[논문]치과용 CAD/CAM 전용 세라믹기반 하이브리드 레진 수복물의 변연 적합 연구

정창섭; 박종경

doi:10.14347/jtd.2020.42.3.228

치과용 CAD/CAM 전용 세라믹기반 하이브리드 레진 수복물의 변연 적합 연구
A study on marginal fit of the ceramic-based hybrid resin restoration for dental CAD/CAM systems 원문보기

Journal of technologic dentistry : JTD, v.42 no.3, 2020년, pp.228 - 233

정창섭 (원광보건대학교 치기공과) , 박종경 (김천대학교 치기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: This study aimed to assess and compare the marginal fit of ceramic-based hybrid resin restoration (HYB) and zirconia restoration (ZIR) for dental computer-aided design/computer-aided manufacturing systems. Methods: A stainless steel master model was produced. The impression was first made with silicone, and then stone working models were produced. A total of twenty restorations were fabricated with two different materials: ZIR and HYB. The silicone film thickness of the marginal gap was measured using a digital microscope; digital photos were taken at a magnification of ×160, and then analyzed using a measurement software. The values of the result were evaluated with the independent-sample t-test (α=0.05). All statistical analyses were performed with a statistical software. Results: The mean values for the marginal gap was 37.14±2.96 ㎛ for HYB, compared with 40.37±5.26 ㎛ for ZIR. No significant difference was found between ZIR and HYB (p=0.107). Conclusion: As a result, the marginal fit of the restoration fabricated using the hybrid resin was better than that of the restoration fabricated using zirconia. Also, the marginal fit of all groups was below the clinical acceptable range of 120 ㎛. Thus, HYB for dental CAD/CAM system in this study is expected to be suitable for clinical use in dentistry.

주제어

표/그림 (7)

그림 Figure 1. Flowchart showing manufacturing and evaluating process of two groups. 3D: three-dimensional, ZIR: zirconia restoration, HYB: ceramic-based hybrid resin restoration.
그림 Figure 2. Schematic diagram of dimension on the master model.
그림 Figure 3. Measurement point for evaluation of marginal gap.
그림 Figure 4. Measurement of the marginal area silicone thickness by digital microscope.
표 Table 1. Materials used in this study
그림 Figure 5. Box plot for median and range values of marginal gap fabricated by two materials for restoration. ZIR: zirconia restoration, HYB: ceramic-based hybrid resin restoration.
표 Table 2. Mean and standard deviation (SD) of marginal gap for two different groups

AI 본문요약
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문제 정의

CAD/CAM 시스템을 이용한 임상 적용이 폭넓게 증가함에 따라 다양한 유형의 CAD/CAM 전용 하이브리드 소재들이 개발되었지만 이러한 소재를 선택할 때 참고가 될 만한 기본 자료들이 많이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 최근에 시판된 CAD/CAM 전용 세라믹기반 하이브리드 레진 수복물의 변연 적합도를 평가하여 임상적 자료로 활용하고자 함이다. 본 연구의 귀무가설은 ‘서로 다른 두 가지의 소재로 제작한 수복물 간의 변연 적합도는 서로 유의한 차이가 없다‘이다.
본 연구에서는 CAD/CAM 전용 세라믹기반 하이브리드 레진 수복물과 지르코니아 단일소재 수복물 간의 변연 적합도에 차이가 있는지 규명하기 위하여 실리콘 복제법을 이용한 비교 평가를 통해 다음과 같은 결론이 도출되었다.
본 연구에서는 새롭게 개발된 CAD/CAM 전용 세라믹기반 하이브리드 레진 수복물이 변연 적합도에 미치는 영향을 파악하기 위해 기존의 지르코니아 단일소재 수복물을 제작한 후 실리콘 복제법을 이용하여 변연 간격을 측정하여 비교 평가하였다.

가설 설정

본 연구의 귀무가설은 ‘서로 다른 두 가지의 소재로 제작한 수복물 간의 변연 적합도는 서로 유의한 차이가 없다‘이다.

제안 방법

10개의 석고 작업모형을 3차원(three-dimensional, 3D) laser scanner (D750; 3Shape A/S, Copenhagen, Denmark)를 이용하여 각각 스캔하였고, CAD software program (Dental Designer™; 3Shape A/S) 상에서 수복물을 3D 디자인하였다.
절삭 가공이 완료된 수복물의 내면에 연질 실리콘 인상재료(Aquasil Ultra XLV; Dentsply Caulk, Milford, DE, USA)를 주입한 후, 석고 작업모형 상에 적합시켰다. 균일한 압력이 가해지도록 만능재료시험기(OTU-05D; Oriental TM, Siheung, Korea) 상에서 5분간 50 N의 압력이 유지되도록 하였다. 연질 실리콘 인상재료가 경화되면 석고 작업모형에서 수복물을 분리시키고, 경질 실리콘 인상재료(Aquasil Ultra monophase; Dentsply Caulk)를 수복물을 대체하여 포매하였다.
3) [14]. 그 후 디지털현미경에 내장된 측정 프로그램(KH7700 software ver. 2.10c; Hirox)을 이용하여 간격을 측정하였다(Fig. 4).
0 mm 떨어진 지점부터 전체 30 μm를 부여하였다. 디자인이 완료된 디지털 데이터를 CAM software (Zenotec CAM V3; Wieland Dental, Pforzheim, Germany)에서 import하였고, 블록의 등록은 블록명, 색조(shade), 수축률 등의 정보가 포함된 블록의 바코드를 Wieland CAD/CAM 시스템에 내장된 RFID를 이용하여 자동 등록하였다. 등록된 블록의 수축률은 1:1.
이에 따라 본 연구에서는 반복측정이 가능하고 결과 값을 신뢰할 수 있는 silicone replica method를 선택하였다. 수복물과 지대치의 간격을 나타내주는 포매된 silicone film을 십자 형태로 절단 분할 후, digital microscope를 이용하여 변연 부위에서의 적합도를 관찰하였다.
균일한 압력이 가해지도록 만능재료시험기(OTU-05D; Oriental TM, Siheung, Korea) 상에서 5분간 50 N의 압력이 유지되도록 하였다. 연질 실리콘 인상재료가 경화되면 석고 작업모형에서 수복물을 분리시키고, 경질 실리콘 인상재료(Aquasil Ultra monophase; Dentsply Caulk)를 수복물을 대체하여 포매하였다. 최종 경화된 실리콘 인상재료는 면도날(razor blade)을 이용하여 십자 형태로 분할하였고, 160 배율의 디지털현미경(KH-7700; Hirox, Tokyo, Japan)으로 분할된 단면을 디지털 이미지화하였다.
22였고, 블록 내 절삭 가공할 디자인 데이터의 위치설정 및 바 생성 후 NC 파일을 형성하였다. 이어서 밀링장비(Zenotec select S2; Wieland Dental)에 적용하여 지르코니아 블록(IPS e.max ZirCAD MT Multi A2; Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) (Table 1)을 절삭 가공하였으며 제조회사 소성 스케줄에 따라 소결로(Fire P1; Thermo-star, Berlin, Germany)에서 최종 소결 처리하여 완성하였다(n=10) (Fig. 1).
작업모형의 제작을 위해서 복제용 실리콘(Deguform; DeguDent GmbH, Hesse, Germany)을 이용하여 금속 주모형을 복제하였다. 최종 경화된 실리콘 몰드 내면에 type IV 석고(Neo Plumstone; Mutsumi Chemical Industries Co.
절삭 가공이 완료된 수복물의 내면에 연질 실리콘 인상재료(Aquasil Ultra XLV; Dentsply Caulk, Milford, DE, USA)를 주입한 후, 석고 작업모형 상에 적합시켰다. 균일한 압력이 가해지도록 만능재료시험기(OTU-05D; Oriental TM, Siheung, Korea) 상에서 5분간 50 N의 압력이 유지되도록 하였다.
지르코니아 수복물의 제작과 마찬가지로 디자인이 완료된 데이터를 이용하여 NC 파일을 생성한 후 그 파일을 밀링장비에 적용하였고 세라믹기반 하이브리드 레진 블록(DISK HC A2-HT; Shofu, Kyoto, Japan) (Table 1)을 절삭 가공하여 완성하였다(n=10) (Fig. 1).
작업모형의 제작을 위해서 복제용 실리콘(Deguform; DeguDent GmbH, Hesse, Germany)을 이용하여 금속 주모형을 복제하였다. 최종 경화된 실리콘 몰드 내면에 type IV 석고(Neo Plumstone; Mutsumi Chemical Industries Co. LTD., Mie, Japan)를 주입하여 그룹별로 10개씩 제작한 후 분류하였다(Fig. 1). 모든 과정은 제조회사의 지시에 따라 제작되었다.
연질 실리콘 인상재료가 경화되면 석고 작업모형에서 수복물을 분리시키고, 경질 실리콘 인상재료(Aquasil Ultra monophase; Dentsply Caulk)를 수복물을 대체하여 포매하였다. 최종 경화된 실리콘 인상재료는 면도날(razor blade)을 이용하여 십자 형태로 분할하였고, 160 배율의 디지털현미경(KH-7700; Hirox, Tokyo, Japan)으로 분할된 단면을 디지털 이미지화하였다.

대상 데이터

본 연구를 위해 상부 직경 6.0 mm, 하부 직경 8.9 mm, 높이 5.0 mm, 16°의 total occlusal convergence로 chamfer margin을 갖는 금속 주모형(stainless steel, UNS S30400)을 제작하였다(Fig. 2).

데이터처리

측정 지점에 따라 기록된 수치의 평균 및 표준편차 값을 산출하였고, 모집단이 정규성 및 등분산성 가정을 만족하였기 때문에 독립표본(independent-samples) t-test를 시행함으로써 각 그룹 간의 통계적 차이와 유의성을 분석하였다(Fig. 1). 통계 검증에 필요한 유의 수준 (α)은 0.

이론/모형

이에 비해 비파괴적 측정법인 silicone replica method는 다른 측정 방법과 비교하였을 때에도 그 결과를 신뢰할 수 있다고 하였다[28,31]. 이에 따라 본 연구에서는 반복측정이 가능하고 결과 값을 신뢰할 수 있는 silicone replica method를 선택하였다. 수복물과 지대치의 간격을 나타내주는 포매된 silicone film을 십자 형태로 절단 분할 후, digital microscope를 이용하여 변연 부위에서의 적합도를 관찰하였다.

성능/효과

14 μm를 나타내었다. HYB 그룹이 ZIR 그룹보다 더 좁은 변연 간격을 나타내었지만, 이 두 그룹 간에는 통계적으로 유의한 차이가 존재하지 않았다(p=0.107).
둘째, ZIR 소재와 HYB 소재로 제작된 단일 치관 수복물의 변연 적합에 대한 통계적 유의성 검증을 위한 independent-samples t-test 결과, 두 그룹 간에는 통계적으로 유의한 차이가 존재하지 않았다(p=0.107). 따라서 본 연구에서 설정한 귀무가설은 기각되지 않았다.
따라서 우수한 내구성, 심미성, 그리고 가공성을 가진 세라믹기반 하이브리드 레진 소재로 제작된 수복물은 환자의 요구와 술자의 선택에 따라 기존의 세라믹 단일 소재로 제작된 수복물을 대체하여 사용할 수 있다고 판단된다.
본 연구에서 ZIR 그룹의 변연 간격은 40.37±5.26 μm를 나타내었고, HYB 그룹의 변연 간격은 37.14±2.96 μm를 나타낸 결과로 볼 때, Awada와 Nathanson [26]의 연구에서 레진 기반 소재가 기존의 CAD/CAM 소재와 비교할 때 더 부드럽고 더 정확한 변연 부위를 제작할 수 있다는 것과 일치한다고 볼 수 있다.
셋째, ZIR 소재와 HYB 소재로 제작된 단일 치관 수복물은 모두 현재 임상적으로 허용 가능한 변연 간격 범위인 120 μm 이내에 존재하였다.
첫째, HYB 소재로 제작된 단일 치관 수복물의 변연 적합이 ZIR 소재로 제작된 단일 치관 수복물보다 더 우수하였다.

후속연구

본 연구에서는 실제 치아가 아닌 체외 실험용 표준 형태의 시편을 절삭하여 제작하였고, 절삭 공구의 마모 변수 및 장비의 오류가 내재되어 있을 가능성을 배제하였기 때문에 실제 임상적인 상황과 차이점을 가지는 한계가 있었다. 또한, green state 또는 반소결 지르코니아 블록을 이용한 수복물은 최종 소결과정 중 발생할 수 있는 선형 수축을 보상하기 위해 최종 크기보다 조금 크게 제작하는데, 소결로의 열선 상태등 결과에 영향을 미칠 수 있는 제3의 변수가 작용할 수 있으므로 통제되어야 할 것이다. 향후 후속 연구에서는 이러한 한계점을 극복하여 실제적인 임상 유효성을 평가하기 위한 지표가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구에서는 실제 치아가 아닌 체외 실험용 표준 형태의 시편을 절삭하여 제작하였고, 절삭 공구의 마모 변수 및 장비의 오류가 내재되어 있을 가능성을 배제하였기 때문에 실제 임상적인 상황과 차이점을 가지는 한계가 있었다. 또한, green state 또는 반소결 지르코니아 블록을 이용한 수복물은 최종 소결과정 중 발생할 수 있는 선형 수축을 보상하기 위해 최종 크기보다 조금 크게 제작하는데, 소결로의 열선 상태등 결과에 영향을 미칠 수 있는 제3의 변수가 작용할 수 있으므로 통제되어야 할 것이다.
또한, green state 또는 반소결 지르코니아 블록을 이용한 수복물은 최종 소결과정 중 발생할 수 있는 선형 수축을 보상하기 위해 최종 크기보다 조금 크게 제작하는데, 소결로의 열선 상태등 결과에 영향을 미칠 수 있는 제3의 변수가 작용할 수 있으므로 통제되어야 할 것이다. 향후 후속 연구에서는 이러한 한계점을 극복하여 실제적인 임상 유효성을 평가하기 위한 지표가 필요할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	전통적으로 치과용 보철물의 제작에 사용된 것은?	치과용 보철물의 제작을 위해서 높은 강도를 지닌 하부 금속과 심미적인 요소를 위한 상부 도재로 구성된 금속도재관이 전통적으로 이용되어 왔다[1]. 하지만 심미적인 요인에 관련한 환자의 요구가 상승함에 따라 합금을 이용한 수복재보다 심미성과 물리적 강도를 모두 만족시킬 수 있는 세라믹 소재 수복물의 사용이 크게 증가하였다[2,3].
	치과용 보철물에 세라믹 소재 수복물 사용이 증가한 이유는?	치과용 보철물의 제작을 위해서 높은 강도를 지닌 하부 금속과 심미적인 요소를 위한 상부 도재로 구성된 금속도재관이 전통적으로 이용되어 왔다[1]. 하지만 심미적인 요인에 관련한 환자의 요구가 상승함에 따라 합금을 이용한 수복재보다 심미성과 물리적 강도를 모두 만족시킬 수 있는 세라믹 소재 수복물의 사용이 크게 증가하였다[2,3]. 특히 세라믹 소재는 전통적인 금속도재관과 비슷한 생체 친화성을 가지고 금속 고유의 비심미적 요인을 해결할 수 있으며 색조 안정성이 우수하고 자연치와 유사한 색조를 지니므로 치과용 수복재료로 많이 사용되어 왔다[4,5].
	지르코니아 수복물과 비교해 연구를 통해 얻은 세라믹기반 하이브리드 레진 수복물의 장점은?	첫째, HYB 소재로 제작된 단일 치관 수복물의 변연 적합이 ZIR 소재로 제작된 단일 치관 수복물보다 더 우수하였다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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