개인 트레이용 3D 프린팅 레진의 크기 안정성 및 이축 굴곡강도 평가

Abstract

본 연구에서는 기존에 사용되어온 자가중합형 아크릴릭 레진과 비교하여 새롭게 소개된 개인 트레이용 3D 프린팅 레진 재료의 크기 안정성과 이축 굴곡강도를 평가해 보고자 하였다. 또한 레진 출력물의 후경화 시간에 따른 크기 안정성과 이축 굴곡강도의 변화도 비교해보고자 하였다. 본 연구에서는 자가중합형 아크릴릭 레진(Quicky, Nissin Dental, Kyoto, Japan)과 개인 트레이용 3D 프린팅 레진(Raydent tray, Ray, 성남시, 대한민국)을 이용하여 직경 15 mm, 두께 2 mm의 원판형 시편을 제작하였다. 실험 그룹은 대조군으로 자가중합형 아크릴릭 레진 시편 12개, 실험군 P0는 후경화하지 않은 3D 프린팅 레진 시편 12개, 실험군 P10은 10분간 후경화한 3D 프린팅 레진 시편 12개, 실험군 P20은 20분간 후경화한 3D 프린팅 레진 시편 12개로 설정하였다. 크기 안정성 연구를 위해 Digimatic micrometer(MDC-25PX, Mitutoyo, Kanagawa, Japan)을 이용하여 레진 시편의 직경변화량을 측정하였다. 직경측정은 시편의 제작 직후, 30분 후, 2시간 후, 4시간 후, 16시간 후 및 24시간 후에 시행하였다. 추가로 후경화로 인한 직경변화량 비교를 위해 실험군 P10과 P20은 출력 직후와 후경화 직후의 직경을 측정하여 비교하였다. 이축 굴곡강도 측정 시험은 ISO 6872에 규정된 piston-on-3-ball 방법으로 시행하였고, 만능시험기(TW-D102, 태원테크, 부천시, 대한민국)을 이용하여 cross-head speed 1 mm/min으로 진행하였다. 크기 안정성 연구를 위한 직경변화량 측정 결과 최종적인 직경변화량은 실험군 P0와 실험군 P10, P20 간에 통계적으로 유의한 차이가 관찰되었으나(p < 0.05), 실험군 P10과 실험군 P20 사이에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p = 0.938). 또한 실험군 P10과 P20은 시간에 따른 직경변화량에서 통계적 유의성을 찾아볼 수 없었다(p > 0.05). 후경화로 인한 직경변화량은 실험군 P10과 실험군 P20 간에 유의한 차이가 있었다(p < 0.05). 이축 굴곡강도 측정 결과 모든 실험 그룹 간 통계적으로 유의한 차이가 관찰되었다(p < 0.05). 실험군 P10과 실험군 P20에서 이축 굴곡강도 최소값은 모두 대조군의 평균값인 107.71 MPa보다 높게 나타났으며, 실험군 P0의 이축 굴곡강도 최대값은 101.82 MPa로 대조군의 평균값보다 낮게 나타났다. 위의 결과를 바탕으로 크기 안정성과 이축 굴곡강도의 관점에서 볼 때, 실험군 P10이 개인 트레이의 임상적 요건에 가장 잘 부합한다고 볼 수 있다.

In this study, the dimensional stability and biaxial flexural strength of a newly introduced 3D printing custom tray resin were assessed by comparison with those of a conventional autopolymerizing acrylic resin. Additionally, changes in the dimensional stability and biaxial flexural strength of resin prints with post-curing time were evaluated. Disk-shaped specimens with a diameter of 15 mm and thickness of 2 mm using an autopolymerizing acrylic resin (Quicky, Nissin Dental, Kyoto, Japan) and a 3D printing tray resin (Raydent tray, Ray, Sungnam-si, Korea) were prepared. The control group comprised twelve specimens of the autopolymerizing acrylic resin. Experimental groups P0, P10, and P20 comprised twelve specimens of the non-post-cured 3D printed tray resin, twelve specimens of the 3D printed tray resin post-cured for 10 min, and twelve specimens of the 3D printed tray resin post-cured for 20 min, respectively. The diameter change of the resin specimens was measured using a Digimatic micrometer (MDC-25PX, Mitutoyo, Kanagawa, Japan) to examine dimensional stability. The diameter measurements were performed immediately, 30 min, 2 h, 4 h, 16 h, and 24 h after the specimens were fabricated. Furthermore, the diameters of experimental groups P10 and P20 were immediately measured after printing and after post-curing to assess the diameter change due to post-curing. The biaxial flexural strength test was performed using the piston- on-3-ball technique specified in ISO 6872 with a universal testing machine (TW-D102, Taewon Tech, Bucheon-si, Korea) at a cross- head speed of 1 mm/min. By measuring the diameter change for the dimensional stability study, a statistically significant difference in the final diameter change was observed between experimental group P0 and experimental groups P10 and P20 (p < 0.05); however, no statistically significant difference was observed between experimental groups P10 and P20 (p = 0.938). Moreover, no statistically significant change in diameter with time was observed between experimental groups P10 and P20 (p > 0.05). A significant difference in diameter change due to post-curing was observed between experimental groups P10 and P20 (p < 0.05). Statistically significant differences in biaxial flexural strength were observed between all experimental groups (p < 0.05). In experimental groups P10 and P20, the minimum values of biaxial flexural strength were higher than 107.71 MPa, which is the average biaxial flexural strength of the control group, and the maximum value of biaxial flexural strength of experimental group P0 was 101.82 MPa, which is lower than the average biaxial flexural strength of the control group. Based on these results, experimental group P10 best satisfies the clinical requirements of custom tray in terms of dimensional stability and biaxial flexural strength.