C, 1D), 레진 전장관의 두께는 1.0 mm로 설정하였다(Table 1).
파절강도 측정을 위한 지대치 제작은, 제작된 각 두께의 전장관 내면을 왁스로 복제한 후 니켈-크롬 합금(VeraBond 2V, Aalbadent Inc., USA)으로 각 두께의 전장관에 맞게 3가지 크기의 금속 주 모형을 제작하였다(Fig. 3A). 지대치는 100 um glass microbeads로 샌드블라스터(Basic classic, Renfert, Hilzingen, Germany)를 이용하여 표면처리 하였다.
대상 데이터
디자인된 지르코니아 전장관은 montblanc ® 지르코니아 블록(Neobiotech Co., Seoul, Korea)으로 CAD/CAM 밀링기계인 CAMeleon cs (Neobiotech Co., Seoul, Korea)를 이용하여 제작 하였다.
제작된 지르코니아 전장관은 RelyX U200 (3M ESPE, St. Paul, MN, U.S.A.) 레진시멘트로 제조사 지시에 따라 제작된 지대치에 합착하였다. 2초간의 Tack Cure로 여분의 시멘트를 제거한 뒤 전장관의 순면과 설면에서 광중합기(B&LiteS, B&L Biotech, Ansan, Korea)를 이용하여 각각 20초씩 중합하였다(Fig.
데이터처리
각 두께에 따른 파절강도와 반투명도의 비교를 위한 통계처 리는 IBM SPSS Statistics ver. 25 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA)를 이용하여 Mann-Whitney U test로 분석하였다.
성능/효과
반투명도는 두께에 영향을 받는다고 알려져 [23], 이 연구에서는 유치 법랑질의 두께 범위 안에서도 전장관의 얇은 두께 차이가 반투명도에 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 0.3, 0.5, 그리고 0.7 mm 두께의 지르코니아 시편은 두께가 증가할수록 반투명도가 감소하였으며, 각 군 간에 유의한 차이를 보였다. 이를 통해 지르코니아는 0.
CAD/CAM으로 제작한 지르코니아 전장관은 0.3, 0.5, 그리고 0.7 mm 두께의 모든 군에서 1.0 mm 두께의 레진 전장관에 비해 파절강도가 높았다(p < 0.05).
지르코니아 시편의 반투명도는 0.3 mm 군에서 평균 13.57로 가장 높았으며, 0.2 mm 씩 두께가 증가할수록 유의하게 감소하였다. 모든 군은 통계적으로 유의한 차이를 보였다.
지르코니아 시편의 반투명도는 0.3 mm 두께에서 가장 높았으며, 0.5 mm, 0.7 mm로 두께가 증가할수록 감소하였 다(p < 0.05).
파절강도는 수복물의 장기적인 생존율을 위한 중요한 요소중 하나로[18], 파절강도 측정은 상하악 유전치 간 각도인 148 도를 참고하여[19] 장축을 기준으로 30도 경사를 기울여 하중을 주었다. 지르코니아 전장관은 0.3 mm의 얇은 두께로도 레진 전장관보다 유의하게 높은 파절 강도를 보였으며, 만 3 - 6세의 평균 교합력인 200 - 250 N과 유전치부의 평균 교합력인 50 N에 비하여도[20,21] 상당히 높은 파절 강도를 보였다. 이는 0.
지르코니아 전장관은 두께가 증가할수록 파절강도가 증가하였으며, 각 군 간에 차이를 보였다(p < 0.05).
후속연구
05). 0.3 mm의 얇은 두께로 제작한 전장관도 레진 전장 관과 유치의 교합력보다 높은 파절강도를 보여 임상적으로 사용할 수 있을 것이며 지대치 상태에 따라 두께를 조절하여 반투명 도에 변화를 주면 자연치와 유사한 심미적인 수복이 가능할 것이다. 이 연구의 결과를 통해, CAD/CAM을 이용한 유전치 지르코니아 전장관의 제작은 기존의 유전치 수복물들의 한계점을 보완하며 강도와 심미를 갖춘 수복 방법이 될 수 있을 것으로 보인다.
임상적으로 CAD/CAM을 이용하여 만든 얇은 전장관의 수복 은, 기성 지르코니아 전장관 수복시의 과도한 치아 삭제량의 감소뿐만 아니라, 기성 전장관 수복 후 치수치료시의 치수강 접근이나 전장관 제거의 어려움을 줄일 수 있을 것이다. 또한 지대치 상태 및 주변 치아에 맞추어 두께 및 외형 설정뿐만 아니라 염색약으로 색을 부여해준다면 CAD/CAM 기술은 기존의 유전치 심미 수복물들의 한계점을 최소화할 수 있는 유전치 심미 수복 방법으로 사용될 수 있을 것이다.
지대치의 상태와 시멘트의 종류와 두께는 파절강도에 영향을 미칠 수 있으며[24], 전장관의 최종 색상에는 전장관의 두께, 색, 표면 질감, 표면 염색뿐만 아니라 시멘트의 색, 두께, 그리고 하방 치아의 색 등 여러 요인이 영향을 미치기 때문에[25] 각 요소의 조합에 따른 고려가 필요하다. 마지막으로, 시판되는 지르코니아 블록은 종류가 다양하며 각각 색상, 강도 등의 물리적 특성이 다르기 때문에[12] 유전치의 색에 맞는 지르코니아 블록과 염색약 및 시멘트의 조합에 대한 후속 연구가 필요할 것이다.
지르코니아는 단단한 물리적 성질로 인해[12] 치아 삭제량을 최소화하여 얇은 두께로 유전치 전장관을 제작하여도 레진 전장관 뿐만 아니라 유치 교합력보다 높은 파절강도를 보여 임상에서의 적용 가능성을 보여주었다. 본 연구의 전장관 디자인 방법처럼 치경부 직경을 늘리는 방식으로 전장관 제작을 고안한다면 언더컷 없이 치아 삭제를 하더라도 절단부의 치수 노출의 위험성이 줄어들 것이다.
유전치에서도 치아 외형에 맞추어 심미 수복이 이루어질 수 있다면, 개별 치아에 맞추어 수복이 이루어질 수 없는 기성 전장관의 한계를 줄이고 더 보존적이고 심미적인 치료가 가능해질 수 있을 것이다. 이에 소아치과 영역에서도 Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing (CAD/CAM) 기술의 활용이 고려될 수 있다.
3 mm의 얇은 두께로 제작한 전장관도 레진 전장 관과 유치의 교합력보다 높은 파절강도를 보여 임상적으로 사용할 수 있을 것이며 지대치 상태에 따라 두께를 조절하여 반투명 도에 변화를 주면 자연치와 유사한 심미적인 수복이 가능할 것이다. 이 연구의 결과를 통해, CAD/CAM을 이용한 유전치 지르코니아 전장관의 제작은 기존의 유전치 수복물들의 한계점을 보완하며 강도와 심미를 갖춘 수복 방법이 될 수 있을 것으로 보인다.
7 mm 두께의 지르코니아 시편은 두께가 증가할수록 반투명도가 감소하였으며, 각 군 간에 유의한 차이를 보였다. 이를 통해 지르코니아는 0.2 mm의 얇은 두께 차이로도 반투명도에 유의한 차이를 만들어 환자의 치아 상태에 맞춘 심미적인 전장관의 제작이 가능할 것으로 사료된다. 유전치의 협면에 변색이나 우식이 있는 경우 협측 두께를 비교적 두껍게 제작하고 반투명도를 낮추어 덮어줄 수 있을 것이며, 반대로 유전치의 인접면에만 우식이 있고 협면은 건전한 경우 협측 두께를 얇게 제작하고 반투명도를 높게 유지하여 자연치와 유사한 심미성을 부여할 수 있을 것이다.
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