Holographic interferometry를 이용한 열중합 애크릴릭 레진의 변형에 관한 연구

Ⅰ. 서 론

구강 연조직에 의치를 정확히 적합시키는 것은 무치 악 혹은 부분 무치악환자에게 매우 중요한 사항이다.

그동안 의치상재료로는 vulcanite, nitrocellulose, phenol formaldehyde, vinyl plastics, porcelain등 을 거쳐 1937년 처음 애크릴릭polymers가 소개되었 으며 1946년에 이르러서는 애크릴릭 레진은 의치상 재료의 98%를 차지할 만큼 급격한 사용의 증가와 함 께 그 동안 치과치료에 있어서 인공치아, 심미성 수복 재료, 교정장치, 임시 의치, 인상용 트레이, 외과 splint등 여러가지 분야에 사용되고 있다. 그리고 레 진 ploymer는 plymethyl methacrylate가 소개된 이래 vinylacrylic, polystyrene, epoxy, nylon, vinylstyrene, polycarbonate, polysulfone unsaturated polyester, polyurethane등을 거쳐 최 근에는 rubber가 보강된 내충격성 레진과 light- activated urethane dimethacrylate가 함유된 광중 합 레진이 개발되기에 이르렀다⁽¹⁾.

그러나 이를 사용함에 있어 여러가지 단점들이 발견 되었고 그 후 재료의 물리적 성질 향상에 대한 꾸준한 연구와 노력이 이루어져왔음에도 불구하고 아직도 해

결해야 할 과제가 남아있다. 대표적인 문제로서는 레 진 중합 후에 뒤따르는 체적 변화인데 이는 의치상과 그밑 구강 조직과의 적합성에 영향을 미친다. 이러한 체적의 변화는 다음과 같은 과정을 통해서 일어나게 된다. 즉 레진 중합시에는 밀도가 0.94gm/㎤에서 1.19gm/㎤으로 변화하면서 21%의 체적수축이 일어나 이로인한 중합수축이 일어나야 하는데 mold내에 갇 힌 레진은 체적 변화가 일어날수 없으므로 자연적으로 인장응력이 발생하게된다. 그리고 이러한 잔존 응력의 방출은 단기간에 변형을 발생시키며 2일까지 지속되 는 것으로 알려져 있다. 또한 장시간에 걸쳐서 레진의 성질은 aging의 결과로 변하게 되기도 하는데 이 과 정은 반복되는 온도 변화, 수분흡수 상태등에 따라 가 속되기도 하여 심한 온도차이를 보이는 구강내에서는 의치의 적합도 및 유지에 영향을 미치게 되므로 의치 의 제자, 장착시 고려해야할 중요한 요건이 되기도 한 다⁽²⁾.

그 동안 레진 변형에 관한 선학들의 많은 연구가 있 었는데 Phillips⁽²⁾는 레진의 선상 수축 현상의 주원인 은 열 수축이라 하였으며 레진이 온성온도 근처에서는 연성이 존재하므로 응력이 발생하지 않으나 glass transition 온도(75℃)이하로 내려가게되면 중합수축

- 대한 치과 보철학회지 Vol. 23 No. 1, 1985 -

Holographic interferometry를 이용한 열중합 애크릴릭 레진의 변형에 관한 연구

서울대학교 치과대학 치과보철학교실

박동관ㆍ장익태ㆍ김광남

이 발생한다고 하였다.

또한 Becker^{(3, 4)}는 애크릴릭 레진의 중합기법의 차 이(fluid resin technic, silicone-gypsum technic, all-gypsum technic)에 따른 체적 변화를 조사한 바 별 차이가 없다고 보고 한 바가 있으며, Jackson⁽²⁴⁾은 injection pressing method와 compression molding method를 상호비교한 바 유의성을 발견하 지 못했으며 의치의 제작시 체적 변화를 일으키는 요 인으로서 애크릴릭 레진의 고유 성질, 주 모형의 제작, 매몰 및 주입과정, 의치상의 모양과 크기, 중합 과정, 의치상 연마, 처리 과정 등을 언급하였다.

그리고 Woelfel^(15-9), Anthony⁽¹⁰⁾, Peyton⁽¹¹⁾, Ployzois⁽¹²⁾등은 여러종류의 의치상재료의 변형에 대 해 연구한 바 의치를 구강 내 장착시 물을 흡수함으로 써 발생하는 선 팽창(linear expansion)이 레진중합 시 야기되는 선 수축(linear shrinkage)을 제대로 보 상하지 못한다고 발표하였다. 또한 Takamata⁽¹³⁾등은 microwave-activated 레진이 열중합 혹은 광중합 레진보다 변형이 적다고 발표하였다. 그리고 Wolfaardt⁽¹⁴⁾등은 열중합 레진의 체적변화에 영향을 미치는 요소에 대해 조사하여 레진 시편의 크기, 분말 과 액의 비율, 가압력, 가압의 정도등이 중요한 변수라 고 하였다.

Lorton⁽¹⁵⁾등은 레진 의치 제작시 발생하는 열에 의 한 변형을 연구한바 연마에 의해 의치상 레진의 부분 적인 변형이 초래될 수 있고 모형에 대한 의치의 적합 도를 측정하는 지표(index)로 구치부간 거리를 사용하 는 것은 믿을만 하지 못하다고 발표하였다.

McDowell⁽¹⁶⁾, Baemmert⁽¹⁷⁾ 등은 Michigan computer-graphic measuring system을 이용하여 레진의 변형을 측정하는 기구로 사용하였다. 또 Bunch⁽¹⁸⁾, Brauer⁽¹⁹⁾등은 의치상 이장재의 재료학적 성질에 대한 연구를 한바 있으며 Johnston⁽⁴⁷⁾은 내충 격성 레진인 Lucitone 199가 conventional thermosetting PMM계 레진이나 vinyl계 레진보다 우수한 flexure fatigue resistance를 보유하고 있다 고 보고하였다.

Ogle⁽²²⁾은 의치상 재료로서 광중합 레진의 우수성

에 대해 보고한 바있으나 Breeding⁽²⁰⁾은 의치 이장후 의 체적 변화에 대해 연구한 바 오히려 열중합 레진이 광중합 레진보다 체적 변화가 적었다고 보고했다.

Barco⁽²¹⁾는 열 중합 레진으로 의치를 제작후 자가 중 합 레진으로 개조하면 적합도가 향상된다고 하였고 레 진 치아를 포함한 열중합 레진 의치상이 레진 치아를 포함하지 않은 레진 의치상보다 더 많은 변형이 초래 되었다고 발표하였다.

또 Phillips⁽²⁾, Craig⁽¹⁾, Firtell⁽⁴⁰⁾등은 열 중합 레진 의 온성은 기포발생이나 변형등을 피하기위해 통상 제 시된 온성온도보다 낮은 온도에서 하는것이 유리하다 고 하였다.

최근까지 레진의 체적변화에 대한 연구는 의치나 레 진시편의 표면에 일정한 수의 기준점을 정한후 레진 중합전후의 거리를 현미경등의 계측기구등로 측정하 거나 어느 기준점에서 주 모형과 의치사이의 거리를 재어 측정함으로써 2차원적인 변형량을 추정 혹은 계

측(3-15, 20, 21, 23, 24)하거나 이를 벡터등을 이용하여 3차

원적⁽⁴¹⁾으로 계산하였다.

그러나 이러한 방법들은 몇 가지 단점을 지니게 되 는데⁽¹⁾전체 변형량을 감지하지 못하고 제한된 기준점 사이의 변형량만을 측정하게 되고^(37)(2)Lorton⁽¹⁵⁾의 언 급처럼 기준점 자체의 신뢰성 문제가 있고⁽³⁾정확도의 한계가 5um를 넘지 못하며^(37)(4)관찰자의 주관적인 측 정오차가 생기고^(37)(5)3차원적인 접근을 하기힘들고⁽⁶⁾ 변형이 일어날 경우에 응력이 발생하는 부위를 전혀 감지할 수 없다는 것이다. 그래서 이러한 사실은 애크 릴릭 레진의 변형양상을 잘못 이해할 수도 있으므로 저자는 본 연구에서 이러한 문제점들을 해결하기 위하 여 종래의 현미경적 기법과는 달리 광학적 방법인 레 이저 홀로그래피(laser holography) 기법을 이용한 계측법을 사용하였다.

이 방법은 레진 시편이 중합수축을 하는 동안 몇 장 의 이중노출 홀로그램(hologram)을 촬영하여 이중 노 출 동안 변형으로 인한 일련의 간섭무늬가 형성되며 이를 해석하여 변형량을 계산해낼수있다는 원리⁽³⁴⁾를 이용한 것이되겠다.

본 연구는 종전의 방법과는 달리 광학적 방법인

— 49 —

holographic interferometry를 사용하여 각기 다른 4종류의 열중합 레진에 있어서 시간에 따른 변형량과 변형형태를 측정, 비교하였으며 상악 의치에서는 온도 변화에 따른 변형형태를 분석한 결과 이에 대한 다소 의 지견을 얻었기에 그 결과를 보고하는 바이다.

2. 실험재료 및 방법

A. 실험 재료

본 실험에서 사용된 의치상 레진의 종류는 표 1과 같다.

B. 실험 방법

정량분석과 정성분석의 2가지 실험을 행하였다.

1) 레진 시편의 정량, 정성 분석

외경이 48.4mm, 내경이 41.3mm, 높이가 5.6mm

인 스테인리스 스틸 주형에서 silicone putty (Exaflex, GC Corp., Japan)로 직경이 41.3mm, 높 이가 5.6mm인 원판 mold를 만들어 이를 의치함에 매몰하여 열중합 레진의 시편제작에 이용하였다(Fig.

1).

제품간의 변형량을 비교하기 위해 4가지 의치상 레 진을 실험에 사용하였다.

이중 Rs Vertex(이하 Vertex)와 Premium super 20은 급속 열중합 레진이며 Lucitone 199는 내충격 성 레진(butadiene poly methyl methacrylate)이고 Ch Lucitone은 conventional thermosetting poly methyl methacrylate resin이다.

레진시편 제작은 제조 회사의 지시에 따라 제작하였 다. 의치함에서 분리후 생긴 레진의 잉여 부위는 저속 bur로 조심스럽게 제거해내었다. 분말 대 액의 비율 은 3 대 1로 하였다.

본 실험에 사용된 의치상 레진의 온성온도와 시간등 은 Table 2와 같다.

Table 1. Resin materials used in this study

Table 2. Curing and cooling time in acrylic resin materials

이렇게 제작된 두께 5.6mm, 직경 41.3mm 시편을 직경이 5mm인 플라스틱 받침대에 올려놓고 강력접 착제(cyanoacrylate cement)로 접착하여 대기 중에 노출된 레진시편의 열이 받침대를 통해 소실되는 것을 방지하였다. 그리고 실험 장치를 Fig. 2와 같이 설치 한 후 레진 시편에 대해 의치함 분리후 처음부터 15분 까지, 15분-30분, 30분-45분, 45분-60분까지 각각 이중노출을 하여 4장의 사진을 얻을 후 시간경과에 따 른 변형량과 변형형태를 조사하였다. 이중노출시의 노 출시간은 각각 6초로 정하였으며 실험실의 온도는 섭 씨 22도에서 24도였다. 한 회사의 재료당 6개씩 총 24개의 시편을 제작하였으며 1시편당 4장씩 도합 96 장의 사진을 촬영하였다.

2) 의치의 정성분석

온도 변화에 따른 의치의 변형 상태를 조사하기 위 해 제조회사의 지시에 따라 열중합한 의치(Vertex)를 무치악 모형에서 의치상용 납 2장의 두께(약 4mm)로 제작하였다(Fig. 3). 그 후 의치 자체의 중합변형의 가 능성을 배제시키기위해서 상온의 물에서 약 1개월동 안 수중저장하였다. 이 레진의치를 섭씨 50도, 70도, 90도의 물에서 순서대로 10분씩 가열한후, 강력접착 제로 플라스틱 받침대에 접착시켜 각각의 실험마다 8 초의 노출로 5분간격의 이중노출을 하였다. 이 때 발 생하는 변화를 관찰하여 총 3장의 사진을 촬영하였으 며 의치에 잔존열이 존재할 가능성을 없애기위해 각 실험사이에 의치를 30분간 상온의 물에 다시 저장하 였가 다음 실험을 진행하였다. 이 때 물의 온도를 조절 하기 위해 hot plate(Ace Co., Korea)를 사용하였다 (Fig. 4).

이상의 실험에서 의치함의 매몰재로서는 치과용 경 석고인 MG crystal rock(Maruishi Gypsum Co.Ltd., Japan)을 사용하였고 레진 분리재는 Buty- sep(Ticonium company Ltd., U.S.A.)를 사용하였 으며 의치함은 오성사(Korea)의 제품을 사용하였다.

본 실험에 사용된 레이저는 He-Ne 레이저 (NEC,Model No.5700, JAPAN)로써 10mW의 출력 을 보유했으며 파장이 632.8nm을 나타냈다. 레이저

홀로그래피는 아주 작은 변위량도 기록할 수있는 매우 정밀한 측정 방법이므로 미세한 진동이나 어떠한 실험 외적 힘도 가해지지 않아야 한다. 그래서 실험장치로 는 진동방지장치가 된 optical table위에서 He-Ne 레이저, shutter, 빔 분할기, 공간 필터, 빔 확장기, 거 울등을 magnetic base로 고정하여 배치하였다. 공간 필터의 사용목적은 빛을 확장시키고 깨끗한 광선을 취 하기 위함이며 빔 분할기는 기준파 대 물체파의 세기 (intensity) 비율을 최적화시키기 위하여 사용했다. 또 한 거울은 레이저가 빔을 조명하여 정상적으로 상을 재현할수 있도록 사용하였으며 홀로그래피의 촬영시 빛이 완전히 차단된 공간에서 유리판에 감광 emulsion이 도포된 고해상도 건판(Agfa Gevaert, 8E75, Belgium)에 He-Ne 레이저를 노출시켰다. 촬 영후 건판을 현상액에 4분, 물에 1분, 정착액에 4분, 물에 1분의 순서로 담궜다가 Ferric nitrate와 Potassium bromide로 제작된 표백용액에 건판이 맑 아질때까지 표백건조시켰다. 영상이 담긴 홀로그램건 판은 기준파를 비추어 CCD 카메라(SONY Corp., Model Xc-37,Japan)로 기록한후 IBM PC에 연결된 영상취득기(Imaging technology Inc., ITEX PC- plus Image Graber, U.S.A.)로 모나터에 상을 재현 하여 이를 일반 카메라로 촬영하였다.

홀로그램촬영을 위한 배치는 다음과 같다(Fig. 5).

— 51 —

Fig. 5. Holographic and photographic arrangement for the recording of double-exposure holograms.

3. 실험 성적

A. 레진 시편의 정량, 정성 분석

1) 레진 시편의 정량 분석

재현된 홀로그램상으로부터 변형률을 계산하려면 다음과 같은 수식이 필요하다.

displacement = nk(λ/2)(34, 45, 55)

n= 간섭무늬의 수

λ= 사용된 빛의 파장(632.8nm)

k = 2 (cosα+cosβ)

α= 기준파와 물체파의 각도(47도) β= 관찰자와 기준파의 각도(140도) 이를 라디안 값으로 환산하여 계산하면 cosα+cosβ= 0.682-0.766 =-0.084

여기서 시편의 직경을 41.3mm, 선상 변형률로 정 하면

- n × 1/84 × 6328 = 413000×γ γ= - n × 0.018240516

이 경우에 한 간섭무늬당 변형은 632.8 nm×1/84

×10-3 = 7.53nm 값을 얻는다.

사진상에 나타난 간섭무늬의 수를 직접 세었고 간섭 무늬의 수가 너무 많아 사진상에서 판독하기 힘든 경 우는 선명도가 훨씬 좋은 홀로그램건판 상에서 직접 수를 세거나 버어니어 캘리퍼스로 간섭무늬의 간격을 측정한 다음 이를 직경으로 나누어 계산하였으며 오차 의 한계를 줄이기 위해 위의 과정을 3회 반복 실시하 여 평균값을 취하였다. 그리고 간섭무늬의 수가 너무 많아 판독이 불가능한 경우는(.)로 표시하였다.

실험하여 얻은 간섭무늬의 수는 Table 3, 4, 5, 6과 같다.

위의 수치로 레진의 선상 수축 변형(mm)을 위의 공 식을 이용하여 계산한 결과 Table 7, 8, 9, 10과 같다.

이를 선상 변형률(%)로 계산하면 그 결과는 Table 11, 12, 13, 14와 같다.

Table 3. Fringe numbers in Premium super 20

Table 4. Fringe numbers in Lucitone 199

— 53 —

Table 5. Fringe numbers in Vertex

Table 7. Linear dimensional changes of Premium super 20(in ㎜ )

Table 8. Linear dimensional changes of Lucitone 199(in ㎜ )

Table 6. Fringe numbers in Ch Lucitone

Table 9. Linear dimensional changes of Vertex(in ㎜ )

Table 10. Linear dimensional changes of Ch Lucitone(in ㎜ )

Table 11. Linear dimensional changes of Premium super 20(in %)

— 55 —

Table 12. Linear dimensional changes of Lucitone 199(in %)

Table 13. Linear dimensional changes of Vertex(in %)

Table 14. Linear dimensional changes of Ch Lucitone(in %)

계산된 측정치를 computer에 입력시켜서 Duncan 의 multiple range test를 시행하여(SPSS

program)95%의 신뢰도에서 통계적 유의성을 조사하 여 얻은 성적은 Table 15, 16, 17, 18과 같다.

Table 15. Total mean and standard deviation of linear dimensional changes of acrylic resins during 60

Table 17. Total mean and standard deviation of linear dimensional changes of acrylic resins by time(in

㎜ )

Table 16. Total mean and standard deviation of linear dimensional changes of acrylic resins during 60 mins(in %)

Table 18. Total mean and standard deviation of linear dimensional changes of acrylic resins by time(in

%)

Duncan’s multiple range test를 시행한 결과는 Table 19, 20과 같다.

— 57 —

Table 19. Statistical analysis of linear dimensional changes of acrylic resins(in ㎜ )

Table 20. Statistical analysis of linear dimensional changes of acrylic resins(in %)

2) 레진 시편의 정성 분석

초기에는 많은 수의 방향성을 보유하는 다양한 형태 의 간섭무늬가 보였고 이 간섭무늬의 수는 시간이 경 과할수록 감소하였다.

B. 의치의 정성 분석

섭씨 50도로 가열시는 변형된 부위가 나타나지 않 았으나 섭씨 70에서는 부분적으로, 90도에서는 많은 부위에서 변형된 부위가 검게 관찰되었다.

4. 총괄 및 고찰

Laser란 용어는 Light Amplification by Stmulated Emission of Radiation에서의 머리글자 를 모은 것이다. 이는 유도 방출에 의한 광증폭을 의미 하며 이 빛의 특성은 단색성(monochromaticity), 가 간섭성(coherence), 고휘도성(brightness), 방향성 (directionality)이 있는것이다^(48-50). 레이저는 gas 레 이저(He-Ne, Ar, CO2), 고체 레이저(Ruby), 반도체 레이저등이 있으며 이중 CO2 레이저는 고출력을 나 타내어 지혈효과가 있어 의료용으로도 이용되고 있다.

홀로그래피의 촬영을 위해서는 주로 저 출력의 He-

Fig. 6. Comparison of linear dimensional changes of 4 tested resins by time(in %).

Fig. 8. Linear dimensional changes during 60mins(in

%)

Fig. 7. Comparison of linear dimensional changes of 4 tested resins by time(in ㎜ ).

Fig. 9. Linear dimensional changes during 60mins(in

㎜ )

Ne 레이저(10mW)를 사용하며 이빛의 파장은 632.8nm이고 가시광선인 적색광에 해당한다.

홀로그래피는 1947년 영국의 과학자 Gabor가 불완 전한 단색광을 실험에 사용하였지만 He-Ne gas 레 이저가 발견되기까지는 실제적인 사용은 하지 못했다.

최초의 홀로그램은 1964년 Leith와 Upatnieks⁽⁵³⁾가 촬영하였으며 1965년 Holographic interferometry 라는 측정방법을 Powell과 Stetson⁽⁵⁴⁾이 발표하였다.

이를 이용하여 치의학 분야에서는 1970년대에 이르러 서 Wictorin⁽⁵¹⁾이 납착연결 부위의 탄성 변형을, Wedendal⁽⁵²⁾의 교합력에 따른 치아의 이동을 연구하 였다.

본 연구에서 사용된 레이저 Holographic interferometry는 치의학 분야에서는 지금까지 1970 년대 들어서 치아의 이동이나 동요도^{(42, 45)}에 대해 응 용되기 시작하였으며, 본격적으로는 1970년대 후반에 는 Schwaninge^r(33)가 홀로그램을 교정사진 촬영에 도 입하였고 본격적으로 1980년대에 들어와서 주로 교정 학 분야의 많은 연구가 시행되어 치아 이동시 저항 중 심과 회전 중심을 찾기 위한 시도⁽⁴³⁾나 교정 장치로 두 개 안면골에 힘을 가했을 때 나타나는 응력 분포^(27-31) 등을 관찰하기 위해 이용되어 왔다. Holographic interferometry 중 이중 노출 기법은 힘을 가한 전후 의 물체의 초기변위를 측정하는데 매우 유용하며 물체 의 전체부위에서 작은 변형을 가시적, 입체적, 연속적 으로 관찰이 가능한 장점을 가지고 있다.

본 연구에 사용된 레이저 홀로그램의 장점⁽³⁴⁾으로는 1) 오차의 한계가 30nm이며 2) 방법 자체가 측정 게 이지를 사용하지 않아 비파괴성, 비접촉성을 지니며 3) 레이저광의 간섭현상을 이용하여 빛의 세기뿐만 아 니라 위상 성분까지도 기록할수있으므로 3차원적으로 모든 정보를 사진건판에 영구 보존가능하고 4) 정량분 석과 정성 분석이 모두 가능하여 실제 구조물을 대상 으로 외력의 이동 방향 및 변이량을 직접 측정할수 있 다는 것이다.

홀로그램은 레이저 홀로그래피에서 물체의 변위를 기록하는 매질로 사용되며, 조명원과 관찰방향에 따라 조명원의 반대방향에서 물체를 관찰하게 되는 투과형

홀로그램(transmission type hologram)과 조명원과 같은 방향에서 관찰하는 반사형 홀로그램(reflection type hologram)으로 나눌 수 있다.

특히, 반사형 홀로그램은 임⁽²⁵⁾, 이⁽²⁶⁾가 치아의 동요 도 측정에 이용하였으며, 투과형 홀로그램은 교정학 분야에서 박⁽²⁷⁾, 김⁽²⁸⁾, 이⁽²⁹⁾, 강⁽³⁰⁾, 이⁽³¹⁾ 등이 연구 한 바 가 있 고 보 철 학 분 야 에 서 는 Young⁽³²⁾이 Holographic interferometry의 사용 가능성을 제시 한 이래 Young⁽³²⁾은 국소의치의 응력 분석을 시도하 였고 Micham⁽³⁴⁾이 탄성 인상재의 변형률을 측정하여 선학들의 측정치와 유사한 결과를 얻었으며 Wesson⁽³⁵⁾은 300파운드의 외력은 가공의치의 연결부 위의 변형을 초래시키지 못했다고 보고했으며 elapsed-time holographic interferometry는 치과 수복물의 변형을 측정하는데 좋은 방법이라고 주장하 였다. 그리고 1992년 Goldstein⁽³⁶⁾은 가공의치 연결부 위부위의 응력을 조사한바 하악 제 2소구치와 제1대 구치가 결손된 4개치아 고정가공의치에서 가장 약한 부위는 제2소구치와 제1대구치 가공치의 연결부위이 고 원심지대치에서 변연부위의 변형이 관찰되었다고 보고한 바 있다. 또 van Straten⁽³⁷⁾은 컴퓨터를 이용 한 정량분석과 정성분석을 시행하여 aging과 온도 변 화에 따른 의치상 레진의 변형에 대해 연구하였다. 또 한 Dirtoft⁽³⁸⁾는 투과형 white-light, real time, 이중 노출 홀로그램을 이용하여 aging에 따른 상악 총의치 의 변형을 측정한 바 의치의 비대칭적인 변형이 관찰 되었다고 발표하였다.

본 연구에서 사용된 투과형 홀로그램의 변위정보 기 록원리는 다음과 같다. 레이저에서 발생한 가간섭성 (coherent) 빛을 빔 분할기(beam splitter)를 이용하 여 기준파(reference beam)과 물체파(object beam) 의 2가지 성분으로 나눈다. 물체파는 측정하고자 하는 물체에 조사된 후 물체에서 반사된 빛으로 고해상도의 홀로그램 건판(holographic plate : 2000lines/mm 이상의 해상도)에 도달하게 되고, 기준파는 직접 홀로 그램 건판에 조사된다. 진폭(amplitude) 정보만을 기 록하는 이차원적인 일반 사진과는 달리 홀로그램 건판 은 빛의 세기(intensity)를 이용하여 두 빛의 위상차를

— 59 —

저장하는 성질이 있으므로 기준파와 물체파는 상호간 섭으로 인한 줄무늬형태의 물체정보를 기록하게 되어 삼차원적인 성질을 보유하게 된다. 이렇게 두 빛의 간 섭 결과를 기록한 것을 홀로그램이라 하고 이 사진 기 록을 현상한 다음 기준파로 다시 조명하게 되면 원래 물체의 상이 대단히 생생하고 입체감있는 재생상으로 나타나게 된다(48, 49, 50, 55)(Fig. 10, 11).

이 원리를 수영장의 물에 비유하여 설명하면 다음과 같다. 즉 수영장 한 끝에서 막대기로 물을 치게되면 물 결이 발생하게 된다(기준파). 동시에 반대편에서 돌을 던지면(물체파) 또 다른 물결이 생겨서 이 두 물결들은 수영장의 중간쯤에서 서로 만나게 되어 상호 보강 간 섭현상에 의해 다른 형태의 물결모양이 나타나게 된 다. 이 곳에서 카메라로 사진을 촬영(홀로그램)하여 이 를 기록하는 과정을 말한다.

홀로그램의 촬영시에는 물체, 기준파, 홀로그램 설 치에 사용되는 모든 광학 기구들이 단단히 고정되어야 만 정확한 상을 얻을수있다.

만약 물체에서 미세한 변형이 있을시 물체는 고정시 켜놓고 변형전과 변형후를 동일한 건판에 이중노출 (double exposure)하 고 화 학 적 과 정 (wet processing)을 거쳐 홀로그램을 현상한 후 기준파를 조사하면 관찰시 물체의 변형에 따른 흑과 백의 간섭

무늬(interference fringe)가 발생된다. 간섭무늬 형 성의 원리는 변형 전과 후의 물체정보간에 상쇄 보강 간섭으로 파장이 겹쳐져서 증폭된 곳은 백색, 소멸된 곳은 흑색으로 나타나 이 흑백의 간섭무늬의 밀도와 주행양상을 통해 대상물체의 변위를 관찰하는 정보가 된다. 이 변형은 nanometer 단위에서 발생하며 간섭 무늬의 수가 많고 간격이 좁을수록 변위량이 커지고 변위방향은 간섭무늬의 주행방향과 직각을 이루게 된 다. 만약 이때 광선의 경로에 대한 각도를 알고 있고 물체가 한 특정한 방향으로 움직이게 되면 물체의 변 형률은 계산될 수 있다. 그러나 이러한 변위량과 변위 방향이 조건과 형태에 따라 복잡한 모양을 나타나게 되면 이를 해석하는데는 보다 많은 지식이 필요하다.

이 과정을 elapsed-time double exposure holographic interferometry라 하며 이에 반대되는 의미의 홀로그램을 real time holography라 한다.

즉 real time holographic interferometry란 체적 변화가 일어나면 wet processing라는 현상 과정을 거 치지 않고 그 즉시 기록과 관찰이 되며 기준파가 비춰 지는 저 광도의 텔레비전 카메라를 통해 물체를 볼 수 있다. 좀더 상세히 설명하면 물체에 응력을 가하여 체 적의 변화가 오면 물체가 응력을 받은 상태와 받지않 은 원상태의 차이때문에 간섭무늬가 발생하며 이러한

Fig. 10. Exposing the hologram Fig. 11. Viewing the hologram.

물체 정보는 모니터 스크린에 테이프로 기록된다. 이 렇게 비디오 테이프에 기록된 정보는 아날로그 타잎에 서 디지탈 타잎로 변환되어 컴퓨터 테이프에 저장되고 이것으로부터 물체의 움직임에 관한 간섭 무늬 형태의 수학적 해석을 하여 3차원적 정량 분석을 할수 있게 된다. 이러한 Holographic interferometry는 우주공 학, 전자, 자동차산업등 넓은 분야에서 응력분석의 한 방법으로서 널리 응용되고 있다.

Pagniano⁽³⁹⁾는 자가중합레진은 혼합시부터 1시간 내에 대부분의 급속한 선 수축이 일어난다고 발표하였 다. 본 실험의 열중합 레진의 경우에도 대부분의 변화 는 레진을 의치함에서 분리후 15분에서 30분 경과시 에 일어났고(Table 17, 18) 1시간이상이 지나면 변화 량이 아주 미세한것으로 나타났다. 이는 의치함이 분 리되어 상온에 노출되면 glass transtion 상태에 있 던 레진 시편이 급격히 식어 열의 상실로 인한 수축이 일어나기 때문으로 보여지는데 레진 중합수축의 주 원 인은 열 수축이라는 Phillips(2)의 주장을 뒷받침해 주 고 있다. 이 시기가 레진재료의 특성이 나타나는 중요 한 시기로 보여진다. 처음 15분간에 있어서 Lucitone 199는 Vertex, premium super 20, Ch Lucitone 등 과 통계적으로 유의한 차이를 보였고 Premium super 20는 Vertex, Ch Lucitone와 통계적인 차이 를 보였으나 Vertex와 Ch Lucitone는 통계적 유의성 이 없었다. 즉 Lucitone 199가 가장 변형이 작았고 Premium super 20이 가장 변형이 많았으며 평균치 로 계산할때 변형이 작은 순서는 Lucitone 199, Ch Lucitone, Vertex, Premium super 20였다(Table 19, 20). Ch Lucitone에 있어서는 초기 측정 때 간섭 무늬의 수가 많아 판독이 불가능한 경우도 2회(Table 6, 10, 14)나 있었으므로 이 또한 변형이 크다는 것을 암시한다. 반면에 Lucitone 199는 15분시에서 간섭무 늬를 모두 판독할 수 있었고 그래프의 경사도가 다른 재료들의 경사도에 비해 완만하다는 것은 Lucitone 199가 그만큼 안정성이 있다는 것을 의미한다고 생각 된다.

30분, 45분, 60분에 있어서는 각 재료간의 통계적 유의성이 없었다. 15분이 지난 후부터의 선상 변형률

이 통계적으로 유의성이 없었다는 것은 서로 유사하여 재료간의 특성차가 나타나지 않음을 의미하며 이는 15 분이후에 온도변화가 심하게 일어나지 않아 열 수축이 별로 일어 나지 않기 때문인것으로 추정된다(Fig. 6, 7).

또한 1시간 동안의 총 선상 변형률을 살펴보면 Lucitone 199의 변형이 가장 작고 통계적으로 Lucitone 199는 Premium super 20, Vertex와 유 의성이 있었고 Ch Lucitone와는 통계적 유의성이 없 었다. 15분대의 결과와 약간 다른 것은 30분, 45분, 60분대에서 통계적 유의성이 없기 때문에 발생된 결 과가 아닌가 생각된다(Table 15, 16, 19, 20).

본 실험에 사용된 4가지 레진의 특성에 대해 살펴보 면 Vertex, Premium super 20은 급속 열중합 레진 으로서 끓는 물에서 즉시 중합될 수 있는 hybrid를 가 지고 있어서 일반적으로 레진에서 흔히 초래되는 급격 한 온도 상승으로 인한 중합시의 기포 발생 현상을 극 소화시켜 온성 시간을 단축시킬수 있으나 물리적 성질 이 떨어 지는 것이 단점이다. Ch Lucitone은 일반적 인 열중합 레진이고 Lucitone 199는 내충격성 레진으 로서 butadiene-styrene rubber-reinforced polymethyl methacrylate로서 안정된 물리적 성질 을 보유한 것으로 평가된다.

위의 사실과 비교하여 볼때 본 실험의 결과는 선학 들의 결과와 어느 정도 일치함을 보여주고 있다.

이렇게 급속 열중합 레진이 내충격성 레진보다 변형 이 큰 것은 상대적으로 급속 열중합레진이 고온에서 짧은 시간에 온성되는 것도 일부분을 차지하지않나 생 각된다.

통계 수치를 비교해보면 15분경과하였을때 변형값 이 0.1mm에서 0.2mm, 총 변형값이 0.2mm에서 0.35mm 그리고 선상 변형률은 15분시 0.2에서 0.5%, 1시간 동안의 총 선상 변형률은 0.5에서 0.8%

였다(Table 16). 이는 Craig⁽¹⁾의 레진 변형률 0.3- 0.5%, Phillips⁽²⁾의 0.53%, Woelfel⁽⁵⁾의 0.2-0.5%와 유사한 수치를 보이며 의치의 선 수축률이 1%미만이 라는 Polyzois⁽¹²⁾의 결과와도 일치한다. 이것으로 미 루어 볼때 제한된 기준점에서만 상대적인 변형량을 측

— 61 —

정하는 현미경적 기법과는 달리 레이저 holographic interferometry는 전체적인 변형률을 측정하는데 좋 은 방법으로 활용될 수 있을것으로 사료된다.

레진 시편의 열중합 수축에 있어서 응력분포의 형태 는 대체적으로 간섭무늬끼리 평행한 상태로 원형, 타 원형, 직선형등의 다양한 모양을 보유하면서 동시에 방향성을 가지고 있었으며 레진 재료의 종류와는 무관 하게 형성되었다. 저자는 여러가지 모양의 간섭 무늬 가 생기는데 대한 의문이 생겨 온성시 압력을 가하지 않는 자가온성 레진에서 예비실험을 시행하여 본 바 자가온성레진의 중합시 압력을 가한 상태대로 촬영을 하면 가압한 형태대로 간섭 무늬가 발생하였다. 이와 같은 사실로 미루어 볼 때 열중합 레진에 있어서 나타 나는 응력분포는 레진 자체의 고유한 성질에 의해 나 타나는 것이 아니라 의치함 가압시에 가해지는 힘의 전달 방향의 차이나 분말과액의 고르지 못한 혼합등으 로 인해서 이러한 일이 발생되지 않나 추정된다. 만약 분말과 액의 혼합이 고르다는 가정하에 레진 시편에서 간섭 무늬가 평행하게 일직선으로 나타났다면 균일한 가압 상태를 의미하는 것이 될 것이며 부분적으로 원 형을 보여 준다면 그 쪽으로 약간 편중된 가압 상태를 의미하는 것이 될것이다.

1개월 동안 수중 보관하였던 레진의치의 온도 변화 에 따른 변형 형태에 대해 살펴보면(Fig. 60-62.)섭씨 50도상에서는 별 다른 변화를 보여주지 못했으나 섭 씨 70도에서는 부분적인 변형이, glass transition 온 도(섭씨 75도)를 넘어선 온도인 90도에서는 여러부위 에 변형이 초래되어 응력이 발생함을 보여 주었다. 이 것으로 미루어 볼때 poly vinyl acrylic plastics의 열 변형 온도가 섭씨 54도 에서 77도, polymethy methacrylate의 열 변형 온도가 섭씨 71도에서 91도 라고 기술한 Craig⁽¹⁾와 유사한 결과를 얻었다. 변형이 초래된 부위는 상대적으로 두께가 얇아서 열전도가 잘 되기때문에 변형이 다른 부위보다 쉽게 일어난 것으로 보여진다. 만약 본 실험에서 수중 가열시간을 연장하 였다면 더 많은 변형부위를 측정할 수있지않을까 생각 된다. 또한 섭씨70도, 90도에서 레진 의치상의 변형 이 일어난다함은 의치의 제작, 가공, 연마과정에서

bur에 의한 변형이 일어날수 있다는 것을 의미할 수있 으며 이와 같은 사실은 의치 제작, 연마시 치과의사, 기공사들이 주의해야 할 사항으로 사료된다.

종래 치의학 분야에서 응력 분석에 대한 연구 방법 으로서 주로 전기 저항 스트레인게이지를 이용한 방 법, 광탄성 응력 분석법, 유한 요소법등이 사용되어왔 다. 각각의 방법들은 서로서로의 장단점이 있겠지만 본 실 험 에 서 이 용 된 레 이 저 holographic interferometry를 이용한 방법은 광선이 도달하지 못 하는 곳은 분석이 불가능하지만 광선이 도달하는 부위 에서는 변위의 방향과 크기를 전체적으로 가시적, 연 속적, 입체적으로 분석이 가능하므로 광범위하게 응력 분포를 관찰할 수 있고 미세한 변이량도 측정 가능하 며 컴퓨터 프로그램의 도움을 받으면 보다 복잡한 형 태의 물체변형에 대해서도 3차원적인 분석이 가능하 다. 예를 들면 국소의치의 클래스프종류에 따라 지대 치에 가해지는 응력의 관찰 또는 변이량을 측정하거 나, 국소의치상이 잔존 치조골에 가해지는 힘의 형태 를 연구하는등의 앞으로 보철학 분야에서도 다방면의 실험 연구에 이용될수 있는 좋은 방법이라하겠다.

5. 결 론

저자는 4가지 종류의 의치상 레진의 변형률과 변형 형태, 그리고 의치상 레진의 온도에 따른 변형형태를 연구하기 위해 직경 41.3mm, 두께 5.6mm의 레진 시 편을 한 종류당 6개씩, 총 24개의 시편을 제작하여 15 분간격으로 1시간동안 4장씩 총 96장의 사진을 촬영 하고 의치상 레진에 대해서는 섭씨 50도, 70도, 90도 에서 수온의 변화에 따른 변형을 광학적 방법의 하나 인 레이저 holographic interferometry를 이용하여 계측한 바 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 변형은 내충격성 레진인 Lucitone 199가 가장 작았고 급속 열 중합 레진인 Premium super 20이 가장 많았다.

2. 레진의 중합수축의 대부분은 측정 초기에 일어

나며 이 시기에 레진재료간의 특성이 나타났다.

3. 레진 시편의 응력분포는 방향성을 보유하는 여 러가지 모양의 간섭무늬를 보여주었다.

4. 레진 중합수축은 온도에 의하여 많은 영향을 받 았다.

5. 레진 의치상의 변형은 섭씨 70도와 90도의 수 온에서 부분적으로 발생했다.

Reference

1. Craig, R.G. : Restorative dental materials. 8th ed. St Louis : CV Mosby Co, 1989 : 509.

2. Phillips, R.W. : Skinner’s Science of dental materials.8th. Philadelphia IG Saunders, 1982 : 196.

3. Becker, C.M., Smith, D.E., and Nicholls, J.I. : The comparison of denture-base processing techniques. Part I. Material characteristics. J Prosthet Dent 37 : 330, 1977.

4. Becker, C.M., Smith, D.E., and Nicholls, J.I. : The comparison of denture-base processing techniques. Part II. Dimensional changes due to processing. J Prosthet Dent 37 : 450, 1977.

5. Woelfel, J.B., Paffenbarger, G.C., and Sweeney, W.T. : Dimensional changes occuring in dentures during processing. J Am Dent Assoc 61 : 411, 1960.

6. Woelfel, J.B., Paffenbarger, G.C., and Sweeney, W.T. : Changes in dentures during storage in water and in service. J Am Dent Assoc 62 : 643, 1961.

7. Woelfel, J.B., Paffenbarger, G.C., and Sweeney, W.T. : Dimensional changes in complete dentures on drying, wetting and heating in water. J Am Dent Assoc 63 : 495, 1962.

8. Woelfel, J.B., Paffenbarger, G.C., and Sweeney, W.T. : Some physical properties of organic denture base materials. J Am Dent Assoc 67 :

489, 1963.

9. Woelfel, J.B., Paffenbarger, G.C., and Sweeney, W.T. : Clinical evaluation of complete dentures made of 11 different types of denture base materials. J Am Dent Assoc 70 : 1170, 1965.

10. Anthony, D.H., and Peyton, F.A. : Dimensional accuracy of various denture-base materials. J Prosthet Dent 12 : 67, 1962.

11. Peyton, F.A., and Anthony, D.H. : Evaluation of dentures processed by different techniques. J Prosthet Dent 13 : 269, 1963.

12. Polyzois, G.L., and Karazis, H.C., Zissis, A.J., Demetriou, P.P. : Dimensional stability of dentures processed in boilable acrylic resins. : A comparative study. J Prosthet Dent 57 : 639, 1987.

13. Takamata, T., Setcos, J.C., Phillips, R.W., and Boone, M.E. : Adaptation of acrylic resin dentures as influenced by the activation mode of polymerzation. J Am Dent Assoc 119 : 271, 1989.

14. Wolfaardt, J., Cleaton-Jones, P., and Fatti, P. : The influence of processing variables on dimensional changes of heat-cured poly(methyl methacrylate). J Prosthet Dent 55 : 518, 1986.

15. Lorton, L., and Phillips, R.W. : Heat-released stress in acrylic dentures. J Prosthet Dent 42 : 23, 1979.

16. McDowell, G.C., Bloem, T.J., and Lang, B.R., Asgar, K. : In vivo wear.Part I : The Michigan computer-graphic measuring system. J Prosthet Dent 60 : 112, 1988.

17. Baemmert, R.J., Lang, B.R., Barco, M.T., and Billy, E.J. : The effects of denture teeth on the dimensional accuracy of acrylic resin denture bases. Int J Prosthodont 3 : 528, 1990.

18. Bunch, J., Johnson, G.H., and Brudvik, J.S. : Evaluation of hard direct reline resins. J Prosthet Dent 57 : 512, 1987.

19. Brauer, G.M., White, E.E., and Woelfel, J.B. :

— 63 —

Denture reliners-direct, hard, self-curing resin.

J Am Dent Assoc 59 : 270, 1959.

20. Breeding, L.C., Dixon, D.L., and Lund, P.S. : Dimensional changes of processed denture bases after relining with three resins. J Prosthet Dent 66 : 650, 1991.

21. Barco, M.T., Moore, B.K., Swartz, M.L., Boone, M.E., Dykema,,R.W., and Phillips, R.W. : The effect of relining on the accuracy and stability of maxillary complete dentures-An in vitro and in vivo study. J Prosthet Dent 42 : 17, 1979.

22. Ogle, R.E., Sorensen, S.E., and Lewis, E.A. : A new visible light-cured resin system applied to removable prosthodontics. J Prosthet Dent 56 : 497, 1986.

23. Huggett, R., Zissis, A., Harrison, A., and Dennis, A. : Dimensional accuracy and stability of acrylic resin denture bases. J Prosthet Dent 68 : 634, 1992.

24. Jackson, A.D., Grisius, R.J., Fenster, R.K., and Lang, B.R. : The dimensional accuracy fo two denture base processing methods. Int J Prosthodont 2 : 421, 1989.

25. 임순호 : 유리단 국소의치의 clasp설계가 지대치 운동 에 미치는 영향. 대한치과보철학회지. 제 25권 제1호, 17-40.1987.

26. 이종엽 : 유리단 국소의치의 지대치 운동에 관한 생체학 적 연구. 대한치과 보철학회지. 제28권 제1호, 43-61, 1990.

27. 박준상 : 상악골 확장이 안면골에 미치는 영향에 관한 laser holography 연구. 대한치과교정학회지, 제16권, 43-51, 1986.

28. 김충배 : laser holography를 이용한 상악 headgear 에 따른 안면 두개골의 초기반응에 관한연구. 대한치과 교정학회지, 제16권, 31-39, 1986.

29. 이수룡 : 상악 견치의 저항 중심에 관한 Laser speckle interferometry와 holographic interferometry를 이 용한 실험적 연구.대한치과교정학회지, 제18권, 289-

30. 강흥석 : 상악 전방견인시 악안면골의 초기반응에 관한 Laser holography연구. 대한치과교정학회지, 제18권, 367-381, 1988.

31. 이공근 : Modified protraction headgear를 이용한 상악골 전방 견인시 악안면골의 초기반응에 관한 Holographic interferometry 연구. 대한치과교정학회 지, 제22권, 531-556, 1992.

32. Young, T.M., and Altschuler, B.R. : Laser holography in dentistry. J Prosthet Dent 38 : 216, 1977.33. Schwaninger, B., Schmidt, R.L., and Hurst, R.V., V. : Holography in dentistry. J Am Dent Assoc 95 : 814, 1977.

33.

34. Micham, W., Thurgate, S.M., and Lewis, A.J. : Measurement of dimensional stability of elastomeric impression materials by holographic interferometry. Aust Dent J 26 : 395, 1981.

35. Wesson, A., Goldstein, G.R., and Schulman, A. : Flexion characteristics of fixed partial denture frameworks tested by using elapsed-time holographic interferometry. J Prosthet Dent 60 : 308, 1988.

36. Goldstein, G.R., Wesson, A., Schweitzer, K., and Bradley, C. : Flexion characteristics of four-unit fixed partial denture frameworks using holographic interferometry. J Prosthet Dent 67 : 609, 1992.

37. Van Straten, R.J., Hitge, M.L., Kalk, W., and Schenk, J. : A study of acrylic resin denture base material distortion using computer-aided holographic interferometry. Int J Prosthodont 4 : 577, 1991.

38. Dirtoft, B.L., Jansson, J.F., and Ambramson, N.H. : Using holography for measurement of in vivo deformation in a complete maxillary denture. J Prosthet Dent 54 : 843, 1985.

39. Pagniano, R.P., Scheid, R.C., Clowson, R.L., Dagefoerde, R.O., and Zardiackas, L.D. : Linear

fabrication of custom trays. J Prosthet Dent 47 : 279, 1982.

40. Firtell, D.N., Green, A.J., and Elahi, J.M. : Posterior peripheral seal related processing temperature. J Prosthet Dent 45 : 598, 1981.

41. De Gee, A.J., Ten Harkel, E.C., and Davidson, C.L. : Measuring procedure for the determination of the three-dimensional shape of dentures. J Prosthet Dent 42 : 149, 1979.

42. Burstone, C.J., Pryputniewicz, R.J., and Bowley, W.W. : Holographic measurement of tooth mobility in three dimensions. J Periodon Res 13 : 283, 1978.

43. Burstone, C.J., and Pryputniewicz, R.J. : Holographic determination of centers of rotation produced by orthodontic forces. Am J Orthod 77 : 396, 1980.

44. Burston, C.J., Every, T.W., and Pryputniewicz, R.J. : Holographic measurement of incisor extrusion. Am J Orthod 82 : 1, 1982.

45. Ryden, H., Bjelkhangen, H., and Soder, P.O. : The use of laser beams for measuring tooth mobility and tooth movement.In vitro study. J Periodont 45 : 283, 1974.

46. McCartney, J.W. : Flange adaptation discrepancy, palatal base distortion, and induced malocclusion caused by processing acrylic resin maxillary complete dentures. J Prosthet Dent 52 : 545, 1984.

47. Johnston, E.P., Nicholls, J.I., and Smith, D.E. : Flexure fatigue of 10 commonly used denture base resins. J Prosthet Dent 46 : 478, 1981.

48. Robert, K.E. : Holographic nondestructive testing. Academic press. 1974.

49. Caufield.H.J. : Handbook of, optical holography.

Academic press. 1979.

50. 오 명, 강민호 : 레이저 응용, 청문각, 1987.

51. Wictorin, L., Bjelkhagen, H., and Abramson, N. : Holographic investigation of the elastic deformation of defective gold solder joints. Acta Odontol.Scand 30 : 659, 1972.

52. Wedendal, P.R., and Bjelkhagen, H. : Dynamics of human teeth in function by means of double pulsed holography : An experimental investigation. Appl opt 13 : 2481, 1974.

53. Leith, E.N., and Upatnieks, J. : Wavefront reconstruction with diffused illumination of 3-D objects. J Opt Soc Am 54 : 1295, 1964.

54. Powell, R.L., and Stetson, K.A. : Interferometric vibration analysis by wavefront reconstruction. J Opt Soc Am 55 : 1593, 1965.

55. Jones, R. : Holographic and speckle interferometry. Cambridge university press.

1983.

— 65 —

Explanation of figures

Fig. 1. Stainless steel mold, silicone putty, and resin specimen.

Fig. 2. Arrangement of the optical components for rest.

Fig. 3. Vertex denture base.

Fig. 4. Hot plate for controlling water temperature.

Fig. 12-14. Double exposure hologram of Vertex in 15 min Fig. 15-17. Double exposure hologram of Vertex in 30 min Fig. 18-20. Double exposure hologram of Vertex in 45 min Fig. 21-23. Double exposure hologram of Vertex in 60 min

Fig. 24-26. Double exposure hologram of Premium super 20 in 15 min Fig. 27-29. Double exposure hologram of Premium super 20 in 30 min Fig. 30-32. Double exposure hologram of Premium super 20 in 45 min Fig. 33-35. Double exposure hologram of Premium super 20 in 60 min Fig. 36-38. Double exposure hologram of Lucitone 199 in 15 min Fig. 39-41. Double exposure hologram of Lucitone 199 in 30 min Fig. 42-44. Double exposure hologram of Lucitone 199 in 45 min Fig. 45-47. Double exposure hologram of Lucitone 199 in 60 min Fig. 48-50. Double exposure hologram of Ch Lucitone in 15 min Fig. 51-53. Double exposure hologram of Ch Lucitone in 30 min Fig. 54-56. Double exposure hologram of Ch Lucitone in 45 min Fig. 57-59. Double exposure hologram of Ch Lucitone in 60 min

Fig. 60. Double exposure hologram of Vertex denture base in 50℃ water.

Fig. 61. Double exposure hologram of Vertex denture base in 70℃ water.

Fig. 62. Double exposure hologram of Vertex denture base in 90℃ water.

— 67 —

Fig. 1

Fig. 3

Fig. 12

Fig. 14

Fig. 16

Fig. 2

Fig. 4

Fig. 13

Fig. 15

Fig. 17

논문사진부도 ①

Fig. 18

Fig. 20

Fig. 22

Fig. 24

Fig. 19

Fig. 21

Fig. 23

Fig. 25

논문사진부도 ②

— 69 —

Fig. 28

Fig. 30

Fig. 32

Fig. 34

Fig. 36

Fig. 29

Fig. 31

Fig. 33

Fig. 35

Fig. 37

논문사진부도 ③

Fig. 38

Fig. 40

Fig. 42

Fig. 44

Fig. 39

Fig. 41

Fig. 43

Fig. 45

논문사진부도 ④

— 71 —

Fig. 48

Fig. 50

Fig. 52

Fig. 54

Fig. 56

Fig. 49

Fig. 51

Fig. 53

Fig. 55

Fig. 57

논문사진부도 ⑤

Fig. 58 Fig. 59

논문사진부도 ⑥

— 73 —

Fig.60

Fig.61

Fig.62

논문사진부도 ⑦

= Abstract=

A STUDY ON THE DIMENSIONAL CHANGES OF HEAT CURING ACRYLIC RESINS USING HOLOGRAPHIC INTERFEROMETRY

Dong-Kwan Park, Ik-Tae Chang, Kwang-Nam Kim

Department of Prosthodontics, College of Dentistry, Seoul National University

Since heat curing acrylic resins undergo unavoidable dimensional changes following polymerization, adaptation can be altered. Until recently, although numerous studies on the dimensional changes of denture base were based on a microscopic technic that measures the relative displacement of a limited reference points on the denture base, but there have been few studies on the distortions of resins using holographic interferometry.

Purpose of this study was to determine and compare the dimensional changes and fringe patterns of 4 heat curing acrylic resins, and observe the distortions of acrylic resin denture base by temperature change with the aid of the holographic interferometry.

Holographic interferograms were taken on the resin specimens and acrylic resin denture base with the 10mW He-Ne laser and double exposure method.

Comparison and analysis of fringe pattern on the recorded object surface was performed.

The following results were obtained.

1. The dimensional changes for the high impact resin Lucitone 199 were statistically the greatest of all resins, and the rapid heat curing resin Premium super 20 were the least.

2. The most polymerization shrinkage of all materials occured in initial period of measurements, at this time the difference of polymerization shrinkage properties between resins was founded.

3. The stress distribution of specimens was seen by various type of fringe pattern which had directionality.

4. The polymerization shrinkage of resins was greatly influenced by temperature change.

5. The partial deformations of resin denture base were observed in 70 C and 90 C water.