반수염석고 첨가 인산칼슘 복합 시멘트의 성질

Abstract

[한글]

치조골 부위와 결손을 회복시켜 주기 위해 생체골이나 치아와 화학적 조성이 같은 인산칼슘세라믹이 많이 사용되고 있으나 재료를 결손부에 한정시키거나 성형하기에 어려운 등의 단점이 있어 분말과 액을 혼합하여 사용하는 인산칼슘시멘트가 개발되었다. 이 재료는 혼합할 때는 연고형이었다가 구강내 시술 후 경화되므로 생체친화성뿐 아니라 조직성도 우수하므로 많은 연구가 이루어지고 있으나 경화시간이 길고 강도가 낮은 단점이 있어 이를 해결하고자 본 연구에서는 분말에 석고를 혼합한 반수염석고 첨가 인산칼슘 복합 시멘트를 제조하여 실험하였다. 시험군은 분말을 인산칼슘시멘트를 단독으로 사용한 군과 무게비로 각각 25%, 50%, 75% 석고를 혼합한 반수염석고 첨가 인산칼슘 복합 시멘트군을 사용하였고 대조군은 반수염석고를 단독으로 사용하였으며 용액은 증류수와 회석 인산나트륨액을 사용하여 각 분말과 용액을 혼합해서 경화시간,온도상승 및 압축강도 등의 물리적, 기계적 성질, 그리고 주사전자현미경과 분말 X-선 회절로 생성된 상과 미세구조를 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 증류수와 혼합한 반수염석고 첨가 인산칼슘 복합 시멘트의 경우 석고의 함량이 증가할수록 경화시간은 짧아지고 압축강도는 증가하였다(p<0.05).

2. 희석 인산나트륨액과 혼합한 반수염석고 첨가 인산칼슘 복합 시멘트의 경우 석고의 함량이 증가할수륵 경화시간은 길어지고 압축강도는 감소하였으며 증류수를 사용한 경우보다 유의성있게 물리적 성질이 낮았다(p<0.05).

3. 반수염석고 첨가 인산칼슘 복합 시멘트군의 반응온도는 1-2℃ 정도 상승하였다.

4. 주사전자현미경 관찰 결과 경화된 반수염석고 첨가 인산칼슘 복합 시멘트는 큰 석고 결정구조 사이에 수산화인회석 결정들이 뭉쳐져 존재하였다.

5. X-선 회절 분석 결과 경화 후 인산칼슘시멘트는 수산화인회석으로, 반수염석고는 이수염석고로 대부분 전환되었다.

반수염석고 첨가 인산칼슘 복합 시멘트를 증류수와 혼합하여 사용하면 인산칼슘시멘트를 단독으로 사용한 경우보다 물리적, 기계적 성질이 우수하였고 특히 75% 반수염석고 첨가 인산칼슘 복합 시멘트의 경우 가장 우수한 성질을 나타냈으므로 치조골 이식재로서 사용하기에 적합할 것으로 사료되었다.

[영문]

The calcium phosphate cement(CP) and calcium sulfate hemihydrate(CS) composite cements, of which the weight % of CS were 25(CP75), 50(CP5O),75(CP25), 100(CS), were prepared and mixed with either distilled water(S solution) or sodium hydrogen

phosphate solution(P solution). The setting times, temperature rises, compressive strengths, microstructures of scanning electron microscopy(SEM) view and powder X-ray diffraction(XRD) patterns of the cements were studied.

The results were as follows:

1. When the composite cements mixed with S solution, the more the CS content was, the shorter the setting time and the higher the compressive strength were(p<0.05).

2. When the composite cements mixed with P solution, the more the CS content was, the longer the setting time and the lower the compressive strength were, and they showed significantly inferior physical and mechanical properties compared with the groups using S solution(p<0.05).

3. The temperature rise was about 1∼2℃ in the composite cement groups.

4. SEM photographs showed that the fully set composite cements consisted of large gypsum crystals mixed with small rod-like hydroxyapatite crystals.

5. XRD revealed that CP was mostly converted to hydroxyapatite and CS was to calcium sulfate dihydrate after reaction, respectively.

The conclusion was that the composite cements mixed with S solution had superior physical and mechanical properties to the CP alone and especially the CP75-S group showed the best physical and mechanical properties in this study, so it was the CP75-S group that had the potential to be used as periodontal bone graft materials.