[ Research Article ]

Korean Journal of Dental Materials - Vol. 52, No. 4, pp.301-312

ISSN: 2384-4434 (Print) 2384-3268 (Online)

Print publication date 31 Dec 2025

Received 02 Dec 2025 Revised 10 Dec 2025 Accepted 10 Dec 2025

DOI: https://doi.org/10.14815/kjdm.2025.52.4.301

수세척용 3D 프린팅 레진으로 제작된 모형의 세척시간 변화에 따른 치수 정확도 분석

이희정¹

; 배지명²^{, 3}^{, 4}

; 오승한²^{, 3}^{, *}

1부천대학교 치기공과, 소사로 56, 부천, 14774, 대한민국
2원광대학교 치과대학 치과생체재료학교실, 익산대로 460, 익산, 54538, 대한민국
3원광대학교 생체재료 및 매식연구소, 익산대로 460, 익산, 54538, 대한민국
4원광대학교 근골격 및 면역질환연구소, 익산대로 460, 익산, 54538, 대한민국

Dimensional accuracy analysis of the model fabricated with water-washable 3D printing resins according to various washing times

Hee-Jung Lee¹

; Ji-Myung Bae²^{, 3}^{, 4}

; Seunghan Oh²^{, 3}^{, *}

1Department of Dental Technology, Bucheon University, 56 Sosa-ro, Bucheon 14774, Republic of Korea
2Department of Dental Biomaterials, College of Dentistry, Wonkwang University, 460 Iksan-daero, Iksan 54538, Republic of Korea
3Institute of Biomaterials Implant, Wonkwang University, 460 Iksan-daero, Iksan 54538, Republic of Korea
4Musculoskeletal and Immune Disease Research Institute, Wonkwang University, 460 Iksan-daero, Iksan 54538, Republic of Korea

Correspondence to: ^*Seunghan Oh Department of Dental Biomaterials, College of Dentistry, Wonkwang University, Iksan-daero 460, Iksan 54538, Republic of Korea Tel: +82-63-850-6982, Fax: +82-63-857-6982 E-mail: shoh@wku.ac.kr

초록

본 연구는 알코올 세척용(AJ)과 수세척용(WJ, WA) 레진으로 제작된 총의치 모형에서 세척 시간(5, 10, 15분)에 따른 형상 변화와 치수 정확도를 비교·평가하였다. 3D 스캐닝으로 산출한 제곱평균제곱근(Root Mean Square, RMS) 값에 대해 일원분산분석(One-way ANOVA)을 실시한 결과, 세척 시간 및 실험군 간에는 모두 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(P>0.05). 그러나 colorization map 분석을 통해 세척 시간과 레진 종류에 따라 출력된 모형의 변형 양상이 뚜렷하게 나타나는 것을 확인하였다. AJ 군은 10분 세척에서 가장 낮은 RMS 값(339.77±51.38 μm)을 보였으나, 15분 세척에서는 국소적 수축이 증가하였다. WJ 군은 전 세척 시간대에서 낮은 RMS 범위와 최소한의 변형을 유지하여 높은 치수 안정성을 나타냈다. 반면 WA 군은 초기부터 +300~500 μm 수준의 팽윤 기반 변형이 지속되었으며, 이는 높은 친수성 모노머와 PEG 올리고머 함량에 따른 흡수–팽윤 거동의 영향으로 해석된다. FE-SEM 분석에서도 AJ 군은 비교적 균일한 표면을 유지한 반면, WJ 군에서는 세척 시간 증가에 따라 미세한 요철 및 잔류물이 관찰되었고, WA 군에서는 심한 표면 손상과 열화가 확인되었다. 이러한 결과는 세척 시간과 레진 조성이 모델의 치수 정확도와 표면 안정성에 중요한 영향을 미치며, 재료 특성에 기반한 최적 세척 조건의 표준화가 필요함을 시사한다.

Abstract

This study compared and evaluated the dimensional accuracy and deformation patterns of denture models fabricated using an alcohol-washable resin (AJ) and two water-washable resins (WJ and WA) under different washing durations (5, 10, and 15 min). One-way ANOVA was performed on the Root Mean Square (RMS) values obtained from 3D scanning, and no statistically significant differences were observed among washing times or resin groups (P>0.05). However, colorization map analysis revealed distinct deformation behaviors depending on washing duration and resin composition. The AJ group exhibited the lowest RMS value at 10 minutes (339.77±51.38 µm), whereas localized shrinkage increased after 15 minutes of washing. The WJ group consistently demonstrated low RMS values and minimal deformation, indicating superior dimensional stability across all conditions. In contrast, the WA group showed persistent swelling-induced deformation of approximately +300–500 µm from the initial washing stage, attributable to its highly hydrophilic monomers and PEG-based oligomers. FE-SEM analysis supported these findings: the AJ group maintained a relatively uniform surface, the WJ group showed minor surface irregularities and residue at extended washing times, and the WA group exhibited pronounced surface damage and degradation. Overall, these results confirm that washing duration and resin composition significantly influence the dimensional accuracy and surface stability of 3D-printed denture models, emphasizing the need to establish material-specific optimized washing protocols.

Keywords:

Water-washable resin, Alcohol-washable resin, Dimensional accuracy, Washing time

키워드:

수세척용 레진, 알코올 세척용 레진, 치수 정확도, 세척 시간

서 론

치과 보철물의 정확도와 정밀도는 최적의 기능, 장기적 안정성, 그리고 환자 만족도를 확보하기 위해 필수적이다. 현재 치과 분야에서 널리 사용되는 컴퓨터 지원 설계(Computer Aided Design, CAD)/컴퓨터 지원 제조(Computer Aided Manufacturing, CAM) 시스템은 절삭 제조(Subtractive Manufacturing, SM) 기술을 기반으로 하며 높은 정밀도를 제공하지만, 밀링 버의 접근성 한계로 인해 미세하고 복잡한 형상의 보철물을 가공하는 데 제약이 존재한다(1-3). 이러한 한계를 보완하기 위해 최근 치과 분야에서는 적층 제조(Additive Manufacturing, AM) 기술이 빠르게 확산되고 있으며(4-6), 구강 스캐너와 CAD/CAM 기술의 발전과 함께 디지털 워크플로우가 더욱 활성화되고 있다. 특히 3D 프린팅 기반 AM 기술은 절삭 방식에 비해 재료 낭비가 적고 복잡한 구조 구현에 유리하여 총의치 제작에서도 광범위하게 활용되고 있다(7-9).

임상에서 사용되는 광경화성 레진의 경우, 출력물 표면에 잔존하는 미반응 모노머를 제거하기 위해 이소프로필 알코올(Isopropyl Alcohol, IPA)과 같은 유기 용매를 이용한 세척 과정이 필요하다(10). 그러나 IPA는 강한 휘발성 냄새, 피부 자극, 화재 위험성, 그리고 폐기물 처리 비용 증가와 같은 여러 단점을 가지고 있다(10-12). 이러한 문제를 해결하기 위한 대안으로 최근에는 물로 세척이 가능한 수세척용 레진이 개발되어 임상적 관심이 높아지고 있다. 수세척용 레진은 친환경적이고 경제적이며 작업이 간편하다는 장점이 있지만, 친수성 성분을 포함하고 있어 세척 과정에서 물 흡수로 인한 치수 변형이나 표면 변화가 발생할 가능성이 제기되고 있다(13, 14).

선행 연구들은 주로 수세척용 레진의 기계적 특성이나 세포 독성 평가에 집중되어 있으며(15-17), 실제 임상 환경에서 발생할 수 있는 다양한 세척 조건이 최종 보철물의 치수 정확도에 미치는 영향을 정량적으로 분석한 연구는 매우 제한적이다. 특히 의치상은 구강 점막과 긴밀하게 접촉해야 하므로 미세한 치수 변형도 환자의 불편감과 유지력 저하를 초래할 수 있어 (18-20), 세척 시간에 따른 안정성 검증이 필수적이다. 현재 대부분의 3D 프린팅 레진 제조사는 약 5분의 짧은 세척 시간을 권장하고 있으나, 실제 임상 및 연구 환경에서는 출력물의 점성, 서포트 형상, 잔류 레진의 양, 사용자 경험, 세척 장비 성능 등의 요인으로 인해 세척 시간이 자연스럽게 10분 이상으로 연장되는 경우가 빈번하다. 그럼에도 불구하고, 권장 시간보다 긴 세척이 치수 정확도와 표면 품질에 미치는 영향에 대한 체계적 연구는 부족한 실정이다. 특히 총의치는 점막과 밀착해 유지력을 확보하는 구조적 특성 때문에 ±수백 µm 수준의 변형도 임상적 문제를 초래할 수 있다(21-23).

이에 본 연구에서는 수세척용 및 알코올 세척용 레진에서 세척 시간(5, 10, 15분)의 변화가 총의치 모형의 치수 안정성과 적합도에 미치는 영향을 규명하고, 더불어 레진별 고분자 네트워크 구조와 친수성 차이가 변형 양상에 어떠한 기전을 통해 나타나는지를 평가함으로써 임상에서 안전하고 재현성 있는 후처리 기준 확립에 기여하고자 한다.

재료 및 방법

1. 재료 및 기기

본 연구에서는 Liquid Crystal Display(LCD) 패널을 마스크로 사용하는 Masked Stereolithography Apparatus (MSLA) 방식의 3D 프린터를 사용하여, 1종의 알코올 세척용 레진과 2종의 수세척용 레진으로 총의치 모형을 제작하였다. 각 재료와 기기의 상세 정보는 Table 1에 제시하였다.

Table 1.

Specification of materials and devices used in this study

2. 총의치 모형 제작 및 CAD 기준 데이터 생성

Figure 1(A)에 제시된 바와 같이, 본 연구에서 사용된 총의치 모형은 ISO 20896-1:2019 부속서 C에서 정의된 표준 총의치 모형을 기반으로 제작하였다. 이를 위해 아크릴 구강 모형(500B-1, Nissin Dental Products Inc., Kyoto, Japan)의 석고 복제물 표면에 지르코니아 강구(diameter = 7.93 mm, Shanghai Zhenhua Bearing Works Co., Shanghai, China)를 부착하여 기준 모형을 구성하였다(24). 이후 3D 스캐너(E4, 3Shape, Copenhagen, Denmark)를 이용하여 총의치 모형을 디지털화하였으며, 이를 통해 CAD 기준 데이터(CAD reference data, CRD)를 생성하였다.

Figure 1.

Photo images of the reference denture model (A) and 3D-printed denture models fabricated with each resin: (B) AJ, (C) WJ, and (D) WA.

3. 시편 준비

3D 프린터를 이용한 시편 제작 및 후처리 과정은 다음과 같다. 출력이 완료된 후 알코올 세척용 레진 시편과 수세척용 레진 시편은 각각 3D 프린팅 레진용 초음파 세척기(Form Wash, Formlabs Co., Somerville, MA, USA)를 사용하여 99% IPA(Green Pharmaceutical Co., Jincheon, Republic of Korea)와 수돗물(tap water)에서 초음파 세척을 수행하였다. 세척 시간은 제조사 권장 시간인 5분과, 비교를 위해 설정한 10분 및 15분으로 구분하여 실험을 진행하였다. 각 세척 조건(5, 10, 15분)별로 실험군당 10개의 시편을 제작하였으며, 제조 과정에서 파손 또는 변형된 시편은 발생하지 않아 모든 실험군에서 동일한 수의 시편을 확보하였다. Figure 1에는 세 종류의 레진을 이용하여 3D 프린팅된 총의치 모형을 제시하였다.

4. RMS 분석 및 colorization map 기반의 치수 정확도 평가

제작된 총의치 모형은 3D 스캐너(E4, 3Shape, Copenhagen, Denmark)를 사용하여 CAD 시편 데이터(CAD specimen data, CSD)를 획득하였다. 이후 획득된 CSD는 3D 분석 소프트웨어(Geomagic Control X Ver. 2023, 3D Systems Inc., Rock Hill, SC, USA)를 이용하여 기준 데이터(CAD reference data, CRD)와의 정합 및 형상 비교를 수행하였다. 분석 절차는 다음과 같다.

먼저, ISO 20896-1:2019 부속서 C를 기반으로 제작된 총의치 모형을 스캔한 데이터를 CRD로 설정하였다. 다음으로, 서로 다른 세척 조건(5, 10, 15분)을 적용하여 제작된 모든 실험군의 스캔 데이터를 CSD로 불러왔다. 두 데이터는 동일한 좌표계에서 비교하기 위해 초기 정렬(initial alignment)과 최적 정렬(best-fit alignment)을 순차적으로 적용하였다. 초기 정렬에서는 주요 형상 특징(feature points)을 기반으로 대략적인 위치를 일치시켰으며, 이후 전체 형상의 편차 합을 최소화하는 알고리즘을 적용하여 정밀 중첩을 수행하였다. 정렬 기준은 총의치 모형의 내면과 변연부로 설정하여 임상적 적합도를 반영하였다. 정렬된 CRD와 CSD 간의 형상 차이는 3D 비교 분석(3D Compare Analysis)을 통해 표면 간 거리로 산출하였으며, 전체 데이터 포인트의 제곱평균제곱근(RMS; Root Mean Square) 값은 아래 식을 이용하여 계산하였다.

$R M S = ∑ i = 1 n (x 1, i - x 2, i) 2 n$

여기서 X_1,i는 기준 데이터의 i번째 포인트, X_2,i는 측정 데이터의 대응 포인트, n은 총 포인트 수를 의미한다. Colorization map의 가시화는 ±1000 μm의 최대/최소 허용 범위를 적용하였으며, 양의 오차(팽창: 노란색/빨간색), 음의 오차(수축: 하늘색/파란색), 허용 오차 범위(녹색; ±50 μm)를 색상으로 구분하여 표현하였다.

5. 전계방사 주사전자현미경 관찰

각 실험군의 시편 표면 미세구조는 전계방사 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope(FE-SEM); S4800S, Hitachi & Horiba Co., Tokyo, Japan)을 사용하여 관찰하였다. 시편은 고분자 소재의 전기적 비도전성 특성을 고려하여 관찰 전 백금 코팅(E-1030, Hitachi Co., Tokyo, Japan)을 실시하였다. 본 연구에서는 10,000× 배율로 전치부 순측(Labial)을 관찰하였다.

6. 통계분석

본 연구에서 측정된 RMS 값은 평균 ± 표준편차로 표현하였다. 실험군 간 RMS 값의 차이를 평가하기 위해 유의수준 0.05에서 일원분산분석(One-way ANOVA)을 시행하였으며, 집단 간 등분산성이 만족되지 않는 조건을 고려하여 Games-Howell 사후검정을 적용하였다. 모든 통계 분석은 세척 시간 조건별로 제작된 10개의 시편(N = 10)을 기반으로 수행하였다.

결 과

1. RMS 분석 및 colorization map 기반의 치수 정확도 평가

알코올 세척용 레진 1종과 수세척용 레진 2종으로 제작된 총의치 모형의 RMS 값을 Table 2와 Figure 2에 나타내었다.

모든 세척 시간 및 실험군 간의 RMS 값에 대한 통계적인 유의차는 발견되지 않았지만 (P>0.05), 다양한 세척시간이 세가지 레진으로 출력된 총의치 모형의 RMS 값의 변화에 미치는 영향을 확인할 수 있었다. 알코올 세척용AJ 군은 10분에서 평균 339.77±51.38 μm로 낮은 변형량을 보였으며, 5분(355.11±99.41 μm)보다 감소하였다가 15분에는 375.10±112.35 μm로 다시 증가하였다. 수세척용 WJ 군은 전체 시간대에서 낮은 RMS 범위를 유지하였다. 5분(313.52±56.97 μm)과 10분(313.50±90.07 μm)에서 거의 동일한 수준으로 매우 안정적인 값을 보였으며, 15분에서도 364.74±97.81 μm로 증가폭이 제한적이었다. 반면 WA 군은 동일한 수세척용 레진 임에도 모든 시간대에서 높은 RMS 값을 보였다. 세척 시간 5분(426.87±258.85 μm), 10분(429.50±131.02 μm), 15분(407.62±89.48 μm) 모두 AJ 군과 WJ 군보다 높은 RMS 값을 나타내었으며, 세척 시간이 증가해도 큰 개선 없이 높은 변형이 유지되었다.

Table 2.

The RMS values of three experimental groups with various washing times(Unit: μm)

Figure 2.

RMS values of the three resins (AJ, WJ, WA) by washing time. The upper row compares washing times within each resin, and the lower row compares resins within each washing time. Different uppercase and lowercase letters indicate statistically significant differences (P<0.05). N=10.

Figure 3은 세 가지 프린팅 레진으로 제작된 총의치 모형의 RMS 기반 colorization map을 보여준다. 세척 시간(5, 10, 및 15분)에 따른 치수 안정성을 비교한 결과, 실험군별로 세척 방식에 따른 뚜렷한 변형 차이가 관찰되었다. 알코올 세척용 AJ 군은 모든 조건에서 ±50~150 μm 범위 내의 균일한 편차를 유지하여, 세척 시간이 증가해도 치수 변화가 거의 발생하지 않는 것으로 확인되었다. 반면 수세척용 WJ 군은 5분 세척에서는 ±200~300 ±m 수준의 국소적 변형이 나타났고, 10분 이후에는 -300 ±m 이상의 수축과 +300~500 ±m의 팽창이 동시에 관찰되며 세척 시간이 길어질수록 변형이 점진적으로 증가하였다. 수세척용 WA 군은 큰 변형을 보였으며, 5분 세척부터 이미 ±300~500 ±m의 변형이 나타났다. 세척 시간이 증가할수록 협측에서는 +500~900 ±m의 팽창, 설측 및 교합면에서는 -400~700 ±m의 수축이 광범위하게 나타나 구조적 뒤틀림이 현저하게 증가하였다. 특히 15분 조건에서는 전체 모형에서 비선형적 변형이 발생하여 치수 안정성이 낮은 재료로 평가되었다. 종합하면 AJ 군은 세척 시간에 상관없이 우수한 치수 안정성을 나타내었고, WJ 군과 WA 군은 세척 시간이 증가할수록 변형이 커짐을 확인하였다.

Figure 3.

The colorization map of three experimental groups with various washing times.

2. FE-SEM 관찰

Figure 4는 다양한 세척 시간 조건에서 알코올 세척용 레진(AJ)과 수세척용 레진(WJ, WA)의 표면을 FE-SEM으로 관찰한 결과를 나타낸다. FE-SEM 분석 결과, 세척 방식과 세척 시간의 변화에 따라 각 실험군의 표면 미세구조는 뚜렷한 차이를 보였다. AJ 군은 모든 세척 조건에서 평탄하고 균질한 표면을 유지하였으며, 과도한 세척에 따른 구조적 변화나 열화(Degradation)가 관찰되지 않아 후처리 과정의 영향이 거의 없다는 것을 확인할 수 있었다. 반면 WJ 군은 10분 세척 시점부터 표면에 불규칙한 요철이 증가하고, 미세한 클러스터 형태의 잔류물이 관찰되었으며, 15분 세척에서는 레진 매트릭스 구조 내에서 초기 미세 열화 양상이 확인되었다. WA 군은 세척 초기부터 현저한 표면 손상이 나타났으며, 세척 시간이 증가함에 따라 불균일 요철 및 공극 등의 열화 특징이 더욱 심화되어 세 실험군 중 가장 큰 구조적 변화를 보였다.

Figure 4.

FE-SEM images of AJ, WJ, and WA groups with various washing times.

고 찰

본 연구에서는 총의치 모형의 변형을 정밀하게 평가하기 위해 RMS 기반 3D 분석, colorization map, 그리고 FE-SEM 관찰을 병행하였다. 먼저 RMS 분석은 3D 스캔 데이터의 모든 점 대 점 거리 차이를 통합해 변형 정도를 수치화하는 방법이다. 이는 선형 거리 측정보다 변형의 크기와 균일성을 정밀하게 반영한다. Colorization map은 RMS 값만으로 파악하기 어려운 공간적 변형 분포(특정 부위의 국소적 수축이나 팽윤)를 시각적으로 보여주어 의치상 적합도 평가에 필수적인 정보를 제공한다. 마지막으로 FE-SEM 분석은 세척 과정에서 발생하는 미세구조 변화를 확인하여, 마이크로 수준의 치수 변형과 재료 내부 구조의 변형 기전을 설명할 수 있다. 이러한 다층적 분석 전략은 각 기법의 한계를 보완하고, 레진 조성 및 친수성 차이에 따른 변형 메커니즘을 과학적으로 검증하는 데 타당한 접근법이므로 본 연구에서는 위의 방법들을 이용하여 치수 정확도 분석과 표면 변화 관찰을 수행하였다.

따라서, 알코올 세척용 레진(AJ)과 수세척용 레진(WJ, WA)을 대상으로 세척 시간(5, 10, 15분)에 따른 형상 변화와 치수 정확도를 RMS 값과 colorization map을 활용하여 비교한 결과, 동일한 세척 조건에서도 세 레진은 서로 다른 변형 양상을 보였으며, 이는 각 재료가 보유한 친수성 모노머구성, 고분자 네트워크 구조, 그리고 세척 매질(IPA vs. 물)의 작용기전 차이에 기인한 것으로 나타났다.

알코올 세척용 AJ 군은 IPA 세척 10분에서 평균 RMS 339.77±51.38 ±m로 가장 낮은 값을 보였으며, 이는 5분 세척에서 제거되지 않은 잔류 수지가 IPA와의 충분한 접촉을 통해 용해되면서 표면 균질성이 향상된 결과로 해석된다. 그러나 15분 세척에서는 RMS가 다시 증가하고 colorization map에서도 -300~600 ±m 수준의 국소 수축이 관찰되었다. 이는 IPA가 높은 용해도와 친유성 결합 분리 특성을 갖기 때문에 장시간 노출 시 고분자 네트워크 내 저분자 성분의 과도한 용출을 유발하여 국소적 붕괴 및 수축을 초래한 결과로 판단된다. 즉, AJ 군은 중간 세척 시간(10분)이 가장 안정적이며 장시간 세척은 오히려 영구 변형을 증가시킬 가능성이 있다. 알코올 세척용 레진의 세척 시간 변화에 따른 치수 안정성에 관한 기존의 연구들은 알코올이 단순한 세척제가 아니라, 고분자 네트워크에 침투하여 가소화 및 팽윤을 일으키는 용매로 작용하므로 과도한 세척은 3D 프린팅된 레진의 기계적 물성 및 표면 물성을 저하시킨다고 보고하였다(12, 25). 따라서, 본 연구 결과 내용과 기존의 연구 결과가 유사한 경향을 나타내는 것을 확인하였다.

수세척용 WJ와 WA 군은 동일한 물 기반 세척 조건임에도 서로 상이한 변형 양상을 보였다. WJ 군은 모든 세척 시간대에서 평균 RMS가 313~365 ±m 범위로 낮게 유지되었으며, colorization map에서도 녹색~연황색 분포가 안정적으로 나타나 높은 치수 안정성을 확인할 수 있었다. Table 1에 명시된 WJ 군의 구성성분들 중에서 Bisphenol-A epoxy acrylate oligomer의 높은 소수성은 물 접촉시 낮은 물 흡수 및 팽윤을 억제하는데 효과적으로 작용한다. 또한, trimeth-ylolpropane 기반의 다관능성 아크릴레이트 단량체인 Propylidynetrimethanol ethoxylated esters with acrylic acid와 높은 가교 구조를 형성하는 Bisphenol-A epoxy acrylate oligomer의 조합으로 인하여 치수 안정성이 매우 높게 유지됨을 알 수 있다(26-28). 반면 WA 군은 5분 세척부터 이미 평균 RMS 값이 426.87±258.85 µm로 큰 변형을 나타냈으며, 이후 세척 시간이 증가해도 변형이 크게 감소하지 않았다. Colorization map에서는 교두부, 인접면, 및 주변부를 중심으로 + 500~800 µm 이상의 광범위한 팽윤 영역이 지속적으로 관찰되었다. 이는 WA 군의 주된 성분인 PEG-diacrylate 계열의 2,2′-(Ethylenedioxy) diethyl diacrylate가 물과 친화력이 매우 높고, 물을 빠르게 흡수하는 특성을 가지고 있어서 물 접촉 시 강한 흡수 및 팽윤 거동을 보이는 소재의 특성에 기인한다(13, 29, 30). 결과적으로 WJ 군은 물 세척 환경에서도 치수 안정성이 유지된 반면, WA 군은 세척 초기부터 팽윤 기반 변형이 크게 발생하여 시간이 지나도 회복되지 않았다.

실제 임상에서의 허용 가능한 변형 범위를 확인하기 위하여 가철성 보철 및 CAD/CAM 총의치 적합도에 관한 선행 연구들을 보면, 조직면 간격이 100 µm 이하일 경우 이상적인 적합도로 간주되며(31, 32), 연조직의 압축성을 고려할 때 평균 편차가 약 300 µm 이내인 경우 임상적으로 허용 가능한 범위로 평가되는 것으로 보고된다(33, 34). 따라서 본 연구에서 도출된 RMS 값을 비교해보면 AJ 군과 WJ 군은 10분 이내의 세척 조건에서 임상적으로 타당한 결과를 나타내었지만, WA 군은 세척 시간에 상관없이 다소 높은 RMS 값을 나타내어 임상적으로 허용 가능한 범위를 벗어나는 결과를 나타내었다.

FE-SEM 분석에서도 이러한 경향이 확인되었다. WJ 군은 세척 시간이 증가함에 따라 표면 요철과 cluster 형태의 미세 잔류물이 증가하고, 15분 조건에서 초기 미세 열화가 관찰되었다. WA 군은 세척 초반부터 공극 증가, 표면 조대화, 미세 균열 등 구조적 열화가 심하게 나타났으며, 세척 시간 증가에 따라 이러한 변화가 더욱 뚜렷해졌다. 이는 수 레진의 높은 친수성이 표면 안정성을 저하시키며, 세척 조건이 최종 표면 품질에도 직접적인 영향을 미침을 보여준다.

본 연구는 세척 시간을 5-15분 범위로 제한하여 실제 임상에서 발생할 수 있는 다양한 세척 조건을 충분히 반영하지 못하였고, 시편 수가 제한적이며 단일 3D 프린터와 단일 브랜드의 레진 조성만을 사용함으로써 연구 결과의 일반화에 한계가 있다. 또한 장기적인 수분 흡수, 치수 안정성 변화, 및 구강 환경에서의 동적 영향 등을 평가하지 못했다는 점에서 제약이 존재한다. 이러한 제한점을 고려하더라도 본 연구 결과는 다음과 같은 결론을 제시한다. AJ 군은 적정 세척 시간에서는 안정적인 형상 정확도를 보였으나 장시간 세척 시 국소적 수축이 증가하는 경향을 나타냈다. WJ 군은 높은 가교도와 낮은 친수성 조성을 기반으로 우수한 치수 안정성을 유지하였다. 반면 WA 군은 세척 방식과 시간에 관계없이 지속적인 팽윤 기반 변형이 발생하여 가장 낮은 치수 정확도를 보였다. 본 연구는 세척 방식과 레진 조성이 3D 프린팅 치과 모델의 변형 양상에 직접적인 영향을 미친다는 점을 확인하였으며, 재료 특성에 따른 최적 세척 시간 설정과 후경화 프로토콜의 표준화 필요성을 강조한다.

결 론

본 연구에서는 알코올 세척용 레진(AJ)과 수세척용 레진(WJ, WA)을 대상으로 세척 시간 변화가 총의치 모형의 치수 정확도에 미치는 영향을 평가하였다. RMS 및 colorization map 분석에서 통계적 유의차는 없었으나, 레진 조성에 따라 변형 양상은 크게 달랐다. AJ 군은 10분 세척에서 가장 안정적인 값을 보였으나, 15분 세척에서는 IPA 용출 증가로 국소적 수축이 나타났다. WJ 군은 Bisphenol-A 기반의 낮은 친수성과 높은 가교도 덕분에 전반적으로 우수한 치수 안정성을 유지하였다. 반면 WA 군은 PEG 기반 단량체에 의한 높은 물흡수성으로 인해 초기부터 큰 팽윤 변형이 발생하였으며 세척 시간이 증가해도 회복되지 않았다. FE-SEM 분석에서도 이러한 차이가 확인되었으며, WJ 군은 비교적 균일한 표면 구조를 유지한 반면 WA 군은 공극의 증가와 미세 열화가 뚜렷하게 관찰되었다. 종합하면 세척 매질과 레진 조성은 3D 프린팅 보철물의 변형 양상에 중요한 영향을 미치며, 재료별 특성에 따른 최적 세척 시간 설정이 필요하다. 향후 연구에서는 장기적 물흡수 거동과 다양한 세척 · 구강 환경 조건에서의 변형 평가가 요구된다.

Acknowledgments

이 논문은 2024학년도 원광대학교의 교비지원에 의해 수행됨.

References

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Group Name	Device	Materials
Group Name	Device	Name	Composition
1 Phrozen Tech Co., Hsinchu city, Taiwan (light intensity = 3.0 mW/cm2, layer thickness = 0.1 mm, exposure time per layer = 3.7 s) 2 Shenzhen Yongchanghe Technology Co., Shen Zhen, China. 3 Shenzhen Anycubic Technology Co., Shen Zhen, China.
AJ	Phrozen Sonic Mini 8K LCD 3D printer¹	Jamg He^® standard plus²	Bisphenol-A epoxy acrylate oligomer, Propylidynetrimethanol ethoxylated triacrylate, (5-Ethyl-1,3-dioxan-5-yl) methyl acrylate, Ethyl phenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphinate, pigment
WJ		Jamg He^® water washable standard plus²	4-(1-oxo-2-propenyl)-morpholine, Bisphenol-A epoxy acrylate oligomer, Propylidynetrimethanol, ethoxylated, esters with acrylic acid, Phenyl bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, pigment
WA		Anycubic water washable³	2,2'-(Ethylenedioxy) diethyl diacrylate, Oxirane, 2-methyl-, polymer with oxirane, bis(2-methyl-2-propenoate), 1,2-Ethanediyl bisacrylate, Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphinate, pigment

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