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문제 정의
- 환자들이 도재 보철물을 선택했을 때 제작자의 입장에서 치과보철물의 파절을 줄일 수 있는 재료들을 선택하여 내구성을 높여 줌으로써 환자의 구강 보건 향상에 기여할 수 있다고 생각된다. 금속 도재관에서 이런 치과 보철물의 파절은 보통 도재와 금속의 결합 실패로 인해 발생하므로 본 실험에서는 도재와 금속의 전단 결합 강도를 조사하고 열순환 후의 도재와 금속의 전단 결합 강도를 함께 조사해 내구성을 검사하였다.
제안 방법
- Thermocycling기(Thermocycling M/C, Motorclonics)를 사용하여, 실험 Ⅰ,Ⅱ 그리고 Ⅲ군의 각 아군 b의 45개 시편을 5ºC와 55ºC의 수중에서 각 온도 유지시간 30초, 대기시간 5초의 조건으로 10,000회 열순환시켰다.
- max Alox plunger (Ivoclar Vivadent)를 위치시키고, 700ºC로 예열된 프레싱 퍼니스(EP 5000, Ivoclar Vivadent)에 넣고 60ºC/min의 속도로 가열하여 940ºC에서 20분간 계류시킨 후 지정 된 압력과 속도로 압축성형하였다.
- 금속 도재관에서 기존의 장석계 도재와 새로 개발된 열가압성형 도재들의 전단결합강도를 알아보기 위하여 비귀금속 합금으로 금속시편을 제작하고 표면처리를 거친 후 장석계 도재와 두 종류의 열가압성형 도재를 3 mm 두께로 축성하여 실험군 당 30개씩 총 90개의 시편을 제작하였다. 각 실험군의 시편 15개는 열순환을 거친 후 인스트론 만능 시험기를 이용하여 전단결합강도를 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 5 mm 지점에 하중을 가하는 것이 적절하다고 하였다. 그러나 이번 실험에서는 하중점이 미끄러지지 않기 위해서 도재와 금속의 계면에서 1.0 mm 지점에 하중을 가하였다.
- 그리하여 열가압법을 이용한 도재의 축성이 금속과 어떠한 결합력을 나타내는지 알아보기 위하여, 전통적인 방법으로 축성된 금속 도재관과 열가압법을 이용해 축성된 금속 도재관의 전단 결합 강도를 비교하고 열순환을 통해 임상적 사용이 유의한가를 평가하였다.
- 금속 도재관에서 기존의 장석계 도재와 새로 개발된 열가압성형 도재들의 전단결합강도를 알아보기 위하여 비귀금속 합금으로 금속시편을 제작하고 표면처리를 거친 후 장석계 도재와 두 종류의 열가압성형 도재를 3 mm 두께로 축성하여 실험군 당 30개씩 총 90개의 시편을 제작하였다. 각 실험군의 시편 15개는 열순환을 거친 후 인스트론 만능 시험기를 이용하여 전단결합강도를 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 실험 Ⅰ군에서는 두께가 3 mm가 되도록 장석계 도재 Inspiration A3 dentin (Inspiration, Heimerle+ Meule GmbH)을 회사가 추천하는 소성스케줄에 따라 두 번에 걸쳐 소성하였다. 도재를 축성하여 1차 소성하고 소성 후 부족분을 축성하여 2차 소성하였으며 소성 후에 형태를 조정하고 그레이징하였다(Table 2).
- 또한 Choi 등33은 열순환을 2,000회 시행하였을 때 모든 실험군에서 미세누출이 관찰되었다고 하였다. 비록 이 논문에서는 전단결합강도를 측정하였으나 재료의 물리적 성질이 어느 정도 변화하기에 충분한 조건으로 생각하여 30초간의 유지시간을 두고 열순환 횟수를 10,000회로 하였다. 또한 Gale와 Darvell34은 열순환 10,000회가 임상적으로 1년과 유사하다고 하였다.
- 나. 실험 Ⅱ군에서는 두께가 3 mm가 되도록 왁스(S-U Ceramo, Schuler-dental, Ulm, Germany)를 사용하여 형성한 후 시편에 주입선을 달고 열가압성형 도재 전용 실리콘 링에 전용매몰재(Press Vest Speed, Ivoclar Vivadent)를 사용하여 제조사가 제시한 매몰재 혼합비율에 따라 매몰한다. 퍼니스에 위치시켜 왁스를 소환한 후, 프레싱 인고트 POM 3번(Ivoclar Vivadent)과 IPS e.
- 다. 실험 Ⅲ군에서는 두께가 3 mm가 되도록 왁스(S-U Ceramo)를 사용하여 형성한 후 시편에 주입선을 달고 열가압성형 도재 전용 실리콘 링에 전용매몰재(GC MultiPressVest, GC)를 사용하여 제조사가 제시한 매몰재 혼합비율에 따라 매몰하였다. 퍼니스에 위치시켜 왁스를 소환한 후, GC Initial IQ Press pellet과 Alox-press plunger를 위치시키고 800ºC로 예열된 프레싱 퍼니스(EP 5000, Ivoclar Vivadent)에 넣고 60ºC/min의 속도로 가열하여 980ºC에서 20분간 계류시킨 후 지정된 압력과 속도로 압축성형하였다.
- 이러한 금속과 도재의 결합력을 측정하는 방법에는 다양한 방법이 사용되어 오고 있으나,20 Anusavice 등27은 oblique shear test를 제외하고는 Rectangular planar shear test가 이상적인 시험방법에 가깝다고 하여, 본 논문에서는 rectangular planar shear test를 수행하여 도재와 금속 사이의 결합력을 측정하였다.
- 자체 제작한 가로4 × 세로4 × 두께8 mm의 몰드를 이용해 왁스패턴을 만들어 납형을 만든 후, 매몰제(Hitemp, Whip-mix, Fort Collins, CO, USA)로 매몰하고 제조사의 지시에 따라 소환, 주조하였다.
- 전단결합강도의 측정을 위한 고정장치를 제작한 후, 시편을 고정하고 인스트론 만능시험기(Model 3343: Instron Inc., Canton, MA, USA)를 사용하여 cross head speed 1 mm/min의 속도로 압축력을 가하여 파절 시의 순간 최대 하중을 기록하였다(Fig. 3). 측정 지점은 포세린/금속 경계에서 포세린 쪽으로 1 mm 떨어진 지점으로 하였다.
- 축성될 도재와 일치하도록 실험 Ⅰ군에는 Inspiration A3 오펙(Heimerle+Meule GmbH)을 그리고 실험 Ⅱ군에는 Inline A3 오펙(Ivoclar Vivadent)을, 실험 Ⅲ군에는 오펙 (GC Initial MC Paste, GC)을 각각의 소성 스케줄에 따라 2차에 걸쳐 소성하였다. 실험 Ⅰ군의 A3 오펙은 450ºC 6분 계류 후, 분당상승온도 100ºC로 930ºC에서 2분 계류하여 일, 이차 동일하게 소성하였다.
- 퍼니스에 위치시켜 왁스를 소환한 후, GC Initial IQ Press pellet과 Alox-press plunger를 위치시키고 800ºC로 예열된 프레싱 퍼니스(EP 5000, Ivoclar Vivadent)에 넣고 60ºC/min의 속도로 가열하여 980ºC에서 20분간 계류시킨 후 지정된 압력과 속도로 압축성형하였다.
대상 데이터
- 금속은 비귀금속 합금(4 all®, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein)을 사용하였으며, 도재는 장석계 도재(Inspiration®, Heimerle+Meule GmbH, Pforzheim, Germany), 그리고 두 종류의 열가압성형 도재(IPS Inline® PoM, Ivoclar Vivadent; One Body® PoM, GC Initial IQ, GC, Alsip, IL, USA)를 사용하였다(Table 1).
- 가. 실험 Ⅰ군에서는 두께가 3 mm가 되도록 장석계 도재 Inspiration A3 dentin (Inspiration, Heimerle+ Meule GmbH)을 회사가 추천하는 소성스케줄에 따라 두 번에 걸쳐 소성하였다. 도재를 축성하여 1차 소성하고 소성 후 부족분을 축성하여 2차 소성하였으며 소성 후에 형태를 조정하고 그레이징하였다(Table 2).
- 실험 각 군당 30개씩 모두 90개의 금속 시편을 제작하였다(Fig. 1).
- 주조 시편의 도재 피개면은 Sic paper #800 및 #1200으로 연마한 후, 5 μm, 1 μm, 그리고 0.3 μm 크기의 알루미나 페이스터(ALPHA MICROPOLISH®, BUEHLER, Lake Bluff, IL, USA)를 사용하여 순서대로 연마하였다.
- 3). 측정 지점은 포세린/금속 경계에서 포세린 쪽으로 1 mm 떨어진 지점으로 하였다.
데이터처리
- SPSS 13.0 프로그램(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용해 Levene’s Test로 통계 처리하여(P < 0.05) 각 군의 실험결과가 정규분포를 이루는지 확인하였다.
- 05) 각 군의 실험결과가 정규분포를 이루는지 확인하였다. 각 군간의 전단 결합 강도에 유의성 있는 차이를 알아보기 위하여 2-way ANOVA를 시행하였다.
- 실험군에 있는 각각의 아군에서 평균과 표준편차를 구하였다.
성능/효과
- 1. 장석계 도재와 두 종류의 열가압성형 도재들의 금속과 도재간의 전단결합강도에는 유의할 만한 차이가 없었다.
- 2. 장석계 도재와 두 종류의 열가압성형 도재 모두 열순환 후 금속과 도재간의 전단결합강도의 감소가 있었으나 유의할 만한 차이는 없었다.
- 3. 금속과 도재간의 파절양상은 대부분의 시편에서 금속면과 도재면이 함께 관찰되는 cohesive failure와 adhesive failure가 혼재된 양상으로 나타났다.
- 4. 전단결합력의 관점에서 보았을 때 열가압성형 도재는 임상적으로 유의한 것으로 사료된다.
- 열순환 하지 않은 실험 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ군의 아군 a의 전단결합강도를 각각 비교했을 때 큰 차이가 없었다. 또한 열순환 한 실험 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ군의 아군 b의 전단결합강도를 각각 비교했을 때 유의할 만한 차이는 없었지만 Ⅲ군의 전단결합강도가 가장 우수했다. 이는 도재 축성 방식을 바꾸어도 전단결합강도에 큰 차이가 없음을 의미한다.
- 실험 결과에서 실험 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ군 모두 열순환 후 전단결합강도가 감소하였으나 유의할 만한 차이는 없었다. 이 결과는 금속 처리방법과 사용하는 재료에 따라 열순환이 정도의 차이는 있지만, 유의성이 있게 결합강도를 감소시킨다고 보고한 Yoshida 등35의 연구 결과와 일치하지 않았다.
- 이상의 결과로는 열가압성형 도재의 전단결합강도가 장석계 도재의 전단결합강도와 비교했을 때 우수한 값을 기록했으며 제작방법도 열가압성형 도재의 경우 금속상 위에 왁스로 원하는 형태를 제작해 주괴를 넣고 압력을 가해주면 한 번의 압력 사이클로 완벽한 형태의 수복물로 제작가능하다는 장점이 있어 여러모로 종래의 금속 도재관에 비해 유리한 점을 가지고 있다고 할 수 있다.
- 전단력에 의해 파절된 금속 도재간의 파절양상은 대부분의 시편에서 금속면과 도재면이 함께 관찰되는 cohesive failure와 adhesive failure가 혼재된 양상을 보였다(Fig. 4).
후속연구
- 또한 본 실험에서는 결합강도의 측정을 통해 열가압성형 도재를 평가했으나 실제 임상에서의 사용에는 결합강도 이외에도 변연적합도, 도재의 색상 등도 중요한 평가기준이므로 이 부분에 대한 접근도 필요할 것으로 사료되며, 시편을 제작해 검사한 실험실적 연구여서 열순환으로 내구성을 검사했으나 실제 임상에서와 같은 효과를 얻기 위해서는 시효검사나 저작과정을 모방한 다양한 조건에서의 검사가 요구되므로 열가압성형 도재의 결합강도를 평가하기 위해서는 보다 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 또한 도재와 금속의 열팽창계수의 차이에 의해 계면에서 잔류 응력이 존재함을 보고하였다. 이에 미루어 보아 전단결합강도 측정법 하나 만으로 코어-비니어 계면의 결합 강도를 평가하는 것은 무리한 일이며 미세인장결합 강도 측정법과 굽힘 강도 측정법과 같은 다른 측정 방법을 병행하여야 정확한 결합강도를 평가할 수 있을 것이다.
- 치과에서 환자들이 재료를 선택할 때 환자들은 본인의 치아와 유사한 도재관을 선호했으며 구강 내에서 장시간 사용이 가능한 내구성을 중시했다. 환자들이 도재 보철물을 선택했을 때 제작자의 입장에서 치과보철물의 파절을 줄일 수 있는 재료들을 선택하여 내구성을 높여 줌으로써 환자의 구강 보건 향상에 기여할 수 있다고 생각된다. 금속 도재관에서 이런 치과 보철물의 파절은 보통 도재와 금속의 결합 실패로 인해 발생하므로 본 실험에서는 도재와 금속의 전단 결합 강도를 조사하고 열순환 후의 도재와 금속의 전단 결합 강도를 함께 조사해 내구성을 검사하였다.
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