의치의 금속구조물을 selective laser melting을 통하여 제작하는 경우 기존의 제작 방식에 비해 여러 기공 과정이 생략되어 시간이 절약되고 간편해진다. 또한 균질한 밀도의 금속구조물을 얻을 수 있어 우수한 기계적 성질, 특히 피로 파절에 대한 높은 저항성을 기대할 수 있다. 본 증례에서는 부분 무치악 환자에서 기존의 방식으로 최종인상을 채득하여 주모형을 제작하였고 이를 스캔하여 데이터화 하였다. 스캔 데이터 상에서 금속구조물을 디자인한 뒤 selective laser melting 방식으로 가철성 국소의치를 제작하였으며 기능적 및 심미적으로 만족스러운 결과를 보였기에 이를 보고하는 바이다.
의치의 금속구조물을 selective laser melting을 통하여 제작하는 경우 기존의 제작 방식에 비해 여러 기공 과정이 생략되어 시간이 절약되고 간편해진다. 또한 균질한 밀도의 금속구조물을 얻을 수 있어 우수한 기계적 성질, 특히 피로 파절에 대한 높은 저항성을 기대할 수 있다. 본 증례에서는 부분 무치악 환자에서 기존의 방식으로 최종인상을 채득하여 주모형을 제작하였고 이를 스캔하여 데이터화 하였다. 스캔 데이터 상에서 금속구조물을 디자인한 뒤 selective laser melting 방식으로 가철성 국소의치를 제작하였으며 기능적 및 심미적으로 만족스러운 결과를 보였기에 이를 보고하는 바이다.
Compared to conventional method, if metal framework of removable partial denture is fabricated by selective laser melting, various laboratory works are omitted, saving time and simplifying the process. In addition, metal framework with homogeneous density can be obtained, expecting excellent mechani...
Compared to conventional method, if metal framework of removable partial denture is fabricated by selective laser melting, various laboratory works are omitted, saving time and simplifying the process. In addition, metal framework with homogeneous density can be obtained, expecting excellent mechanical properties, especially resistance to fatigue fracture. In these cases, impression were taken using conventional methods in partial edentulous patients, master casts were fabricated and scanned to obtain digital data. After designing the metal frameworks on the scanned data, removable partial dentures were fabricated using selective laser melting methods. Through these procedure, satisfactory outcomes were achieved both in functional and esthetic aspects.
Compared to conventional method, if metal framework of removable partial denture is fabricated by selective laser melting, various laboratory works are omitted, saving time and simplifying the process. In addition, metal framework with homogeneous density can be obtained, expecting excellent mechanical properties, especially resistance to fatigue fracture. In these cases, impression were taken using conventional methods in partial edentulous patients, master casts were fabricated and scanned to obtain digital data. After designing the metal frameworks on the scanned data, removable partial dentures were fabricated using selective laser melting methods. Through these procedure, satisfactory outcomes were achieved both in functional and esthetic aspects.
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문제 정의
아날로그와 디지털 방식을 조합한 방식이 가장적합도가 떨어졌으며, 반면 완전 디지털 방식으로 제작한 경우 가장 적합도가 우수하다는 결론을 내렸다. 본 연구에서는 적합도보다는 주조과정상 내부의 다공성 문제를 해소하여 금속의 기계적 성질을 개선하기 위하여 SLM 제작 방식을 선택하였다. 또한 구내 스캔으로 인상채득을 대신할 경우 선택적 가압인상을 채득할 수 없는 단점이 존재하여 하악 Kennedy class I 혹은 II 증례와 같이 선택적 가압을 통한 지지의 개선이 필요한 증례에서는 구내 스캔은 부적절하다고 할 수 있다.
Kajima 등16은 항복강도와 인장강도는 주조 방식으로 제작된 클라스프보다 SLM으로제작된 클라스프가 유의한 차이로 더 높았으며 연신율은두 방식으로 제작된 클라스프에서 유의한 차이가 나타나지 않아 물리적 성질에서 우월하며 지대치에 의해 얻어지는 유지력에는 크게 차이가 없음을 발견하였다. 본 연구에서는 환자가 기존에 쓰던, 주조 방식으로 제작된 의치의 금속구조물의 파절을 확인하였고, 파절에 대한 저항성을 개선하기 위해 SLM 방식의 제작을 통하여 금속구조물의 강도 개선을 도모하였다. 주조 방식으로 제작된금속구조물은 주조과정에서 내부 다공성 구조가 형성될가능성이 있으며 SLM의 방식은 이러한 가능성을 최소화할 수 있다고 사료된다.
이 주모형을 스캔하여디지털 데이터를 채득하였고 디자인 소프트웨어를 통해데이터 상에서 금속구조물을 디자인한 뒤 SLM 방식으로가철성 국소의치를 제작하였다. 장착 후 기능적 및 심미적으로 만족스러운 결과를 보였기에 이를 보고하는 바이다.
제안 방법
언더컷을 분석하고 삽입철거로를 결정하는 디지털 도구들은 종래에 쓰이던 치과용 서베이어보다 정확하다.14 본 증례에서는 의치의 삽입철거 시 연조직에 상처가 생긴 환자에서 디지털 서베잉을통해 한 번 더 삽입철거로를 확인한 후 국소의치의 금속 구조물을 제작하였다.
또한 연조직의 전정과 같이 좁은 영역은 기능적으로 구내 스캔하기가 매우 어렵다.18 이에 적합도가 좋지 않다는 연구 결과에도 불구하고 본 증례에서는 아날로그와 디지털 방식을 조합하여 일반적인 방법으로 인상채득 후 SLM 방식으로 금속 구조물을 제작하였다.
상악은 치아지지 국소의치 #12, 17, 22, 26 지대치에 환상형 클라스프를 설계하였으며 하악은 최후방 지대치인 #35, 46에 조합형 클라스프를 설계하였다. SLM을 통하여 금속구조물을 제작하여 환자에게 최종 의치를 수복하였다(Fig. 17).
지대치 하방의 조직부 언더컷이 존재하고 국소의치의기능운동으로 인한 #35, 45 치아에 가해지는 경사력을최소화하기 위하여 조합형 클라스프를 사용하였으며 제작 시에 금속부분이 노출되지 않기를 원하셨기에, 심미성을 위하여 #33, 43 치아에는 클라스프를 부여하지 않았다. 디자인된 데이터를 STL file로 변환한 후, 3D printer (NCL-M2150T, CHAMLION, Nanjing, China)에 입력하였으며, SLM 과정에서 사용된 3D printer는 레이저 파워 500 W, 스캔 간격 40 μm, 스캔 속도 7 m/s, 레이어 두께 30 μm의 공정 조건 하에서 금속구조물을 출력하였다. 3D printing에 사용된 파우더는 코발트(65%), 크롬 (27%), 몰리브덴(6%), 망간(1%), 실리콘(1%)로 이루어진 코발트-크롬 합금이 사용되었다.
9). 디지털 서베잉 과정을 통하여 언더컷의 위치 재설정하여 적절한 유지력을 얻고 I-bar 클라스프에 의한 연조직 손상을 방지하고 지대치에 가해지는 경사력을 줄이기 위하여 조합형 클라스프로 재제작하기로 계획하였다. 디지털 서베잉 전, 환자 구내 상태의 진단을 위하여 치과용 서베이어 상에서 서베잉을 진행하였다(Fig.
디지털 서베잉 과정을 통하여 언더컷의 위치 재설정하여 적절한 유지력을 얻고 I-bar 클라스프에 의한 연조직 손상을 방지하고 지대치에 가해지는 경사력을 줄이기 위하여 조합형 클라스프로 재제작하기로 계획하였다. 디지털 서베잉 전, 환자 구내 상태의 진단을 위하여 치과용 서베이어 상에서 서베잉을 진행하였다(Fig. 10). 종래의 방법으로 하악 부분 무치악에 대한 최종인상을 진행하였으며 이를 통해 얻어진 주모형을 3D 스캔하여 CAD software 상에서 언더컷의 양을 확인한 후 금속구조물을 디자인하였다(Fig.
본 증례에서는 부분 무치악 환자에서 종래에 쓰이던방식인 폴리비닐 실록산 인상재를 통하여 최종인상을 채득하였고 주모형을 제작하였다. 이 주모형을 스캔하여디지털 데이터를 채득하였고 디자인 소프트웨어를 통해데이터 상에서 금속구조물을 디자인한 뒤 SLM 방식으로가철성 국소의치를 제작하였다.
16). 상악은 치아지지 국소의치 #12, 17, 22, 26 지대치에 환상형 클라스프를 설계하였으며 하악은 최후방 지대치인 #35, 46에 조합형 클라스프를 설계하였다. SLM을 통하여 금속구조물을 제작하여 환자에게 최종 의치를 수복하였다(Fig.
4). 얻어진 주모형을 3D 스캔(E4, 3Shape dental system, Copenhagen, Denmark)하여 국소의치의 금속구조물을 CAD soft- ware (3Shape dental system) 상에서 디자인하였다(Fig. 5). 지대치 하방의 조직부 언더컷이 존재하고 국소의치의기능운동으로 인한 #35, 45 치아에 가해지는 경사력을최소화하기 위하여 조합형 클라스프를 사용하였으며 제작 시에 금속부분이 노출되지 않기를 원하셨기에, 심미성을 위하여 #33, 43 치아에는 클라스프를 부여하지 않았다.
제작과정에서 나타나는 금속구조물의 결함을 최소화하기 위하여 SLM 방식으로 금속구조물을 제작하기로 하였다. 예비 인상을 통해 얻어진 진단모형 상에서 서베잉을 하였고(Fig. 14), 상, 하악을 종래의 방법대로 인상을 채득하였으며(Fig. 15) 제작된 주모형을 3D 스캔 후 금속구조물을 3D 디자인하였다(Fig. 16). 상악은 치아지지 국소의치 #12, 17, 22, 26 지대치에 환상형 클라스프를 설계하였으며 하악은 최후방 지대치인 #35, 46에 조합형 클라스프를 설계하였다.
의치의 파절 단면에서는 내부의 다공성 구조가 관찰되어 국소의치의 파절 가능성을 줄이기 위하여 금속구조물을 SLM을 통하여 제작하기로 계획하였다. 예비 인상을 통해 얻어진 진단모형으로 기존 서베이드 금관의 삽입철거로를 확인하기 위하여 치과용 서베이어 상에서 서베잉을진행하였다(Fig. 3). 이후 통상적인 방법으로 하악에 대한 개인 트레이를 제작하고 최종 인상(EXADENTURE, GC, Tokyo, Japan)을 채득하였다(Fig.
2). 의치의 파절 단면에서는 내부의 다공성 구조가 관찰되어 국소의치의 파절 가능성을 줄이기 위하여 금속구조물을 SLM을 통하여 제작하기로 계획하였다. 예비 인상을 통해 얻어진 진단모형으로 기존 서베이드 금관의 삽입철거로를 확인하기 위하여 치과용 서베이어 상에서 서베잉을진행하였다(Fig.
주모형을 제작하였다. 이 주모형을 스캔하여디지털 데이터를 채득하였고 디자인 소프트웨어를 통해데이터 상에서 금속구조물을 디자인한 뒤 SLM 방식으로가철성 국소의치를 제작하였다. 장착 후 기능적 및 심미적으로 만족스러운 결과를 보였기에 이를 보고하는 바이다.
3). 이후 통상적인 방법으로 하악에 대한 개인 트레이를 제작하고 최종 인상(EXADENTURE, GC, Tokyo, Japan)을 채득하였다(Fig. 4). 얻어진 주모형을 3D 스캔(E4, 3Shape dental system, Copenhagen, Denmark)하여 국소의치의 금속구조물을 CAD soft- ware (3Shape dental system) 상에서 디자인하였다(Fig.
6). 이후, 종래의 방법대로 기록상과 교합제를 통하여 교합고경을 확인 후 최종의치를 수복하였다(Fig. 7).
13). 제작과정에서 나타나는 금속구조물의 결함을 최소화하기 위하여 SLM 방식으로 금속구조물을 제작하기로 하였다. 예비 인상을 통해 얻어진 진단모형 상에서 서베잉을 하였고(Fig.
10). 종래의 방법으로 하악 부분 무치악에 대한 최종인상을 진행하였으며 이를 통해 얻어진 주모형을 3D 스캔하여 CAD software 상에서 언더컷의 양을 확인한 후 금속구조물을 디자인하였다(Fig. 11). 디자인된 금속구조물은 SLM을 통하여 제작되었으며 통상적 방법에따라 교합고경 확인 후 최종의치를 수복하였다(Fig.
5). 지대치 하방의 조직부 언더컷이 존재하고 국소의치의기능운동으로 인한 #35, 45 치아에 가해지는 경사력을최소화하기 위하여 조합형 클라스프를 사용하였으며 제작 시에 금속부분이 노출되지 않기를 원하셨기에, 심미성을 위하여 #33, 43 치아에는 클라스프를 부여하지 않았다. 디자인된 데이터를 STL file로 변환한 후, 3D printer (NCL-M2150T, CHAMLION, Nanjing, China)에 입력하였으며, SLM 과정에서 사용된 3D printer는 레이저 파워 500 W, 스캔 간격 40 μm, 스캔 속도 7 m/s, 레이어 두께 30 μm의 공정 조건 하에서 금속구조물을 출력하였다.
대상 데이터
디자인된 데이터를 STL file로 변환한 후, 3D printer (NCL-M2150T, CHAMLION, Nanjing, China)에 입력하였으며, SLM 과정에서 사용된 3D printer는 레이저 파워 500 W, 스캔 간격 40 μm, 스캔 속도 7 m/s, 레이어 두께 30 μm의 공정 조건 하에서 금속구조물을 출력하였다. 3D printing에 사용된 파우더는 코발트(65%), 크롬 (27%), 몰리브덴(6%), 망간(1%), 실리콘(1%)로 이루어진 코발트-크롬 합금이 사용되었다. 출력된 금속구조물을 절단시켜 절단면을 관찰 시 내면은 다공성의 구조가없이 균질한 밀도로 내부가 채워져 있는 것을 확인하였다(Fig.
두 번째 증례는 66세 여자 환자로서 ‘틀니를 넣을 때 피가 나서 혼자 틀니를 조절하다가 부러졌다’는 주소로 본원에 내원하였다. 환자는 기존의 I-bar에 의하여 조직부손상이 있었다고 하여 의치 재제작시 I-bar는 설계를 원하지 않았다.
본 증례는 SLM 방식을 이용하여 제작한 가철성 국소 의치 금속구조물로 부분 무치악 환자를 수복한 증례이다. 매몰 및 주조 방법으로 제작한 금속구조물은 숙련도나 제작 환경에 따라 오차의 가능성이 있다.
세 번째 증례는 68세 남자환자로 ‘위, 아래 틀니가 부러졌다’는 주소로 본원을 내원하였다. 구강 검사 시 상악은 Kennedy class Ⅲ 부분 무치악, 하악은 Kennedy class I 부분 무치악의 상태였다.
첫 번째 증례는 56세 남자 환자로서 ‘틀니가 부러졌다’ 는 주소로 본원에 내원하였다. 구강 검사와 방사선 사진 검사에서 하악은 #33, 34, 35, 43, 44, 45 치아가 잔존하는 부분 무치악 상태였으며 #34, 35, 44, 45는 서베이드 금관으로 수복되어 있었다(Fig.
성능/효과
있다. 아날로그와 디지털 방식을 조합한 방식이 가장적합도가 떨어졌으며, 반면 완전 디지털 방식으로 제작한 경우 가장 적합도가 우수하다는 결론을 내렸다. 본 연구에서는 적합도보다는 주조과정상 내부의 다공성 문제를 해소하여 금속의 기계적 성질을 개선하기 위하여 SLM 제작 방식을 선택하였다.
3D printing에 사용된 파우더는 코발트(65%), 크롬 (27%), 몰리브덴(6%), 망간(1%), 실리콘(1%)로 이루어진 코발트-크롬 합금이 사용되었다. 출력된 금속구조물을 절단시켜 절단면을 관찰 시 내면은 다공성의 구조가없이 균질한 밀도로 내부가 채워져 있는 것을 확인하였다(Fig. 6). 이후, 종래의 방법대로 기록상과 교합제를 통하여 교합고경을 확인 후 최종의치를 수복하였다(Fig.
후속연구
매몰 및 주조 방법으로 제작한 금속구조물은 숙련도나 제작 환경에 따라 오차의 가능성이 있다. SLM 방식으로 금속구조물을 제작할 경우 그 밀도가 주조 방식에 비해 상당히 증가하는 것으로 보고되어 이에 따라 기계적 성질의 개선을 기대할 수 있으며 향후 이에 대한 장기적인 예후에 대하여 연구가 필요할 것으로 보인다.
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