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치과 표준(96) - 치과용 수성콜로이드 인상재

알지네이트 인상재 소독 후 50um의 미세부를 재현하도록 개정
아가 인상재는 인상채득 즉시 모형을 제작해야 치수정밀도 높아
알지네이트의 경화정도를 알 수 있는 색변화 알지네이트 소개

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.

 

가. 수성콜로이드 인상재란?

치과에서 사용하는 수성콜로이드 인상재는 가역성(한천) 및 비가역성(알지네이트)으로 분류할 수 있다.

 

1.1 한천 인상재

한천(Agar)은 1937년 일본 연안에서 발견된 해조류에서 추출된 이후로 저렴한 비용과 효율성 때문에 치과에서는 대표적인 모형복제 및 인상재로 널리 활용되고 있다. 가열 및 냉각을 통해 고점도 겔(고형)과 저점도 졸(액형) 사이를 반복적으로 변환될 수 있는 가역성을 가지고 있다.

 

한천의 구성 요소는 12-15%의 한천과 모형재로 사용될 석고의 적절한 경화를 위해 약 1%의 황산칼슘, 젤의 강화제로 약 0.2%의 붕사, 그리고 항진균제로 0.1% 알킬 벤조에이트가 포함되는 것이 일반적이다. 붕사와 한천은 석고 모형재의 경화를 지연시키므로 황산칼륨을 첨가되며 나머지 성분은 물이다.

 

한천은 27.6kPa의 낮은 인열강도로 인해 사용자의 술식에 민감한 인상재이다. 100% 습도에서 보관하더라도 한천 겔에서 수분이 손실되기 때문에 모형재를 붓기 전에 오랜 시간 방치하면 모델이 부정확해진다. 한천으로 된 수성콜로이드 인상재는 스틱 또는 젤 상태로 공급되며 인상채득 과정전에 액화(졸) 시키는 장비가 필요하다. 한천 수성콜로이드는 높은 정확도를 가진 저렴한 인상재이지만 인상을 즉시 붓지 못할 경우 치수 안정성이 낮고 조작의 불편함 때문에 그 사용이 감소세에 있다.

 

1.2 알지네이트 인상재

알지네이트는 치과에서 가장 대표적인 인상재로 사용하는 비가역적인 수성콜로이드이다. 알지네이트 재료의 장점은 조작이 쉽고 저렴하며 특수 기구 및 장비 없이도 인상 채득 시 환자에게 높은 수준의 편안함을 제공한다는 특징이 있다.

 

1945년 2차 세계대전 발발로 수입이 중단된 한천의 대체품으로 개발되었다. 알지네이트는 갈조류의 세포벽에서 추출한 다당류인 알긴산의 염이 주성분이다. 한천과 마찬가지로 화학적으로 anhydro-BD-mannuronic acid로 알려진 알긴산은 높은 분자량(30,000~200,000)을 갖는다.

 

치과용 알지네이트 인상재는 알긴산나트륨, 황산칼슘, 인산삼나트륨, 규조토, 산화아연, 불화티타늄 등 여러 첨가제를 분말 형태로 함유하고 있다. 알지네이트는 온도와 같은 물리적 수단을 사용하여 졸(액형) 형태로 되돌아갈 수 없기 때문에 비가역 수성콜로이드로 분류한다. 화학 반응은 두 번 발생한다. 첫번째는 알지네이트 분말이 물과 혼합된 후, 알긴산의 나트륨 또는 칼륨 염이 황산칼슘과 반응하여 알긴산 염의 가교를 생성하는 단계다. 두번째는 아직 반응에 참여하지 않고 남아있는 황산칼슘이 알긴산나트륨과 반응하여 불용성 칼슘알지네이트를 형성하는 것이다. 이때 물은 반응의 촉매로 작용한다. 시중에 판매되는 알지네이트 인상재는 빠른 경화형(경화 시간 1~2분)과 정상 경화형(경화 시간 2~5분)의 두 가지가 있다. 경화 시간은 분액비(분말의 양을 늘리면 경화 반응이 가속화)와 혼합 시 온도에 따라 달라진다. 인산칼슘의 첨가에 따라 경화시간을 빠르게 또는 느리게 할 수 있다.

 

알지네이트 인상재는 별도의 장비 없이 사용 및 조작이 용이하며 비용이 저렴하고 경화 시간이 빠른 장점을 갖는다. 사용하는 물의 온도에 따라 반응시간과 경화시간을 조절할 수 있다. 환자가 좋아하는 향이 포함되기도 하며 최근에는 경화반응을 알 수 있도록 화학 반응의 단계에 따라 색상이 달라지는 제품도 출시되고 있다.

 

나. 수성콜로이드 인상재의 국제표준

치과용 수성콜로이드 인상재에 대한 국제표준은 ISO 21563, Dentistry - Hydrocolloid impression material에 해당하며, 기존 3개의 국제표준(ISO 1563: 치과용 알지네이트 인상재, ISO 1564: 치과용 아가 인상재 및 ISO 13716: 연합인상용 수성콜로이드 인상재)을 하나로 통합하여 기술적인 내용 수정과 함께 2013년 8월에 발행되었다. 이후 2021년 알지네이트 및 아가의 소독 전후의 미세부 재현성을 50㎛로 변경하는 등의 수정사항이 반영되어 2판이 개정 출판되었다.

 

* 알지네이트 분말 및 연고/연고 재료에 대한 소독 전후의 미세부 재현을 50㎛로 수정

* 탄성 회복 시험에서 유리 또는 금속 대신 폴리(메틸 메타크릴레이트) 판을 사용

* 그림 A.2, A.3, A.4 및 A.6의 일부내용 수정

 

국제표준 2판에서는 수성콜로이드 인상재를 다음의 4가지 유형으로 분류하며 특이적인 변경이 없다.

* 제1형 고점도(Type 1 Heavy bodied) : 전악 또는 부분악을 인상채득하기 위하여 사용되며, 제2형 또는 제3형 아가 인상재와 함께 사용되거나 단독으로 사용됨.

* 제2형 중점도(Type 2 Medium bodied) : 전악과 부분악을 인상채득하기 위하여 사용되며, 주사기 주입형태인 제3형 아가 인상재와 함께 사용되거나 단독으로 사용됨.

* 제3형 저점도(Type 3 Light bodied) : 제1형이나 제2형 아가 인상재 중 한가지와 함께 주사기 형태로 사용됨.

* 제3A형 저점도(Type 3A Light bodied) : 가역/비가역 인상재(연합인상재) 시스템에서 주사기형태로 공급되는 재료로, 아가/알지네이트 연합인상이 가능한 시스템에서 더 많은 부분을 구성하는 재료

 

아가 인상재와 알지네이트 인상재 모두에 공통적으로 적용되는 요구사항은 다음 표 1과 같다.

 

 

아가 또는 알지네이트 단일 인상재에만 적용되는 요구사항은 다음과 같다.

* 점도(졸상태의 모든 유형의 아가 인상재): 제조자의 지시서에 권장된 저장 온도에 보관 후, 튜브나 주사기 내의 모든 내용물이 30초 내에 압출될 수 있어야 한다.

* 작업시간(알지네이트 인상재): 표준방법에 의해 침투시험을 했을 때 침투봉 팁과 베이스 플레이트 사이에 남아있는 재료의 두께가 0.25mm를 초과하지 않을 것. 시험방법은 알지네이트 인상재를 혼합하여 높이 16mm, 안지름 30mm의 링 몰드에 채우고 침투봉 아래에 놓은 뒤 침투봉의 팁이 시편표면에 살짝 닿게 고정한다. 제조자가 명기한 작업시간 종료 5초 전에 침투봉 고정장치를 풀어 시편에 중량이 가해지도록 한다. 10초 후 침투봉 끝과 베이스 플레이트 사이에 남아있는 재료의 두께를 측정한다(그림 1 참조).

* 초기경화시간(알지네이트 인상재): 제조자의 지시서에 명기된 값과의 차이가 20% 이하일 것. 시험방법은 알지네이트 인상재를 혼합하여 링 몰드에 채운다. 제조자가 명기한 작업시간 종료 5초 후부터 말단이 고광택 연마된 직경 6mm 폴리메틸메타크릴레이트 시험봉으로 시편 표면을 10초마다 접촉해 보아서 아무것도 시험봉 표면에 묻어 나오지 않을 때까지의 시간을 측정한다.

* 선 크기 변화 (제3A형 아가 재료): 시험 블록(그림 2 참조) 상의 선간 거리(3회 측정한 평균값)에 대한 인상재 시편상 선간 거리(1회만 측정) 변화가 1% 이하일 것.

* 인장결합강도 (제3A형 아가 재료): 최소 50kPa 이상일 것.

 

그림 1. 작업시간 시험용 기구(알지네이트 인상재)

1 - 시험기구 베이스

2 - 시편이 담긴 링몰드/유리판 조합

3 - 시험 압입자 팁

4 - 시험 압입자가 부착된 샤프트: 총 무게 50g

5 - 축 잠금용 손잡이 및 나사

6 - 다이얼 지시기 스핀들

7 - 다이얼 지시기: 0.01mm 단위

8 - 축에 압입자를 팁을 축에 부착시키는 방법 및 관련 치수

 

그림 2. 선 크기 변화 및 미세부 재현성 시험용 시험 블록

1 - 선분 a

2 - 선분 b

3 - 선분 c

4 - 선분 d1

5 - 선분 d2

a 선분 d1와 선분 d2는 선분 c와 폭이 같음.

 

인상재 구입 시 다음의 제품 표시사항을 확인해야 한다.

* 상품명

* 제조자명 또는 타 상품명 판매용 재료에 대한 제조자가 보증하는 타 회사명

* 유효기간(예; 사용기한 2015-12)

* 개봉하지 않고 보관해야 하는 온도 범위 및/또는 다른 조건.

* 유형

* 최소 총무게(g 또는 kg) 또는 총부피(ml)

 

ISO 21563, Dentistry - Hydrocolloid impression materials는 현재 한국산업표준 KS P ISO 21563이 국제표준과 부합화되어 발간되어 있다. 국내 치과산업의 국제 경쟁력 강화 및 국민 구강보건 향상을 위해 표준규격의 활용이 필요하며, 그 관련 업체뿐만 아니라 임상에서는 변화된 내용에 관심을 가져야 할 것이다.