3장 시멘트·접착·이장재
이 장은 치아에 무엇이 어떻게 붙고 무엇이 치수를 막아 주는지를 재료의 성분으로 설명한다. 법랑질은 산으로 표면을 녹여 레진이 물리게 하고, 상아질은 물을 좋아하는 부분과 싫어하는 부분을 함께 가진 분자가 다리를 놓는다. 시멘트는 산-염기 반응(acid-base reaction)으로 굳는 것(인산아연, 산화아연유지놀, 폴리카복실레이트, 글라스아이오노머)과 중합으로 굳는 것(레진시멘트)으로 나뉜다.
시험은 용어의 짝을 묻는다. 양친매성(amphiphilic) 단량체(monomer)의 어느 부위가 레진과 결합하는지, 아세톤이 하는 일, 10-MDP가 붙는 대상, 자가부식(self-etch) 접착제가 화학중합형 레진에 일으키는 문제, 자가접착형 레진시멘트가 약한 곳, 바니시를 레진 밑에 쓰지 못하는 이유, 유지놀의 작용을 묻는다.
접착의 술식(산부식 시간, 습윤 접착, 혼성층)과 레진시멘트의 임상은 치과보존학 3장에, 글라스아이오노머와 기저재(base)의 임상 선택은 치과보존학 2장에 있다. 표면 물리는 1장, 단량체와 개시제(initiator)는 2장, 도재(porcelain) 내면의 불산(hydrofluoric acid)·실란 처리는 6장에서 이어진다.
3.1 법랑질 산부식과 상아질 프라이머 최고 빈출
법랑질은 산으로 녹여 미세 요철을 만들고 그 속으로 레진이 흘러 들어가 물린다. 상아질은 물을 머금은 친수성(hydrophilic) 조직이라 소수성(hydrophobic) 레진이 직접 들어가지 못한다. 그래서 한쪽은 물을 좋아하고 다른 쪽은 레진과 결합하는 양친매성(amphiphilic) 단량체(monomer)가 필요하다.
법랑질 산부식
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 기전 | 산이 법랑소주(enamel rod)를 부분적으로 녹여 표면적이 늘고 레진 태그(resin tag)가 물리는 미세 기계적 감입이 생긴다 |
| 표면 변화 | 유기 피막과 오염물이 벗겨져 표면에너지(surface energy)가 오르고 젖음성(wettability)이 좋아진다 |
| 건조 후 외관 | 빛이 난반사되어 서리 맞은 듯한 분필 같은 백색(무광택). 이 모양이 보여야 접착제를 바른다 |
| 도포 방식 | 부식제가 전체에 고르게 닿아야 한다. 탈회된 미세돌기는 약해서 문지르면 부서지므로 수동적으로 얹어 둔다 |
| 타액에 오염되면 | 유기물이 미세 요철을 덮어 표면에너지가 떨어지고 결합강도가 무너진다 → 씻고 말린 뒤 재산부식(re-etching) |
| 불소가 많이 든 법랑질 | 불화인회석(fluorapatite)은 산에 덜 녹는다 → 산부식(acid etching) 시간을 늘린다 |
| 유치 법랑질 | 바깥에 두꺼운 무소주법랑질(aprismatic enamel)이 있다. 소주 경계가 없어 산에 저항한다 → 영구치보다 오래 부식한다 |
| 법랑소주의 방향enamel rod | 소주를 가로질러(수직으로) 자른 면이 소주와 평행하게 자른 면보다 잘 부식되고 결합강도도 좋다. 소주 중심이 녹으면 1형, 주변이 녹으면 2형 양상이다 |
함정 산부식 뒤 문지르면 안 된다. 하지만 자가부식(self-etch) 프라이머는 반대로 문질러 바르는 방식이 있다. 인산으로 탈회한 법랑질은 수동적으로, 자가부식 프라이머는 능동적으로 바르는 것이 짝이다.
산의 농도와 시간, 무소주법랑질을 처리하는 법은 치과보존학 3장에 있다.
상아질 프라이머의 구조
프라이머는 한 분자 안에 세 부분을 가진 양친매성 단량체다.
| 부위 | 성질 | 하는 일 |
|---|---|---|
| 친수성기(-OH, -COOH 등) | 물을 좋아한다 | 젖은 상아질과 교원질 망에 침투해 젖음성을 높인다 |
| 스페이서 | 둘을 잇는 사슬 | 사슬에 유연성을 주어 두 끝을 연결한다 |
| 소수성기(메타크릴레이트기) | 물을 싫어한다 | 접착 레진과 복합레진의 기질과 공중합해 화학적으로 결합한다 |
암기 상아질 쪽은 친수성기, 복합레진 쪽은 소수성 메타크릴레이트기가 결합한다. 친수성 상아질과 소수성 레진을 이어 주는 분자 특성이 양친매성이다.
| 구성 요소 | 하는 일 |
|---|---|
| HEMA | 프라이머의 주성분인 친수성 단량체. 탈회(demineralization) 상아질의 젖음성과 침투성을 높여 교원질 망 속으로 단량체를 이끈다 |
| 아세톤 | 휘발성이 높은 용매. 탈회 상아질 안의 수분을 치환해 단량체의 침투를 돕고, 공기로 불면 날아간다 |
| 물 용매 | 아세톤이나 에탄올보다 증기압이 낮아 잘 날아가지 않는다. 남은 물이 중합을 막고 접착력을 떨어뜨리므로 충분히 공기 건조한다 |
| 10-MDP 같은 기능성 단량체monomer | 상아질의 유기질(교원질)이 아니라 무기질(수산화인회석)의 칼슘 이온과 이온 결합해 난용성 염을 만든다. 접착 내구성이 좋다 |
자가부식 접착제
자가부식 프라이머는 인산기나 카복실기를 가진 산성 단량체를 담아, 따로 산부식하고 씻는 단계 없이 상아질 탈회와 레진 침투를 동시에 한다.
| 시스템 | 구성 |
|---|---|
| 1단계 | 산부식제(etchant), 프라이머, 접착 레진을 한 병에 담아 치면에 바르고 광중합한다 |
| 2단계 자가부식self-etch | 자가부식 프라이머를 바르고 가볍게 말려 용매를 날린 뒤 접착 레진을 바르고 광중합한다 |
함정 자가부식 접착제의 산성 단량체는 화학중합형이나 이중중합형(dual-cure) 레진에 든 3차 아민(tertiary amine)을 중화해 불활성화한다. 계면에서 중합이 제대로 안 되어 접착이 무너진다. 산-염기 반응(acid-base reaction)으로 아민이 사라지는 것이 원인이다.
3.2 레진시멘트 빈출
레진시멘트는 어떻게 굳히느냐와 치아에 어떻게 붙느냐로 나눈다. 굳히는 방식은 빛이 닿느냐가, 붙는 방식은 산부식(acid etching)·프라이머 단계를 거치느냐가 가른다.
중합 방식
| 광중합형 | 이중중합형dual-cure | 자가중합형self-cure | |
|---|---|---|---|
| 굳히는 법 | 빛 | 빛과 화학중합 | 화학중합 |
| 개시제 조합initiator | 광개시제(photoinitiator)와 아민 | 광개시제에 더해 과산화벤조일(benzoyl peroxide)과 3차 아민(tertiary amine) | 과산화벤조일과 3차 아민 |
| 쓰는 곳 | 얇고 빛이 잘 통하는 도재(porcelain) 베니어, 얇은 세라믹 인레이 | 빛이 덜 닿는 두꺼운 간접수복물, 포스트 아래 | 빛이 닿지 않는 곳 |
광중합형의 중합 효율은 광개시제의 종류와 흡수 파장이 광중합기의 방출 파장과 겹쳐야 좋다. 빛이 수복물을 지나 시멘트층까지 닿아야 하므로 수복물이 얇고 광투과성이 좋아야 한다. 두껍거나 불투명하면 이중중합형이나 자가중합형을 쓴다.
자가접착형과 전산부식형
| 자가접착형 | 전산부식형(산부식-수세형)etch-and-rinse | |
|---|---|---|
| 치질 처리 | 산부식, 프라이머, 수세를 생략 | 인산 산부식 후 프라이머를 바른다 |
| 접착 성분 | 산성 관능기를 가진 친수성(hydrophilic) 접착성 단량체(monomer)(10-MDP 등의 인산에스테르, 카복실산) | 별도의 접착 시스템 |
| 술후 지각과민dentin hypersensitivity | 적다. 상아세관액의 급격한 이동이 없다 | 상대적으로 많다 |
| 결합강도 | 치질에 대해 상대적으로 낮다, 특히 법랑질 | 높다 |
| 쓰임 | 단계를 줄여 간편하게 붙일 때 | 라미네이트 베니어처럼 법랑질 접착에 의존하는 수복물 |
함정 자가접착형은 술후 과민(postoperative sensitivity)이 적지만 법랑질 결합이 약하다. 장점이 간편함과 낮은 과민이고, 약점이 결합강도다. 접착 면이 법랑질인 라미네이트에는 전산부식형을 권한다.
3.3 바니시, 이장재, 기저재 빈출
깊은 와동에서는 수복재 밑에 치수를 지키는 층을 깐다. 바니시는 아주 얇은 막, 이장재(liner)는 얇은 피막, 기저재(base)는 두꺼운 층이다. 두께가 곧 하는 일을 정한다.
| 바니시 | 이장재liner | 기저재base | |
|---|---|---|---|
| 두께 | 2–5 µm | 0.5 mm 이하의 얇은 피막 | 0.5–2.0 mm |
| 하는 일 | 상아세관(dentinal tubule)을 덮는다. 아말감 아래에서 초기 미세누출(microleakage)을 줄인다(시간이 지나면 아말감의 부식 산물이 틈을 막는다) | 주로 화학적 자극을 막는다. 수산화칼슘은 치료 효과도 낸다 | 단열과 상부 수복재의 응축압·저작압 지지 |
| 재료 | 천연 또는 합성 레진을 아세톤, 에테르, 클로로포름 같은 휘발성 유기용매에 녹인 것. 용매가 날아가며 피막이 된다 | 수산화칼슘, 레진강화형 글라스아이오노머(RMGI) | 글라스아이오노머, 인산아연 시멘트(zinc phosphate cement) |
| 한계 | 너무 얇아 열을 막지 못한다. 용매가 레진의 단량체(monomer)와 반응해 중합을 방해하므로 레진 수복물 밑에는 쓰지 않는다 | 강도가 낮고 용해도가 높아 치수 가까운 곳에만 얇게 바른다 | 상부 수복재는 기저재가 충분히 굳은 뒤 채운다. 안 굳은 채 응축(condensation)하면 기저재가 부서져 지지와 단열을 잃는다 |
수산화칼슘 이장재는 치수 가까이에 얇게 바르고 제거하지 않은 채 그 위에 기저재나 영구 수복물을 올린다.
함정 단열은 두께의 문제다. 바니시는 2–5 µm라 단열이 안 되고, 기저재는 금속 수복물 아래에서 최소 0.5–0.75 mm를 확보해야 한다. 아말감은 금속이라 상아질보다 열전도율(thermal conductivity)이 매우 높아 깊은 와동에서 이 기저재가 필요하다.
아말감 아래 기저재로는 글라스아이오노머(또는 레진강화형)를 많이 쓴다. 상아질과 열팽창계수(coefficient of thermal expansion)·탄성계수(elastic modulus)가 비슷하고 불소를 내며 강도가 좋기 때문이다. 임상 선택은 치과보존학 2장에 있다.
3.4 산화아연유지놀과 폴리카복실레이트 빈출
산화아연유지놀(ZOE)은 치수를 가라앉히는 시멘트이고, 폴리카복실레이트는 치수를 거의 자극하지 않으면서 치질에 화학적으로 붙는 시멘트다. 둘 다 산화아연 분말을 쓴다.
두 시멘트
| 산화아연유지놀ZOE | 폴리카복실레이트 | |
|---|---|---|
| 구성 | 산화아연 분말 + 유지놀 액 | 산화아연 분말 + 폴리아크릴산 액 |
| 핵심 작용 | 유리된 유지놀이 항염증과 국소마취 효과로 치수를 진정시킨다 | 폴리아크릴산의 카복실기가 치질의 칼슘과 킬레이트 결합해 화학적으로 접착한다 |
| 치수에 대하여 | 열전도율(thermal conductivity)이 낮아 법랑질과 상아질처럼 단열재 역할을 한다 | 폴리아크릴산이 큰 고분자라 상아세관(dentinal tubule) 속으로 들어가기 어려워 치수 자극이 적다 |
| 주의 | 유지놀은 레진의 중합을 막는다 | 압축강도(compressive strength)가 낮다 |
다른 시멘트와 견주기
분말과 액으로 보면 시멘트가 한눈에 갈린다. 인산아연, 산화아연유지놀, 폴리카복실레이트는 분말이 모두 산화아연이고 액이 각각 인산, 유지놀, 폴리아크릴산이다. 글라스아이오노머는 플루오로알루미노실리케이트 유리 분말에 폴리아크릴산 액이다. 인산아연은 화학 접착 없이 기계적 감입으로만 붙고, 막 섞었을 때 pH 1–2로 산성이다. 합착(cementation) 시멘트끼리의 장단점 비교표(글라스아이오노머, 레진강화형, 레진시멘트 포함)는 치과보존학 4장에 있다.
함정 폴리카복실레이트와 글라스아이오노머는 액이 같은 폴리아크릴산이라 둘 다 치질의 칼슘과 킬레이트 결합한다. 가르는 것은 분말이다. 폴리카복실레이트는 산화아연, 글라스아이오노머는 플루오로알루미노실리케이트 유리이고, 불소를 내는 것은 글라스아이오노머뿐이다.
복습
헷갈리는 쌍
| 쌍 | 가르는 기준 |
|---|---|
| 친수성기 vs 소수성기 | 젖은 상아질에 침투 vs 복합레진과 공중합 |
| HEMA vs 아세톤 | 친수성(hydrophilic) 단량체(monomer), 젖음성(wettability) vs 수분을 치환하는 휘발성 용매 |
| 수산화인회석 vs 교원질 (10-MDP가 붙는 대상)hydroxyapatite | 칼슘 이온과 이온 결합 vs 결합하지 않음 |
| 자가부식 vs 전산부식self-etch | 산부식(acid etching)과 프라이머를 한 번에 vs 인산을 따로 쓰고 씻음 |
| 법랑질 산부식 vs 자가부식 프라이머acid etching · self-etch | 수동적으로 얹는다 vs 능동적으로 문질러 바른다 |
| 광중합형 vs 이중중합형 레진시멘트dual-cure | 얇고 투명한 수복물 vs 두껍거나 빛이 안 닿는 수복물 |
| 자가접착형 vs 전산부식형 | 간편, 과민 적음, 결합강도 낮음 vs 법랑질 접착에 의존하는 수복물 |
| 바니시 vs 기저재base | 2–5 µm, 단열 못 함 vs 0.5–2.0 mm, 단열과 지지 |
| 이장재 vs 기저재liner · base | 0.5 mm 이하, 화학적 자극 차단 vs 단열과 응축압 지지 |
| 산화아연유지놀 vs 폴리카복실레이트ZOE | 유지놀의 진정작용, 단열 vs 폴리아크릴산, 칼슘과 킬레이트 |
| 인산아연 vs 폴리카복실레이트 | 기계적 감입, pH 1–2 vs 화학적 접착, 치수 자극 적음 |
| 폴리카복실레이트 vs 글라스아이오노머 | 산화아연 분말 vs 플루오로알루미노실리케이트 유리 분말, 불소 방출 |
확인 문제
산부식하고 말린 법랑질의 외관은?
서리 맞은 듯한 분필 같은 백색
타액에 오염된 산부식 법랑질의 처치는?
재산부식
불소가 많은 법랑질과 유치 법랑질에 필요한 조치는?
산부식 시간 연장
산부식 법랑질의 미세돌기를 지키는 도포 방식은?
수동적으로 얹어 둠
상아질 프라이머에서 복합레진과 결합하는 부위는?
소수성 메타크릴레이트기
프라이머의 친수성기와 소수성기를 잇는 구조는?
스페이서
아세톤이 하는 일은?
수분 치환(단량체 침투 촉진)
10-MDP가 결합하는 대상은?
수산화인회석의 칼슘 이온
자가부식 접착제가 화학중합형 레진을 방해하는 기전은?
산성 단량체에 의한 3차 아민 불활성화
도재 베니어를 붙이는 레진시멘트의 중합 방식은?
광중합형
이중중합형에서 심부 중합을 맡는 개시제 조합은?
과산화벤조일과 3차 아민
자가접착형 레진시멘트가 열세인 물성은?
치질 결합강도
법랑질 접착에 의존하는 수복물에 권하는 레진시멘트는?
전산부식형
바니시가 열을 막지 못하는 이유는?
2–5 µm의 얇은 피막
바니시를 복합레진 아래에 쓰지 않는 이유는?
레진의 중합을 방해
산화아연유지놀 시멘트에서 유지놀의 작용은?
치수 진정
폴리카복실레이트의 치수 자극이 적은 이유는?
폴리아크릴산의 큰 분자량으로 세관 침투 억제
인산아연 시멘트의 접착 방식은?
기계적 감입
이 장은 치과의사 감수를 받는 중입니다. 틀린 곳이 보이면 아래 메일로 알려 주세요.