CAD/CAM을 이용한 구치부 전부도재 고정성 국소의치 지르코니아 코어의 연결부 설계에 따른 파절강도

Abstract

[한글]

치과분야에서 심미수복의 비중은 증가하고 있으며 그러므로 최적의 심미성을 갖는 전부도재관의 임상적용이 증가하는 추세이다. 전부도재관은 생체친화성, 심미성, 화학적 저항성 등이 우수하나 취성이 높고 인장강도가 낮아 고정성 국소의치의 적용에는 제한적이었다. 이러한 물성을 개선하고자 여러 가지 강화형 도재가 개발, 개량되고 있고 그 중 가장 우수한 기계적 물성을 보이는 지르코니아가 가장 높은 기계적 강도를 요구하는 구치부 고정성 국소의치의 적응증으로 주목 받고 있다.

고정성 국소의치는 연결부에 응력이 집중되는 양상을 보이기 때문에 보철물의 장기적인 유지를 위해서는 연결부의 적절한 설계가 중요하다. 그 중 연결부의 면적이 가장 중요하지만 치아 크기, 주위 연조직의 제한 등으로 충분한 연결부 면적을 부여하는 데는 한계가 있다. 그러므로 연결부 코어보강 구조의 설계를 고려할 수 있으며 협측, 교합면측으로는 심미적인 이유로 장석형 도재를 일정부분 이상 사용해야 하며 치은측으로는 주위 연조직을 고려하여 청소성을 확보해야 하기 때문에 설측에 주목할 수 있다.

본연구에서는 재료자체로서 보다 높은 강도를 갖는 지르코니아를 CAD

CAM system을 사용하여 가공, 제작한 구치부 고정성 국소의치 연결부의 설측 보강구조를 설계하여 파절강도를 측정함으로써 연결부 보강정도에 따른 유의한 파절강도의 변화여부를 확인하여 심미성, 주위 연조직과의 건강을 확보하면서 구치부 고정성 국소의치에 적용할 수 있는 충분한 강도를 가진 최적의 연결부 설계를 알아보고자 하였다.

하악 제2소구치, 제2대구치를 지대치로 하는 고정성 국소의치를 위한 지르코니아 코어를 Group 1(control group)은 제2소구치와 제1대구치는 수직적으로3㎜, 수평적으로 4㎜의 연결부를 형성하고 제1대구치와 제2대구치는 수직적으로 3㎜, 수평적으로 4.5㎜의 타원형의 연결부를 형성하여 모든 군에서 적용하였다. Group 2은 연결부의 설측에서 수직적 으로 1㎜를 보강하고, group 3은 2㎜를, group 4은 3㎜를 보강한 코어 구조로 설계하여 각군당 10개씩 총 40개를 제작하였다.

준비된 에폭시 레진 다이에 징크 포스 페이트 시멘트로 접착한 후 만능시험기를 이용하여 가공치의 센트럴 포사 부위에 수직적인 하중을 가하여 파절강도를 측정하였고 주사전자현미경을 이용하여 파절의 기시 부위 및 양상을 조사하였다.

실험과정상의 한계가 있지만 본 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

1. 연결부의 설측보강을 하지않은 군은 평균 1212.1±158.2N, 수직적으 로 1㎜를 보강한 군은 1510.2±277.9N, 수직적으로 2㎜를 보강한 군 은 1882.0±87.0N, 수직적으로 3㎜를 보강한 군은 1980.1±107.6N의 파절강도를 보였다.

2. 연결부의 설측보강이 없는 군에 비해 보강한 군들은 통계학적으로 유 의하게 높은 파절강도를 보였다(P<0.001).

3. 연결부의 설측에 수직적인 1㎜의 보강을 한 군은 2, 3㎜의 보강을 한 군들과 통계학적인 유의차를 보였으며(P<0.001) 연결부의 설측에 수 직적인 2㎜의 보강을 한 군과 3㎜의 보강을 한 군간에는 통계학적인 유의차가 없었다(P>0.05).

4. 파절은 연결부의 치은측에서 기시하여 하중부위로 진행되었다.

이상의 결과를 토대로 지르코니아를 코어로 하는 구치부 고정성 국소 의치의 강도 증가를 위하여 가공치 설측에 보강구조가 필요하며 이를 임상에 응용하기 위한 장기적인 임상연구가 필요하리라 사료된다.

[영문]The importance of esthetic restoration in dentistry has increased in the last few years, and the use of all-ceramic restoration has become popular. All-ceramic restoration has good biocompatibility, esthetics and chemical resistance, but because of high stiffness and low tensile strength, applications to fixed partial dentures has been limited. Zirconia core is used for posterior fixed partial dentures because it’s good mechanical properties.

Stress is concentrated on connectors in fixed partial dentures, so the proper design of connector areas is needed for adequate mechanical long-term properties of any prosthesis. The area of connector is critical, but tooth size and surrounding soft tissue limit the connector design. Therefore lingual reinforcing core design of the connector should be considered.

The purpose of this study is to compare fracture strengths between different connector designs of zirconia core for posterior fixed partial dentures manufactured with CAD/CAM system and determining the optimal connector design satisfying strength and hygiene.

The following four groups of 40 posterior fixed partial denture specimens(each group 10) were fabricated as followed; group 1, vertical height of connector is 3㎜(control group, all groups have the same condition); group 2, lingual vertical 1㎜ reinforcement on connector; group 3, lingual vertical 2㎜ reinforcing on connector and group 4, lingual vertical 3㎜ reinforcing on connector. Specimens were subjected to compressive loading on the central fossa of pontic by instron. SEM was used to identify the initial crack and characterize the fracture mode.

The results were as follows:

1. The mean fracture load of the non-lingual reinforcing group was 1212N and the lingual vertical 1㎜ reinforcing group was 1510N, the lingual vertical 2㎜ reinforcing group was 1882N, the lingual vertical 3㎜ reinforcing group was 1980N.

2. The reinforcing groups were statistically significant compared to non-reinforcing groups(P<0.001).

3. There were 2, 3㎜ reinforcing groups that were statistically significant compared to 1㎜ reinforcing groups(P<0.001), and the 3㎜ reinforcing group was not statistically significant compared to 2㎜ reinforcing groups(P>0.05)

4. Fractures were initiated in gingival embrasures of connectors and processed to the loading site.

In this study, lingual reinforcement of connector for improved strength of zirconia based fixed partial denture is nessasary. And long-term study for clinical application is required.