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문제 정의
- 따라서 본 논문의 목적은 기존의 방식인 도재를 금속 위에 축성하고 소성하여 완성된 금속-도재 구조물(Porcelain Fused to Metal, PFM)과 열가압(Press On Metal, POM) 방법으로 성형한 이중 층(bilayer) 구조인 금속-도재 구조물 사이의 결합강도를 굴곡강도 측정법인 Schwickerath test를 통해 비교 분석함으로써 임상에 도움이 될 수 있는 참고 자료 제공하는 것이다.
- 종래의 금속-도재 구조물의 개선을 위해 개발되고 있는 금속-열가압 유리도재 구조물의 결합강도를 평가하여 임상적 사용에 도움을 줄 수 있는 자료를 마련할 목적으로 시도된 본 연구의 결론은 다음과 같다.
제안 방법
- 결합강도 시험은 Instron universal testing machine(Instron3345, Instron Corp.,USA)을 이용하여 cross head speed 1.5±0.5mm/min의 속도로 하중을 적용시켜 도재와 메탈 사이의 crack이 개시되는 최대 파손하중\((F_{fail}) \)을 기록하였다.
- 가압이 완료된 매몰링은 약 50분간 실온에서 서냉했다. 그리고 60 psi 압력에서 polishing beads를 이용하여 rough divesting을 한 다음, 압력을 15~20 psi로 낮추어 추가적인 fine divesting을 함으로써 매몰재를 제거하였다. 이어서 주입선을 제거한 다음 글레이징을 실시함으로써 첫 번째실험군의 시편 10개를 제작하였다.
- 그리고 도재 퍼니스(ProgramatP300, Ivoclar Vivadent, Liechtenstein)에서 분당상승온도 60°C/min로 910°C에서 소성하여 15분간 계류하였다.
- 첫 번째 실험군인 POMI 시편의 제작을 위해 왁스업을 완료한 시편에 주입선을 달고 열가압성형도재 제작 전용 실리콘 링에 전용 매몰재(Press Vest Speed, Ivoclar Vivadent, Liechtenstein)로 매몰하였다. 매몰은 제조사에서 제시하는 방법을 따랐는데, 분말 100g에 전용액 16㎖, 증류수 11㎖(혼수비 100g/27㎖)를 사용하여 진공혼합기에서 1분간 교반한 다음, 실리콘 링에 주입시켰다. 매몰재를 주입한 실리콘 링은 실온에서 30분간 건조 시킨 다음 소환용 퍼니스에 넣고 실온에서 900℃까지 90분간 소환하였다.
- 본 연구에서는 3점 굴곡강도 시험인 Schwickerath test를 통해 금속과 도재의 파절저항성을 측정하였다. 파절 저항의 측정값은 이러한 기계적, 물리적 요소 만으로 평가하기에는 한계가 있다.
- 비금속 주조용 합금으로 제작된 금속시편은 도재 퍼니스(Programat P300, IvoclarVivadent,Liechtenstein)에서 950-980°C에서 5분 계류시킨 다음, 또 다시 980°C에서 8분간 계류시켜 추가 소결하였다(Fig. 1).
- 소결 처리가 끝난 후 ISO 9693-1[ISO(International standard Organisation)9693-1] 서 제시하는 기준에 따라 금속 시편의 중앙에 크기 8.0±0.1 mm, 두께 0.1 mm로 전용 오펙(IPS InLine system opaque, IvoclarVivadent, Liechtenstein)을 도포하고 도재로(Programat P300, IvoclarVivadent, Liechtenstein)에 넣어 소성하였다.
- 오펙 처리가 완료된 시편의 중앙(8.0±0.1mm)에 dentin 도재(IPS In-LineDentinA1/TI1, Ivoclar Vivadent, Liechtenstein)를 이용해 직접 붓으로 떠올리는 방법으로 축성하였다.
- 오펙 처리를 끝낸 시편의 중앙(8.0±0.1mm)에 press on metal 전용 왁스(SU-Modellingwax, Schuler-Dental, Germany)를 1.1±0.1mm 두께로 축성하였다(Fig.4).
- 그리고 사용 금속으로는 비 귀금속 합금인 코발트-크롬 합금(Star Loy C® Dentsply, Germany)을 사용하였다(Table1). 완성된 왁스 시편은 비 귀금속 전용의 매몰재(MicrostarHS Investment, Microstar Dental, USA)로 매몰한 다음 제조사의 지시에 따라 소환 및 주조함으로써 금속시편을 제작하였다. 시편의 개수는 각 군에 10개씩 총 30개를 제작하였다.
- 4). 이렇게 만들어진 왁스가 축성된 시편은 두가지 열가압성형도재 실험군 (POMH, POMI)으로 구분하였고, 시편의 수는 각군에 10개씩 총 20개로 하였다.
- 이어서 이것을 700°C로 예열된 프레싱퍼니스(EP30010, Ivoclar Vivadent, Liechtenstein)에 넣고 60°C/min의 속도로 가열하여 940°C에서 20분간 계류시키면서 지정된 압력과 속도로 가압성형을 실시하였다.
- 주조 후 얻어진 금속시편에 도재와의 접착면으로 사용될 부분을 50㎛ 직경의 Al₂O₃ 분말을 이용하여 0.2MPa의 압력으로 20mm 거리에서 15초간 샌드 블라스팅(Sandblaster, Basic Duo, RenfertStrahlmittel,Germany) 처리하였다. 블라스팅의 작업 후에는 공기압력분사장치를 이용하여 도재가 접착될 표면에 잔존한 Al₂O₃ 입자 등을 깨끗하게 제거하였다.
- 하부 금속 구조물을 제작하기 위해 ISO 9693-1(ISO9693-1, 2012) 기준에 따라 먼저 가로(25.0±1.0mm), 세로(3.0mm), 높이(0.5±0.05mm)의 왁스 시편을 CAD/CAM을 이용하여 제작하였다.
대상 데이터
- 그리고 사용 금속으로는 비 귀금속 합금인 코발트-크롬 합금(Star Loy C® Dentsply, Germany)을 사용하였다(Table1).
- 두 번째 실험군인 POMH도 10개의 시편을 앞에서와 같은 방법으로 제작하였다(Fig.5).
- 완성된 왁스 시편은 비 귀금속 전용의 매몰재(MicrostarHS Investment, Microstar Dental, USA)로 매몰한 다음 제조사의 지시에 따라 소환 및 주조함으로써 금속시편을 제작하였다. 시편의 개수는 각 군에 10개씩 총 30개를 제작하였다.
- 그리고 도재 퍼니스(ProgramatP300, Ivoclar Vivadent, Liechtenstein)에서 분당상승온도 60°C/min로 910°C에서 소성하여 15분간 계류하였다. 이 방식으로 총 10개의 전통적인 방식에 의한 금속-도재의 시편을 제작하였다.
- 그리고 60 psi 압력에서 polishing beads를 이용하여 rough divesting을 한 다음, 압력을 15~20 psi로 낮추어 추가적인 fine divesting을 함으로써 매몰재를 제거하였다. 이어서 주입선을 제거한 다음 글레이징을 실시함으로써 첫 번째실험군의 시편 10개를 제작하였다.
- 첫 번째 실험군인 POMI 시편의 제작을 위해 왁스업을 완료한 시편에 주입선을 달고 열가압성형도재 제작 전용 실리콘 링에 전용 매몰재(Press Vest Speed, Ivoclar Vivadent, Liechtenstein)로 매몰하였다. 매몰은 제조사에서 제시하는 방법을 따랐는데, 분말 100g에 전용액 16㎖, 증류수 11㎖(혼수비 100g/27㎖)를 사용하여 진공혼합기에서 1분간 교반한 다음, 실리콘 링에 주입시켰다.
데이터처리
- 05). PFMC와 POMI, POMH 세 군의 평균 결합강도의 차이를 평가하기 위하여 One-way ANOVA를 시행하였고 (Table 4), 분산의 동질성은 Levene의 통계량으로 검정한 후 사후분석은 Tukey 방법으로 실시하였다(Table 3). 통계적 분석은 IBM SPSS Statistics Ver.
- 기술적 통계를 이용하여 평균과 표준편차를 구하고 (Table 3), 정규성을 검정하기 위하여 Shapiro-Wilk test가 수행하여 정규성 검정을 만족하였다(p > 0.05).
이론/모형
- 결합강도를 측정하기 위하여 20mm 넓이의 Shwickerath test 전용 지그 위에 측정을 위한 시편을 고정시켰다(Fig.7). 결합강도 시험은 Instron universal testing machine(Instron3345, Instron Corp.
성능/효과
- 그리고 PFMC, POMI, POMH 세 그룹에 있어서 StarLoy C® 금속하부구조와의 결합강도는 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p< .05).
- 본 연구의 결과에 있어서 기존의 PFM 방식인 PFMC군과 열가압성형 방식으로 제작된 POMI군 및 POMH군의 3군 모두의 결합강도는 금속-도재관의 임상적 사용가능 수치 값인 25 MPa보다 높은 수준을 나타내었다(Craig, 2002). 그리고 PFMC군과 POMI, POMH군 간의 결과값에는 유의하게 차이가 났는데, 이것은 POMI와 POMH의 상부 도재로 쓰이는 재료에 리튬 이규산염(Lithium disilicate)이 더욱 많이 함유되었기 때문에 결합강도가 더 우수한 것으로 사료된다. 그리고 본 연구에 있어서 금속-도재 결합부위의 파절이 도재의 내부에서 발생하였음에도 불구하고 금속과 도재와의 결합이 유지된 것은 도재 자체보다 도재와 금속 사이의 결합강도가 더욱 높다는 것을 의미한다고 볼 수 있다(McLaren et al.
- 금속-열가압 유리도재 구조물의 결합강도는 전통적인 금속-도재 구조물의 결합강도보다 높았으며, 전통적인 금속-도재 구조물의 결합강도보다 높은 것으로 나타났다.
- 금속-열가압용 리튬 이규산염(Lithium disilicate)이포함 된 유리 도재 구조물의 결합강도는 유의한 차이는 있으나 임상적으로 사용 가능한 수준을 나타내었다
- 본 연구의 결과에 있어서 기존의 PFM 방식인 PFMC군과 열가압성형 방식으로 제작된 POMI군 및 POMH군의 3군 모두의 결합강도는 금속-도재관의 임상적 사용가능 수치 값인 25 MPa보다 높은 수준을 나타내었다(Craig, 2002). 그리고 PFMC군과 POMI, POMH군 간의 결과값에는 유의하게 차이가 났는데, 이것은 POMI와 POMH의 상부 도재로 쓰이는 재료에 리튬 이규산염(Lithium disilicate)이 더욱 많이 함유되었기 때문에 결합강도가 더 우수한 것으로 사료된다.
- 새로운 열가압성형방식 가운데 POMI은 40.92±1.3 Mpa의 결합강도 값을 보였고, POMH은 47.55±12.8 Mpa의 결합강도 값을 보였다(Table 3).
- 8 Mpa의 결합강도 값을 보였다(Table 3). 세 그룹 모두 임상적으로 허용 가능한 수치인 25Mpa 이상의 결합강도를 나타내었는데, 이 가운데 가장 높은 결과값을 보인 것은 POMH군 이었다(Fig. 6).
후속연구
- 파절 저항의 측정값은 이러한 기계적, 물리적 요소 만으로 평가하기에는 한계가 있다. 앞으로 Schwickerath test 외에 파절면의 미세 분석 등의 요소가 보완된 연구가 추가되어 평가되기를 바란다(Ishibe et al., 2011; Albakry et al., 2003).
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