대한치과의사협회 자재·표준위원회에서는 국제표준화기구 치과기술위원회(ISO/TC 106)에서 심의가 끝나 최근 발행된 치과 표준을 소개하는 기획연재를 2014년 2월부터 매달 게재하고 있습니다. 환자 진료와 치과산업 발전에 많은 도움이 되기를 바랍니다.

   직접수복재인지 간접수복재인지에 따라 시험방법 선택해야 함
   전단 blade(날)은 직선형에서 반원형으로 변경됨
   전단 blade에 따라 강도 달라짐

■ 수복재료와 치아와의 접착시험의 종류
• ISO/TS 11405:2015 Dentistry-Testing of adhesion to tooth structure
치아와의 접착시험을 위한 치아의 보관 및 표면 처리 방법과 인장결합강도 시험, 상아질 접착에 대한 gap 측정, microleakage 시험, 임상적용시험 등이 기술되어 있다.

• ISO 29022:2013 Dentistry-Adhesion-Notched-edge shear bond strength test
치질, 즉 상아질이나 법랑질과 직접 수복물과의 결합강도를 측정해야 할 때 사용한다. 기술된 방법은 원래 치과용 상아질 접착제의 평가에 사용하기 위해 고안되었다. 이 방법은 보통 치아에 상아질 접착제를 처리하고 그 위에 복합레진을 직접 충전하여 결합강도를 측정한다. 이외에도 치아와 레진시멘트의 결합강도의 측정에도 사용할 수 있고, 수복물을 포매한 후 수복물과 레진시멘트의 결합강도 또는 수복물과 복합레진의 결합강도 측정 등에 응용할 수 있다.

• ISO/DTS 16506:2016 Dentistry&-Polymer-based luting materials containing adhesive components의 Annex A (Test methods to determine shear bond strength to tooth structure)
치질, 즉 상아질이나 법랑질과 간접수복물을 레진시멘트로 합착하여 결합강도를 측정해야 할 때 사용한다. 이 방법을 통해 치아와 시멘트, 그리고 간접수복재료 사이의 결합강도를 종합적으로 평가할 수 있다.

ISO 29022이나 ISO/DTS 16506 모두 기존에 사용하던 일자형 blade가 아닌 반원형(hemi-circlular) blade를 사용하는 것이 특징이다. 모든 조건이 같고 blade만 다를 때 일자형 blade에 비해 반원형 blade의 전단결합강도 수치가 더 크게 나온다.

다음에서는 치아와의 전단결합강도를 다루고 있는 이 두 표준의 차이점과 특징을 알아보도록 한다.

■ ISO 29022:2013 Dentistry-Adhesion-Notched-edge shear bond strength test
아크릴 레진에 포매한 치아표면에 상아질접착제를 적용하고 adhesive를 중합한다. 상아질접착제와 adhesive가 접착면 너머까지 적용되면 접착강도가 증가할 수 있으므로 접착면의 크기만큼 펀치로 구멍을 뚫은 테이프를 치아에 붙이고 이 과정을 수행하는 것이 권장된다. 포매한 치아를 하얀 플라스틱 버튼 몰드(내경 2.38±0.03 mm)가 있는 bonding clamp에 끼운다(Fig. 1, A). 치아의 접착면에 플라스틱 버튼 몰드가 위치되도록 한다(Fig. 1, B). 복합레진을 그 플라스틱 몰드 안에 약 0.2 mm의 얇은 두께로 다져 넣는데, 치아의 접착면에 기포 없이 잘 접촉하도록 한다. 그 위에 복합레진을 버튼 몰드 깊이(3 mm)의 1/2이나 3/4이 되도록 채워 넣고 중합한다(Fig. 1, C). 제조자가 지시한 중합깊이를 넘지 않도록 한다.

시험도중 복합레진이 변형되는 것을 최소화하기 위해 가능한 한 굴곡계수가 높은(9 GPa 이상) 복합레진을 선택하도록 한다. 몰드에서 시편을 제거한 후 치아와의 접착부에 과잉의 복합레진이 존재하면 면도칼로 제거한다(Fig. 1, D).

37℃의 물에서 24시간 완성된 시편을 보관 후 시험한다. 물에서 꺼내자마자 시편 홀더에 넣어 만능시험기로 시험한다. 복합레진이 반원형 notched edge (hemi-circlular) blade의 중앙에 위치되도록 한다. 반원형 blade를 치아표면과 같은 평면이 되도록 하고, 중합된 복합레진의 약간 위에 위치시킨다. Crosshead를 내려 복합레진과 살짝 닿도록 한다. (복합레진을 반원형 blade의 안쪽에 위치시키는 가장 쉬운 방법은 반원형 blade의 안쪽에 복합레진이 딱 맞을 정도로 crosshead를 약간 아래로 내리는 것이다. 그리고 복합레진이 반원형 blade의 안쪽으로 미끄러져 들어갈 때까지 시편을 crosshead의 뒷면에 대고 살짝 누르면서 crosshead를 서서히 올리는 것이다.)

시편이 파절될 때까지 (1.0±0.1) mm/min의 crosshead speed로 하중을 가한다.

참고) 복합레진 제작을 위한 플라스틱 버튼 몰드(내경 2.38±0.03 mm,  높이 3 mm 이내로, Ultradent, Part #34228 참고, Annex A의 Figure A.1), Bonding clamp (Ultradent, Part #34224 참고, Annex A의 Figure A.2), Hemi-circular blade (Ultradent, Part #34230 참고, Annex A의 Figure A.3a, A.3b)

■ ISO/DTS 16506:2016 Dentistry-Polymer-based luting materials containing adhesive components>
이 국제표준이 ISO 29022와 다른 가장 큰 점은 치아와 간접수복물 사이를 레진시멘트로 합착하여 결합강도를 평가하는 것이다. 이를 위해서는 간접수복물(피착재)을 먼저 제작해 두어야 하는데, 직경 (2.30±0.05) mm, 높이 (2.2±0.5) mm를 가진 금속 몰드(Fig. 2)에 복합레진을 충전하여 중합한 후 제거해서 레진 피착재를 제작한다. 또는 같은 크기의 금속이나 세라믹 피착재를 주조하여 제작할 수 있다. 지르코니아의 경우 위의 사이즈는 너무 작아 CAD/CAM으로 milling 하기가 어렵다.

치아의 포매, 표면처리, 보관하는 방법은 ISO 29022와 같다.
간접수복물을 제작한 후 레진시멘트의 제조자가 지시하는 대로 치아 표면을 전처리 하고, 간접수복물의 접착면도 전처리한다(Fig. 3, A). 레진시멘트를 간접수복물에 적용한 후 고정 지그로 고정한 후 (5.00±0.10) N의 무게를 가한다(Fig. 3, B).

 레진시멘트를 제조자의 지시대로 중합시킨 후 자가중합, 광중합, 이중중합인지에 따라 이 표준에서 제시하는 post-irradiation 시간 동안 37℃의 오븐이나 인큐베이터에 보관한 후 고정 지그에서 제거한다. 37℃의 물에서 24시간 보관 후 시험한다.

시편을 물에서 꺼내자마자 만능시험기에 위치시켜 (0.75±0.30) mm/min의 crosshead speed로 시험한다(Fig. 4, Fig. 5). 시편과 전단 blade의 위치와 사용된 반원형의 blade와 전단결합강도를 구하는 공식은 ISO 29022와 같다.

ISO/DTS 16506는 올해 ISO/TS 16506으로 제정될 예정이다. 향후 이 표준은 시험방법만 제시하는 ISO/TS에서 결합강도의 합격/불합격 수치를 제시해서 규제력이 있는 ISO 표준으로 진행할 수 있어 관련 제조자들의 적극적인 참여와 더 큰 관심이 필요하다.

배지명 

원광치대 치과생체재료학교실 교수