치과수복용 콤포짓트 레진

●임범순 교수

■학력
연세대 공학사
연세대 대학원 석사수료
컬럼비아대 대학원 공학석사
컬럼비아대 대학원 공학박사

■경력
현) 서울치대 치과생채재료과학교실 부교수
Oregon Health & Science University 치과재료학교실 방문교수
컬럼비아대 박사후과정 연구원

Nano-technology 등과 같은 신소재 관련 분야가 빠르게 발전함에 따라 치의학 분야에서도 nano-filler 입자를 적용한 치과용 나노 콤포짓트 레진이 소개되는 등 콤포짓트 레진의 물성은 지속적으로 개선되고 있으며, 임상 적용 범위도 전치부 뿐 아니라 구치부와 Ⅴ급 와동 등 크게 증가하고 있다. 또한 광조사시 열과 압력 등을 추가로 적용해 최종 중합정도를 증가시켜 물성을 향상할 수 있는 다양한 indirect 콤포짓트 레진의 사용도 보편화되고 있지만, 아직 임상 적용시 주의해야 할 콤포짓트 레진의 물성에 대한 설명은 다소 미흡한 것으로 보여 콤포짓트 레진의 취약점에 관해 알아보고자 한다.

1. 마모저항성(wear resistance)

치과용 콤포짓트 레진이 마모되면 수복물의 내구성이 감소될 수 있고, 표면이 거칠어지면 치태 침착이 증가하고 심미성이 감소할 뿐 아니라 수복재로서의 기능에 심각한 문제를 줄 수 있다. 구강 내에서 다양한 저작운동과 저작력, 구강타액과 음식물에 의한 화학적, 열적 및 생물학적 환경으로 치아와 수복재료가 마모되는 기전은 매우 복잡하며, 이상적인 치과용 수복재료는 법랑질과 유사한 30㎛/year 정도의 마모 저항을 가져야 한다고 한다. 구강 내에서 발생하는 마모기전은 접착성(adhesive wear), 마멸성(abrasive wear), 표면 피로성(fatigue wear) 및 부식성(corrosive wear) 마모 등 네 유형이 있으며, 치과용 금속재료에서는 접착성 마모와 부식성 마모를, 콤포짓트 레진을 포함하는 치과용 폴리머 재료에서는 마멸성 마모와 피로성 마모를 주로 관찰할 수 있다고 한다. 또한 임상에서는 마모(abrasion)와 함께 구강내에서 수복재의 교합 접촉에 의한 교모(attrition), 마멸성 입자에 의한 마멸 및 유동적 흐름에 의한 침식(erosion) 등으로 분류하기도 한다. 콤포짓트 레진의 마모기전은 복잡해 기계적 특성과 마모저항성의 상관성을 제시하기는 어려운 점이 있으나, 일반적으로 강도가 높을수록 교모 저항성은 증가한다고 한다. 즉, 교합부위에서는 기계적 특성이 우수한 혼합형(hybrid) 콤포짓트 레진이 초미세입자형(mcrofilled) 콤포짓트 레진 보다 높은 교모-저항성을 보인 반면, 직접 힘을 받는 교합부위가 아닌 곳에서는 초미세입자형 콤포짓트 레진이 혼합형 콤포짓트 레진과 유사한 마모-저항성을 보인다고 한다.

콤포짓트 레진은 초기에 마모체에 의해 레진 기질이 마모되고 후기에 filler 입자가 탈락되는 과정으로 마모가 진행되므로, filler 입자간 거리(IPS; Inter-Particle Spacing)를 최소한으로 좁혀 마모체에 의한 마모를 감소할 수 있을 뿐 아니라 filler 입자 크기를 감소하면 표면 돌출 정도가 적어져 표면에서의 마찰력을 감소해 콤포짓트 레진의 마모 저항성을 향상할 수 있다고 한다. 치과용 콤포짓트 레진에서 총 filler 함량을 일정하게 유지하면서 초미세입자(microfiller; 0.04 ㎛)의 함량을 증가해 마모 저항성을 증가할 수 있다고 했지만, filler 입자간 거리를 감소하기 위해 filler 입자 크기를 감소할 경우 콤포짓트 레진의 점주도가 급격히 증가해 매우 제한된 함량의 filler만 첨가할 수 있는 문제가 있을 수 있다. Filler의 부피 함량과 콤포짓트 레진의 마모 저항성은 비례 관계가 있고, filler 입자로 보호되지 않은 노출된 레진 기질이 많을수록 마모율은 증가하며, filler 입자간 거리가 짧을수록 마모 저항성이 향상한다고 한다. 따라서 적절한 마모저항성을 갖기 위해 치과용 콤포짓트 레진은 평균 입자 크기가 약 1.