치과용 도재의 재소성 과정중 수분 함량이 강도에 미치는 영향

Abstract

[한글]

장석형 도재를 사용하는 도재 용착 주조관은 구강 내에서 장기간 임시 합착 후 수정을 위한 재소성시 도재층에서 실패가 일어나는 경우가 관찰된다. 도재가 수분에 접촉하는 경우 건조 상태보다 강도가 저하된다는 보고와 함께 수분에 의한 포수 과정이 표면 균열부에 응력이 집중되는 것을 방지하여 파절에 대한 저항을 높인다는 상반된 연구 결과가 보고 되어 왔으나 재소성시 발생하는 도재층의 실패가 수분에 의해 발생한다는 직접적인 보고는 없었다.

본 연구에서는 도재에 포함된 수분이 재소성 후 장석형 도재 시편의 강도에 미치는 영향을 알아보고자 도재 용착 주조관용 장석형 도재(VINTAGE Metalbond porcelain)로 제작한 시편에서 1차 소성 후 건조된 시편과 포수 후 건조시켜 재소성한 시편, 포수 후 건조 과정 없이 재소성한 군에서 굽힘강도 및 파괴인성을 비교하였고, 적외선 분광법으로 수분과 연관된 성분의 스펙트럼을 분석하여 다음의 결과를 얻었다.

1. 불투명 도재, 투명 도재군에서 물분자와 연관된 적외선 분광 반사도는 재소성 전과 재소성 후에 포수군과 비포수군, 재소성 전 건조군과 건조시키지 않은 포수군에서 각각 차이를 보였다(<0.05). 2. 투명 도재군에서 본 물분자의 수소결합과 물과 실리카의 반응에서 수소 결합에 해당하는 스펙트럼 흡수도는 재소성 전 건조시키지 않은 군이 재소성 전 건조시킨 군에 비해 높은 것으로 나타났다(<0.05).

3. 굽힘강도 측정결과 투명 도재군에서 포수 후 재소성 전 건조시킨 군이 재소성 전 건조시키지 않은 군이나 비포수군에 비해 강도가 높게 나타났다(<0.05).

4. 투명 도재군에서 파괴인성 측정 결과 포수군에서 재소성 전 건조시킨 군이 재소성 전 건조시키지 않은 군에 비해 파괴인성이 높게 나타났다(<0.05).

5. 주사 전자 현미경 사진에서 재소성 전 포수시키지 않은 불투명 도재군에서 포수시킨 불투명 도재군에 비해 크기가 작은 결정이 관찰되었다(×10000). 이상의 결과로 재소성 전 포수 과정이 도재의 강도를 향상시키는데 영향을 미치며, 소성

전 건조를 하지 않은 상태로 재소성을 한 군이, 건조 후 재소성한 군보다 강도가 약하다는 결론을 얻었다. 본 실험 결과에 따르면, 재소성 후 도재 시편의 강도에 영향을 주는

요소로 재소성 전 수분 함량과, 재소성 전 건조 시간을 들 수 있으며 특히, 재소성 전 충분한 건조 시간이 재소성시와 재소성 후 도재 시편의 실패를 방지하는 중요한 요소라고 할 수 있다.

수분이 도재의 강도에 미치는 영향에 대해서 도재와 수분의 반응이 재료개발에 응용되고 있으며, 기존의 도재 수복물의 수정을 위한 재소성의 필요성이 증가하고 있음을 고려할 때, 수분이 도재 용착 주조관용 장석형 도재의 물성에 미치는 영향에 대해서도 체계적인 연구가 있어야 할 것으로 사료된다

[영문]

The blow-up type of porcelain firing failure is often developed when feldspathic metal ceramic prostheses are refired after a long term temporary cementation. There have been many researches which underscored the mechanical strength impairment of dental porcelain in a moist environment. Contrary to these studies, some

researchers insist that an aged dental porcelain specimen indicate improved mechanical properties due to its blunted crack tips in the surface layer and provide a possibility to develope a "ductile" hydrothermal porcelain. However, it is almost impossible from these previous researches to recognize the cause of refiring failure in conventional feldspathic porcelain prosthesis.

To verify the effect of water immersion on flexural strength change in refired feldspathic porcelain, 63 specimens(Vintage Metalbond opaque and opal powder) were distributed to three experimental groups; non-water immersed control, immersed and

pedried, and immersed and non-predired groups. The changes in flexural strength and fracture toughness after specimen refiring related to Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy.

1. The FT-IR reflectances assigned to molecular bonds of H2O were noted as significantly different between the first-fired group and three refired groups and between two water-immersed groups and control group after refiring(<0.05). They were also significantly different between predried group and non-predried group after refiring(<0.05).

2. For opal specimens, FT-IR absorbances for hydrogen bond of H2O and silanols were significantly higher in non-predried group than in predreid group(<0.05).

3. Predried opal group showed the highest mean flexural strength(<0.05). Non-predried group indicated higher mean flexural strength than control group(<0.05).

4. The mean fracture toughness for predired group was higher than non-predried group(<0.05).

5. The difference of leucite crystal size is noted between control group and water-immersed, predried group in scanning electron microscopic study(×10000).

Within the limits of this study, it can be concluded that water immersion prior to refiring increases the strength of refired feldspathic porcelain and predrying process is an important factor to prevent a refiring failure. An enough predry time

to get the maximum dry condition of porcelain can be recommended.

As it is concerned that, with the fact that water-glass reaction can be used to improve the mechanical property of dental ceramics, there is an increasing need for repairing of porcelain restorations in many clinical situations, the further study on the effect of water on other properties of dental ceramic materials should be required.