수종의 복합레진에 대한 미세경도와 변연적합도 비교
김소민, 조자원*, 황경숙**, 김욱태**, 강유화***, 김남중**
단국대학교 보건복지대학원 구강보건학과, 단국대학교 치과대학 예방치과학교실*, 신흥대학교 치기공학과**, 연세대학교 치과대학 치과의료기기시험평가센터***
A study on the microhardness and the marginal fitness of the various composite resins
So-Min Kim, Ja-Won Cho*, Kyung-Sook Hwang**, Wook-Tae Kim**, You-Hwa Kang***, Nam-Joong Kim**
Dept. of Oral Health, Graduate School of Public Health & Social Welfare, Dankook University Department of Preventive Dentistry, College of Dentistry, Dankook University*
Dep.t of Dental Technology, Shinheung College University**
Dental Device Testing & Evaluation Center, College of Dentistry, Yonsei University***
Purpose: The author performed experiments on the microhardness and the marginal fitness of composite resins
after polymerizing 4 kinds of composite resins on MOD standard specimens.
Methods: For this study, in order to compare the microhardness and the marginal fitness of 4 kinds of composite
resins.
Results: The results are as follows.
1. In case of the microhardness, Tescera scored the highest among the four kinds of composite resins.
2. In case of the marginal fitness, Premise Indirect scored the highest. However, there was no statistically significant difference, all staying in clinically practical range.
3. Considering the above results, among the four kinds of composite resins, the author advises to use Tescera during teeth restoration which scored the highest in the micro- hardness.
Conclusion: Conclusion: All of the composite marginal fitness were within the clinically useful range.
[Abstract]
성 명 김 남 중 전 화 010-4282-3000 E-mail [email protected] 교신저자
Key words :microhardness, marginal fitness, composite resins
Ⅰ. 서 론
과거의 치의학이 기능성과 정밀성을 중시했었다면 현대 의 치의학은 사회의 발전과 소득수준의 증가와 함께 심미 성도 중시되고 있다. 그런 면에서 복합레진은 심미적인 색조의 재현이 가능하며 또한 바쁜 현대 사회에서 구강 내에서 간단히 수리제작이 가능하고 조작이 간편하다는 것은 좋은 장점으로 부각될 수 있다. 치아수복에 있어서 복합레진은 심미성이 중요한 주로 전치부에서 사용되어 져 왔다. 그러나 최근에는 수은성분의 용출 위험이 있는 아말감이나 취성이 크고 인장강도가 낮은 도재에 비견할 만한 물성으로 구치부 수복에도 적극적으로 사용되고(이 종률과 김경남, 1995) 장기간의 임상적용으로 많은 양호 한 임상 사례들이 나오고 있다. 이러한 복합레진은 아크 릴릭 레진에 불활성 보강재(filler)인 미세한 석영분말 등 을 첨가하여 열팽창뿐만 아니라 중합 수축도 감소시킨 것 이다(한동만과 황경숙, 2010).
1930년대에 개발된 자가중합형 아크릴릭 레진은 높은 중합수축, 열팽창 계수, 마모저항의 결손 등으로 높은 변 연 누출, 치수손상, 재발성 우식증, 색조변화 등을 일으키 는(Shinohara, 1989; Jeneric/Pento Inc, 1998) 단점을 보완한 복합레진이 1962년 Bowen에 의해서 미국국립 표 준국(National Bureau of Standard)에서 개발되었다.
이 복합레진의 중합방법은 자가중합형으로부터 자외선 중합, 가시광선중합 등으로 발전해 왔고, 현재에는 가시 광선 광중합 이외에도 아르곤 레이저 광중합이나 플라즈 마 아크 광중합과 같은 방법이 도입되었다(김상배와 이광 수, 2002; Park 등, 2002) 최근에는 광원 에너지의 감소 와 전력소모가 적고 전원 연결 장치나 전선이 필요 없는 장점을 가진 LED(Light Emitting Diode) 광중합 방법이 개발되었다(Anke Schattenberg 등, 2008; 이백호, 2010).
이러한 복합레진은 기질(Matrix), 필러(filler) 그리고 커플링제(coupling agent)로 구성되어 있다. 기질은 연속 적인 상을 이루며 필러입자와 결합하는 플라스틱 레진으 로 치과용 BIS-GMA와 UDMA, TEGDMA등이 있다. 필 러는 기질 내에 섞여서 레진의 강도를 증가시키는 것으로 quartz, colloidal silica, lithium aluminum silicate,
barium(Ba), strontium(Sr)등이 있다. 마지막으로 커플 링제는 필러에 피복되어 기질 간의 결합력을 증가시키는 것으로 주로 유기실란(organosilane)이 사용된다(한동만 과 황경숙, 2010).
복합레진을 필러의 입자크기로 나누어 보면 크게 3가지 로 나눌 수 있다. 필러의 입자크기가 20㎛인 재래형 복합 레진(Conventional Composite resin)은 무기질의 필러 양이 전체 중량의 70~80%를 차지하고 강도와 경도가 높 지만, 필러가 기질보다 단단하므로 시간이 경과함에 따라 생긴 마모에 따라 필러의 노출이 생긴다. 미세입자형 복 합레진(Microfilled Composite resin)의 입자크기는 0.04~0.06㎛이고 무기질의 필러양은 전체중량의 30~35%를 차지한다. 레진기질의 함량이 상대적으로 많 기 때문에 재래형 복합레진보다 열팽창계수와 중합반응 시의 수축 및 흡습성 등이 높으나 돌출 필러가 적으며, 또 한 필러가 이탈된다 해도 입자의 크기가 매우 작아 기포 처럼 나타나지 않아 표면이 매끄럽다. 혼합형 복합레진 (Hybrid Composite resin)은 가장 최신 유형의 복합레진이 다. 레진의 물리적 기계적 성질은 미세입자형에 비하면 우 수하다. 구치부 적용에 바람직한 방사선 불투과성을 지니고 매끄러운 표면과 우수한 강도로 다양한 부위에 쓰인다.
복합레진은 다양한 금속에 사용이 가능하고 압접을 통 한 제작과정 등으로 정밀 적합도가 높으며 수복을 하였을 때 자연치의 손상이 적고, 임플란트의 제작 시 골조직간 에 응력이 적어 골 융합이 좋다. 하지만 이러한 장점들이 있는 반면 자연치에 비하여 강도가 충분치 않고 접촉부위 의 형태유지가 어렵다는 단점이 있다. 또 중합수축에 의 한 공간 발생의 가능성이 커서 치아의 지각과민성이 문제 가 될 수 있다.
Ⅱ. 연구 방법
1. 연구대상
본 연구는 최근에 시중에서 사용되고 있는 4종의 복합 레진을 미세경도실험과 변연적합도실험을 하여 비교하였 다 . 4종 의 복 합 레 진 (dentin, A3)으 로 는 SR Adoro(Ivoclra, Liechtenstein), Premise Indirect
(Kerr, USA), Sinpony(3M-ESPE, USA), Tescera (Bisco, USA)가 실험에 사용되었다. MOD 표준시편에 각 각 12개씩 제작하여 연구대상으로 하였다(Table 1).
2. 연구방법
1) 실험준비⑴ 시편제작
a. 표준시편복제 및 몰드제작
가로, 세로 10㎜에 높이 30㎜인 사각기둥에 길이 10㎜, 폭4㎜, 깊이 2㎜인 와동이 형성된 MOD 표준시편을 silicone(Elite Double 22, Zhermark, Italy)으로 복제하 여 mold를 제작한다. 이때 silicone의 혼합을 위해 silicone mixer(Dosper-m/4, Dreve, Germany)를 사용 한다(Fig. 1).
N composite resin Co.
SR Adoro Premise Indirect
Sinpony Tescera
계
Ivoclra, Liechtenstein Kerr, USA 3M-ESPE, USA
Bisco, USA
12 12 12 12 48
Fig. 1. MOD 표준시편과 몰드제작
Fig. 2. 표준시편의 복제시편
Fig. 3. notch를 형성한 실험용 시편제작 Table 1. 실험대상
b. 실험용 시편제작
silicone mold에 초경석고(Fujirock, GC, Japan)를 채 워 시편을 제작한다(Fig. 2). 제작된 시편에 notch를 형성
하고 silicone으로 복제한다. 다시 초경석고를 이용하여 실험용 시편을 제작한다(Fig. 3).
⑵ Resin 중합
초경석고로 제작된 실험용 시편에 각 제조회사의 제작
방법에 따라 4종의 복합레진을 중합하였다(Fig. 4).
a. SR Adoro(Ivoclar-Vivadent, Liechtenstein) Quick(Ivoclra-Vivadent, Liechtenstein)으로 10초간
가중합한 후 Lumamat 100(Ivoclra-Vivadent, Liechtenstein) 을 이용하여 104도에서 25분간 중합한다(Fig. 5).
Fig. 4. 복합수지를 시편에 채워 넣고 notch를 형성
Fig. 5. SR Adoro 중합
Fig. 6. Premise Indirect 중합
Fig. 7. Sinpony 중합 b. Premise Indirect (Kerr, USA)
Demi(Kerr, USA)로 10초간 가중합한 후 Bell
Glass(Kerr, USA)를 이용하여 140도에서 20분간 중합 한다(Fig. 6).
c. Sinpony (3M-ESPE, USA)
Visio Alpha(3M-ESPE, USA)로 15초간 가중합 한 후
Visio Beta vario(3M-ESPE, USA)를 이용하여 진공상 태로 40도에서 15분간 중합한다(Fig. 7).
d. Tescera (Bisco, USA)
Tescera ATL(Bisco, USA) light cup에서 2분간 중합
후 Tescera ATL heat cup에서 용존산소제거제를 넣고 130도에서 25분간 중합한다(Fig. 8).
2) 미세경도실험
표면이 다듬어진 복합레진 각 시편 당 3번씩 미세경도 측정기(DMH-2, Matsuzawa, Japan)를 이용하여 측정
하였으며 0.5kg의 무게를 5초간 주는 조건으로 VHN을 구하였다(Fig. 10).
e. 시편에 중합된 복합레진의 표면다듬기
실험용 시편에 중합 된 4종의 복합레진 인접면을 중합 된 레진과 실헙용 시편의 높이 차이를 없애기 위해 표면
연마기(Metpol-1, Topmet co, USA)를 이용하여 RPM 200의 속도로 표면을 다듬는다(Fig. 9).
Fig. 8. Tescera 중합
Fig. 9. 연마기를 이용하여 표면다듬기
3) 변연적합도실험
표면이 다듬어진 복합레진 각 시편 당, 인접면의 변연 3
군데에서 영상현미경(SV-35, Sometech Inc, Korea)를 이 용하여 600배의 배율로 변연적합도를 측정하였다(Fig. 11).
Fig. 10. 미세경도 측정
Fig. 11. 변연적합도 측정
3. 통계처리
통계프로그램은 SPSS 12.0 Ko(SPSS, USA)을 이용하 였다. 4종의 복합레진의 미세경도와 변연적합도 실험 결 과에 대한 평균비교를 위해 일원배치분산분석(one-way ANOVA)과 사후검정으로 Tukey HSD, Dunnett T3로 다중비교하였으며 유의수준은 0.05로 하였다.
Ⅲ. 결 과
1. 미세경도 비교
미세경도 실험결과에서는 Tescera가 95.86으로 가장 높았는데 이것은 가장 낮은 Sinpony의 29.67보다 3배가 넘었다. 그 다음은 SR Adoro와 Premise Indirect 순으 로 높았다. 최고값은 Tescera에서 102.2였고 최저값은 Sinpony에서 23.7이었으며, 이 결과는 모두 통계적으로
Ⅳ. 고 찰
최근 치과용 수복재료의 발전으로 복합레진도 꾸준히 발전하고 있으며 다양하게 치아수복에 적용되고 있다. 복 합레진을 이용한 수복물이 성공적인 보철물이 되기 위해 선 단점으로 지적되어온 낮은 강도, 경도를 자연치와 비 교하여도 뒤떨어지지 않게 제작되어야 한다. 치아 수복 재료의 경도는 장시간 사용 시 수복재료의 마모도에 영향 을 미칠 것으로 생각되며 본 실험에서는 Tescera가 95.86으로 가장 낮은 Sinpony의 29.67보다 3배 이상 높 았다. 이것은 Tescera가 빛으로 가중합 후 열중합과 용존 산소제거를 하여 표면의 중합이 최대로 이루어지도록 한 결과인 것으로 생각된다.
고정성 보철물의 성공적이 수복물이 되기 위한 필수요
소는 변연적합도이다. 그래서 더 나은 변연적합도를 얻기 위해 많은 연구가 지속되고 있다. 적합도가 좋지 않으면 우식증이나 치주질환 등과 같은 문제가 생기기 때문에 보 철물과 치아 사이의 적합도는 최상으로 해야 한다. 실제 임상에선 보철물과 치아사이에 시멘트로 채워지기는 하 지만, 모든 치과용 시멘트는 용해도를 가지고 있어 시간 이 흐를수록 높은 변연의 적합도를 요구한다. 현재 복합 레진은 레진 기질에 필러를 넣어서 중합 수축의 정도를 감소시키고 있으며 레진의 종류에 따라 선형수축은 0.2~2% 그리고 부피수축은 1.7~5.7%범위에서 일어난다 (Alvarez-Gayosso C, 2004). 이런 수축들은 변연부의 적합성까지 떨어뜨리게 된다. 복합레진의 중합수축이 변 연부의 적합성을 감소시키는 요인으로 작용하기는 하나 그 외에 다른 요인들도 있다. 인상채득의 부정확성에 의
2. 변연적합도 비교
변연적합도 실험에서는 모두 큰 차이가 나지 않는 결과 를 보였으며 통계적으로도 유의한 차이가 없었다.
Premise Indirect가 11.22로 가장 작었고 Sinpony가
12.06으로 가장 컸으며 SR Adoro는 11.75, Tescera는 11.90 이었다. 최저값과 최고값은 모두 Sinpony에서 6.83과 17.8이었다(Table 3).
유의하였다(Table 2).
Table 2. 미세경도 비교
P Max
Min M ± SD
N composite resin
SR Adoro Premise Indirect
Sinpony Tescera
12(36) 12(36) 12(36) 12(36)
57.10 ± 2.35c 53.52 ± 2.94b 29.67 ± 3.26a 95.86 ± 3.73d
52.3 49.1 23.7 88.1
61.9 59.5 35.5 102.2
p<0.05
*: p-value by one-way ANOVA
abcd:같은 문자는 통계적으로 유의한 차이가 없음(Tukey HSD)
Table 3. 변연적합도 비교
단위:㎛
P Max
Min M ± SD
N composite resin
SR Adoro Premise Indirect
Sinpony Tescera
12(36) 12(36) 12(36) 12(36)
11.75 ± 1.80 11.22 ± 2.30 12.06 ± 2.76 11.90 ± 2.19
8.19 7.23 6.83 7.20
16.7 17.6 17.8 16.6
p>0.05
*: p-value by one-way ANOVA
한 모형의 변형, 수복물 제작 과정시의 변형, 중합시의 수 축 등이 있을 수 있으며(Shillinburg 등, 1973; Faucher 과 Nicholls, 1980; Donovan와 Prince, 1985) 수복물의 변연적합도는 접착시의 압력, 접착제의 점조도, 온도, 습 도, 상아질 접착제의 종류에 따라 달라진다(Belser 등, 1985). 임상에서는 변연적합도를 감소시키는 요인들을 줄 이려는 노력을 해야 할 것이다. 이러한 변연적합도에 대 한 임상적 허용한계에 대한 많은 연구들이 있었는데, Assif 등(1987)은 평균적인 변연간격이 약 140㎛라고 보 고하였고, McLean과 Fraunhofer(1971)는 120㎛가 변연 적합도의 임상적인 허용한계라고 보고하였고, Hung 등 (1990)은 변연적합도의 임상적 허용한계는 50~75㎛라고 하였다. Christensen (1966)은 적정한 변연 간격은 대략 40㎛라고 하였지만, Moon 등(1998)은 이에 대해 이러한 적합도는 치과의사가 변연부를 이상이 없다고 판단하는 기준 수치일 뿐이지 이 정도의 변연이개가 임상적으로 허 용가능한가의 판단기준으로는 부적당하다고 하였다. 이 번 실험에서 4종의 복합레진 변연적합도를 비교해본 결 과 Premise Indirect가 11.22㎛로 가장 좋았으며 Sinpony가 12.06㎛으로 가장 변연 간 간격이 큰 것으로 나타났다. 그러나 모든 결과가 통계적으로 유의하지 않으 며 Christensen(1966)의 연구에서 보고된 임상적 허용범 위인 약 40㎛이내에 포함되어 있어서 모든 복합레진이 변 연적합도면에서는 아주 우수한 것으로 보인다.
본 연구는 4종의 복합레진 종류에 따른 미세경도와 변 연적합도를 실험하여 비교 하였으며 연구결과 미세경도 는 차이가 있었고 통계적으로도 유의성이 관찰되었다. 그 러나 본 실험에서는 모형재를 시편의 재료로 사용하여 직 접 자연치에 적용한 결과가 아니므로 자연치에서는 실제 로 다른 결과를 보일 가능성이 있을 수 있다. 따라서 앞으 로 자연치에 직접 실험을 해보는 등 더욱 다양한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
Ⅴ. 결 론
저자는 치과용 복합레진의 미세경도와 변연적합도를 비 교할 목적으로 4종의 복합레진을 MOD 표준시편에 중합
하여 미세경도실험과 변연적합도실험을 통하여 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
1. 미세경도는 Tescera가 가장 높았다(P<0.05).
2. 변연적합도는 Premise Indirect가 가장 좋았다 (P>0.05).
3. 실험결과를 다중비교하여 Turkey HSD로 사후검증 을 한 결과, 미세경도는 모두 통계적으로 유의한 차 이를 보였으나 변연적합도에서는 모두 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 모든 복합레진의 변연적합도 가 임상적으로 유용한 범위 내에 있었다.
참 고 문 헌
김상배, 이광수. 가시광선과 플라즈마 광선에 의한 복합 레진 중합 시 미세누출과 미세경도에 관한 연구. J Korean Acad Pediatr Dent, 29⑵, 180-188, 2002.
이백호. 치아 수복용 복합레진의 광중합 광원 종류에 따 른 표면경도비교. 전남대학교 치의학전문대학원 치의학과 석사학위논문, 2010.
이종률, 김경남. 치과인의 필독 정선치과재료학. 한국퀸 텐센스 출판사, 1995.
한동만, 황경숙. 응용관교의치기공학. 제1판, 명문출판사, 2010.
Alvarez-Gayosso C, Barcelo-Santana F, Guerrero- Ibarra J, Saea-Espinola G, Canseco- Martinez MA. Calculation of contraction rates due to shrinkage in light-cured composites. Dent Mater, 20⑶, 228-235, 2004.
Anke Schattenberg, Dana Lichtenberg, Elmar Stender, Brita Willerchausen, Claus-Peter Ernst. Mininal exposure time of different LED-curing devices. Dent Mater, 24, 1043-
1049, 2008.
Assif D, Rimer Y, Aviv I. The flow of zinc phosphate cement under a full-coverage restoration and its effect on marginal adaptation according to the location of cement application. Quitessence International, 18, 765, 1987.
Belser VC, MacEntee MI and Richter WA. Fit of three porcelain-fused-to-metal marginal design in vivo. A SEM study. J Prosthet Dent, 5⑶, 24, 1985.
Christensen GJ. Marginal fit of gold inlay casting.
J Prosthet Dent, 13, 297, 1966.
Donovan T, Prince J. An analisis of margin configuration for metal-ceramic crown. J prosthet Dent, 53, 153, 1985.
Faucher RR, Nicholls JI. Distortion related to margin in porcelain-fused-to-metal restoration. J Prosthet Dent, 43, 149, 1980.
Hung SH, Hung K, Eick JD, Chappell RP. Marginal fracture of porcelain-fused-to metal and two types of ceramic crown. J prosthet Dent, 63, 26, 1990.
Jeneric/Pento Inc. Optec HSP laboratory technique manual. Wallingford, Conn, 1998.
Mclean JW, Von Fraunhofer JA. The estimation of cement film thickness by an in vivo technique. Br Dent J, 131, 107, 1971.
Moon BH, Yang JH, Lee SH, Chung HY. A study on the marginal fit of all-ceramic crown using ccd camera. J Kor Acad Prosthodont, 36, 273-292, 1998.
Park SH, Krejci I, Lytz F. Operative Dentistry, 27, (30-37), 2002.
Shinohara N, Minesaki Y, Mukoyoshi N, Moryyama, Jimi T. The effect of the cementing material on the strength of the all ceramic crown. J Jpn Prosthodont, 33, 416,
1989.
Shillinburg HT, Hobo S, Fisher DW. Porcelain- fused-to-metal restoration. J Prosthet Dent, 29, 276, 1973.
