대한치과보철학회지 :Vol. 38, No. 2, 2000 코어형태와시멘트종류에따른전부주조금관의유지력에관한연구 서울대학교치과대학치과보철학교실 백상현 장익태 이선형 양재호 허성주 I. 서론치아우식증이나외력에의해치관이많이파손된치아의수복은오랫동안치과보철영역의관심의대상이되어왔다. 그중치관부의손상이심한경우에는잔존치질만으로는금관을위한적절한유지력을제공하지못한다. 이러한경우최종보철물의유지는주조포스트코어나기성용포스트를이용한치과용아말감또는복합레진코어를이용하여손상된치관부를회복하여줌으로써얻을수있다 1-3). 기존의코어재료로흔히사용되어왔던치과용아말감은압축강도가높고치질에적합성이좋은반면복합레진은아말감에비해조작이간편하고경화시간이짧아코어형성후수분내에지대치를형성할수있다는장점때문에임상에서이용빈도가높아지고있다 4-7). 1980년 Hormati 8) 는코어재료선택에두가지중요한요소로서코어와치아계면에서의미세누출과코어와주조금관사이의유지력에대하여말한바있다. 이연구에서그는핀유지치과용아말감코어에서보다복합레진코어에서미세누출이크고인산아연시멘트로접착시에아말감코어가더나은유지력을보였다고하였다. 일반적으로전부주조금관의유지력은삭제된치아의기하학적구조이외에도삭제된치아의표면적과거칠기, 수복물의정확성, 그리고사용된시멘트의종류및기계적강도등에의해영향을받을수있다. 1985년 Dilts 9) 는포스트코어에의하여수복될치아에있어서는코어의재료, 시멘트의종류및특 성, 그리고코어재료와시멘트와의결합강도가부가적인영향을미칠수있다고말하였다. 현재임상에서가장많이사용되어지는치과용시멘트는인산아연시멘트, 글래스아이오노머시멘트그리고레진시멘트가있다. 이중인산아연시멘트는치수자극성이라는큰단점이있지만작업시간이길고피막두께가얇은점등장점이많아가장오랫동안사용되어왔다. 글래스아이오노머시멘트는간혹술후불편감이있을수있고초기용해도가높은단점이있지만치질과화학적으로결합할수있다는점에서관심이증대되어왔다 10). 레진시멘트는금속이나치아와기계적결합뿐만아니라수소결합, Van der Waal s force에의한결합등분자수준의결합에의해유지력이많이증가된특성을보이고있으나, 열팽창계수가크고수분흡수성이있어장기적으로미세누출이증가하는단점이있다 11-14). 지금까지이러한코어재료와시멘트간의상관관계에대한연구들을보면, 1978년 Fujimoto 15) 는아말감코어와레진코어사이에유지력에는유의한차이가없었다고하였고, 1991년하등 16) 도두가지코어재료에의해전부주조금관의유지력에는차이가없었다고하였다. 이에반해 Dewald 17) 는인산아연시멘트와폴리카복실레이트시멘트로접착시에복합레진코어가더우수한결과를나타냈다고하였다. 그리고 1991 년 Gregory 등 18) 은인산아연시멘트로합착시에는아말감코어가더높은유지력을보였으나, 레진시멘트로합착시에는레진코어가더높은유지력을보였다고하였다. 169
1985년 Dilts 9) 는코어재료와시멘트사이의전단응력비교에서아말감코어는인산아연시멘트에서최대값을보였고레진코어와금합금주조포스트코어는레진시멘트에서그리고비귀금속주조포스트코어는폴리카복실레이트시멘트에서가장우수한결과를나타낸다고하였다. 이에본연구에서는치과용아말감코어와복합레진코어그리고주조코어에사용한수종의시멘트종류가전부주조금관의유지력에미치는영향에대하여비교해보고자하였다. Ⅱ. 연구재료및방법 1. 연구재료본실험에사용된재료와기재는다음과같다. 가 ) 실험재료 1) 코어재료 1 Bestaloy (Lathe-cut, conventional amalgam alloy powder, Dong Myung, Seoul, Korea) Dental mercury (D.F Goldsmith chemical & metal Corp., U.S.A.) 2 Z100 (3M Dental Product, st. Paul, Minn) 3 Ba-4 ( 제 4형금합금, Heesung Engelhard Corp., Korea) 2) 시멘트재료 1 Zinc phosphate cement (Confi-dental Products Co., U.S.A.) 2 Glass ionomer cement - Fuji Plus (GC Industrial Corp., Tokyo, Japan) 3 cement - Panavia 21 (Kuraray Co., U.S.A.) 나 ) 실험기재 1) 주모형 : Customized milling metal die 2) 금속주형 : Customized milling metal mold 3) 맞춤트레이 : Quicky resin (Nissin Dental Products Inc., Japan) 4) Instron 만능시험기 (Instron engineering Co., U.S.A., Model 4466) 2. 연구방법가 ) 코어의제작일정한크기의단면적과 7 의경사도를갖는지대치의외형을형성하기위하여 millimg machine을이용하여금속다이를제작하였다 (Fig. 1). 변연은 chamfer 형태로통상적인주조금관을위해 0.7mm 두께로형성하였으며코어제작을위한기성포스트가접착된지대치를재현하기위하여변연 1mm 상방에서평행하게자르고코어를위한유지부를형성하였다. 제작된 54개의금속다이를 4.5mm 높이와 7 의경사도로금속다이에맞추어제작된주형에고정시키고 (Fig. 2) 이중 18개의금속다이는통상적방법으로치과용아말감코어 (Bestaloy, Dong Myung, Korea) 를형성하였고 18 개는복합레진코어 (Z100, 3M, USA) 를형성하였다. 나머지 18개는금속다이와주형을 furnace에서가열한후용융된제 4형금합금을부어주조코어를형성하였다 (Fig. 3) (Fig. 4). 나 ) 전부주조금관제작제작된코어를부가중합형실리콘인상재 (Examix, GC Industrial Corp., Japan) 를이용하여인상을채득하고초경석고로석고다이를제작하였다. 간접법을이용하여전부주조금관납형을형성하고 round pattern wax를이용하여삽입로와평행하게 loop를형성하였다. 납형을일반적인방법으로매몰, 소환하여제 2형금합금 (In-Me, Heesung Engelhard Corp., Korea) 으로주조하고 pressure indicating medium(markierunes spray, EDS Product, Germany) 을이용하여석고다이상에서내면적합도를 8배광학현미경하에서조절하였다. 이후 Fit-checker를이용하여각시편에서의적합도를최종확인하였고임상적으로받아들이기어려운경우는재제작하였다. 다 ) 합착각코어부위는러버포인트까지연마하고수증기세척기로세척후 air syringe로건조하였다. 금관은 sandblasting으로처리후초음파세척기에서 10 분간세척한후건조시켰다. 실험에사용된세종류의코어를 Table 1 에서와같이각코어의종류마다 6개씩 170
Fig. 1. Customized milling metal die. Fig. 2. Customized milling metal mold. Fig. 3. Schematic diagram of die. (a:4.5mm, b:8mm, 2θ:7 ) Fig. 4. Three types of core. Table 1. Test group Core Amalgam Amalgam Amalgam Cast Cast Cast Cement ZPC GI ZPC GI ZPC GI 3군으로나누어제조회사의지시에따라인산아연시멘트 (ZPC, Confi-dental Products Co., USA), 글래스아이오노머시멘트 (Fuji PLUS, GC Co., Japan), 레진시멘트 (Panavia 21, Kuraray Co., USA) 로접착하였다. 합착된금관을수지압으로 2분간고정후 5kg의하중에서 10분간가압하여영구합착시키고여분의시멘트를제거하였다. 이후시편을 37 의생리적식염수에서 24시간보관하고 5 ±5, 55 ±5 의냉, 온수조에서계류시간 30 초씩 500회의 thermocycling을시행하였다 19). 라 ) 유지력측정 Instron 만능시험기 (Instron engineering Co., USA, Model 4466) 를이용하여 1분당 0.5mm의 crosshead speed로전부주조금관이분리될때까지힘을가하고분리되는순간의최대하중값을기록하 171
였다. 마 ) 통계처리측정된각군간의유지력에있어서상호간에유의성을알아보기위하여 two-way ANOVA test를시행하였고 Tukey s test를이용하여 5% 유의수준에서사후검정하였다. Ⅲ. 연구결과 각군의평균유지력에대한평균값과표준편차는다음과같다 (Table 2). 유의수준 5% 에서의 ANOVA test 결과코어의형태와시멘트의종류그리고코어와시멘트의상관관계에서모두유의성있는차이를나타내었다 (Table 3). 복합레진코어에서는레진시멘트, 글래스아이오노머시멘트, 인산아연시멘트순으로유지력이높았다. 아말감코어에서는세가지시멘트사이에서유의한차이를나타내지않았다. 주조코어에서는레진시멘트가인산아연시멘트에비해유지력이높았고, 글래스아이오노머시멘트는나머지두가지시멘트와유의한차이를나타내지않았다 (Fig. 5) (Table 4). 인산아연시멘트는아말감코어에서가장높은유지력을보였으며레진코어와주조코어사이에서는유의한차이를나타내지않았다. 글래스아이오노머시멘트와레진시멘트에서는세가지코어에서유의한차이를나타내지않았다 (Fig. 6) (Table 5). 코어종류에따른전체적인유지력은레진코어와아말감코어그리고주조코어사이에유의성있는차이를보이지않았다. 시멘트종류에따른유지력에서는레진시멘트가전체적으로글래스아이오노머시멘트에비해높게나타났으며인산아연시멘트는나머지두가지시멘트와유의성있는차이를보이지않았다. Table 2. Mean value and standard deviations of bond strength (MPa) Core Amalgam Cast Cement Mean SD Mean SD Mean SD Z P C 0.78 0.09 1.36 0.19 0.95 0.22 G I 1.03 0.05 1.21 0.04 1.12 0.18 1.38 0.25 1.23 0.20 1.33 0.18 Table 3. Two-way ANOVA summary, comparing core and cement to bond strength Source Sum of squares DF F value PR F Core 0.3884 2 6.48 0.0034* Cement 0.7595 2 12.68 0.0001* Core/Cement interaction 0.8563 4 7.15 0.0002* Error 1.3477 45 Total 3.3519 53 * significant at p 0.05 172
Table 4. Tukey s test (1) ZPC GI * * * Amalgam Cast * * * significant at p 0.05 Fig. 5. Bond strength by core materials. Table 5. Tukey s test (2) Amalgam Cast ZPC * GI * significant at p 0.05 Fig. 6. Bond strength by cement materials. Ⅳ. 총괄및고안치아우식증이나외상에의해치질의손상이심하여잔존치질만으로는금관을위한지대치로사용이불가능할경우포스트코어를이용하여수복하게된다. 현재임상에서코어를제작하는재료중가장흔히사용되는것들은주조금합금, 아말감, 복합레진등이다. 치과용아말감은압축강도가높고치질이나유지장치에적합성이좋아과거부터가장널리사용되어왔다 20-23). 주조코어는자체의강도가우수하고변연적합도도좋으나환자의내원횟수가증가하는단점이있는반면복합레진코어는조작이간편하고수분내에지대치를형성할수있다는장점이있어임상에서사용이증가하고있는추세이다. 하지만 Hormati 8) 는코어형성의편이성보다는미세누출과주조금관의유지력이라는두가지요소가포스트 코어로수복된치아의성공에더많은영향을끼친다고하였다. 미세누출에대하여 Hormati와 Denehy 24,25) 는아말감코어의미세누출이복합레진코어에비해적다고하였고 Tjan 과 Chiu 26) 도아말감코어에서는미세누출이적으므로금관변연이치질과코어의경계보다 1mm이상하방으로연장되지못할경우는아말감이최선의선택이라고하였으나미세누출은코어재료에따른영향보다는시멘트에의해더많은영향을받는다고말한바있다. Dilts 9) 는포스트코어에의하여수복된치아에있어서는코어의재료, 시멘트의종류및특성, 그리고코어재료와시멘트와의결합강도가유지력에영향을줄수있다고하였다. 이번실험에서는전체적인유지력의평균값으로비교해볼때레진코어 (1.11 MPa), 아말감코어 (1.30 MPa), 주조코어 (1.14 MPa) 사이에는유의성있는차이가없는것으로나 173
타났다. 이는아말감코어와레진코어사이에유지력에유의한차이가없다고한 Fujimoto 등 15) 의결과와유사하며두가지코어사이에서인산아연시멘트, 폴리카복실레이트시멘트, 글래스아이오노머시멘트로측정시유지력에차이가없다고한하등 16) 과도비슷한결과를얻었다. 하지만아말감코어가복합레진코어보다높은유지력을보인다고한 Hormati 8) 의결과와는상이한내용을보였는데이는 Hormati 8) 는인산아연시멘트단일종류에대한유지력을 1주, 1개월, 3개월시간경과에따라측정한데비해본실험에서는세가지시멘트에의한상이한측정값의평균으로비교한결과이기때문이리라생각된다. 본실험에서도인산아연시멘트에대한결과만을비교해보면아말감코어 (1.45 MPa) 가주조코어 (0.95 MPa) 나레진코어 (0.78 MPa) 에비해유의성있게큰값을나타냄으로써비슷한결론을내릴수있다. 또한레진시멘트에대한결과를살펴보면비록통계적으로유의할만한차이를나타내지는않았지만레진코어 (1.50 MPa) 가주조코어 (1.33 MPa) 나아말감코어 (1.23 MPa) 보다높은경향을보이는데이는인산아연시멘트로합착시에는아말감코어가더높은유지력을보였으나레진시멘트로합착시에는레진코어가더높은유지력을보였다고한 Gregory 17) 의연구와도일치하는결과이다. Dilts 9) 는코어재료와시멘트사이의전단응력을비교하기위해서코어재료로는치과용아말감, 복합레진, 제 3형금합금, 비귀금속합금을이용했고시멘트재료로는인산아연시멘트, 폴리카복실레이트시멘트, 글래스아이오노머시멘트, 레진시멘트를사용하여측정한결과아말감코어는인산아연시멘트에서최대값을보였고레진코어와 gold 포스트코어는레진시멘트에서그리고비귀금속포스트코어는폴리카복실레이트시멘트에서가장우수한결과를나타낸다고하였다. 본실험에서도아말감코어는인산아연시멘트에서가장높은유지력을보였고레진코어와주조코어는레진시멘트에서더큰값을보여비슷한결과를확인할수있었다. 시멘트종류에따른유지력의평균값을비교해보면레진시멘트 (1.36 MPa) 가가장높고글래스아이오노머시멘트 (1.12 MPa) 가가장낮은값을보였으며인산아연시멘트는다른두가지시멘트와유의성있는차이를보이지않았다. 이는자연치아에서 글래스아이오노머시멘트가 6.2 MPa, 인산아연시멘트가 5.5 MPa의인장강도를나타내는것과는다른결과를보였다. 자연치아에서글래스아이오노머시멘트가더높은인장강도를나타내는것은기계적인결합에만의존하는인산아연시멘트와는달리치질과화학적인결합을함으로써부가적인유지를얻을수있기때문이다 27). 하지만본실험에서는표면적과경사도의표준화를위하여금속다이를이용함으로써구강내와는다른상황을나타낸것으로판단되며치질이존재하는경우글래스아이오노머시멘트도인산아연시멘트와동등한정도의유지력을나타낼수있으리라추측된다. 주조금관의합착에사용되는시멘트와코어재료는구강내에서반복적으로가해지는열자극에의하여물성에영향을받을수있다 28,29). Hormati 8) 는1주, 1개월, 3개월동안 thermocycling을한후아말감코어와레진코어의유지력을측정한결과아말감코어는기간에따른유지력의변화가거의없는반면레진코어는 3개월이지난시편에서유의성있게큰유지력을나타낸다고하였다. Dewald 17) 는인산아연시멘트와폴리카복실레이트시멘트로아말감코어와레진코어를합착한후 thermocycling을하면서시간변화에따른유지력을측정한결과인산아연시멘트는시간변화에따라거의영향을받지않았지만폴리카복실레이트시멘트는 thermocycling이증가함에따라유지력의감소를보인다고하였다. 따라서구강내의반복적인열자극을고려해볼때폴리카복실레이트보다는인산아연시멘트가더욱안정적인유지력을나타낼것으로추론해볼수있다. 이번실험에서는주조금관의유지력에영향을주는요소인삭제된치아의기하학적구조, 삭제된치아의표면적과거칠기, 수복물의정확성, 시멘트의종류및기계적특성중에서시멘트의종류와접착될표면인코어종류라는두변수에의해서만실험결과에영향을미칠수있도록최대한노력하였다. 하지만임상적인상황과는다소차이가있을수있는데통상적인방법으로연마된주조코어와같은조건을부여하기위하여러버수준까지연마된아말감코어와복합레진코어의경우는일반적인상황보다는매끈한표면을갖게됨으로써유지력에영향을미쳤을가능성이있다 30,31). 또한인산아연시멘트와는달리글래스아이오노머시멘트와레진시멘트 174
는장기적인열자극에대한안정성연구가많지않아본실험에서와같이동일하게 500회의 thermocycling을시행한후유지력을측정한결과는시간이증가함에따라변화될가능성이있다. 따라서최근에많이행해지고있는 cyclic loading과같은형태의하중조건과장기간의 thermocycling 시의시멘트유지력에대한평가가이루어져야하겠다. 이상에서볼때복합레진코어는유지력에서는아말감이나주조코어와큰차이를나타내지않았지만미세누출이시간이증가함에따라커진다는연구결과들을주목해볼때작업의용이성이라는장점이있지만그사용이신중히선택되어야할것이며복합레진코어가제작된경우에는레진시멘트를사용하는것이보다좋은유지력을얻을수있을것이다. 일반적으로시멘트를선택하게될때는코어의종류에상관없이레진시멘트를사용하는것이더나은유지력을얻을수있었으며아말감코어의경우에는인산아연시멘트가이에필적할만한결과를나타내었다. Ⅴ. 결론치과용아말감코어와복합레진코어그리고주조코어에인산아연시멘트, 글래스아이오노머시멘트, 레진시멘트로주조금관을합착한후 thermocycling을시행하고 Instron 만능시험기로유지력을측정하여다음과같은결론을얻었다. 1. 복합레진코어에서는레진시멘트, 글래스아이오노머시멘트, 인산아연시멘트순으로유지력이높았다 (p 0.05). 2. 아말감코어에서는세가지시멘트사이에서유지력에유의한차이를나타내지않았다 (p 0.05). 3. 주조코어에서는레진시멘트가인산아연시멘트에비해서유지력이높았으나, 글래스아이오노머시멘트는나머지 2가지시멘트와유의한차이를나타내지않았다. 4. 인산아연시멘트는아말감코어에서유의성있게큰유지력을보였으며글래스아이오노머시멘트와레진시멘트는코어에따른유지력의차이를나타내지않았다. REFERENCES 1. 손한기 : Post core의유지력과 cement의임상응용. 대한치과의사협회지 1990;28:939. 2. Sturdevent, C.M., Sockwell, C.L., Barton, R.E. and Strickland, W.D. : The art and science of operative dentistry. ed.2, Mosby Co., St. Louis, p.273, 1985. 3. 오원만, 유선열 : Pin 수복물의유지력과응력분산에관한역학적및광탄성학적연구. 대한치과의사협회지 1998;26:949. 4. Linde, L.A. : The use of composites as core material in root-filled teeth. Swed Dent J 1983;7:205-14. 5. Landwerlen, J.R., Berry, H.H. : The composite resin post and core. J Prosthet Dent 1972;28: 500-503. 6. Oliva, R.A., Lowe, J.A. : Dimensional stability of composites used as a core material. J Prosthet Dent 1986;56:554-561. 7. Stahl, G.J., O Neal, R.B. : The composite resin crown and core. <1> J Prosthet Dent 1974;33:642-648. 8. Hormati, A.A. and Kai chiu Chan : Marginal leakage of compacted gold, composite resin, and high-copper amalgam restoration. J Prosthet Dent 1980;44:418. 9. Dilt, W.E., Duncanson, M.G., Miranda, F.J., Brackette, S.E. : Relative shear bond strengths of luting media with various core materials. J Prosthet Dent 1985;52:505. 10. 김철위 : Glass ionomer cement의이용현황과그전망. 대한치과의사협회지 1989;27;903. 11. Grievs, A.R. : A study of dental cements. Brit Dent J 1969;127:405. 12. Shillingburg, H., Hobo. S., and Shitsett. : Fundamentals of fixed prosthodontics. ed. 2. Quintenssence Pub. Co., p.378, 1981. 13. 정헌영 : Full cast crown의유지력과 cement 의임상응용. 대한치과의사협회지 1990;28: 943. 14. Dennison, J.D. and Powers., J.M. : A review 175
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ABSTRACT A STUDY OF CORE TYPE AND LUTING CEMENTS ON COMPLETE CAST CROWN RETENTION Sang-Hyun Paek, Ik-Tae Chang, Sun-Hyung Lee, Jae-Ho Yang, Seong-Joo Heo Department of Prosthodontics, College of Dentistry, Seoul National University The purpose of this study was to compare the retention of complete cast crown over amalgam cores, composite resin cores, and cast gold cores when cemented with three different luting agents. Eighteen core specimens each of amalgam(bestaloy, Dong Myung, Seoul, Korea), composite resin (Z100, 3M Dental product, st. Paul, Minn) and type Ⅳ gold alloy (Ba-4, Heesung Engelhard Corp., Korea) were made in a customized milling stainless steel die. A wax pattern with a loop attached to occlusal surface was made for each core and a type Ⅱ gold alloy casting was fabricated. The castings which had clinically acceptable marginal fit were used as test samples. The following luting cements were used to cement cast crowns on each core material : (1) zinc phosphate cement (Confi-dental Products Co., USA) (2) glass-ionomer cement (Fuji Plus, GC Industrial Corp., Tokyo, Japan) (3) resin cement (Panavia 21, Kuraray Co., USA). All cements were mixed according to manufacturers instructions. A static load of 5kg was then applied for 10 minutes on the crowns. All specimens were stored in saline solution for 24 hours at 37 and thermocycled for 500 cycles. After storage and cycling, the tensile bond strengths were measured by using a universal testing machine (Instron Corp., Canton, Mass.) at a crosshead speed of 0.5mm/min. The results were as follows: 1. The retentive strength of resin cement was the highest of all three types of cement for resin core (p<0.05). 2. There was no statistical difference among the retentive strengths of three cements for amalgam core (p>0.05). 3. The retentive strength of resin cement was higher than that of zinc phosphate for cast core, but there was no difference between the retentive strength of glass ionomer cement and those of rein and zinc phosphate cement. 4. The retentive strength of the zinc phosphate cement for amalgam core was the highest of all type of cores. Key Words : Crown retention, Amalgam core, Composite resin core. Cast core 177