다색 리튬 디실리케이트 블록과 다층 지르코니아 블록을 사용한 임플란트 지지 전치부 크라운의 광학적 성질 및 파절강도 평가 = Comparison of optical properties and fracture strength of multi-colored lithium disilicate and multi-layered zirconia blocks for implant-supported anterior crowns

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Purpose: The purpose of this study is to investigate the effect of liner treatment on the optical properties of the restoration when fabricating maxillary central incisor implant-fixed prosthesis using multicolored lithium disilicate blocks and multilayer zirconia blocks. and, also the effect of using titanium abutments or zirconia abutments on fracture strength when applying crowns made from each block.

Materials and methods: Lithium disilicate Amber Mill Direct(AMD) A2 shade blocks were cut to 12 × 12 × 1.2 ㎜ and Omega multi(OM) A2 shade zirconia disk blocks were cut to 14 × 12 × 1.2 ㎜. And both polished to prepare 30 plate-shaped specimens each. They were randomly divided into 3 groups according to the application of the liner treatment: G1-untreated(n=10); G2-liner treated(n=10); G3-liner treated with color stained(n=10). CIE L*a*b* values were measured under a black and a white background using a spectrophotometer, and the translucency parameter(TP) and the contrast ratio(CR) were evaluated. The abutments were custom designed by the cutback state using a right maxillary central incisor model. 24 titanium(Ti) abutments and 12 zirconia(Zr) abutments were milled using CAD/CAM milling machine. The prepared Ti abutments were randomly divided into 2 groups; G1-Ti abutment+OM crown(n=12); G2-Ti abutment+AMD crown(n=12), and Zr abutment group; G3-Zr abutment+AMD crown(n=12). The abutment+crown specimen was fixed to the holding device at an angle of 30°, mounted on a Universal testing machine and then compressive force was applied to the center of the crown at a crosshead speed of 1.0 ㎜/min to measure the fracture load. Data was statistically analyzed using one-way ANOVA, Tukey(α= 0.05) and Weibull distribution.
Results: In the cross-section of the crown specimens of each test group cut in the longitudinal direction, the color of both AMD and OM specimens showed changes depending on the thickness, but the grains did not show a clear difference. After liner treated on OM specimen, the L* value increased on both white and black backgrounds, the a* value increased toward the + side, and the b* value decreased on the white background but increased on the black background. This also showed similar results when liner treated with color stained. After liner treated on AMD specimen, the L* value did not show a clear difference on a white background, but increased on a black background. The a* value increased toward the + side on both white and black backgrounds, and the b* value was significantly increased toward the + side on the white background. This also showed similar results when liner treated with color stained. In the untreated group, the translucency parameter(TP) values were 8.43 ± 0.15 and 16.91 ± 0.40 for OM and AMD specimens, respectively, which were significantly higher in the AMD specimen(p<0.05). In the liner treated group, OM and AMD specimens showed similar results, 4.43 ± 0.48 and 4.36 ± 0.40, respectively. All groups that liner treated with color stained had increased TP values compared to the only liner treated group. The CR value showed a large change in the AMD group during liner treatment, but a small change in the OM group. The untreated OM and AMD specimens were overlaid on a dentin specimen, and the liner-treated and tinted liner specimens were overlaid on a Ti plate-shaped specimen. The color difference values measured were 5.98 ± 0.10 and 4.42 ± 0.10 for the OM and AMD specimens, respectively. The color difference was reduced to after adding staing to the liner in both OM and AMD group. The Weibull distribution tended to match the single mode well(r²>0.86), and the Weibull coefficient was 17.500 in the Ti abutment+AMD crown group, which was higher than the other two groups. The average fracture strength of the crown was 283.581 ± 43.691 N, 501.520 ± 30.696 N, and 548.025 ± 77.872 N in the Zr abutment+AMD crown, Ti abutment+AMD crown, and Ti abutment+OM crown groups, respectively. There was a significant difference between the Zr abutment group and the Ti abutment group(p<0.05). After the fracture test, fracture of the AMD crown was observed in the Zr abutment+AMD crown group. However, in the Ti abutment group, only the crack line of the crown was observed and no fracture occurred.

Conclusion: For implant supported fixed prostheses in areas requiring esthetics, selecting a Ti abutment and lithium disilicate crown, and masking the color of the abutment through liner treatment could be a good option that satisfies both esthetics and fracture resistance.

국문 초록 (Abstract)

목적: 본 연구의 목적은 CAD/CAM 용 다색 리튬 디실리케이트 블록과 다층 지르코니아 블록으로 상악 중절치의 임플란트 고정성 보철물을 제작하는 경우 라이너 처리가 수복물의 광학적 성질에 미치는 영향과, 티타늄 지대주 또는 지르코니아 지대주 사용이 각각의 블록으로 제작한 크라운 적용 시 파절강도에 미치는 영향에 대해 알아보는 것이다.

재료 및 방법: 리튬 디실리케이트 Amber Mill Direct(AMD) A2 shade 블록은 12 × 12 × 1.2 ㎜ 크기로, Omega Multi(OM) A2 shade 지르코니아 디스크 블록은 14 × 12 × 1.2 ㎜ 크기로 절단하고 연마하여 각각 30개의 판형 시편을 준비하였다. 시편을 라이너 적용 여부에 따라 무작위로 3개의 그룹으로 나누고 (G1-무처리(n=10); G2-라이너 처리(n=10); G3-라이너에 색조 추가처리(n=10)), 분광광도계를 이용하여 흑색과 백색 배경에서 CIE L*a*b* 값을 측정하고, 반투명도 지수(TP)와 대조비(CR)를 평가하였다. 지대치는 상악 중절치 모델을 사용하여 cutback 상태로 custom design 하였다. CAD/CAM 밀링머신을 이용하여 티타늄(Ti) 지대주 24개와 지르코니아(Zr) 지대주 12개를 밀링하였고, 30 N·㎝의 토크를 가하여 Abutment를 Lab Analog에 고정하였다. 준비된 Ti 어버트먼트는 무작위로 2개의 그룹으로 분류하였다(G1-Ti 어버트먼트+OM 크라운(n=12); G2-Ti 어버트먼트+AMD 크라운(n=12), Zr 어버트먼트; G3-Zr 어버트먼트+AMD 크라운(n=12)). Crown 시편을 시편유지장치에 30° 각도로 고정한 후 재료 시험기(Universal Testing Machine 4201, Instron, Canton, MA, USA)에 장착한 후 Crown 중앙부에 crosshead speed 1.0 ㎜/min 압축력을 가하였다. 데이터는 일원 분산 분석(one-way ANOVA), Tukey(α= 0.05) 및 Weibull 분포를 사용하여 통계적으로 분석하였다.

결과: 세로 방향으로 절단한 각 시험군의 Crown 시편의 단면에서는 AMD와 OM 시편 모두 두께에 따라 색상의 변화가 나타났으나 결정립은 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. OM 시편에 라이너 처리 후 백색 배경과 흑색 배경 모두에서 L* 값이 증가하였고, a* 값은 모두 +측으로 증가하였고, b* 값은 백색 배경에서는 감소하였으나 흑색 배경에서는 증가하였다. 이는 색조를 추가 처리한 그룹에서도 유사한 결과를 보였다. AMD 시편에서는, 라이너 처리 후 백색 배경에서는 L* 값이 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나 흑색 배경에서는 값이 증가하였다. a* 값은 백색 배경과 흑색 배경 모두에서 + 쪽으로 편향되었고, b* 값은 백색 배경에서 + 쪽으로 크게 편향되었다. 마찬가지로 이는 색조 처리한 라이너에서도 유사한 결과를 보였다. 무처리 그룹에서 반투명도 지수(TP) 값은 OM 시편이 8.43 ± 0.15, AMD 시편이 16.91 ± 0.40으로 AMD 시편에서 유의하게 높았다(p<0.05). 라이너 처리 그룹에서는 OM과 AMD 시편이 각각 4.43 ± 0.48과 4.36 ± 0.40으로 비슷한 결과를 보였다. 색조 처리된 라이너를 처리한 모든 그룹은 라이너만 처리한 그룹에 비해 TP 값이 증가했으며, CR 값은 라이너 치료 시 AMD 그룹에서는 큰 변화를 보인 반면, OM 그룹에서는 변화가 적었다. 무처리 OM 및 AMD 시편을 우치 상아질 시편 위에 겹치고, 라이너 처리 및 색조를 추가 처리한 라이너 시편을 CP-Ti 판형 시편 위에 겹쳐서 측정한 색차 값은 OM 시편과 AMD 시편에서 각각 5.98 ± 0.10과 4.42 ± 0.37이었다. 색차 값은 두 그룹 모두에서, 라이너에 색조를 추가한 후 그 값이 감소하였다. Weibull 분포는 Single Mode와 잘 일치하는 경향을 보였으며(r2>0.86), Weibull 계수는 Ti 지대주-AMD 크라운 그룹에서 17.500으로 다른 두 군에 비해 높게 나타났다. 크라운의 평균 파절강도는 Zr 지대주-AMD 크라운, Ti 지대주-AMD 크라운, Ti 지대주-OM 크라운 그룹에서 각각 283.581 ± 43.691 N, 501.520 ± 30.696 N, 548.025 ± 77.872 N이었고, Zr 지대주 그룹과 Ti 지대주 그룹 사이에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 파절 시험 후, Zr 지대주-AMD 크라운 군에서는 AMD 크라운의 파절이 관찰되었고, Ti 지대주에서는 크라운의 균열선만 관찰되었으며 파절은 발생하지 않았다.

결론: 심미성이 필요한 부위의 임플란트 보철수복 시 Ti 어버트먼트와 리튬 디실리케이트 크라운을 선택하고, 적절한 라이너 처리를 통해 지대주의 금속색을 마스킹하는 것이 심미성과 파절 저항성 모두를 만족시키는 좋은 치료 옵션이 될 수 있을 것으로 생각된다.

목차 (Table of Contents)

• 서론 1
• 재료 및 방법 3
• 결과 9
• 고찰 11
• 결론 17
• 참고자료 및 문헌 18
• 국문초록 21
• Tables 24
• Figures 32