Porcelain Primer
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Porcelain Primer
  • 장동일 기자
  • 승인 2005.12.07 10:03
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Porcelain Primer
(Silane Coupling Agent)
 
Pocelain을 bonding하기 전에 표면을 활성화시키는 Porcelain Primer(Silane Coupling Agent). 심미적 치료에 대한 환자들의 요구가 늘어남에 따라 Porcelain veneer나 All ceramic crown등의 시술이 많아지고 있다. 이번호에서는 silane에 대해 알아보고, 국내에 공급되고 있는 silane 제품의 특징과 국외에서 시판중인 제품을 소개 하고자 한다.

Porcelain Primer는 Silane과 Coupling Agent 복합화학 재료로써 치의학에서는 porcelain과 bond를 접합을 강화하고 수분침투를 막기 위해 사용되고 있다.  Silane 사전적 의미는 넓은 뜻으로서는 수소화규소의 총칭, 좁은 뜻으로는 모노실란이란 뜻으로 실란은 SiH4로 탄소 대신에 규소로 대치되어 있는 물질이다. CH4와는 달리 silane은 상온에서 물에 의해 축합반응을 일으켜 고분자화 된다. 그래서 공기 중에 silane을 방치해두면 산화되어 실리콘으로 된다.
Coupling agent란 분자에 첨가제를 넣어 주는데 그 첨가제가 빠져 나가는 것을 방지하기 위해서 coupling agent로 additive를 화학적으로 결합시켜 빠져나가는 것을 방지해 주는 역할로 주로 많이 쓰이고 있다. 고분자의 modulus 향상을 위해서도 종종 쓰이고 coupling agent의 결합만으로도 물성에 큰 향상을 준다. 그 silane coupling agent를 이용한 화학재료를 치과에는 porcelain etching후 적용하는 Primer기능을 갖는 접착용매로써, porcelain의 수분의 침투를 막아 bond와 porcelain의 접착 강도를 높여주는데 사용된다. 이때 porcelain 내면에 처리를 하게 되는데, porcelain etching인 hydrofluoric acid(이하 HF)를 처리한 후 porcelain primer인 silane이란 재료로 이용하여 porcelain 표면에 도포한다. 그 다음에 bonding을 하고 마지막으로 cement를 이용해 식각된 치아에 porcelain과 함께 접착하여 사용하게 된다.  

불편한 사용과정, 하지만 확실한 접합강도

Porcelain primer인 Silane 역시 이들 보철물에 사용해야하지만 clinic에서는 기공소가 처리를 당연히 했을 것이란 생각에 확인을 하지 않는 경우도 있고, 또 clinic에서 직접사용하기엔 불편하다는 이유로 과정을 생략하는 경우도 종종 있다.
또한 HF의 처리에 비판적인 의견이 많아 MSDS(Material Safety Date Sheet) 적합검사를 포함했는지 확인해 보는 경우가 있다. HF이라 해도 구강내에서 사용할 때는 많은 주의를 기울여야 해야겠지만, 이런 경우는 많지 않고 대부분의 경우는 chair side에서 사용하는 것이 아니므로 조금만 주의를 해도 위험으로부터 안전할 수 있다.
또 porcelain etching에 사용하는 경우 농도가 낮고, 겔 상태의 것을 사용하므로, 기공과정에서 사용한다하더라도 크게 위험하지는 않다. 단 취급시 항상 주의를 필요로 한다. 그리고 복잡한 과정으로 인한 시술에 불편함과 시술빈도가 많지 않는 상황에서 까다롭고 개봉 후 유통기한 짧기 때문에 관리하기 어렵고 접합 강도가 좋아지는 것을 알지만, 시술이 완료 후 내구성과 접착 강도를 확인할 수 없어, 대게 생략하는 경우가 많다.
하지만 silane은 도표 시간을 잘 준수하면 강한 접착력을 낸다. Kuraray사의 Clearfil Porcelain Bond Activator는 Clearfil SE Bond primer와 함께 믹스하면 porcelain과의 접합강도(MPa)가 20.2MPa에서 30.0MPa으로 증가한다. 또한 Reality자료의 의하면 Bisco사의 Porcelain Primer제품이 29.9MPa로 강한 접합강도를 냈다. 도포 시간은 제품에 따라 2~3초에서 60초까지 다양하며, 도포 후 시간에 따른 porcelain의 접합강도도 각 회사마다 차이를 보인다. 

Etching과 Silane의 사용방법

Porcelain의 탁월한 bonding을 위해서는 etching이 필수적이다. 인산 및 HF가 필요 없는 제품도 있다. HF는 silane를 사용하기 전의 porcelain etching할 때 사용하는 제품으로 이 두 제품은 연관관계가 많으며 상호 보완점을 갖는다. 일반 표면상태보다 훨씬 좋은 최상의 표면 상태를 얻을 수 있어, 접착력을 최대화시킬 수 있다. Silane은 부식된 porcelain을 회복하거나 복구할 때도 사용된다.
Porcelain etching의 적용은 porcelain을 이용한 porcelain veneer, crown, inlay, onlay와 post의 restoration에서 cementation하기 전에 porcelain의 표면을 etching하여 접착력을 극대화 시키는데 있다. Porcelain 내면을 단순히 HF만 가지고 etching하는 것도 효과가 있지만, sandblast를 먼저 사용하고 HF을 사용하는 것도 효과적이다. 이런 처리를 하면 porcelain 내면에 미세한 요철구조가 형성되어 피착면적의 확대와 접착방해인자의 제거를 기대할 수 있어 접착력을 증가시킬 수 있다.
만약 HF을 사용하지 않는다면, 인산을 5초 동안 바르고 etchant를 물로 씻어내고 porcelain을 말린다. 그리고 난 후 silane을 바른다. Silane이 2초에서 60초 사이 마르지 않게 바른다면 강한 접착력은 얻을 수 있다. 이밖에도 합성물질을 강하게 접착하고자 할 때 널리 사용하기도 한다. Silane을 이용한 좋은 응용사례가 있으므로 각기 제품을 만드는 것에도 많은 시사점을 제공한다.
울트라덴트사(㈜더존월드)에서 제공한 Porcelain etch & silane 제품의 etching과 silane의 사용방법을 살펴보면 다음과 같다.

1. Diamond bur를 사용하여 porcelain 표면을 다듬는다.
2. 시린지의 루어락켑을 제거한다.
3. Black Micro tip을 사용하여 EtchArrest처럼 산중화제나 Barrier를 적용하여 인접조직 이나 수복물을 보호/격리 한다.<그림1> 또는 러버댐(DermaDam)과 러버댐실란트(OraSeal)를 적용하여 격리한다.
4. 시린지 위에 Inspiral Brush tip을 장착한다.
5. 구강안에 적용전 Pad위에 소량을 떨어뜨려 재료의 흐름을 파악한다.


 

6. Prep한 porcelain 표면에 Porcelain Etch를 적용하고 1분정도 방치한다.<그림 2>
7. Porcelain etching하는 동안 porcelain표면의 증기를 제거하기 위해 Vacuum을 병행한다. 또한 적용된 porcelain etch를 중화하기 위해 황색이 없어질 때가지 EttchArrest를 도포한다.
8. 중화가 끝난 후 Vacuum하고 세척/건조 한다. Etching된 porcelain면은 무광의 흰색을 띠어야한다. 만약 그렇지 않으면 다시 한 번 etching을 한다.


 

9. Mini Brush tip을 사용하여 silane을 부드럽게 문지르면서 도포 후 1분 동안  건조한다.<그림 3>

 

 

 


 

10. Bonding 처리한다. <그림4>
주의 할 점은 다음과 같다.
1. 시술자 및 환자는 보호안경을 착용한다.
2. 탁월한 bonding을 위해서는 깨끗하고, 완벽한 etching은 필수이다.
3. 교차 감염을 방지하기 위해 울트라덴트사의 Impulse Sealer를 사용하여 Syringe Cover로 봉인한다.

 

 

국내외에서 시판되고 있는 silane제품의 특징

모든 제품이 수입제품으로 국내에서 시판되는 제품과 판매되지 않는 제품들을 간단히 정리해 보고 각 제품마다의 특징을 알아보기로 한다. 각 제품마다 접합강도와(MPa), pH농도, 도포시간 등은 하단 표에서 정리했으며, 표에 나와 있는 않은 제품은 각 제조사 홈페이지에서의 참고와 Reality문헌에서 참고하였다. Silane과 함께 사용하는 관련 제품인 etching(HF)도 함께 소개한다.

●Ultradent  Porcelain Silane (㈜더존월드)
㈜더존월드에서 수입·판매하는 울트라덴트사의 Ultradent  Porcelain Silane는 Veneer, Inlay 등에 효과적이며, 시린지 및 젤 타입으로 사용이 간편하다. 자사의 Ultradent Porcelain etch & silane으로 사용하면 더 좋은 접착력을 보여준다. Ultradent Etch는 9.5%의 HF 농도를 가지며 pH 2.8, shelf time은 36개월이다.

●Lamia Bond Porcelain Primer (㈜신흥)
Porcelain Laminate Veneer 내면의 접착 primer로 porcelain과 composite paste를 강고하게 접착시키는 접착전 처리재로 별도의 산 처리가 필요 없다. 무색투명한 알코올 향이 나는 것이 특징이다.

●Rely X Ceramic Primer (3M)
Porcelain repair, porcelain veneer에 사용한다. 가수분해가 된 active한 상태로 포장되어 있기 때문에 간편하게 한 병으로 사용할 수 있다. 관련제품으로는 RelyX ARC, RelyX Veneer, RelyX unicem 등이 있다.

●Porcelain Primer (비스코아시아)
1병으로 되어 있어 간편하고 사용이 편하다. 이중 결합구조의 monomer로 이루어져 있어 porcelain 표면의 활성화를 돕는다. 수분의 침투를 막아 composite과 porcelain의 접착강도를 높여 준다. 접착강도는 현재 나온 제품들 중에 제일 높은 것이 특징이다. 관련 etching 제품으로 Porcelain Etchant가 있고 4.0% HF농도와 3년의 shelf time을 갖는다.

●Ceramic Primer (㈜미동양행)
Porcelain이나 castable ceramics의 접착, 고정에 우수한 접착력을 발휘한다. 파절전장관 의 수복 및 porcelain crown, inlay장착, composite resin crown inlay장착 등에 사용되며, 종래의 타제품과 같이 ceramic면을 인산에 etching 할 필요 없어 조작이 간단하다.

●Monobond S (㈜덴탈파크)
Ceramic과 composite 또는 Adhesive cement 사이에서 안정적으로 화학적인 접착력을 높여준다. 관련 제품으로는 Variolick II가 있고 silane 처리된 표면이 오염되면 bonding이  떨어질 수 있으므로 주의한다. HF없이 작업할 수 있는 특징이 있다.

●Porcelain Liner M (㈜조광덴탈)
Porcelain Primer로 Adhesive와 같이 사용함으로써 Porcelain면에 강한 접착을 낸다.  Porcelain 접착 및 repair시 porcelain priming은 porcelain 에칭보다 더욱 중요한데 Porcelain Liner M은 2병으로 구성되어 있어 사용 직전에 썩어 사용할 수 있어 성분 변화 없이 오랜 기간 사용 가능하다.

표에 나와 있지 않은, 그 외 제품은 다음과 같다.  
●Clearfil Porcelain Bond Activator(Kuraray)
Kuraray사의 Clearfil Porcelain Bond Activator가 있다. 이 제품은 application time으로 2~3초이며, 접착강도는 5초일 때 19.1MPa, 1분일 때 20.2MPa의 접착강도를 갖는다. 최적의 성능을 내기위해서는 Clearfil New Bond, Clearfil Liner Bond 2V Primer와 함께 사용한다.

●Silane Bond Enhancer (Pulpdent)
Pulpdent사의 Silane Bond Enhancer는 다른 혼합 silane의 유통기한 보다 길며, 경제적인 것이 특징이다. 시린지 타입이며 접착강도는 5초일 때 18.9MPa, 1분일 때, 20.1MPa이다.  application time은 60초 이다. 관련제품으로는 Porcelain Etch Gel이 있다. HF는 9.6%이며, shelf life는 2년이다. 

●Silanator (Cosmedent)
Cosmedent사의 Silanator는 application time 5초이며, 접합강도는 5초일 때 19.4MPa, 1분일 때 19.1MPa이다. 반투명인 명확한 shade와 점성 변화가 없는 일관성이 특징이다. 관련 etching 제품으로 PorcelEthch가 있으며, HF는 9.5%이고 shelf time은 24개월이다. 

●Silane Primer (sds/Kerr)
kerr사의 silane Primer는 cement와 함께 resin bonding이 필요하지 않다. pH농도는 7.3으로 높으며, application time은 1분이다. Porcelain과의 결합강도는 5초일 때 17.6MPa, 1분일 때 21.3MPa의 접합강도를 보여준다.

이상 위에서 소개한 제품 이외에도 etching 제품으로는 Gresco사의 Oral Ceram-etch와 Oral Comp-Etch가 있다. 간단히 소개하면, Oral Ceram-etch는 HF 9.5%, pH 2.8, 2년의 shelf time을, Oral Comp-Etch 제품은 HF 9.5%, pH 2.8 2년의 shelf time의 스펙을 가지고 있다.
 

Porcelain Primer(Silane) 활용

Porcelain 접착에 있어서 silane처리는 접착계 무기질인 porcelain과 유기질 즉 레진세멘을 일체화시킬 수 있는 매우 중요한 단계이다. 물론 silane coupling제에 대해서는 초기 접착강도는 우수하지만 장기간에 걸친 접착내구성에 대해서는 의문을 보이는 연구도 있지만 적절하게 사용된다면 사용하지 않는 것 보다 훨씬 높은 접착력을 기대할 수 있다.
임상에 있어서는 silane coupling제의 활성화를 촉진시키기 위해 silane을 도포한 porcelain을 약 130℃에서 약 3분간 가열처리하면 접착내구성이 향상된다고 하는데, 여건이 갖추어 지지 않은 일반 클리닉에서는 쉽지 않은 과정이다. Silane을 내면 처리하는 시기는 porcelain을 시적해본 다음 내면에 부착된 잔류 레진과 타액 등의 접착방해인자를 완전히 제거한 후에 하는 것이 적절하고, silane 처리 후에는 신속하게 최종 접착을 하는 것이 좋다.
Etching과 silane이 porcelain의 접합강도를 높여주는 것은 확실하다. 완벽한 porcelain의 Bonding과 cement를 위해서는 완벽한 etching과 silane이 중요하다. 여기서 생각할 것은 시술할 때 silane이 상아질에 붙는 것을 방해할 수 있다는 점을 주의해야 한다. 특히 HF와 silane이 잇몸과 치아에 흐리지 않도록 조심해야 하고, Silane을 바를 때 가는 브러쉬를 사용해 꼼꼼하게 꼭 수복물에만 발라야 한다.
또한 Silane은 치과에서 사용시 보관에 많은 주의를 기울여야 한다. 제품에 따라서 실온보관 혹은 냉장보관을 추천하고 있으므로 사용시 확인이 필요하다. 제품의 유효기간은 2~3년으로 대개 나와 있지만, 이것은 제품을 개봉하지 않았을 경우의 기간을 의미하는 경우가 많으므로 실제 개봉한 상태에서는 훨씬 유효기간이 짧아질 수 있음을 유의해야한다. 또 Silane을 사용전에 침전물이 생기지 않았는지도 살펴보아야 한다. 연구발표된 자료에 따르면 Silane이 오래되거나 변성된 경우에는 오히려 도포하지 않는 편이 더 낳은 결과를 나타낸다고도 한다.

참고 문헌 및 자료: REALITY, Joyfulok.com, 각 제조사 홈페이지


 


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