선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 그러나 글라스 용융침투 지르코니아의 전장도재와의 결합강도에 대한 연구는 부족한 실정이며 일반적으로 사용되는 화학적, 기계적 표면처리와의 비교분석도 필요하다. 따라서 본 연구는 글라스 용융침투 지르코니아의 Sandblasting 처리가 기존의 지르코니아 전부도재관과 비교하여 전장도재와의 결합력에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 또한 표면처리된 지르코니아와 전장도재 사이의 결합계면을 관찰하고, 도재의 파절양상(failure pattern)을 분석하여 글라스 용융침투 지르코니아의 임상 활용 가능성을 평가하고자 하였다.
- 따라서 본 연구는 글라스 용융침투 지르코니아의 Sandblasting 처리가 기존의 지르코니아 전부도재관과 비교하여 전장도재와의 결합력에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 또한 표면처리된 지르코니아와 전장도재 사이의 결합계면을 관찰하고, 도재의 파절양상(failure pattern)을 분석하여 글라스 용융침투 지르코니아의 임상 활용 가능성을 평가하고자 하였다.
제안 방법
- 1 mm 두께로 축성하였다. ZG군은 예비소결된 지르코니아에 증류수와 글라스 분말(15:1)의 혼합액에 침지하여 완전소결 하였다. ZGS군은 지르코니아에 글라스 용융침투 후 50 µm Al2O3를 0.
- 대조군(Z군)은 예비소결된 지르코니아를 제조사의 지시에 따라 소성로(Kavo Therm, Biberach, Germany)에서 승온속도 5℃/min으로 1450°에서 2시간 동안 유지하여 완전소결 하였다(Z Group). ZL군은 완전소결된 지르코니아에 일종의 bonding porcelain인 ZirLiner (IPS e.max ZirLiner, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein)를 제조사의 지시에 따라 0.1 mm 두께로 축성하였다. ZG군은 예비소결된 지르코니아에 증류수와 글라스 분말(15:1)의 혼합액에 침지하여 완전소결 하였다.
- 글라스 용융침투 처리가 지르코니아와 초저온 소성 도재와의 전단결합강도에 미치는 영향을 비교, 분석하여 다음의 결론을 얻었다.
- 글라스 용융침투 후 Sandblasting (ZGS)군은 기존의 표면처리 방법처럼 Sandblasting 후에 화학적 처리를 적용하는 방법이 아닌 글라스 침투 후에 Sandblasting 처리하였다. 이는 글라스 침투 후에 기계적인 처리로 요철구조를 형성할 때 결합력에 영향이 있을 것이라는 가정 하에 시행되었으나 도재와의 결합력이 67% 감소한 것으로 나타났다.
- 대조군(Z군)은 예비소결된 지르코니아를 제조사의 지시에 따라 소성로(Kavo Therm, Biberach, Germany)에서 승온속도 5℃/min으로 1450°에서 2시간 동안 유지하여 완전소결 하였다(Z Group).
- 글라스를 용융침투시킨 ZG군과 ZGS군은 지르코니아 입자 사이로 글라스가 채워진 것을 볼 수 있었으며 대조군과 ZL군의 지르코니아 입자상과는 확연한 차이를 보였다. 대조군은 지르코니아와 전장도재 등의 2중 구조로 이루어졌으며 ZG군, ZGS군, ZL군은 지르코니아층, 글라스층(Liner층), 전장도재층 등으로 이루어진 3중 구조로 이루어져 있었다. 대조군과 ZL군의 결합계면은 지르코니아와 전장도재(Liner)가 물리적 결합을 이루고 있었으나 3중 구조로 이루어진 ZL군에서 거의 유사한 조성으로 구성된 Liner와 도재층은 화학적 결합을 이루고 있었다.
- 도재의 수축량을 최소화 하기 위해 2회에 걸쳐서 제조사(ESGAIA, J. Morita, Kyoto, Japan)의 소성스케줄에 따라 소성하였으며 최종적으로 전장도재가 지름 6 mm × 두께 3 mm의 원통형의 형태가 되도록 하였다.
- 본 연구에서 사용된 새로운 글라스는 금속산화물(metal oxide mixture)을 사용하여 Table 1의 조성으로 혼합하였으며 도가니(furnace)에서 승온 속도(heating rate) 10℃/min으로 1450℃까지 온도를 올려 2시간 동안 유지한 다음 급랭(quenching)하였다. 1시간 동안 습식 Ball mill (Pulverisette 6, Fitsch, Germany) 후 500 mesh (25 µm) 통과 분말을 제조하였다.
- 이트리아 안정화가 포함되어 있는 지르코니아 분말(Zpex, Tosoh, Tokyo, Japan)을 직경 20 mm의 원형금형에 장입한 다음 분말 성형용 프레스(Powder compacting press SW-15-MC, Samwon, Korea)로 단위면적당 1 ton의 압력으로 가압성형하였다. 예비소결을 위해 대기분위기의 소환로(OVMAT 2009, Manfredi, Torino, Italy)에서 승온속도 1℃/min으로 1040℃에서 90분간 유지 후 로냉하여 직경 20 mm, 두께 3 mm 크기의 지르코니아 디스크 48개를 제작하였다.
- 전단결합강도 측정 후의 지르코니아 표면의 도재 파절양상은 SEM과 EDX를 사용하여 분석하였다.
- 지르코니아 시편과 전장 도재의 전장결합강도는 만능시험기(Model 4302, Instron, Norwood, MA, USA)를 이용하여 측정하였다. 측정용 금속 지그를 이용하여 시편을 고정하고 지르코니아와 전장도재의 결합계면에 crosshead speed 0.
- 지르코니아 시편의 표면처리 후 표면관찰은 Scanning electron microscope (SEM, S-4700, Hitachi, Tokyo, Japan)과 Energy Dispersive X-ray spectroscopy (EDX, EX-200, Horiba, Kyoto, Japan)를 사용하여 분석하였다.
- 5 µm)로 최종 연마하였다. 초음파 세척기에서 알코올과 증류수로 각각 10분 동안 세척하고 건조한 다음 SEM의 Back scattered electron (BSE) mode를 사용하여 관찰하였다.
- 지르코니아 시편과 전장 도재의 전장결합강도는 만능시험기(Model 4302, Instron, Norwood, MA, USA)를 이용하여 측정하였다. 측정용 금속 지그를 이용하여 시편을 고정하고 지르코니아와 전장도재의 결합계면에 crosshead speed 0.5 mm/min의 속도로 응력을 가하여 파절 시의 순간 최대하중을 측정한 후 계면의 단면적을 이용하여 MPa 단위로 환산하였다.
- 표면처리된 지르코니아 시편의 결합계면 관찰을 위해 시편을 고속다이아몬드 톱(RB 205 Metsaw-LS, R&B, Daejeon, Korea)으로 절단하여 #400-3000 Diamond 연마지로 연마한 후 Diamond spray (3, 1, 0.5 µm)로 최종 연마하였다.
대상 데이터
- 05). 본 실험에 사용된 Liner의 화학적 구성 성분은 SiO2-Al2O3-ZnO2-Na2O-K2O-ZrO-CaO-P2O5, Fluoride 이다. 제조사에 따라 Liner의 구성 성분은 다양하지만 주된 성분은 SiO2로 전장 도재와 유사하다.
- 이트리아 안정화가 포함되어 있는 지르코니아 분말(Zpex, Tosoh, Tokyo, Japan)을 직경 20 mm의 원형금형에 장입한 다음 분말 성형용 프레스(Powder compacting press SW-15-MC, Samwon, Korea)로 단위면적당 1 ton의 압력으로 가압성형하였다. 예비소결을 위해 대기분위기의 소환로(OVMAT 2009, Manfredi, Torino, Italy)에서 승온속도 1℃/min으로 1040℃에서 90분간 유지 후 로냉하여 직경 20 mm, 두께 3 mm 크기의 지르코니아 디스크 48개를 제작하였다.
- 지르코니아 시편을 각각 12개씩 총 4개의 군으로 나누어 준비하였다. 대조군(Z군)은 예비소결된 지르코니아를 제조사의 지시에 따라 소성로(Kavo Therm, Biberach, Germany)에서 승온속도 5℃/min으로 1450°에서 2시간 동안 유지하여 완전소결 하였다(Z Group).
- 축성용 도재는 IPS e.max ceram dentin A2 (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein)를 사용하였으며 시편마다 동일한 접촉면과 크기의 도재 축성을 위해 원통형의 메탈지그를 이용하여 제작하였다. 도재의 수축량을 최소화 하기 위해 2회에 걸쳐서 제조사(ESGAIA, J.
데이터처리
- 전단결합강도의 평균과 표준편차를 계산하고, 각 군의 차이를 통계학적으로 검정하기 위해 일원배치 분산 분석(one way ANOVA)과 Tukey 다중비교분석(IBM SPSS version 21, Chicago, IL, USA)으로 검증하였다. 통계적 유의성은 P < .
성능/효과
- 1. 지르코니아 표면처리 방법에 따라 전장도재와의 결합강도가 ZL군, 대조군, ZG군의 순으로 나타났으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
- 2. ZGS군은 다른 모든 군에 비해 유의하게 낮은 전단결합강도를 보였다.
- 3. 표면처리된 지르코니아 시편의 결합계면 관찰 시 ZGS군은 지르코니아와 전장도재가 완전히 분리된 양상을 보였다.
- 이는 글라스 침투 후에 기계적인 처리로 요철구조를 형성할 때 결합력에 영향이 있을 것이라는 가정 하에 시행되었으나 도재와의 결합력이 67% 감소한 것으로 나타났다. Fig. 1D에서 Sandblasting처리된 지르코니아는 거칠고 불규칙한 표면을 만들어 도재와의 결합이 용이할 것으로 보였으나 3.94 MPa의 결합강도 수치는 전장도재가 전혀 융합하지 못했음을 추측할 수 있으며 Fig. 3D에서의 SEM 결과 역시 전장도재과 지르코니아층과 완벽히 분리되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이는 선행연구에서 보고하였던 결과와 상반된 것으로 다공성의 지르코니아 소결체와 글라스 용융침투 지르코니아가 도재와의 결합양상에서 구조적인 차이가 있음을 예상할 수 있다.
- Tukey’s 사후검정 결과 대조군과 ZL군, ZG군은 통계학적으로 유의한 차이가 없었으나 (P > .05) ZGS군은 다른 모든 실험군(Z군, ZL군, ZGS군)에 비해 통계학적으로 유의하게 낮은 전단결합강도를 보였다 (P < .05) (Fig. 4).
- SEM을 통해 육안으로 관찰 시 전장도재는 원형의 띠를 이루며 외측에만 도재가 남아있었으며 내측은 도재가 깨끗하게 떨어져 나간 양상을 보였다. ZGS군에서는 접착성 파절양상을 보였는데 SEM 관찰 시 다른 군과 달리 극히 일부의 도재만 남아있을 뿐 원통형의 전장 도재가 거의 완벽하게 떨어져 나간 양상을 보였다 (Fig. 5).
- 그러나 ZG군에서의 글라스층은 전장도재와의 완벽한 결합이 이루어지지 못해 경계라인이 있는 것을 관찰할 수 있었다. ZGS군은 Sandblasting처리로 중간층인 글라스는 거의 소멸되어 지르코니아 입자 사이에만 글라스가 남아 있었으며 전장도재와의 경계면은 완벽하게 분리되어 있는 것으로 관찰되었다 (Fig. 3).
- 그러나 글라스 용융침투 후 Sandblasting 처리는 대부분의 글라스층을 제거시키고 혼합층 표면에 미량의 글라스 성분만 남아 있기 때문에 인공적인 거칠기를 부여하더라도 이미 혼합층 내부의 기공이 글라스로 채워진 상태에서 표면에 남아있는 미량의 Si성분은 초저온 소성 도재와의 화학적 결합이 이루어지지 못한 것으로 보인다. ZGS군의 표면처리 후 EDX성분 분석 결과 Zr 성분은 대조군과 유사할 정도의 높은 비율을 보인 반면 Si성분은 거의 사라지고 미량만 남아있었다. 결과적으로 글라스 용융침투 지르코니아에 Sandblasting 적용 시 초저온 전장도재와의 기계적인 결합은 물론 화학적인 결합 역시 기대할 수 없는 것으로 판단된다.
- ZGS군의 표면처리 후 EDX성분 분석 결과 Zr 성분은 대조군과 유사할 정도의 높은 비율을 보인 반면 Si성분은 거의 사라지고 미량만 남아있었다. 결과적으로 글라스 용융침투 지르코니아에 Sandblasting 적용 시 초저온 전장도재와의 기계적인 결합은 물론 화학적인 결합 역시 기대할 수 없는 것으로 판단된다. 그러나 Liu 등26의 연구에서는 글라스 용융침투 지르코니아에 불산 처리 후 표면의 미세구조를 관찰한 결과 지르코니아 입자사이의 기공이 발생하여 전장도재와의 화학적 결합을 증가시킨다고 보고하였다.
- 글라스를 용융침투시킨 ZG군과 ZGS군은 지르코니아 입자 사이로 글라스가 채워진 것을 볼 수 있었으며 대조군과 ZL군의 지르코니아 입자상과는 확연한 차이를 보였다. 대조군은 지르코니아와 전장도재 등의 2중 구조로 이루어졌으며 ZG군, ZGS군, ZL군은 지르코니아층, 글라스층(Liner층), 전장도재층 등으로 이루어진 3중 구조로 이루어져 있었다.
- 17,18,25 따라서 글라스가 용융침투된 지르코니아는 상부 전장도재의 두께를 감소시키면서도 지르코니아의 불투명한 색상을 자연치에 가깝게 재현할 수 있다. 또한 지르코니아에 침투된 저탄성, 저경도의 글라스층은 전장도재에서 지르코니아로 균열이 확산되는 것을 방지할 수 있으며 대합치의 마모 가능성 역시 줄일 수 있다.18,25
- 다공성으로 이루어진 예비소결(presintering) 지르코니아 표면에 실리카계 글라스를 용융 침투시켜 글라스층과 혼합층이 결정화 과정 중 열팽창계수를 변화시키고 잔류응력을 발생시켜 강도를 증가시킨다. 또한 탄성계수(elastic modulus)와 경도의 증가로 chipping 저항성과 우수한 굴곡강도를 보이며 지르코니아 치밀화로 인한 수축 감소, 전장도재와의 결합력 상승을 기대할 수 있다.17,18
- 본 연구 결과 ZirLiner 적용 시 대조군에 비해 6%의 결합력 상승을 보였으나 통계학적으로 유의하지는 않았다 (P > .05).
- 본 연구 결과, 글라스 용융침투를 이용한 ZG군은 대조군에 비해 3% 감소된 결합력을 보였으나 역시 유의한 차이를 보이지 않았다 (P > .05).
- 본 연구에서 전단결합강도는 11 - 12 MPa의 수치로 비교적 낮은 결과를 보였다. 일반적으로 금속-도재 수복물의 적절한 결합력은 25 MPa 이상이라고 보고되고 있으며30 Wattanasirmkit 등27은 지르코니아에 Lithium disilicate glass liner를 적용했을 때 31- 59 MPa, Liu 등26은 글라스 용융침투 지르코니아에서 24 MPa의 결합강도결과를 보고하였다.
- 1). 지르코니아 표면처리 후 EDX 성분분석을 실시한 결과 ZGS군에서 Si성분이 ZL군과 ZG군에 비해 각각 10배, 7배 감소한 반면 Zr성분은 6배, 16배 증가하였다 (Fig. 2).
- 지르코니아와 전장도재 사이의 평균 전단결합강도는 ZL군(12.54 ± 1.65 MPa)이 가장 높았으며 대조군(11.84 ± 1.93MPa), ZG군(11.44 ± 1.67 MPa), ZGS군(3.94 ± 2.4 MPa)순으로 나타났다 (P < .05).
- 지르코니아와 전장도재의 전단결합강도 측정 후 도재파절면을 FE SEM으로 관찰한 결과 대조군과 ZL군, ZG군은 혼합성 파절(mixed failure)이 관찰되었다. SEM을 통해 육안으로 관찰 시 전장도재는 원형의 띠를 이루며 외측에만 도재가 남아있었으며 내측은 도재가 깨끗하게 떨어져 나간 양상을 보였다.
후속연구
- 5 - 16 MPa로 비교적 본 연구와 비슷한 수치를 보였다.31,32 또한 전단결합강도 실험에 영향을 주는 요인으로는 하중 속도, 응력분산유형, 결합면의 면적 등을 들 수 있는데33 이러한 요인이 본 실험 결과와 선행연구 간의 결합강도 차이로 이어졌을 것으로 판단되며 향후 전장도재의 용융점 차이를 고려한 추가적인 실험과 글라스 용융침투 지르코니아의 화학적 표면처리 방법에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 이상의 결과로 글라스 용융침투 지르코니아의 Sandblasting 처리는 초저온 소성 전장도재와의 현저한 결합력 감소를 야기시키므로 사용이 제한되어야 할 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.