1장 성질, 인상재, 석고

입안에서 쓰는 재료는 두 가지를 함께 만족해야 한다. 조직에 해가 없어야 하고, 씹는 힘과 열과 침을 견뎌야 한다. 이 장은 먼저 재료의 성질을 재는 말(생체적합성, 열전도율, 응력, 탄성, 크리프, 피로)을 정리한 뒤, 입안의 모양을 본뜨는 인상재와 그 위에 모형을 만드는 석고를 다룬다.

시험은 재료의 이름과 그 재료의 약점을 짝지어 묻는다. 알지네이트는 수분이 드나들며 변하고, 폴리설파이드와 축합중합형 실리콘(condensation silicone)은 부산물 때문에 줄어들고, 석고는 혼수비(W/P ratio)가 바뀌면 강도와 경화시간이 따라 바뀐다. 고무인상재(elastomeric impression material) 네 가지는 7절의 순위 표 하나로 정리된다.

시멘트와 복합레진은 2장, 금속과 도재(porcelain)와 의치상(denture base) 레진은 3장에서 이어진다. 인상체를 소독한다고 할 때의 소독이 멸균과 어떻게 다른지는 치면세마의 감염관리에 있다. 약제나 인상재가 인두로 흘러드는 것을 막으려고 환자를 눕히지 않는 원칙은 불소도포의 공통 술식에도 있다.

1.1 생체적합성·열전도율·갈바니즘 빈출

입안 재료의 첫째 조건은 생체적합성(biocompatibility)이다. 점막, 치수, 치주조직에 닿아도 독성, 염증, 알레르기 같은 해로운 반응이 없어야 한다. 그다음으로 묻는 것이 열전도율(thermal conductivity), 서로 다른 금속 사이의 갈바니즘, 치아와 수복재 경계의 미세누출(microleakage)이다.

입안에서 문제가 되는 현상

현상	내용	결과
갈바니즘	서로 다른 금속이 타액을 사이에 두고 닿으면 전위차 때문에 미세한 전류가 흐른다. 타액이 전해질 역할을 한다	치수 자극(갈바닉 쇼크)과 금속 부식. 맞닿은 금관과 아말감이 예다
미세누출microleakage	치아와 수복재 경계의 미세한 틈으로 타액과 세균이 스며든다	2차 우식, 치수 자극
미세누출을 키우는 원인microleakage	열팽창계수(coefficient of thermal expansion) 차이(온도가 변할 때 팽창과 수축의 양이 달라 틈이 생긴다), 중합수축(polymerization shrinkage), 접착 부전	열팽창계수가 치질과 비슷할수록 틈이 덜 생긴다

열전도율: 높아야 하는 곳과 낮아야 하는 곳

재료·용도	열전도율	이유
기저재base	낮아야 한다	열 자극이 치수로 가는 것을 막는 단열층이다
금속 수복물(금합금, 아말감)gold alloy	치질보다 훨씬 높다	냉온 자극이 치수로 잘 전해지므로 깊은 와동에서는 기저재나 이장재(liner)로 치수를 보호한다
복합레진, 세라믹	낮다. 상아질과 비슷하다	열 자극을 치수에 적게 전한다
의치상 재료denture base	이상적으로는 높아야 한다	음식의 온도 감각이 점막에 전해져야 맛과 식감을 느끼고 뜨거운 음식을 알아챈다
의치상용 레진	낮다	온도 감각이 둔해진다(3장)

함정 미세누출을 키우는 것은 열팽창계수 차이이고, 치수에 열 자극을 전하는 것은 열전도율이다. 앞의 것은 온도에 따른 크기 변화, 뒤의 것은 열이 지나가는 정도다.

1.2 응력·탄성·연성·전성

외력이 가해지면 재료 안에는 맞서는 힘이 생기는데, 이것을 단면적으로 나눈 값이 응력(stress)이다. 어떤 힘을 받느냐에 따라 연성과 전성(malleability)이 갈리고, 힘을 없앴을 때 되돌아오느냐에 따라 탄성과 소성이 갈린다.

용어

용어	뜻
응력stress	외력에 맞서 재료 안에 생기는 힘을 단면적으로 나눈 값(F/A). 단위 면적당 내력이다
변형률strain	외력 때문에 길이나 모양이 변한 비율

응력의 계산 예

같은 100 N의 힘이 단면적 10 mm²에 걸리면 응력은 100 ÷ 10 = 10 MPa(N/mm²)다. 단면적이 2 mm²이면 100 ÷ 2 = 50 MPa로 다섯 배가 된다. 힘이 같아도 좁은 면적에 몰리면 응력이 커진다.

함정 응력은 힘의 크기가 아니라 단면적으로 나눈 값이다. 변형이 일어난 비율은 응력이 아니라 변형률이다.

힘과 반응

성질	받는 힘	일어나는 일
연성	인장력(잡아당김)	끊어지지 않고 가늘고 길게 늘어난다
전성malleability	압축력(누름)	얇은 판으로 펴진다
탄성	힘을 없앤 뒤	본래의 크기와 모양으로 완전히 되돌아간다
소성	힘을 없앤 뒤	되돌아가지 않고 영구변형(permanent deformation)이 남는다

치과용 금속 가운데 금은 전성과 연성이 모두 가장 우수하다.

1.3 크리프와 피로 최고 빈출

크리프는 일정한 하중이 오래 걸릴 때 서서히 변형이 커지는 현상이고, 피로는 작은 하중이 되풀이될 때 균열이 자라 부러지는 현상이다. 힘이 계속 걸리느냐, 되풀이해서 걸리느냐로 가른다.

	크리프	피로
하중	일정한 하중(응력)이 오래 지속된다	항복강도(yield strength)보다 낮은 응력(stress)이 반복된다
결과	시간이 지나며 영구변형(permanent deformation)이 서서히 커진다	미세 균열이 자라 파절에 이른다
예	아말감이 저작압에 변형된다. 국소의치 클래스프가 영구변형되어 유지력이 떨어진다	저작처럼 작은 하중이 되풀이될 때

피로한계(fatigue limit)는 반복 하중을 무한히 견딜 수 있는 최대 응력이다. 이 값 이하의 응력이면 하중이 얼마나 되풀이되어도 피로 파괴가 일어나지 않는다.

암기 크리프는 시간, 피로는 횟수다. 같은 힘이 오래 걸려 있으면 크리프, 작은 힘이 여러 번 걸리면 피로다.

1.4 인상채득·소독·점조도 빈출

인상은 입안 구조의 음형이다. 인상체에 석고를 부어 굳히면 실제 조직과 같은 양형 모형이 된다. 시험은 환자 자세, 트레이, 철거 방법, 점조도(consistency), 소독 방법을 묻는다.

인상채득의 요령

상황	요령	이유
구토반사가 심한 환자gag reflex	직립 자세로 앉히고 상체를 앞으로 약간 숙여 코로 숨 쉬게 한다	인상재가 인두로 넘어가지 않고 구토반사와 흡인을 줄인다
구토반사가 심한 환자gag reflex	속경화형 인상재를 쓰고, 너무 묽게 섞지 않는다	구강 안에 머무는 시간이 줄고, 묽으면 뒤로 흘러 인두를 자극한다
전악 인상	하악을 먼저 뜬다	구개를 덮지 않아 자극이 적어, 긴장이 풀린 뒤 상악을 뜬다
트레이 선택	치아와 트레이 내면 사이에 인상재가 균일한 두께로 들어가는 크기	두께가 불균일하면 경화 수축량이 달라 영구변형(permanent deformation)이 생긴다
탄성 인상재 철거	한 번의 빠른 동작으로 뺀다	점탄성(viscoelasticity) 때문에 빠를수록 탄성회복(elastic recovery)이 크고, 천천히 흔들며 빼면 찢김과 영구변형이 커진다

점조도

점조도	역할
저점도 인상재light body	흐름성이 높아 지대치(abutment) 변연 같은 미세부에 직접 주입해 정밀하게 재현한다
고점도 인상재, 퍼티heavy body	트레이에 담겨 유지력과 지지력을 주고, 저점도 인상재를 변연부로 밀어 넣는다

인상체 소독

소독 방법(분무 또는 침적)은 인상재의 종류와 변형 특성으로 정한다.

인상재	소독
알지네이트, 폴리이써	수분을 흡수해 팽창하고 변형되기 쉬워 침적보다 분무 소독 후 밀폐 보관한다
부가중합형 실리콘PVS	치수안정성(dimensional stability)이 우수해 침적 소독이 가능하다

함정 폴리이써는 고무인상재지만 친수성이라 물을 흡수해 변형된다. 그래서 같은 고무인상재(elastomeric impression material)인 부가중합형 실리콘과 달리 알지네이트처럼 분무 소독한다.

1.5 아가와 알지네이트 최고 빈출

둘 다 수성 하이드로콜로이드 인상재다. 아가는 온도에 따라 졸과 겔을 오가는 가역성이고, 알지네이트는 화학반응으로 굳는 비가역성이다. 알지네이트는 가장 흔히 쓰는 인상재여서 혼합부터 석고 주입까지 묻는다.

아가와 알지네이트의 비교

	아가	알지네이트
굳는 원리	온도 변화. 가열하면 졸, 냉각하면 겔이 된다	화학반응. 수용성 알긴산염이 황산칼슘과 반응해 불용성 알긴산칼슘 겔이 된다
가역성	가역적이다	비가역적이다. 온도를 바꿔도 졸로 돌아가지 않는다

알지네이트 다루기

항목	내용
혼합	스패출러를 8자로 돌리며 러버볼 내면에 강하게 문질러 분말 덩어리와 기포를 없앤다
오래 혼합	형성 중인 겔 구조가 부서져 찢김강도(tear strength)와 탄성이 떨어진다
혼합 중 물·분말 추가	반응 단계가 서로 달라 겔이 불균일해지고 물성이 떨어진다
경화시간 조절	혼합수의 온도로 한다. 따뜻한 물은 빠르게, 찬물은 물성 손실 없이 늦춘다. 혼수비(W/P ratio)로 조절하는 것은 강도가 떨어지므로 금기다
물을 늘려 혼수비를 높이면W/P ratio	경화시간이 늘고, 점도가 낮아져 흐름성이 커지고, 압축강도(compressive strength)와 찢김강도와 탄성회복률이 떨어진다. 혼수비를 낮추면 경화가 빨라진다
방치	공기 중에 두면 수분이 증발하고, 겔이 물을 짜내는 이액현상(syneresis)이 일어나 줄어든다. 물에 담그면 물을 흡수해 커지는 팽윤(imbibition)이 일어난다. 그래서 채득 직후 석고를 붓는다(늦어도 10–15분 이내)

참고 알지네이트에는 작업시간을 벌려고 인산나트륨 같은 지연제(retarder)가 들어 있어 칼슘과 먼저 반응한다. 교재에 따라 이액현상을 이장현상이나 이수라고도 쓴다.

1.6 폴리설파이드·폴리이써 인상재 빈출

둘은 탄성 고무인상재(elastomeric impression material)다. 폴리설파이드는 축합중합(condensation polymerization) 때 물이 생겨 줄어드는 대신 찢김저항성이 가장 높고, 폴리이써는 부산물이 없어 치수안정성(dimensional stability)이 최고 수준인 대신 강직성이 가장 높다. 폴리이써는 폴리에테르라고도 부른다.

	폴리설파이드	폴리이써
중합 방식	축합중합	양이온 개환 중합(cationic ring-opening polymerization)
반응 부산물	물. 증발하면서 치수가 줄어든다	없다
치수안정성dimensional stability	낮은 편이다	부가중합형 실리콘(PVS)과 함께 최고 수준이다
두드러진 성질	고무인상재 중 찢김저항성(찢김강도) 최고. 깊은 치은열구(gingival sulcus)와 언더컷에서 찢어지지 않고 떠진다. 탄성회복률은 낮은 편이다	강직성 최고. 깊은 언더컷에서는 빼기 어렵다. 탄성회복률이 우수하다. 경화가 시작되면 급격히 굳는 스냅셋 성질이 있다
보관·주입	가능한 한 빨리(1시간 이내) 석고를 붓는다	수분을 흡수해 팽윤(imbibition)하므로 건조하게 보관한다

폴리이써는 고분자 사슬에 친수성(hydrophilic) 기가 있어 계면활성제(surfactant) 없이도 젖음성(wettability)이 좋다. 촉매제의 방향족 술폰산 에스테르가 조직 자극과 알레르기를 일으킬 수 있다.

함정 깊은 언더컷에서 찢어지지 않는 것은 폴리설파이드(찢김저항성 최고)이고, 빼기 어려운 것은 폴리이써(강직성 최고)다.

1.7 실리콘 인상재와 고무인상재 순위 빈출

실리콘 인상재는 중합 방식으로 갈린다. 부가중합형은 휘발성 부산물이 없어 치수안정성(dimensional stability)이 가장 우수하고, 축합중합형은 에틸알코올이 증발해 줄어든다.

	부가중합형	축합중합형
반응 부산물	휘발성 부산물이 없다	에틸알코올. 증발하면서 치수가 줄어든다
치수안정성dimensional stability	고무인상재(elastomeric impression material) 중 가장 우수하다	낮다
석고 주입	바로 붓지 않아도 되고, 한 인상체로 모형을 여러 번 만들 수 있다	가능한 한 빨리(30분 이내) 붓는다

부가중합형은 탄성회복력이 고무인상재 중 가장 우수해 언더컷에서 빼낼 때 영구변형(permanent deformation)이 가장 적다. 실리콘은 본래 소수성이라 계면활성제(surfactant)를 넣어 젖음성(wettability)을 높인 제품이 있다.

함정 라텍스 장갑의 황에 중합이 억제되는 것은 축합중합형이 아니라 부가중합형 실리콘이다. 황이 백금 촉매를 불활성화한다. 그래서 퍼티는 비닐 장갑을 끼거나 맨손으로 반죽한다.

고무인상재 순위

성질	가장 높은 인상재
치수안정성dimensional stability	부가중합형 실리콘(PVS). 폴리이써도 같은 최고 수준이다
탄성회복elastic recovery	부가중합형 실리콘
찢김저항성	폴리설파이드
강직성	폴리이써
부산물 때문에 줄어드는 것	폴리설파이드(물), 축합중합형 실리콘(condensation silicone)(에틸알코올)

1.8 석고 최고 빈출

치과용 석고는 반수석고(hemihydrate) 분말(CaSO₄·½H₂O)이다. 물과 섞으면 용해도가 낮은 이수석고(dihydrate) 결정(CaSO₄·2H₂O)이 석출되며 굳고, 이때 열이 난다. 시험은 석고의 종류별 혼수비(W/P ratio), 혼수비와 혼합 조건이 경화시간과 강도에 미치는 영향, 촉진제와 지연제(retarder)를 묻는다. 혼수비는 물의 양(mL)을 분말의 무게(g)로 나눈 값이다.

석고의 종류

종류	입자	혼수비	특징
보통석고	β 반수석고. 불규칙하고 다공성(porosity)이다	약 0.45–0.5	강도가 가장 낮다. 대기 중에서 가열해 만든다
경석고dental stone	α 반수석고. 규칙적이고 치밀하다	약 0.28–0.3	보통석고보다 단단하다. 증기압 아래에서 가열해 만든다
초경석고(개량석고)die stone	α 반수석고를 더 개량한 치밀한 입자	약 0.22–0.24	압축강도(compressive strength)가 가장 높다. 지대치(abutment) 모형에 쓴다

입자가 치밀하고 다공성이 적을수록 혼수비가 낮고 경화체의 압축강도가 높다.

혼수비 계산 예

물의 양 = 분말의 무게 × 혼수비다. 분말 100 g에 넣는 물은 다음과 같다.

종류	혼수비	분말 100 g에 넣는 물
보통석고	0.45–0.5	100 × 0.45–0.5 = 45–50 mL
경석고dental stone	0.28–0.3	100 × 0.28–0.3 = 28–30 mL
초경석고die stone	0.22–0.24	100 × 0.22–0.24 = 22–24 mL

같은 무게의 분말에 보통석고는 초경석고의 약 두 배의 물이 들어간다. 반응하고 남은 물이 증발한 자리가 기공이 되므로 물이 많은 보통석고가 가장 약하다. 경석고 200 g을 혼수비 0.3으로 섞으면 물은 200 × 0.3 = 60 mL다.

경화시간과 성질을 바꾸는 요인

요인	변화	이유
혼수비를 높임W/P ratio	경화시간이 길어지고, 경화팽창(setting expansion)이 줄고, 압축강도와 마모저항이 떨어지고, 점조도(consistency)가 낮아져 유동성이 커진다	단위 부피의 결정핵 밀도가 낮아지고, 남은 물이 증발하며 기공이 생긴다
혼합 시간·속도를 늘림	경화시간이 짧아진다	생긴 이수석고 결정이 부서져 새 결정핵이 된다
수온을 20–37 °C에서 올림	경화시간이 짧아진다	반응 속도가 빨라진다
촉진제	경화시간이 짧아진다	황산칼륨, 약 2% 이하의 저농도 염화나트륨, 경화된 석고 가루
지연제retarder	경화시간이 길어진다	붕사, 시트르산염, 콜로이드. 고농도 염화나트륨도 지연제로 작용한다
진공혼합기	기포가 없어져 다공성이 줄고 강도가 높아진다	혼합물 속 공기를 뺀다

암기 혼수비를 낮추면 위 표의 첫 줄이 거꾸로 된다. 경화가 빠르고, 단단하고, 경화팽창이 크다.

참고 수온이 37 °C를 넘으면 오히려 경화가 늦어지고, 100 °C에서는 굳지 않는다. 감수

혼합 요령

러버볼에 물을 먼저 넣고 분말을 뿌리듯 넣는다. 분말 위에 물을 부으면 덩어리 안에 공기가 갇혀 기포가 많아진다.
스패출러는 볼 벽에 으깨듯이 비벼 섞는다. 돌리거나 들어올리며 섞으면 공기가 말려 들어간다.

1.9 석고모형 제작·주입 빈출

모형은 기포 없이 붓고, 마르지 않게 굳히고, 열이 식은 뒤에 뗀다.

단계	요령	이유
주입	한쪽의 가장 높은 부위에서 시작해 진동기를 대고 낮은 부위와 반대편으로 서서히 흘린다	공기가 갇혀 기포가 생기는 것을 막는다
경화 환경	습윤한 환경. 상대습도 100%의 습통에 두거나 젖은 수건을 덮는다	알지네이트의 수분 증발과 이액현상(syneresis), 석고 표면의 건조를 막는다
분리	발열 반응이 끝나고 완전히 경화된 뒤(주입 후 약 45분–1시간)에 뗀다	열이 식기 전에 떼면 파절과 변형이 생긴다

복습

헷갈리는 쌍

쌍	가르는 기준
연성 vs 전성malleability	인장력으로 가늘게 늘어남 vs 압축력으로 얇은 판이 됨
탄성 vs 소성	힘을 없애면 완전히 돌아감 vs 영구변형(permanent deformation)이 남음
크리프 vs 피로	일정 하중이 오래 지속되어 서서히 변형 vs 항복강도(yield strength) 미만의 반복 응력(stress)으로 파절
기저재 vs 의치상 재료base · denture base	열전도율(thermal conductivity)이 낮아야 함(치수 단열) vs 높아야 함(온도 감각 전달)
아가 vs 알지네이트	온도로 졸-겔이 오가는 가역 vs 화학반응으로 굳는 비가역
이액현상 vs 팽윤syneresis · imbibition	겔이 물을 짜내며 수축 vs 물을 흡수해 팽창
폴리설파이드 vs 폴리이써	찢김저항성 최고, 부산물 물 vs 강직성 최고, 부산물 없음
부가중합형 vs 축합중합형 실리콘condensation silicone	휘발성 부산물 없음, 치수안정성(dimensional stability) 최고 vs 에틸알코올 증발로 수축
저점도 vs 고점도·퍼티	변연 미세부에 직접 주입 vs 트레이에서 지지력을 주고 저점도를 밀어 넣음
보통석고 vs 초경석고die stone	혼수비(W/P ratio) 약 0.45–0.5, 강도 낮음 vs 혼수비 약 0.22–0.24, 강도 높음
석고 촉진제 vs 지연제retarder	황산칼륨 vs 붕사

확인 문제

인장력을 받아 끊어지지 않고 가늘게 늘어나는 성질은?
연성
압축력을 받아 얇은 판으로 펴지는 성질은?
전성
일정한 하중이 오래 지속될 때 서서히 영구변형이 커지는 현상은?
크리프
항복강도보다 낮은 반복 응력으로 균열이 자라 부러지는 현상은?
피로
치수 보호용 기저재에 요구되는 열전도율은?
낮은 열전도율
서로 다른 금속 사이에 미세전류가 흐르는 원인은?
전위차
구토반사가 심한 환자의 인상채득 자세는?
직립 자세
전악 인상에서 먼저 뜨는 악은?
하악
지대치 변연의 미세부에 직접 주입하는 점조도는?
저점도
알지네이트가 굳는 반응의 성격은?
비가역적 화학반응
알지네이트 경화시간을 물성 손실 없이 조절하는 방법은?
혼합수의 온도
알지네이트 인상체를 공기 중에 방치하면 일어나는 변화는?
수분 증발과 이액현상에 의한 수축
고무인상재 중 찢김저항성이 가장 높은 것은?
폴리설파이드
고무인상재 중 강직성이 가장 높은 것은?
폴리이써
라텍스 장갑의 황이 중합을 억제하는 인상재는?
부가중합형 실리콘
축합중합형 실리콘이 줄어드는 원인이 되는 부산물은?
에틸알코올
반수석고가 물과 반응해 만드는 결정은?
이수석고
보통석고의 혼수비는?
약 0.45–0.5
석고 경화시간을 늘리는 대표 첨가제는?
붕사
석고모형을 인상체에서 떼는 시점은?
발열이 끝나고 완전히 경화된 뒤

이 장은 치과위생사 감수를 받는 중입니다. 틀린 곳이 보이면 아래 메일로 알려 주세요.

감수 목록

주소 끝이 #review일 때만 보입니다. 본문에 노란 감수 표시로도 붙어 있습니다.

1.8 석고 — 경화가 늦어지기 시작하는 온도를 약 50 °C로 쓰는 교재가 있다. 카드도 37 °C와 50 °C로 갈린다