Reproducibility of eccentric tooth contact on a semi-adjustable articulator using T-scan

Abstract

- ABSTRACT -

Reproducibility of eccentric tooth contact on a semi-adjustable articulator using T-scan Min-Young Jeong, D.D.S., M.S.D Department of Prosthodontics, Graduate School, Seoul National University (Directed by Professor Ho-Beom Kwon, D.D.S., M.S.D., Ph.D.)

Purpose: Semi-adjustable articulators have been used to simulate mandibular movements and occlusal relationships. However, it has reported that semi-adjustable articulator could not duplicate accurately human mandibular movement. Several previous studies have analyzed articulator movement, however, few have compared excursive tooth contact on articulator with the tooth contact during actual mandibular movement. The purpose of this study was to evaluate the concordance of semi-adjustable articulator contacts with intraoral contacts during eccentric movements using the T-scan.

Materials and methods: Irreversible hydrocolloid impressions of upper and lower arches were taken from twenty-seven subjects to create dental stone casts. Before mounting, the maxillary casts of all subjects were scanned using a model scanner. Maxillary casts were mounted in a semi-adjustable articulator (PROTAR Evo 7) using the KaVo ARCUS facebow. Mandibular casts were mounted in maximum intercuspal position without any registration. The condylar guidance angle was set according to protrusive and lateral intraoral records taken using polyvinyl siloxane. Three recordings of right and left excursive mandibular movement and protrusive mandibular movement were taken using the T-scan v9.1 on supine position. The same procedure was performed for the articulator. The stereolithography (STL) files for the maxillary cast were aligned to the arch in the T-scan software. The interocclusal record from maximum intercuspation was used as a reference for positioning. The complete mandibular movement was divided into four time points for analysis, from T0 to T3. T0 represented the beginning of a jaw movement in one direction and T3 represented the point when all teeth on the non-working side for the right and left excursion and all posterior teeth for protrusion were completely separated. The time point halfway between T0 and T3 was defined as T1 and that three-quarters of the way between T0 and T3 as T2. The concordance of intraoral and articulator occlusal contacts were calculated at T0, T1, T2, and T3. The concordance of all teeth, and of the working and balancing sides (anterior and posterior teeth for protrusion), were calculated respectively. Intraclass correlation coefficient (ICC) analysis was used to evaluate the reproducibility of repeated tests. Repeated measures analysis of variance (RM-ANOVA) was used to analyze differences between concordances of intraoral and articulator contacts according to the direction of mandibular movement, time, and working and balancing sides. Bonferroni post hoc tests were used to examine the significant differences. All statistical analyses were conducted at the confidence level of 99%.

Results: For all teeth, concordance between intraoral and articulator occlusal contacts during excursive mandibular movement was greatest at T0, with decreasing tendencies at T1 and T2, and was increased at T3. Concordances of all teeth between intraoral and articulator occlusal contacts at T3 were 85.2±10.4% on the right excursion, 85.0±9.4% on the left excursion, and 85.7±11.1% on the protrusive excursion. There were no significant differences among the concordances of right lateral, left lateral, and protrusive excursion. There were significant differences among the concordance between intraoral and articulator occlusal contacts during all excursive movements over time. When comparing concordances of the working sides during lateral excursion, concordance between intraoral occlusion and articular contacts of the working side at T0 was significantly lower than at T3. The rates of positive occlusal error on the working side at T3 were 18.10% on right excursion and 15.49% on left excursion, and the rate of the anterior side was 14.62% on protrusive excursion. The rates of positive occlusal error on the balancing side at T3 were 1.72% on right excursion and 2.12% on left excursion, and that of the posterior side was 2.63% on protrusive excursion. All ICC values of eccentric movements evaluated using the T-scan showed better than moderate reliability. Most ICC values for the mandible were higher than those for the articulator.

Conclusions: As a result of assessment of the concordance between semi-adjustable articulator contact and intraoral contact during eccentric movement using T-scan, the concordance changed during excursive mandibular movements. When comparing intraoral and articulator contacts during lateral eccentric mandibular movement, concordance on the working side was significantly lower at T3 than at T0. Occlusal adjustment of the working side might be required after prosthesis delivery. When the balancing side (for lateral excursion) or posterior teeth (for protrusive excursion) were discluded, there were positive occlusal errors. Although these values are low, it is essential to consider the possibility that occlusal adjustment will be necessary on the balancing side after prosthesis delivery.

Keywords : semi-adjustable articulator, T-scan, eccentric tooth contact, checkbite, occlusal contact Student Number : 2018-33666

– 국문초록 –

반조절성 교합기에서 T-scan을 이용한 편심위 교합 접촉의 재현성

서울대학교 대학원 치의과학과 치과보철학 전공 (지도교수 권 호 범) 정 민 영

목 적 : 교합기는 진단과, 수복과정에 있어서 석고 모형을 이용하여 교합접촉을 재현하기 위해 사용된다. 반조절성 교합기의 하악 운동 경로에 대한 연구들은 오래 전부터 보고되어 왔지만, 구강 내에서의 하악의 편심위 운동과 반조절성 교합기에서의 편심위 운동에서 치아 접촉을 비교하는 연구는 부족하다. 본 연구의 목적은 디지털 교합측정 기기인 T-scan을 이용하여 반조절성 교합기와 구강 내에서 하악의 편심위 운동시의 치아 접촉을 비교하는 것이다.

방 법 : 턱관절 질환이 없고, 교정 발치 및 제 3 대구치를 제외한 치아의 상실이 없으며, 심한 총생이 없고 현재 교정치료를 받고 있지 않는27명의 피험자(남자 11명, 여자 16명)에서 T-scan을 이용하여 구강 내에서 하악의 편심위 운동(전방, 우측방, 좌측방)을 3회 반복했다. 피험자에서 비가역성 수성콜로이드인상채득으로 얻어진 석고 모형을 안궁이전을 통해 마운팅하고, 부가중합형 실리콘 체크바이트를 이용하여 반조절성 교합기인 Kavo 7 PROTARevo의 과로각을 설정한 후, T-scan을 이용하여 교합기에서 하악의 편심위 운동(전방, 우측방, 좌측방)을 3회 반복했다. 이후, T-scan 소프트웨어에서 교합점을 정확하게 위치시키기 위하여 상악 석고 모형을 모델스캐너에서 스캔하여 얻은 Stereolithography(STL) 파일을 T-scan 소프트웨어에서 교합점과 중첩시킨 후, 각 치아 별 상대적 교합력을 이용하여 3회 반복의 재현성을 평가하였다. T-scan 소프트웨어에서 표기된 이개가 시작되는 시점인 C 지점을 T0, 이개가 완료된 시점인 D를 T3, 그 중간인 1/2 시점과 3/4 시점을 T1, T2로 하여, 구강 내와 반조절성 교합기에서 하악의 편심위 운동에서의 교합접촉을 시간의 흐름에 따라 분석하여 그 차이를 비교하였다. 일치도 평가 시에는 3반복한 데이터의 평균을 이용하여, 교합점의 유무로 일치도를 평가하였다. 좌, 우측 측방 편심위 이동의 경우 작업측과 비작업측, 전방 편심위 이동의 경우 전치부와 구치부로 나누어 시간에 따른 일치도를 분석하였다. 반복 재현성의 평가는 급내 상관 계수를 이용하였고, 평균데이터를 이용한 일치도의 평가는 이원 반복 분산 분석와 삼원 반복 분산 분석을 이용하였으며, 이후 본페로니 사후검정을 진행하였다.

결 과 : 27명의 시상과로각은 우측 평균 46.8±9.6도, 좌측 평균 46.3±8.6도, 측방과로각은 우측 평균 5.4±2.0도, 좌측 평균 6.9±5.8도의 값을 보였다. 구강내와 반조절성 교합기의 하악 측방 편심위 운동 시 교합접촉의 일치도를 비교했을 때, 우측, 좌측으로 이개되기 시작하는 시점(T0)에서는 90% 이상의 높은 일치도를 보였으며, 완전히 편심위로 이동했을 때(T3) 작업측에서 유의하게 낮은 일치도를 보였다. 반조절성 교합기에서 우측, 좌측, 전방 이동에서 완전히 편심위로 이동했을 때, 우측, 좌측 이동 시 비작업측에서 각각 2.58%, 2.65%, 전방 이동에서는 구치부에서 5.27%의 불일치가 관찰되었다. 이 중 양형 교합 오류는 우측 편심위 이동시 1.72%, 좌측 편심히 이동시 2.12%, 전방 편심위 이동시 2.63%로 관찰되었다. T-scan을 통한 구강내와 교합기의 반복 재현성을 분석했을 때, 좌측 편심위의 T3시점을 제외하고는 구강내에서 좀 더 높은 재현성을 보였다.

결 론 : 반조절성 교합기와 구강 내의 교합점 일치도를 시간에 따라, 하악 편심위 운동 방향에 따라 평가한 결과, 시간에 따라 교합점 일치도가 달라짐을 볼 수 있었다. 하악 측방 편심위 운동 시, 구강 내와 반조절성 교합기의 작업측 교합점 일치도를 비교했을 때, T0 시점보다 T3 시점에서 유의하게 낮은 값을 보이므로, 보철물을 구강 내에 적합 이후 작업측 교합조정을 요할 수 있다. 반조절성 교합기에서 하악 편심위 운동 시, 구강 내와 반조절성 교합기의 비작업측 교합점 일치도를 비교했을 때, T3 시점에서 1.7~2.6%의 양형 교합 오류가 관찰되며, 이는 적은 양이지만 교합기의 과보상으로 해결되지 않으므로 보철물 적합 이후 구강 내에서 비작업측의 조절 가능성을 염두에 두어야 한다.

주요어 : 반조절성 교합기, T-scan, 편심위 치아 접촉, 체크바이트, 교합접촉 학 번 : 2018-33666