[논문]지르코니아의 소결 후 특성

김민정; 김임선; 최병환; 김원기

doi:10.14347/kadt.2016.38.3.157

지르코니아의 소결 후 특성
Surface Characteristics of Ground and Post-Sintered Zirconia 원문보기

대한치과기공학회지 = The Journal of Korean Academy of Dental Technology, v.38 no.3, 2016년, pp.157 - 163

김민정 (경북대학교 의용생체공학과) , 김임선 (대구보건대학교 치기공과) , 최병환 (대구보건대학교 치기공과) , 김원기 (대구보건대학교 치기공과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: It is to compare and evaluate the change of the wear rate and phase variation of the Zirconia before and after the sintering after the grinding by a high speed equipment manufactured for the Zirconia. Methods: The specimen of the sintered Zirconia was manufactured as size of $15mm{\times}15mm{\times}2mm$. The grinding has been applied to each of all pieces of each test groups for a minute fit for each condition at same speed of 50,000 rpm by a diamond bur at high speed handpiece with injection of the air and water. For the observation of the surface before and after the sintering of the each test piece, the cross section of it was observed as 100 magnification by a scanning electron microscope after it was coated by PT, and the diffraction analysis was performed by XDR to compare the crystal phase of the Zirconia. The average surface roughness value of all specimens were evaluated. The wear test was performed at room temperature by applying a load of 1kg for 120,000 cycles for the chewing period 6 months. Wear was analyzed for the enamel cusps by measurement of the vertical substance loss with a laser scanner. Conclusion: The phase variation from the tetragonal phase to the monoclinic phase was confirmed in the test group of the pre-sintered Zirconia after the grinding, and the value of the surface roughness and the wear rate was increased in experimental group.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

레진이나 도재의 자연치에 대한 대합치 마모 가능성에 대한 연구는 많이 이루어 왔으나, 지르코니아 보철물이 법랑질 마모에 미치는 영향에 관한 연구는 거의 없는 실정이다. 본 연구의 목적은 지르코니아 전용 고속 기구를 이용하여 연삭 한후 sintering 전, 후 지르코니아의 표면 거칠기 변화, 상변이, 마모를 관찰하기 위함이다.

제안 방법

각 시편의 Sintering 전, 후 표면관찰은 각 실험군당 평균 표면 거칠기에 가장 근접하는 시편을 선정하여 단면을 PT로 코팅한 후 주사전자현미경(FE-SEM, JSM6700F, Jeol, Tokyo, Japan)을 이용하여 100배의 배율로 관찰하였다.
연삭 후의 sintering 전, 후 지르코니아 결정상 변화 비교는 XRD(MAXima_X XRD-7000, Shimadzu, Japan)를 이용하였으며, 측정 회절각(2θ)은 0.02° 측정 간격으로 30°에서 100°까지 측정, 분석하였다. 거칠기에 따른 마모에 사용된 시편은 sintering 후 완성된 지르코니아 시편을 사용하였다.
(Zirkonzahn, Italy)을 사용하였다. 지르코니아 블록은 소결 전 15개씩 제작한 후 지르코니아 전용 소결로(Kavo Therm^Ⓡ Kavo, Germany)에 넣고 실온에서 1000℃에서 20분 동안 유지하고, 1450℃에서 120분간 유지한 후 소결하였다. 소결된(Sintered) 지르코니아 시편은 직경 15㎜×15㎜×2㎜로 시편이 제작되었다(Masayuki et al, 1990)(Table 1).
지르코니아를 연삭한 후 소결 전, 후 지르코니아 표면의 형상 분석을 위하여 주사전자현미경으로 100배 배율로 관찰하였다. Post Sintered Zirconia그룹에서 대조군(S-N)은 소결 전보다 소결 후 표면이 치밀한 양상을 나타내었다.

대상 데이터

지르코니아 블록은 Prettau^Ⓡ(Zirkonzahn, Italy)을 사용하였다. 지르코니아 블록은 소결 전 15개씩 제작한 후 지르코니아 전용 소결로(Kavo Therm^Ⓡ Kavo, Germany)에 넣고 실온에서 1000℃에서 20분 동안 유지하고, 1450℃에서 120분간 유지한 후 소결하였다.

데이터처리

각 군의 거칠기 값의 결과와 소결 후 지르코니아 시편마모량은 SPSS Ver 13.0 for windows(SPSS INC., U.S.A)를 이용해 일원 배치 분산 분석(One-way ANOVA)과 Tukey HSD 사후 검정(post-hoc test)을 실시하였다. 유의 수준은 0.

이론/모형

지르코니아 상변이의 분석 및 평가를 위해 XRD analysis를 사용하였다. 이는 시편에 X-ray를 조사한 후 굴절되는 각을 측정, 결정구조를 파악하는 방법이다.

성능/효과

1. 연삭된 지르코니아 소결 전 실험군에서는 정방정에서 단사정으로의 상변이가 확인되었다.
2. 실험군에서 연삭 후 지르코니아의 표면 거칠기, 마모량 증가가 관찰되었다.
하지만 연마에 의해 표면에 발생한 균열, 결함 및 응력층은 대부분 강도의 저하에 기여한다(Karakoca, 2009). 대조군이 실험군보다는 지르코니아가 대합치를 적게 마모시키는 결과를 보였으며, S-A군과 S-AW 군의 경우 선행연구 결과((Seghi, 1991)와 동일하게 대합치(자연치)에서는 재료의 거칠기가 클수록 대합치의 마모량이 컸다. 도재수복물의 교합조정은 도재 표면의 변화를 초래하는 통상적인 임상과정이며 치료실내 교합조정에 따른 활택한 표면 또는 거친 표면은 대합치의 마모에 영향을 줄 수 있다(Jones, 2004).
본 실험 결과 소결 전(Pre-sintered) 연삭된 지르코니아 A, AW 군에서 정방정계(tetragonal phase)에서 단사정계(monoclinic phase)로의 상변이가 확인되었고, 소결 후(Post-sintered) 연삭된 지르코니아 S-A, S-AW 군에서는 상변이가 관찰되지 않았다. 이는 J-E Kwon의 연구 결과에서 밝힌것처럼 단사정의 지르코니아가 소결 후에 대부분 정방정계의 지르코니아로 상변태 되어 안정화 되었음을 나타내는 것으로 보인다.

후속연구

그리고 최종 완성된 지르코니아가 실제적으로 중요한 구강내 환경조건과 연삭된 지르코니아의 하악골의 운동과 저작 강도가 미치는 영향은 재현되지 않았다. 그리고 대합치와 지르코니아의 2체 마모만 시행이 되었는데, 3체 마모 추가 실험 연구가 필요하다. 이러한 점을 보완하여 구강내 환경과 보다 유사한 연구가 계속 되어야 할 것이다.
연구의 한계점은 마모 측정시 대합치의 형태가 변함에 따라 부하력이 일정치 않았다는 연구결과도 있어 (Heintze, 2005) 결과분석에 제한이 따른다. 또한 마모 재현 실험장치마다 다른 양상의 결과가 나올 수 있으므로 추가적 연구 결과와 함께 분석을 하는 것도 필요하다. 그리고 최종 완성된 지르코니아가 실제적으로 중요한 구강내 환경조건과 연삭된 지르코니아의 하악골의 운동과 저작 강도가 미치는 영향은 재현되지 않았다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지르코니아 수복물은 어디에 사용되고 있는가?	지르코니아 수복물은 단일 수복물 뿐 아니라 여러 치아의 고정성 수복물, 포스트, 임플란트 지대치, 교정용 브라켓등 다양한 영역에서 사용이 가능해지고 있다(Manicone et al, 2007).
	지르코니아에 연삭작업을 하면 어떤 도움이 되는가?	연삭작업은 거친 표면을 부드러운 표면 상태로 만들어야 심미성을 높일 뿐 아니라, 대합되는 자연치의 법랑질 마모를 감소시키는 효과를 가져온다.(Sakaguchi, 1986) 연삭시 지르코니아 표면에 chipping이나 균열을 줄이기 위해 주수가공이나 Air-jet 기능이 도움이 된다(Bae, 2011).
	보철물 장착은 어떤 과정이 필요한가?	보철물 장착 시 적절한 교합관계를 부여하거나, 부적절한 보철물 외형의 수정, 수복물 변연의 마무리, 심미적 외관의 개선 등의 과정이 필요하다. 지르코니아 보철물의 교합조정은 지르코니아의 높은 표면경도로 인하여 카바이드계 절삭기구로는 시행할 수 없으며 다이아몬드 입자가 포함된 절삭기구를 이용해야만 하는데, 이러한 교합조정 과정을 거친다면 필연적으로 거친 표면이 만들어 진다(Manicone et al, 2007).

참고문헌 (26)

Denry I, Holloway JA. Microstructural and crystallographic surface changes faer grinding zirconia-based dental ceramics, J Biomed Mater Res, 76B, 440-48, 2006.

상세보기
Heintze SD, Rousson V. Survival of irconia-and metal-supported fixed dental prostheses: a systemic review. Int J Prosthodont, 23: 493-502, 2010.
Heintze SD, Zappini G, Rousson V. Wear of ten dental restorative materials in five wear simulators - results of a round robin test. Dent Mater, 21, 304-317, 2005.

상세보기
Helvey GA. Zirconia and computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM)dentistry. Functional Esthet Rest Dent, Series J(3), 28-39, 2007.
Kim HJ, Lim HP, Park YJ, Vang MS. Effect of zirconia surface treatments on the shear bond strength of veneering ceramic. J Prosthet Dent, 105, 315-322, 2011.

상세보기
Karakoca S, Yilmaz H. Influence of surface treatments on surface roughness, phase transformation, and biaxial flexural strength of Y-TZP ceramics. J Biomed Mater Res, 91B, 930-937, 2009.

상세보기
Kosmac T, Oblac C, Jevnikar P, Funduk N, Marion L. Strength and reliability of surface treated Y-TZP dental ceramics. J Biomed Mater Res, 53, 304-313, 2000.
Kisi EH, Howard C. Crystal structures of zirconia phases and their inter-relation. Key Engineering Materials, 153, 1-36, 1998.

상세보기
Lee JH, Lee SJ, Lee JY, Ki SH, Lee JM, Properties of the machinability of dental zirconia using a handpiece and the zirconia brazing. The Korean Wellding Joining Society Spring, 176-176, 2013.
Kim JE, Analysis on the bonding characteristics of interface between zirconia and veneered porcelain. Graduate school of Kyung Hee University, 2007.
Lee JY, The effects of surface grinding and polishing on the phase transformation and Flexural Strength of Zirconia. Graduate school of Chosun University, 2014.
Jones CS, Billington RW, Pearson GJ. he in vivo perception of roughness of restoration. Br Dent J, 196, 42-45, 2004.

상세보기
Manicone PF, Rossi Iommetti P, Raffaelli L. An overview of zirconia ceramics: basic properties and clinical applications. J Dent, 35(11), 819-826, 2007.

상세보기
Lambrechets P, Braem M, Vuylsteke-Wauters M, Vanherle G. Quantitative in vivo wear of human enamel. J Dent Res, 68, 1752-1754, 1989.

상세보기
Masayuki K, Kunio I, Norihiko K. Effects of Zirconia Addition on Fracture Toughness and Bending Strength of Dental Porcelains. J Dental Mat, 9(2), 181-192, 1990.

상세보기
Piconi C, Maccauro G. Zirconia as a ceramic biomaterial. Biomaterials. 20(1), 1-25, 1999.

상세보기
Quirynen M. The clinical meaning of the surface roughness and the surface free energy of intra-oral hard substrata on the microbiology of the supra-and subgingival plaque:results of in vitro and in vivo experiments. J Dent, 22 Suppl 1, S13-6, 1994.

상세보기
Saracc D, Turk T, Elekdag-Turk S, Saracc YS. Comparison of 3 polishing techniques for 2 all-ceramic materials. Int J Prosthodont. 20, 465-468, 2007.

상세보기
Sakaguchi RL, Douglas WH, DeLong R, Pintado MR. The wear of a posterior composite in an artificial mouth: A clinical correlation. Dent Mater, 2, 235-240, 1986.

상세보기
Jang SA, Kim YY, Park WH, Lee, YS. Comparative study of fracture strength depending on the occlusal thickness of full zirconia crown. J Koeran Acad Prosthodont, 51, 160-166, 2013.

원문보기 상세보기
Sato T, Shimada M. Transformation of yttria-doped tetragonal $ZrO_2$ poly crystals by annealing under controlled humidity conditions. J Amer Ceram Soc, 68(12), C320-C322, 1985.

상세보기
Seghi RR, Rosenstiel SF, Bauer P. Abrasion of human enamel by different dental ceramics in vitro. J Dent Res, 70, 221-225, 1991.

상세보기
Siegel SC, Fraunhofer JA. Dental cutting with diamond burs: heavy-handed or light-touch. J Prosthodont, 8, 3-9, 1999.

상세보기
Steiner M, Mitsias ME, Ludwig K, Kern M. In vitro evaluation of a mechanical testing chewing simulator. Dent Mater, 25, 494-499, 2009.

상세보기
Bae TS, Properties of Dental CAD/CAM Zirconia. korean Dental Association, 49(5), 260-264, 2011.
Vagkopoulou T, Koutayas SO, Koidis P. Zirconia indentistry: Part 1. Discovering the nature of an upcoming bioceramic. Eur J Esthet Dent, 4(2), 130-151, 2009

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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