[논문]지르코니아 프라이머 종류에 따른 복합레진-지르코니아의 전단결합강도

석홍병; 김태석; 안재석; 이정환

doi:10.14347/kadt.2016.38.3.135

지르코니아 프라이머 종류에 따른 복합레진-지르코니아의 전단결합강도
Effec of different zirconia primers on shear bond strengths of composite resin to bonded zirconia 원문보기

대한치과기공학회지 = The Journal of Korean Academy of Dental Technology, v.38 no.3, 2016년, pp.135 - 142

석홍병 (전북대학교 치과대학 치과재료학교실) , 김태석 (마산대학교 치기공과) , 안재석 (광주보건대학교 치기공과) , 이정환 (광주보건대학교 치기공과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: The aim of this research was to evaluate the influence of different surface treatments on the shear bond strength of zirconia ceramic to composite resin. Methods: Seventy two cylinder-shape (diameter: 5 mm; height: 12 mm) blocks of experimental industrially manufactured Y-TZP ceramic were abraded with $125{\mu}m\;Al_2O_3$ particles and randomly divided into 4 groups. All the materials were categorized as group Gc(control group - composite resin veneering on zirconia surface), Gr - composite resin veneering after surface treatment of Rocatec system (3M ESPE, Seefeld, Germany) group; Gz - composite resin veneering after surface treatment of Zirconia primer (Z-primer, Bisco, U.S.A) group; Gm - composite resin veneering after surface treatment of zirconia primer (Monobond plus, ivoclar vivadent AG, Liechtenstein) group. Two different zirconia primers and Rocatec system were used to zirconia cylinders (n=16) onto the zirconia surface. Zirconia specimens, polished and roughened, were pretreated and composite bilayer cylinders bonded using conventional adhesive techniques. Results: Shear bond strengths were analyzed using single-factor ANOVA(p<0.05). Bond strength values achieved after airbone particle abrasion and zirconia surface pre-treatments(p<0.05). Conclusion: Shear bond strength tests denmonstrated that zirconia primer is a viable method to improved bond strength between zirconia ceramic core and veneering composites.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 이중구조 수복물의 비니어재료로 복합레진를 사용하여 지르코니아 하부구조물과 비니어 복합레진간의 결합강도를 알아보고자 하였다. 예비실험에서 지르코니아 표면을 연마한 후 복합레진를 적층하였을 경우 측정하기 어려운 정도의 낮은 결합력이 관찰되어 모든 실험군은 평균입경 50㎛ 알루미나 옥사이드를 사용하여 10㎜ 떨어진 위치에서 압력 3bar로 10초 동안 sandblasting을 시행하고 세척 및 건조한 다음 복합레진를 축성하였다.
비니어 재료로서 복합레진의 성공적인 사용은 이중구조를 이루고 있는 하부구조물과 결합력에 기반을 두고 있다. 본 연구에서는 지르코니아 코어와 복합레진의 결합력에 대한 비교 가능한 연구결과가 부족하여 알루미나 옥사이드 분사처리 후 Rocatec 처리군과 2종의 primer 도포군에 복합레진을 축성하고 임상적으로 유용한 결합강도를 소유할 수 있는지 전단결합강도 측정을 통해 실험적으로 판단하고자 한다.
본 연구에서는 현재 임상에서 사용되고 있는 치과용 지르코니아에 표면처리와 primer 그리고 Rocatec 처리를 하여 복합레진 비니어의 결합강도에 대해 알아보고자 하였고 다음과 같은 결론을 얻었다.

제안 방법

지르코니아 표면처리에 따른 파절 양상을 관찰하기 위해 광학현미경(Leica, EZ4D, Germany)을 이용하여 파절 양상을 관찰하였다. 시편의 파절양상은 접착성 파절(adhesive failure), 응집성 파절(cohesive failure), 혼합성 파절(mixed failure) 3가지 형태로 구분하였으며 대표적인 파절양상을 보이는 시편을 주사전자현미경(JEOL, JSM-5800, Japan)을 이용하여 관찰하였다.
A)을 축성하여 대조군(Gc)으로 하였다. 실험군은 지르코니아 표면에 Primer(Z-primer plus, Bisco, Inc., U.S.A)를 도포한 군(Gz)과 Primer(Monobond plus, Ivoclar vivadent AG, Liechtenstein)를 도포한 군(Gm), Rocatec(Rocatectm Plus, 3M ESPE, U.S.A) 처리를 한 군(Gr)으로 분류하였다(Table 2). primer는 제조사의 지시에 따라도포한 다음 3-5초간 air syringe를 사용하여 건조하였고, Rocatec은 110㎛ 입자 크기를 사용하였으며 압력 3bar에서 10초간 분사처리를 시행하였다.
본 연구에서는 이중구조 수복물의 비니어재료로 복합레진를 사용하여 지르코니아 하부구조물과 비니어 복합레진간의 결합강도를 알아보고자 하였다. 예비실험에서 지르코니아 표면을 연마한 후 복합레진를 적층하였을 경우 측정하기 어려운 정도의 낮은 결합력이 관찰되어 모든 실험군은 평균입경 50㎛ 알루미나 옥사이드를 사용하여 10㎜ 떨어진 위치에서 압력 3bar로 10초 동안 sandblasting을 시행하고 세척 및 건조한 다음 복합레진를 축성하였다. 각 실험군에서 관찰된 평균 전단결합강도를 살펴보면 Rocatec system처리군에서는 8.
준비한 시편은 재료시험기(RB302 Micro load, R&B Co, KOREA)에 지그를 장착하고 지르코니아와 복합레진의 계면에 평행하게 하중을 가할 수 있도록 위치시킨 후 crosshead 속도 0.1㎜/min로 복합레진이 지르코니아 실린더에서 분리될 때 최대 파절하중을 측정하였다. 최대하중은 단위면적으로 환산하여 각 실험군 시편의 전단결합강도로 하였다.
지르코니아 시편 위에 알루미나 옥사이드 sandblasting 후 복합레진(Shinfonytm, 3M ESPE, U.S.A)을 축성하여 대조군(Gc)으로 하였다. 실험군은 지르코니아 표면에 Primer(Z-primer plus, Bisco, Inc.
지르코니아 표면처리에 따른 파절 양상을 관찰하기 위해 광학현미경(Leica, EZ4D, Germany)을 이용하여 파절 양상을 관찰하였다. 시편의 파절양상은 접착성 파절(adhesive failure), 응집성 파절(cohesive failure), 혼합성 파절(mixed failure) 3가지 형태로 구분하였으며 대표적인 파절양상을 보이는 시편을 주사전자현미경(JEOL, JSM-5800, Japan)을 이용하여 관찰하였다.

대상 데이터

본 연구에서 사용한 지르코니아 시편은 이트리아 안정 지르코니아(Y-TZP, NSC, korea)를 사용하여 직경 5.0㎜, 높이 12㎜로 제작하였다. 지르코니아 시편의 단면은 평균입경 50㎛ 알루미나 옥사이드(Hi-aluminas, Shofu, Japan)를 사용하여 10㎜ 떨어진 위치에서 압력 3bar로 10초 동안 sandblasting을 시행한 다음 증류수중에서 5분간 초음파 세척하고 건조하여 사용하였다.
지르코니아 시편의 단면은 평균입경 50㎛ 알루미나 옥사이드(Hi-aluminas, Shofu, Japan)를 사용하여 10㎜ 떨어진 위치에서 압력 3bar로 10초 동안 sandblasting을 시행한 다음 증류수중에서 5분간 초음파 세척하고 건조하여 사용하였다. 시편은 표면처리의 방법에 따라 각 군당 18개씩 총 72개를 제작하여 실험군을 설정하였다(Table 1).

데이터처리

실험을 통하여 측정된 각 군의 전단결합강도는 PASW Statistics 18.0 for Windows(SPSS Inc., USA)를 이용하여 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)를 시행하였고 Scheffe 다중범위 검증법을 이용하여 사후 검정하였으며 유의 수준은 α=0.05로 하였다.

성능/효과

1. 지르코니아 표면에 알루미나 옥사이드 블라스팅 처리 후 primer를 도포하고 복합레진을 비니어한 실험군과 primer를 도포하지 않은 실험군의 전단결합강도는 유의한 차이가 있었다(p<0.05).
2. Rocatec system처리 후 복합수지를 비니어한 실험군은 primer 도포군에 비해 낮은 결합강도가 측정되었고 유의한 차이가 있었다(p<0.05).
3. 지르코니아 표면에 primer도포는 복합레진과 지르코니아의 결합강도를 증가시켰다.
4㎫이 측정되었다. 두 종류의 primer와 Rocatec system처리를 한 실험군에서 국제규격 기준 ISO 10477의 요구조건인 5㎫보다는 높은 결합강도를 나타내었고 10㎫이상의 전단결합강도가 임상적으로 만족할만한 강도라고 보고한 Saito의 연구와 비교해 볼 때 비니어재로써 복합레진은 임상적 적용이 가능하다고 판단된다.
05). 본 실험에서 사용한 Rocatec system 처리는 물리적(embedded silane) 및 화학적 결합(reactive and methacrylic groups)을 동시에 얻는 혼성접착시스템으로 지르코니아 전용의 primer 도포군에서 측정된 결합강도 보다 낮게 측정되었고 primer를 도포하지 않은 군에 비해 높은 결합강도 값을 나타내었으며 양쪽 모두 실험군과 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05).
시편의 파절양상과 결합강도 값을 명확히 설명하기는 어렵지만 비니어재료와 하부구조사이의 결합강도가 높다면 비니어재료에서 cohesive failure가 시작되고 결합강도가 낮다면 adhesive failure가 발생한다. 본 실험에서는 primer 도포군과 Rocatec처리군에서 adhesive failure와 mixed failure가 혼재되어 관찰되었고 결합강도는 통계학적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 본 실험에서 사용한 Rocatec system 처리는 물리적(embedded silane) 및 화학적 결합(reactive and methacrylic groups)을 동시에 얻는 혼성접착시스템으로 지르코니아 전용의 primer 도포군에서 측정된 결합강도 보다 낮게 측정되었고 primer를 도포하지 않은 군에 비해 높은 결합강도 값을 나타내었으며 양쪽 모두 실험군과 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.

후속연구

임상에서 지르코니아와 비니어 세라믹간의 결합력과 비슷하며 세라믹의 취성과 수리에 대한 문제점들을 개선할 수 있다면 복합레진도 비니어 재료로서 지르코니아에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 뛰어난 기계적·화학적 특성과 심미적으로 우수한 지르코니아는 수복물의 재료로 앞으로도 사용이 더욱 증가될 것으로 생각되며 이에 대한 연구도 필요할 것이다. 본 연구의 결과에 따른 방법으로 지르코니아 하부구조물에 비니어재료로 복합레진의 적용은 세라믹의 단점을 보완하고 파절시 수리가 용이한 심미보철 수복물 제작이 가능하며 임상에서 성공을 예측하는데 매우 유용하게 이용될 수 있다고 판단된다.
뛰어난 기계적·화학적 특성과 심미적으로 우수한 지르코니아는 수복물의 재료로 앞으로도 사용이 더욱 증가될 것으로 생각되며 이에 대한 연구도 필요할 것이다. 본 연구의 결과에 따른 방법으로 지르코니아 하부구조물에 비니어재료로 복합레진의 적용은 세라믹의 단점을 보완하고 파절시 수리가 용이한 심미보철 수복물 제작이 가능하며 임상에서 성공을 예측하는데 매우 유용하게 이용될 수 있다고 판단된다. 한편 실제 임상에서는 본 실험에서 사용된 시편의 형태와는 달리 치아형태의 보철물로 사용되며 구강내에서 타액이나 온도변화 등 구강안의 환경이 고려되지 못하였기 때문에 실험적인 비교연구와 임상연구가 계속 이루어 져야 할 것으로 사료된다.
또한 중합과정에서 수축이 매우 적고, 대합치의 마모를 최소화하며 파절시 도재에 비해 수리가 매우 용이하다는 장점을 가지고 있으며, 복합레진으로 수복한 보철물에 대한 임상적 평가도 만족할만한 수준으로 보고되고 있다(박성호, 2002). 임상에서 지르코니아와 비니어 세라믹간의 결합력과 비슷하며 세라믹의 취성과 수리에 대한 문제점들을 개선할 수 있다면 복합레진도 비니어 재료로서 지르코니아에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 뛰어난 기계적·화학적 특성과 심미적으로 우수한 지르코니아는 수복물의 재료로 앞으로도 사용이 더욱 증가될 것으로 생각되며 이에 대한 연구도 필요할 것이다.
본 연구의 결과에 따른 방법으로 지르코니아 하부구조물에 비니어재료로 복합레진의 적용은 세라믹의 단점을 보완하고 파절시 수리가 용이한 심미보철 수복물 제작이 가능하며 임상에서 성공을 예측하는데 매우 유용하게 이용될 수 있다고 판단된다. 한편 실제 임상에서는 본 실험에서 사용된 시편의 형태와는 달리 치아형태의 보철물로 사용되며 구강내에서 타액이나 온도변화 등 구강안의 환경이 고려되지 못하였기 때문에 실험적인 비교연구와 임상연구가 계속 이루어 져야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	부분 안정화 지르코니아 세라믹의 장점은 무엇인가?	안정화 지르코니아 전부세라믹관은 전부세라믹관 중에서 부분 가장 최근에 개발된 것으로 전치부 뿐만 아니라구치부에서도 환자의 심미적 요구를 만족시킬 수 있어 그 사용이 증가하고 있다. 특히 부분 안정화 지르코니아 세라믹은 화학적 안정성이 높고 기계적 물성과 광학적 특성이 매우 우수하여 구치부 멀티 유닛 브릿지(multi-unit bridge)나 복잡한 형태의 보철물에서도 심미적인 수복재료로 사용될 수 있는 장점을 가지고 있다(Della 등, 2008; Denry 등, 2008; Kelly 등, 2008). 이러한 장점이 있는 반면 지르코니아 전부세라믹관은 다른 전부 세라믹관과 마찬가지로 상부 비니어 세라믹(veneering ceramic)과 하부 지르코니아 코어(zirconia core) 형태의 이중구조로 사용되고 있는데 임상적 적용에서는 상부 비니어 세라믹이 깨지거나 탈락하는 현상이 종종 보고되고 있다(Vult von 등, 2006; Sailer 등, 2006; Sailer 등, 2007).
	지르코니아 전부세라믹관의 단점은 무엇인가?	특히 부분 안정화 지르코니아 세라믹은 화학적 안정성이 높고 기계적 물성과 광학적 특성이 매우 우수하여 구치부 멀티 유닛 브릿지(multi-unit bridge)나 복잡한 형태의 보철물에서도 심미적인 수복재료로 사용될 수 있는 장점을 가지고 있다(Della 등, 2008; Denry 등, 2008; Kelly 등, 2008). 이러한 장점이 있는 반면 지르코니아 전부세라믹관은 다른 전부 세라믹관과 마찬가지로 상부 비니어 세라믹(veneering ceramic)과 하부 지르코니아 코어(zirconia core) 형태의 이중구조로 사용되고 있는데 임상적 적용에서는 상부 비니어 세라믹이 깨지거나 탈락하는 현상이 종종 보고되고 있다(Vult von 등, 2006; Sailer 등, 2006; Sailer 등, 2007).
	지르코니아 비니어 세라믹관의 문제점을 해결하기 위한 방법은 무엇인가?	구강내에서 비니어 세라믹의 파절이나 탈락이 발생하였을 때 세라믹 부분 축성이나 보철물 재제작등 방법으로 이를 수리하고 있으나 시간과 비용 문제점과 수리과정이 용이하지 않는 점들이 지르코니아 비니어 세라믹관의 문제점으로 지적된다. 이를 해결하기 위한 방법으로 구강내에서 세라믹 파절 수리는 복합레진을 이용하는 방법이 선호되고 있는데 세라믹과 복합레진의 결합력 증가를 위해 장석류 세라믹에 포함 된 silica와 반응하여 복합레진과 화학적 결합을 이루어 내는 silane agent를 사용는 것이 일반적이다. 하지만 지르코니아의 경우(Y-TZP)에는 실리카가 함유되어 있지 않아 silane agent 사용으로 복합레진과 결합력 증진 효과가 미비하다 .

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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