본 연구는 현재 상실된 치아 수복에 보편적으로 사용되는 금속 융착도재관(porcelain-fused-metal:PFM)의 문제점들인 심미성 결여, 고가 귀금속인 금과 팔라디움의 사용, 그리고 환자에 따라 일어나는 금속과민 반응 등을 해결하기 위해 세라믹만으로 전도재관 브릿지를 제조하는 방법의 개발에 관한 것이다. 이를 위해 산화알루미늄 (Al₂O₃;알루미나) 분말을 전도재관 브릿지로 성형이 용이한 평판형 테이프로의 제조공정을 개발하였고 제조된 테이프를 단일치관과 3-unit 브릿지로의 성형법을 개발하였으며 제조된 단일치관과 브릿지를
본 연구는 현재 상실된 치아 수복에 보편적으로 사용되는 금속 융착도재관(porcelain-fused-metal:PFM)의 문제점들인 심미성 결여, 고가 귀금속인 금과 팔라디움의 사용, 그리고 환자에 따라 일어나는 금속과민 반응 등을 해결하기 위해 세라믹만으로 전도재관 브릿지를 제조하는 방법의 개발에 관한 것이다. 이를 위해 산화알루미늄 (Al₂O₃;알루미나) 분말을 전도재관 브릿지로 성형이 용이한 평판형 테이프로의 제조공정을 개발하였고 제조된 테이프를 단일치관과 3-unit 브릿지로의 성형법을 개발하였으며 제조된 단일치관과 브릿지를 임상에 적용하여 안정성 유무를 확인하였다. 본연구의 최종목표는 개발된 세라믹 테이프에 의한 전도재 브릿지 제조방법을 상용화하기 위한 제단 제조공정의 확립이다. 이러한 목표는 3차년도 연구완료와 동시에 도달되었으며 이를 각 단계별로 요약하면 다음과 같다. 1. 전도재 브릿지용 수계 세라믹 테이프 제조 수제 알루미나 테이프 제조를 위해 수계 결합제로 polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolid one (PVP), 그리고 acrylate 등을 사용하였다. 이중에서 전도재 브릿지 제조에 가장 적합한 결합제로 acrylate를 선택하였으며 이를 사용하여 제조한 알루미나 테이프의 조성은 알루미나분말/알루미나분말+유기물 무게비파 0.84이었으며 유기물 중 결합제/결합제+가소제 무게비가 0.5였다. 이때 가소제로는 glycol계가 사용되었다. 2. 다중 입도분포 세라믹 테이프의 제조 알루미나 분말으로만 제조된 세라믹 테이프의 심미성을 향상시키기 위하여 스피넬 분말을 20wt% 첨가하여 이중 입도분포 세라믹 테이프를 제조하였으나 스피넬은 물리적 특성이 낮은 문제점을 가지고 있어 심미성을 유지하면서 물리적 특성도 향상시킬 수 있는 알루미나/스피넬/지르코니아의 삼중 입도 분포 세라믹 테이프를 제조하였으며 이때 그 비율은 무게비로 70/20/10 이었다. 3. 우수한 적합도의 전도재 브릿지 제조공정 확립 평판형 세라믹 테이프를 이용하여 전도재 브릿지 치관 제조를 위한 제조공정, 특히 pontic 부분과 이를 연결하는 연결부의 적층 방법 그리고 wrapping 방법을 확립하였다. 또한 브릿지 치관 제작에 있어서 유리침투 후 뒤틀림에 의한 변형의 발생은 소결시 브릿지의 소결면에 접촉되는 면을 설면의 2점 또는 3점이 바닥에 닿도록 뉘여 소결하는 방법으로 해결하였으며 이렇게 제조된 브릿지 치관은 실제 환자에게 적용되어 현재까지 만족할 만한 결과를 얻었다. 4. 침투용 유리의 제조세라믹 치관 제조에 있어서 필수적이지만 대부분 수입에 의존하고 있는 고가의 침투용 유리의 국산화를 위해 La₂O₃ 계 알루미노보로실리케이트를 이용하여 알루미나용, 스피넬용 유리를 제조하였다. 또한 다중 입도분포 세라믹 테이프를 이용한 치관의 제조시 다중 입도분포와 같은 무게비를 갖는 유리분말을 혼합하여 침투시키는 유리침투법을 확인하였다. 5. 치아 모델용 석고의 개발전도재관 제조법 중의 하나인 In-Ceram 방식에서 사용되는 고가의 special plaster를 대체할 수 있는 석고를 개발하였다. 이러한 치아모델용 석고는 강화석고 (β-CaSO₄ :60%), 강화 석고를 평균입도 10μm로 분쇄한 석고 (40%), 팽창 조절제인 hydroethyl cellulose (0.55 %), 분산제인 멜라민 수지계통의 F-10 (0.1%), 그리고 소포제 (0.03%)를 첨가하여 개발하였다. 이렇게 개발된 석고는 건조시 0.8 %의 팽창률을 보여 전도재 브릿지 제조를 위한 치아모델용으로 적합하였다. 6. WIP 장치의 제조세라믹 테이프를 석고 치아모형에 압착시켜 성형하는 WIP는 개발된 전도재관의 제품화에 필수적이다. 이를 위해 최소부피로 성형에 필요한 압력과 온도를 발현하면서도 안정성이 확보된 WIP 장치의 설계와 제작에 관한 연구를 수행하였다. 지금까지 제작된 WIP 장치는 최대 150 kgf 압력까지 작업을 수행할 수 있었으나 이 압력 이후로도 소결 수축을 위한 압력의 변화가 계속 필요하여 WIP 장치 챔버의 용량 및 디자인 개선작업, 작업성의 편이성을 고려하여 80℃에서 250kgf 까지도 압력을 가할 수 있는 WIP 장치를 제조하였다 이렇게 제조된 WIP 장치로 80℃에서 250kgf의 압력 조건에서 치관제조를 수행할 때 가장 적합한 수축율과 소결밀도를 나타내었다.
Abstract▼
The aim of the present research is to develop a fabrication method all ceramic bridges using ceramic tapes in an effort to alleviate the problems, involved in the porcelain fused to metals (PFM) which is the widely adapted to restore missing teeth in this days. The problems are a lack of esthetics,
The aim of the present research is to develop a fabrication method all ceramic bridges using ceramic tapes in an effort to alleviate the problems, involved in the porcelain fused to metals (PFM) which is the widely adapted to restore missing teeth in this days. The problems are a lack of esthetics, use of precious metals such as gold and palladium, and an occasional allergic reaction to metals. To achieve the goal 1) an alumina tape that can be used to form all ceramic brides was fabricated; 2) a forming process of the tape to single and bride crown cores was developed; 3) the tape cast single and bridge crowns were applied clinically.The final goal of the present research was to establish the aver all fabrication process for the all ceramic bridges using the ceramic tapes. The foal was completed at the end of the 3rd year of the research and each establishment is summarized as followings:1. Preparation of aqueous based ceramic tapes for all ceramic bridgePolyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), and acrylates were added separately as a binder in the preparation of the aqueous alumina tapes. Among them the acrylate worked most adequately. The optimized tape composition, comprising the alumina powder, the acrylate, and a glycol as a plasticizer, was 0.84 of the weight ratio of alumina/alumina+organic additives and 0.5 of the weight ratio of binder/binder+plasticizer.2. Preparation of ceramic tapes containing ceramic Powders with multi Particle size distributionTo improve the esthetics of the alumina based all ceramic bridges, 20 wt% of spinel powders was added In the alumina and the cast tape showed a low strength after sintering and a consequent infiltration of glass. The strength, while maintaining the esthetics, was improved by the preparation of ceramic tape containing 70 wt% of alumina, 20 wt% of spinel, and 10 wt% of zirconia.3. Establishment of preparation procedure for all ceramic bridge with high fitnessFabrication procedure of pontics and connectors and wrapping method of the parts with the tape to form an all ceramic bridge were established. Marginal fitness of the tape cast all ceramic bridge was improved by sintering of the bridge, formed using the tape, in such a way that more than f points of the lingual side of the bridge were touched an alumina sintering plate. The bridges, sintered in this way and infiltrated with glass, showed an acceptable marginal adaptation for clinical applications.4. Fabrication of infiltration glassGlasses powders to be infiltrated Into alumina and spinel cores were prepared by melting lanthanum-aluminoborosilicate glass compositions. The infiltration glasses strengthened adequately the cores of alumina and alumina containing spinel.5. Development of special plaster for tooth modelsA special plaster used for forming tooth models was prepared by mixing 60 wt% of β-CaSO₄, 40 wt% of the β -CaSO₄ ground to an average Particle size of 10% 0.55 wt% hydroethyl cellulose additive for control of setting expansion, 0.1 wt% of melamine resin as a dispersant, and 0.03 wt% defoamer. The plaster showed 0.8% of linear setting expansion, which is adequate In compensate for a shrinkage of alumina core during sintering.6. Development of warm isostatic pressureFor an improved adaptation of the alumina tape onto the contour of plaster tooth model, the wrapped tape should be thermocompressed in a warm isostatic press. The pressure was developed to be used safely up to 50℃ and 250 kgf. The alumina tapes showed the most suitable shrinkage and sintering density as the tapes were pressed at 80℃ and 2n kgf using the pressure.
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