2020 디지털 시대의 접착시스템 선택 가이드
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2020 디지털 시대의 접착시스템 선택 가이드
  • 덴포라인 취재팀
  • 승인 2020.08.01 17:51
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디지털 시대, 어떤 접착시스템을 선택해야 할까?

디지털 치의학의 발전으로 개원가에서 선택할 수 있는 보철수복 재료의 범위도 다양해졌다. 현재 임상에서 가장 많이 선택하는 디지털 제작법에 의한 수복재료는 지르코니아, 리튬디실리케이트, 세라믹과 레진계 하이브리드 소재 등을 꼽을 수 있다. 이같이 다양한 소재의 등장으로 접착수복 재료 역시 각 소재들과 최상의 결합력을 얻을 수 있도록 물성과 조작성을 개선하며 진화되어 왔다. 이번 호에서는 임상가가 살펴봐야 할 디지털 시대의 보철물과 접착 시스템 간의 핵심 포인트들을 소재별로 상세히 살펴볼 예정이며 한국 3M 측의 도움으로 한국접착치의학회(회장 최경규)와 한국 3M이 공동 제작한 ‘Clinical Guidelines & Tips’의 주요 자료와 미국 ‘CR 보고서’ 및 ‘진료실에서 바로 통하는 Operative Dentistry’(장주혜 저, 참윤퍼블리싱) 외 다수 국내외 자료들을 참고하였음도 밝히는 바이다.
취재 | 덴포라인 취재팀 denfoline@denfoline.co.kr

 

발라야 하나, 말아야 하나?
오늘날 다양한 보철 수복재료 중 디지털 워크플로우로 제작 가능한 소재는 크게 세라믹류, 하이브리드 및 지르코니아가 대표적이다. 과거 주요 학술 연자나 임상가들이 관심 갖던 주제는 주로 본딩과 레진 간 호환성이었다. 본딩제와 레진을 개별 선택하기보다는 대부분 성분 특성이나 테크닉별 차이로 인한 사용상의 복잡함이나 술후 탈락과 민감성 발생 등을 우려해 동일 제조사의 제품들을 사용해왔다. 그러나 수복 소재가 다양해지면서 이제는 재료와 접착시스템 간의 궁합이 중요해졌다. 특히, 세라믹 인레이 셋팅을 하는 경우 환자가 시려하는 경우도 종종 발생해 개원가에서는 고가의 CAD/CAM 장비를 들여놓고도 제대로 활용하기 어려운 경우가 있었다.

현재 시중에는 다양한 물성의 본딩과 레진 재료들이 출시되어 디지털 수복 소재에 적합한 선택의 폭을 넓혀주고 있다. 실패 없이 성공적인 접착을 위해 임상가가 고려해야 할 사항은 무엇인가? 가장 많이 사용되고 있는 지르코니아를 중심으로 다양한 디지털 수복재료별 접착 시스템의 적용법을 살펴보자.

어떤 접착 시스템이 가장 효과적인가?
성공적인 접착 결과를 얻기 위해서는 몇 가지 고려해야 할 요인들이 있다. 첫째, 치아와 보철물 간의 결합력을 증진시키기 위한 계면처리, 둘째, 보철물의 내면처치, 셋째, 화학적인 반응을 고려한 술식의 정확한 순서 등이다. 이 중, 치아와 보철물 간의 간극에서 치아와 잘 결합할 수 있도록 수복물 표면은 기계적, 화학적 결합을 위한 전처리 과정이 필요하다. 이때 접착제와 시멘트, 또는 접착제 없이도 사용가능한 셀프어드히시브 레진시멘트 등 다양한 재료가 등장한다. 소재별로 어떤 접착제와 시멘트를 선택하고, 어떻게 적용하는 것이 임상에서 가장 효과적일까? 결론적으로 재료별 적응증을 잘 찾아야 하고 결합과정 시 발생하는 작용기전을 이해할 필요가 있다.

주요 보철 수복재료 현황(미국 CR-2016년 986명 대상)
주요 보철 수복재료 현황(미국 CR-2016년 986명 대상)

디지털 수복재료 간 접착 방식이 다른 이유
디지털 수복용 소재는 크게 장석계 글라스세라믹과 지르코니아류로 분류해볼 수 있다. 초기 장석계 소재는 일반적으로 파절강도가 약해 강한 결합력을 제공할 수 있는 시멘트를 이용해야 했다. 이후 등장한 지르코니아는 물성이 개선되며 전·구치부 등 전천후 보철 소재로 각광받고 있다. 다만 지르코니아를 비롯한 All-Ceramic 수복물들은 Passive Insertion이 필수다. 직접법에 의한 수복물과 달리 다소 헐거운 듯 삽입되는 디자인을 가질 수밖에 없어 CAD/CAM 수복물에서는 시멘트층의 두께가 다소 두껍게 된다. 따라서 수복물의 유지력을 강화하기 위해 지대치 표면은 산부식으로 Microretention을 얻고 보철물 내면도 유사한 처치를 해서 접착효율을 높여야 한다.

지르코니아의 경우 Luting 또는 Cementation이 아니라 Bonding이 화두로 등장했다. 지르코니아는 물성이 안정적이어서 웬만한 산처리로는 끄떡도 하지 않는다. 레진과의 결합력을 높이는 Silane을 바르려 해도 세라믹 자체가 실리카를 함유하지 않아 소용이 없다. 이때 등장한 것이 지르코니아 표면처리다. 기공과정에서 Silica layer를 얇게 뿌리거나 표면처리를 얼기설기 곰보처럼 만들거나 하는 등 여러 방법들이 동원되고 있다. 현재까지 가장 입증된 방법은 지르코니아와 화학적 결합양상을 보이는 MDP를 함유한 레진 시멘트를 사용하는 것이다. 일반 bis-GMA 계열의 시멘트를 사용한다면 역시 MDP 성분이 들어간 지르코니아 프라이머로 전처리를 한 후 적용할 수 있다.

보철물 처리 시 등장하는 에칭 성분 불산 vs 인산
보통 임상에서 헷갈리는 것이 어떤 에칭을 사용할 것인가다. 에칭 처리 시 두 가지 성분이 등장한다. 인산(Phosphoric acid)과 불산(Hydrofluoric acid)이다. 인산은 법랑질과 상아질에 사용하며, 불산은 보철물 소재에 사용한다. 라미네이트나 인레이처럼 불산처리를 해서 접착하는 세라믹은 실리카를 함유하고 있다. 이 실리카 성분이 가수분해되면 H+ 이온을 내어줄 수 있다. 이때 Silane 처리를 하면 가수분해된 Silane이 OH-를 내줌으로써 보철물과 레진 간 결합을 이루게 된다. 단, 이 과정에서 물이 생성된다.

Silane 역할을 주목해야 하는 이유
Silane은 Bifunctional molecule이라고 불리는 화학적으로 활성화되면 반응할 수 있는 부위를 양쪽에 갖고 있다. 한 팔은 무기물인 실리카와 연결될 수 있고 다른 팔은 유기물인 Methacylate와 붙는다. 실리카가 주성분인 세라믹을 레진시멘트로 붙일 때늘 Silane 처리를 하는 것도 같은 이유에서다. Silane은 소수성이어서 시적 전 적용하면 보철물이 타액 등으로 오염되지 않는다. 불산은 친수성이다. 불산 에칭 후 바로 시적하면 타액이 달라붙는다. 라미네이트를 할 때 반드시 기공소에서 소수성, 즉 Silane 처리를 했는지 또는 친수성, 즉 불산에칭만 했는지 확인할 필요가 있다. 만약 불산처리만 한 경우라면 시적 전에 Silane처리를 해야 한다.

 

주요 수복소재별 성공적인 접착 처리법
글라스 세라믹 수복물의 접착방식은 불산에칭 후 실란처리 
일반적인 세라믹 수복물이라면 내면에 불산처리를 하게 된다. 불산 농도에 따라 처리 시간이 달라진다. 보통 4%의 저농도 불산(HF)은 4분, 고농도인 9.5%는 처리 시간이 1분 30초 정도로 처리한다. 앞서 언급한 대로 일부 인산처리를 하기도 하는데 인산은 보철물 내면을 청소하는 역할에 그칠 뿐 결합력을 증가시키지는 못한다. 세라믹에 불산 에칭을 하면 친수성이 높은 상태가 된다.
이때 접착제나 레진을 바로 적용하면 친수성이 된 보철물 내면과 레진이 잘 붙지 않는다. 따라서 표면을 레진과의 결합력을 높일수 있도록 소수성(Hydrophobic)으로 만들기 위해 Silane을 얇게 발라준 후 시적한다. 다만 실란 처리 후에는 세라믹속 실리카와 Silane이 반응해 물이 생성되므로 반드시 수분을 제거해줘야 한다. 보철물이 기공소에서 도착하자마자 먼저 Silane처리를 하면 충분한 Silane 효과를 볼 수 있다. 시적 후, 초음파 세척을 한후 레진시멘트를 적용한다.

모노리틱 수복물의 접착 방식은 시적 전 실란 처리
대표적인 모노리틱 소재인 리튬디실리케이트 역시 불산으로 에칭한다. 불산과 Silane처리를 하면 결합력이 증가한다. 개원가에서는 보통 불산처리된 기공물을 시적 후 에어시린지나 초음파 세척을 하고 나서 Silane 도포 후 셋팅하게 되는데 이 경우 불산처리 내면은 친수성 상태가 되어 구강 내 타액 등과 결합하며 타액 오염은 세라믹 보철물과 레진 간의 결합을 약하게 한다. 따라서 시적 전에 항상 Silane 처리후 헤어드라이 등을 이용해 충분히 건조시킨 후 진행하는 것이 바람직하다. 대표적으로 e.max 같은 수복물은 충분한 치질, 충분한 보철물 두께, 적합도와 유지력이 좋은 경우, 셀프어드히시브 레진 시멘트 사용이 가능하다. 다만, 전통적인 레진 시멘트에 비해 상대적으로 낮은 강도와 결합력을 나타낼 수도 있다.

하이브리드 수복물의 접착 방식은 주성분에 따라 불산처리와 샌드블라스팅
하이브리드 블록은 크게 세라믹을 기반으로 한 블록과 레진을 주 기반으로 한 제품들로 구분된다. 세라믹 기반 하이브리드 소재는 기본 스캐폴드가 글라스 세라믹이라서 불산과 Silane 처리가 효과적인 반면, 콤포지트 블록은 샌드블라스팅 처리가 결합력 확보에 더 효과적이다. Silane 처리 여부는 결합력에 큰 차이를 만들지 않는다. 레진 인레이 내면의 경우도 샌드블라스팅 처리로 내면에 기계적 유지력을 확보시키는 것이 바람직하다. 이후 초음파세척을 하는 것이 좋다. 

지르코니아 수복물 접착 시 우선적으로 고려할 사항
지르코니아는 Phosphonic과 결합반응을 한다. 보통 지르코니아에 사용되는 목적으로 시판되는 Coupling agent들은 Phosphonic 성분을 함유하거나 레진시멘트 자체가 Phosphate monomer를 함유하기도 한다. Panavia가 처음 적용했던 MDP는 Phosphate monomer의 한 예로 셀프어드히시브 레진 시멘트 제품들은 Phosphate-based monomer를 함유하고 있다. Phosphate와의 반응이 지르코니아 Bonding의 핵심이기 때문에 혹시라도 접착술식에 사용하는 35~37% 인산(Phosphoric acid)으로 수복물을 세척하면 안된다. 세척 후 혹시라도 인산 이온이 남아있다면 먼저 반응해 버릴 수 있기 때문이다.

 

지르코니아 수복물의 접착에 관한 주요 쟁점들

지르코니아 보철물을 장착할 때 어떤 방식으로 어떻게 처리해야 가장 효과적인 결합력을 확보할 수 있는지가 주요 이슈가 되어왔다. 즉, 지르코니아 접착 여부, 표면 처리 방식, 에칭이 되는지, 샌드블라스팅의 영향 등에 대해 논란이 지속되어 왔다.

- 접착이 필요한가?
필요할 수도 필요하지 않을 수도 있다. 지르코니아 보철물에서 접착이 필요한 경우는 보통 강한 유지력이 필요한 경우이다. 예를 들면, 임상 치관 길이가 2㎜ 미만으로 짧거나 또는 프렙 테이퍼 각도가 큰 경우, 프렙량이 부족해 수복물 두께가 얇아질 경우, 수복물 물성을 보완해야 하는 경우등에서 접착력 강화를 위해 레진 시멘트를 사용한다. 지르코니아의 두께가 충분하고 적합도와 유지력이 좋은 경우에는 RMGI 시멘트 사용도 가능하다. 지르코니아 보철물 접착 시 레진 시멘트를 사용해야 한다면 MDP 성분이 함유된 지르코니아 전용 프라이머를 사용해 지르코니아 보철물의 결합력을 높일 수 있다.

- 에칭되는가?
에칭은 가능하다. 강산 성분을 이용한 에칭법들이 다수 소개되고 있다. 다만 전용장비 등을 이용해야 하고 취급 시 주의가 필요하다. 더구나 지르코니아에 자극을 가하면 저온열화 현상을 야기하는 상변이 우려가 있어 바람직하지 않을 수도 있다. 오히려 샌드블라스팅법이 좀 더 효율적이다.

- 샌드 처리를 어떻게 하는 것이 좋을까?
초창기와 달리 지르코니아 샌드블라스팅은 필수가 되고 있다. 다만 어느 정도의 압력과 입자로 할 것인가가 관건이다. 지르코니아는 샌드 입자가 굵을수록 상변이가 발생, 강도가 약해진다. 폴리싱은 시간이 걸리더라도 가는 다이아몬드 등으로 휘니싱하는 것이 바람직하다. 지르코니아 샌드블라스팅은 50㎛의 Al2O3로 2~3bar로 20 초간, 1~2㎝ 간격을 두고 60도 각도로 실시한다.

어떤 시멘트와 본딩을 선택해야 할까?
디지털 보철물에 적용하는 시멘트는 전통적인 레진 시멘트, 셀프어드히시브 레진 시멘트, RMGI시멘트, 광중합형 레진 시멘트를 꼽을 수 있다. 물성면으로만 본다면 압축강도, 인장강도, 본딩력 등 모든 물성에서 레진시멘트>RMGI>GIC>폴리카복실레이트>ZPC 순으로 레진시멘트가 압도적으로 유리하다. 다만 임상 상황에 따라 다음과 같이 적용해 볼 수 있다. 프렙 치아의 테이퍼가 8, 10, 12도미만으로 작고 장축 높이가 긴 경우(3,4㎜)에는 전통적인 시멘트를 사용하면 된다. 각도가 큰 경우(16도, 20도)에는 셀프어드히시브 레진시멘트, 20도 이상의 경우 본드+레진시멘트, 만약 장축 높이가 2㎜ 정도인 경우, 각도가 작은 경우는 본드+레진시멘트를 사용한다. 일반적인 테이퍼와 길이를 갖는 경우, 셀프어드히시브 레진시멘트로 충분하다.


마치며
수복치의학에서는 이제 합착(Luting, Cementation)과 접착(Bonding) 간의 경계가 불분명해지고 있다. 실리케이트 세라믹류는 불산 에칭 후 Silane 처리 후 수분을 제거한 다음 시적한다. 이때
전통적인 레진시멘트가 내구성면에서 권장된다. 지르코니아는 샌드블라스팅 조건을 살피고, MDP 성분이 함유된 다양한 시멘트와 본딩제의 조합을 고려해 볼 수 있지만 일반적인 임상상황이라면 셀프어드히시브 레진시멘트로도 충분한 결합력 확보가 가능하다. 임상에 적용가능한 다양한 셀프어드히시브 레진시멘트를 포함한 레진시멘트들과 본딩제의 선택시 어떤 제품을 고려할지 다음과 같은 가이드라인과 적용법을 살펴보자. 아울러 시중에 출시된 주요 제품들을 다음 표에서 살펴보자.  

 주요 수복소재별 시멘트 선택 가이드라인(출처: Clinical Guidelines & Tips)
 주요 수복소재별 시멘트 선택 가이드라인(출처: Clinical Guidelines & Tips)
지르코니아 보철물을 위한 셀프어드히시브 레진시멘트 적용법(출처: Clinical Guidelines & Tips:한국접착치의학회, 한국3M)
지르코니아 보철물을 위한 셀프어드히시브 레진시멘트 적용법(출처: Clinical Guidelines & Tips:한국접착치의학회, 한국3M)

*다음 표는 시중에 출시된 주요 셀프어드히시브 레진시멘트/RMGI/레진 시멘트 제품군을 나타내고 있다(제품 출시 기준).

*다음 표는 시중에 출시된 주요 프라이머와 본딩시스템을 나타내고 있다(제품명 알파벳 기준).

 

    


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