3장 금속, 도재, 의치상 레진
이 장은 입안에 오래 남는 수복·보철 재료를 다룬다. 금합금(gold alloy), 아말감, 세라믹, 의치상용 레진이다. 이 가운데 시험은 재료마다 한 가지 특징을 짝지어 묻는다. 금합금은 전성(malleability)과 연성, 아말감은 약한 γ2상과 이를 없앤 고동 아말감, 비귀금속(base metal)은 니켈·크롬 알레르기, 세라믹은 낮은 열전도율(thermal conductivity), 의치상(denture base) 레진은 유리전이온도(glass transition temperature)다.
금속과 세라믹, 레진은 열전도율이 서로 다르다. 그 표는 1장에 있고, 이 장은 재료마다 한두 줄로 가리킨다. 레진 시멘트로 전부도재관(all-ceramic crown)을 붙이는 이유는 2장, 금 인레이를 만드는 임상은 치과보존학의 간접수복에 있다. 의치와 크라운을 만드는 과정은 치과보철학에서 다룬다.
3.1 금합금
금합금(gold alloy)은 귀금속(noble metal) 합금이라 입안에서 부식과 변색에 강하다. 약점은 열을 잘 전한다는 것이어서, 깊은 와동에서는 치수를 보호한다.
| 성질 | 내용 |
|---|---|
| 안정성 | 입안에서 부식과 변색에 잘 견딘다 |
| 전성·연성malleability | 금이 치과용 금속 중 가장 우수하다(1장) |
| 열전도율thermal conductivity | 치질보다 훨씬 높아 냉온 자극이 치수로 전해진다. 깊은 와동에는 기저재(base)나 이장재(liner)를 깐다 |
주조용 금합금은 단단한 정도에 따라 네 유형으로 나눈다.
| 유형 | 경도 | 쓰임 |
|---|---|---|
| I형 | 연질 | 힘을 적게 받는 작은 인레이 |
| II형 | 중간 | 보통 힘을 받는 인레이 |
| III형 | 경질 | 크라운, 온레이 |
| IV형 | 특경질 | 국소의치의 틀과 클래스프처럼 큰 힘을 받는 부분 |
암기 번호가 클수록 단단하고 큰 힘을 받는 곳에 쓴다. I·II형은 인레이, III형은 크라운과 온레이, IV형은 국소의치의 틀이다.
3.2 아말감
아말감은 은-주석 합금 분말에 수은을 섞어 굳힌다. 굳은 아말감에는 세 상이 있고, 이 가운데 γ2상(Sn-Hg)이 약하고 부식되기 쉬워 수복물의 약점이 된다. 고동 아말감은 이 γ2상이 생기지 않게 한 것이다.
| 상 | 조성 | 성질 |
|---|---|---|
| γ상 | Ag₃Sn(은-주석) | 합금 분말 가운데 반응하지 않고 남은 부분으로, 강도를 지탱한다 |
| γ1상 | Ag-Hg | 굳은 아말감의 기질을 이루는 주된 상이다. 강하고 부식에 비교적 강하다 |
| γ2상 | Sn-Hg | 약하고 부식에 약하다. 변연이 부식되고 부러지는 원인이다 |
| 아말감 | γ2상 | 이유 |
|---|---|---|
| 보통 아말감 | 생긴다 | 주석이 수은과 결합한다 |
| 고동 아말감 | 생기지 않는다 | 구리가 주석과 먼저 결합해 수은과 결합할 주석이 남지 않는다 |
함정 고동 아말감이 없앤 것은 γ2상(Sn-Hg)이다. 기질을 이루는 γ1상(Ag-Hg)은 그대로 있다.
- 아말감은 금속이라 열전도율(thermal conductivity)이 치질보다 높다. 깊은 와동에서는 기저재(base)나 이장재(liner)로 치수를 보호한다.
- 아말감을 와동에 넣기 전 와동바니시(cavity varnish)를 바르는 목적은 2장에 있다. 저작압에 서서히 변형되는 크리프는 1장에 있다.
- 아연이 든 아말감은 혼합하거나 응축할 때 수분에 닿으면 며칠 뒤 부풀어 오르는 지연 팽창(delayed expansion)이 생긴다.
- 아말감을 채우는 와동의 분류는 치과보존학의 Black 분류에서 이어진다.
3.3 치과용 금속 알레르기
비귀금속(base metal) 합금의 니켈과 크롬이 타액에서 부식되어 녹아 나오면 구강점막에 접촉성 알레르기가 생긴다. 이 가운데 니켈이 알레르기를 일으키는 빈도가 가장 높다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 원인 금속 | 니켈, 크롬. 니켈이 가장 흔하다 |
| 어떤 합금에서 | 비귀금속 합금. 귀금속(noble metal) 합금인 금합금(gold alloy)은 안정하다 |
| 반응 | 금속 이온이 타액에 녹아 나와 일으키는 제4형 지연형 과민반응(delayed-type hypersensitivity)이며, 접촉성 구내염(contact stomatitis)으로 나타난다 |
함정 금속 알레르기는 IgE가 일으키는 즉시형(제1형)이 아니다. 감작된 T림프구가 일으키는 제4형이라 닿고 나서 시간이 지나 나타난다.
3.4 세라믹
세라믹은 열전도율(thermal conductivity)이 낮아 자연치아처럼 치수를 열 자극에서 막는다. 금속은 열전도율이 높아 온도 자극을 치수에 쉽게 전한다. 색이 자연치와 비슷해 심미성이 좋다. 압축에는 강하지만 인장에는 약해 잘 깨진다. 이렇게 잘 깨지는 성질이 취성(brittleness)이다.
| 종류 | 특징 |
|---|---|
| 유리 세라믹glass ceramic | 투명도와 심미성이 좋다 |
| 다결정 세라믹polycrystalline ceramic | 강도가 높다. 지르코니아가 여기에 든다 |
3.5 의치상용 레진
의치상용 레진은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)다. 열전도율(thermal conductivity)이 법랑질, 상아질, 금속보다 훨씬 낮아 점막으로 가는 온도 전달이 줄고 음식의 온도 감각이 둔해진다. 이상적인 의치상(denture base) 재료는 열전도율이 높아야 한다(1장).
구성
| 구성 | 성분 | 하는 일 |
|---|---|---|
| 분말 | PMMA 중합체(polymer) 구슬과 개시제(initiator) BPO | 액이 스며들어 부풀며 굳는 뼈대가 된다 |
| 액 | 메틸메타크릴레이트(MMA) 단량체(monomer), 가교제, 억제제 | 단량체가 중합되어 굳는다. 억제제는 저장 중 저절로 중합되는 것을 막는다 |
중합 방식
| 방식 | 중합이 시작되는 조건 |
|---|---|
| 열중합형 | 가열 |
| 자가중합형self-cure | 액에 든 3차 아민(tertiary amine)이 BPO를 활성화해 상온에서 시작(2장) |
| 광중합형 | 빛 |
너무 빨리 가열하면 단량체가 끓어 기공이 생긴다. 분말과 액은 용적비로 약 3:1로 섞는다. 액이 많으면 중합수축(polymerization shrinkage)이 커지고, 분말이 많으면 액이 스며들지 못한 입자가 남는다.
반죽의 변화
분말과 액을 섞으면 아래 단계를 차례로 거친다. 충전은 dough 단계(반죽 단계)에서 한다.
| 단계 | 상태 |
|---|---|
| sandy | 모래알처럼 까끌까끌하다. 액이 분말에 스며들기 시작한다 |
| stringy | 끈적여서 당기면 실처럼 늘어난다 |
| dough | 반죽처럼 되어 손에 묻지 않는다. 형태를 잡고 충전하는 때다 |
| rubbery | 탄성이 있는 고무 같은 상태다 |
| stiff | 남은 단량체가 날아가 딱딱하게 굳는다 |
함정 충전은 손에 묻지 않는 dough 단계다. 실처럼 늘어나는 stringy 단계는 이르고, rubbery 단계는 늦다.
3.6 의치상용 레진의 유리전이온도
유리전이온도(glass transition temperature)는 고분자가 단단한 유리 같은 상태에서 말랑하게 변하는 온도이고, 줄여서 Tg라 쓴다. 의치상용 레진은 Tg가 구강 온도보다 훨씬 높아야 체온이나 온수에 의치가 변형되지 않는다.
| 온도 | 레진의 상태 |
|---|---|
| Tg보다 낮음 | 단단하게 형태를 유지한다 |
| Tg에 이름 | 유연해져 변형된다 |
그래서 의치를 끓는 물에 담그면 변형된다. 그보다 낮은 뜨거운 물에서도 중합 때 남은 응력(stress)이 풀리며 뒤틀릴 수 있어 의치는 뜨거운 물로 씻지 않는다.
복습
헷갈리는 쌍
| 쌍 | 가르는 기준 |
|---|---|
| γ1상 vs γ2상 | 기질을 이루는 강한 상 vs 약하고 부식에 약한 상 |
| 보통 아말감 vs 고동 아말감 | γ2상이 생김 vs 구리가 주석과 결합해 γ2상이 생기지 않음 |
| 금합금 vs 비귀금속 합금gold alloy · base metal | 안정하고 전성(malleability)·연성이 우수 vs 니켈·크롬이 녹아 나와 알레르기 |
| 금속 vs 세라믹 | 열전도율(thermal conductivity)이 높아 치수 보호가 필요 vs 열전도율이 낮아 자연치와 비슷한 단열 |
| 이상적인 의치상 재료 vs 의치상용 레진denture base | 열전도율이 높아야 함 vs 실제로는 열전도율이 낮음 |
| 열중합형 vs 자가중합형self-cure | 가열로 시작 vs 3차 아민(tertiary amine)이 BPO를 활성화해 상온에서 시작 |
| sandy 단계 vs dough 단계 | 까끌까끌, 액이 스며드는 중 vs 손에 묻지 않는 반죽, 충전 적기 |
확인 문제
치과용 금속 중 전성과 연성이 모두 가장 우수한 것은?
금
금속 수복물 아래에 기저재를 까는 이유가 되는 성질은?
높은 열전도율
아말감에서 약하고 부식되기 쉬운 상은?
γ2상
고동 아말감이 생기지 않게 한 상은?
γ2상
고동 아말감에서 주석과 먼저 결합하는 금속은?
구리
금속 알레르기를 일으키는 대표적인 금속은?
니켈과 크롬
알레르기 빈도가 가장 높은 금속은?
니켈
금속 알레르기의 반응 유형은?
제4형 지연형 과민반응
자연치아와 비슷한 단열 효과를 내는 재료는?
세라믹
의치상용 레진의 주성분은?
폴리메틸메타크릴레이트
열중합형 레진을 급히 가열할 때 생기는 결함은?
기공
의치상용 레진을 충전하는 반죽 단계는?
dough 단계
자가중합형 의치상 레진의 촉진제는?
3차 아민
의치상 레진의 Tg가 구강 온도보다 높아야 하는 이유는?
체온과 온수에 의한 변형 방지
의치상용 레진이 온도 감각을 둔하게 하는 성질은?
낮은 열전도율
이 장은 치과위생사 감수를 받는 중입니다. 틀린 곳이 보이면 아래 메일로 알려 주세요.