[논문]열가압 리튬 디실리케이트 전장도재와 지르코니아 하부구조의 전단결합강도 평가

김재홍

doi:10.5762/kais.2020.21.3.335

초록
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본 연구의 목적은 shear bond strength을 이용하여 pressed lithium disilicate 전장도재와 zirconia core의 접착을 비교 분석하는 것이다. Zirconia blank(Zirtooth, HASS, Gangneung, Korea)에 각 pressed ceramic(IPS e.max Zirpress, Vita PM9, GC Initial IQ, HASS Rosetta UP)이 적용된 시편을 제작하였다(N=40). 전단결합강도를 비교 평가하기 위해 The Schmitz-Schulmeyer test method을 이용하였고 산출된 파괴하중의 값을 분석했다. 산출된 네 가지 전단결합강도 값들 간의 평균 비교는 일원분산분석(one-way ANOVA)을 통해 이루어졌고, Tukey의 사후검정을 실시하여 서로 간의 평균 차이가 통계적으로 유의함을 검증하였다. 또 파절면의 3D 분석을 통하여 파괴 표면을 관찰하여, 그 파괴 양상도 분류하였다. 실험군별 전단결합강도는 IPS e.max Zirpress 16.69±3.11MPa, VITA PM9 14.21±3.63MPa, GC Initial IQ 11.17±2.92MPa, HASS Rosetta SM 27.90±5.71MPa이었으며, Lithium disilicate ceramic veneer(HASS Rosetta SM)의 결합 강도는 다른 제품들보다 통계적으로 유의하게 높았다(p<0.05). 또, 파괴면의 유형 분류 결과, 모든 시편에서 cohesive 파괴는 관찰되지 않았고 주로 adhesive와 cohesive가 같이 조합된 파괴 유형이 관찰되었다. 본 연구 결과에 의해서 pressed lithium disilicate 전장도재가 기존의 pressed to zirconia system보다 나은 접착력을 보여주었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study examined the shear bond strength between the zirconia core and pressed lithium disilicate veneering ceramics. The Schmitz-Schulmeyer test method was used to investigate the core-veneer shear bond strength of industrially manufactured zirconia core ceramic (Zirtooth, HASS, Gangneung, Korea...

This study examined the shear bond strength between the zirconia core and pressed lithium disilicate veneering ceramics. The Schmitz-Schulmeyer test method was used to investigate the core-veneer shear bond strength of industrially manufactured zirconia core ceramic (Zirtooth, HASS, Gangneung, Korea) and pressed veneer ceramic (IPS e.max Zirpress, Vita PM9, GC Initial IQ, HASS Rosetta SM) (N=40). Data were statistically analyzed using one-way ANOVA and Tukey's test (a=0.05). The fractured surfaces of the specimens were examined to determine the failure pattern using a digital microscope. The mean ± SD shear bond strength in MPa were 16.69±3.11, 14.21±3.63, 11.17±2.92, and 27.90±5.71 for IPS e.max Zirpress, VITA PM9, GC Initial IQ, and HASS Rosetta SM, respectively. The average shear bond strength was largest for HASS Rosetta SM, followed by IPS e.max Zirpress, Vita PM9, and GC Initial IQ(p<0.05). The digital microscopy examination of the fracture surface showed adhesive and cohesive failure in pressed lithium disilicate veneering ceramics. The use of lithium disilicate veneer ceramic produced a significantly higher shear bond strength.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Schematic Illustration of Schmitz Schulmeyer Specimen.
표 Table 1. Materials used in this study
표 Table 2. Composition of veneering porcelains(All in wt %)
표 Table 3. Pressing Schedule for the Pressed Ceramics Used in the Study
표 Table 4. Shear bond strength comparison results
$Table 5. Cohesive and adhesive fracture analysis$ 표 Table 5. Cohesive and adhesive fracture analysis
그림 Fig. 2. Observation and analysis using multi focus

AI 본문요약
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문제 정의

선행된 연구에서 기존 다른 재료들과 zirconia와의 접착은 연구되어 왔으나[26], lithium disilicate 전장도재와 zirconia 하부구조물의 접착에 관한 연구는 이루어진 바가 없다. 따라서, 이 연구의 목적은 가압된 lithiumdisilicate 전장도재와 다른 가압 ceramic 전장도재가보여주는 접착을 비교 분석하는 것이다.

제안 방법

본 연구에서는 lithium disilicate veneer와 zirconia core의 adhesion을 비교 분석하기 위하여 먼저 전단 결합강도 값을 측정하였다. 측정은 The Schmitz–Schulmeyer test를 사용하였다.
1]를 사용한다. 이에 따른 시편을 제작하기 위하여 지르코니아 블록(Zirtooth, HASS, Gangneung, Korea)을 sintering furnace(Zirkonofen 600/V2, ZirkonzahnGmbH, Gais, Italy)에 넣어 full density로 만든 후, 정밀 saw(IsoMet 2000, Buehler, Dusseldorf,Germany)를 사용하여 잘라내어 길이 5.0mm, 폭5.0mm, 그리고 높이 13.0mm의 동일한 모양의 지르코니아 하부구조물 시편을 제작하였다.

대상 데이터

비교 할 4가지 종류의 실험군은 IPS e.max Zirpress,VITA PM9, GC Initial IQ와 HASS Rosetta SM이다.이들과 zirconia core의 제조회사, batch 번호, CTE, 조성은 각 Table 1, 2에 나열하였다. 각 4가지 제조회사별로 10개의 시편을 제작하여 총 40개의 시편들 중 전단결합강도 테스트에서는 각 8개씩 총 32개의 시편들로 비교 실험을 진행하였다[Table 1, 2].

데이터처리

이에 4가지 종류의 pressableglass ceramic의 전단결합강도 값들 사이에 차이가 없을 것이라는 귀무가설을 통계적으로 검증하기 위하여 일원분산분석(one-way ANOVA)를 사용하였다. 또, 만일값들 간의 차이가 있을 경우, 이들의 차이가 유의 수준 5% 하에서 통계적으로 유의한지 사후분석하기 위해Tukey’s post-hoc analysis를 사용하였다.
05 이상으로 정규성을 띠는 것으로 검증되었다. 이에 4가지 종류의 pressableglass ceramic의 전단결합강도 값들 사이에 차이가 없을 것이라는 귀무가설을 통계적으로 검증하기 위하여 일원분산분석(one-way ANOVA)를 사용하였다. 또, 만일값들 간의 차이가 있을 경우, 이들의 차이가 유의 수준 5% 하에서 통계적으로 유의한지 사후분석하기 위해Tukey’s post-hoc analysis를 사용하였다.

이론/모형

실험 방법은 Schmitz Schulmeyer Method[Fig. 1]를 사용한다. 이에 따른 시편을 제작하기 위하여 지르코니아 블록(Zirtooth, HASS, Gangneung, Korea)을 sintering furnace(Zirkonofen 600/V2, ZirkonzahnGmbH, Gais, Italy)에 넣어 full density로 만든 후, 정밀 saw(IsoMet 2000, Buehler, Dusseldorf,Germany)를 사용하여 잘라내어 길이 5.

성능/효과

모든 종류의 시편들 사이에서 core 내에 cohesive 파괴는 관찰되지 않았다. 12개의 시편들 중 평균적으로 12.5% 정도 cohesive 파괴가 나타났고, 주로 관찰된 파괴 유형은 adhesive 와 cohesive가 같이 조합된 파괴유형이 87.5%로 나타났다[Table 5, Fig. 2].
분석 결과, ZirPress와 PM9, 그리고 GC Initial IQ 간에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 반면, 본 연구에서 제시하는 Rosetta SM은 나머지 셋과 평균이 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, 또한 평균도 크게 높았다[Table 4].
본 연구는 먼저 Schmitz–Schulmeyer test를 통해 pressed lithium disilicate veneer가 기존 pressedceramic veneer보다 zirconia에 대한 전단결합강도가 높다는 것을 비교 분석하였다. 이를 바탕으로 pressedtechinique이 응용된 lithium disilicate가 기존의pressed to zirconia system의 대안으로 사용될 수 있는 것을 제안한다.
지르코니아 코어와 전장 도재 간의 평균 전단결합강도는 IPS e.max Zirpress 16.69±3.11㎫, VITA PM914.21±3.63㎫, GC Initial IQ 11.17±2.92㎫, HASSRosetta SM 27.90±5.71㎫으로 나타났다. 이와 같은 결과를 토대로 모수적 통계방법인 one-way ANOVA test의 p-value는 0.

후속연구

본 연구의 제한점으로는 결합강도와 함께 잔류응력이 함께 조사되지 못한 점, 제작된 pressed ceramic 시편들이 임상적인 수복물의 형태를 반영되지 못한 점이다. Adhesion에 대한 좀 더 임상적인 결과와 구체적인 분석이 되기 위해서는 구강 내 환경과 수복물의 형상을 띈 시편들을 이용하여 유한요소 분석 또는 잔류응력에 대한영향에 관한 조사들이 진행되어야 할 것 이다.
본 연구의 제한점으로는 결합강도와 함께 잔류응력이 함께 조사되지 못한 점, 제작된 pressed ceramic 시편들이 임상적인 수복물의 형태를 반영되지 못한 점이다. Adhesion에 대한 좀 더 임상적인 결과와 구체적인 분석이 되기 위해서는 구강 내 환경과 수복물의 형상을 띈 시편들을 이용하여 유한요소 분석 또는 잔류응력에 대한영향에 관한 조사들이 진행되어야 할 것 이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	비니어 포세린 자체의 파절이 가능한 이유는?	그리고 이런 비니어 포세린 자체의 파절이 가능한 이유로는 열팽창계수(CTE)의 mismatch에 의한 과도한 인장응력[14], 포세린이 들어가는 미세 구조지역의 기공발생에 의한 기계적인 결함[15], 하부구조물의 부족한 지지 또는 표면 결함[16, 17], 과도하게 주어지는 힘 또는 피로[18], 불충분한 결합강도[19], 그리고 전장도재의 낮은 파괴 저항성[20] 등이 있다. 이러한 결과들로 미루어보아, 파절 저항성과 물성을 개선시킨 전장 재료를 사용해야만 포세린 파절의 파손율을 낮추는 것에 기여할 수 있다는 점을 알 수 있다.
	zirconia-ceramic system이 무엇인가	그러나 이러한 문제를 해결하기 위해 약간의 빛 투과가 가능할 뿐만 아니라 기존의 ceramic 보다 우수한 굴곡 강도와 파괴인성을 가지는 zirconia를 이용한 zirconia-ceramic system이 소개되었다[5]. 그리고 최근에는 이러한 system의 발전으로 기존의 pressingtechnique을 이용하여 zirconia 하부구조물 위에 glass-ceramic을 적층 시키는 구조의 세라믹이 널리 퍼져있다[6].
	glass-ceramic을 적층 시키는 구조의 세라믹의 특징은?	그리고 최근에는 이러한 system의 발전으로 기존의 pressingtechnique을 이용하여 zirconia 하부구조물 위에 glass-ceramic을 적층 시키는 구조의 세라믹이 널리 퍼져있다[6]. 이것은 zirconia 소재를 기반으로 왁스 소환법을 통해 해부학적인 wax-up 하여 매몰, 소환한 후 세라믹 인고트(ingot)를 가압하는 방법으로써 소결 전에 zirconia 하부구조물로 지지 되어있는 납형을 구강 내에서 미리 조정할 수 있기 때문에 올려지는 ceramic의 기계적인 특성에 영향을 미치지 않게 할 수 있을 뿐만 아니라[7], 기존의 hand-layer technique 과정 중에 발생되는 다수의 소성에 의해 수축이 최소화 된다. 이는 지대치와 도재 부위의 변연이 좋은 적합도의 결과로 이어지게 되고[8, 9], 수복물의 빠르고 쉬운 생산을 가능하게 한다[10].

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