지르코니아 ‘제2의 르네상스’ 도래한다
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지르코니아 ‘제2의 르네상스’ 도래한다
  • 하정곤 기자
  • 승인 2012.04.26 18:30
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CAD/CAM 보편화로 활용 범위 및 수요 증가, 장밋빛 전망수입산과 품질 차이 거의 없어…저가 중국산은 해결 과제

Why 지르코니아? 심미성과 강도 충족
지르코니아가 국내에 처음으로 선보인 시기는 대략 2000년대 초반인 것으로 알려졌다.
단기간에 지르코니아가 인기를 끌 수 있었던 비결은 무엇일까?
여러 가지가 있겠지만 큰 관점에서 보면 우선 심미성과 강도, 두 가지를 충족시킨 때문이라고 할 수 있다.
특히 한국 지르코니아 블록 시장은 강도를 중요시하는 외국에 비해 심미성을 상대적으로 더 강조하는 경향이 있다.요즘 환자들은 치아의 기능적인 점 못지 않게 심미성을 상당히 중요시 여긴다. 외적인 아름다움 추구에 그만큼 많은 노력을 기울인다.
하지만 지속적인 금값 상승은 환자에게 부담스러운 데다 금은 심미성이 상대적으로 떨어지기 때문에 지르코니아가 최고의 대안으로 떠올랐다.
지르코니아 강도는 보통 1200mpa로 인세람보다 강하다. 이는 금에 필적하는 강도이며 파괴인성 또한 기존의 올 세라믹 소재에 비해 2~3배 높은 수준이다.

최근 급상승한 금가격 때문에 더 선호
사람의 시야에서 보이는 앞니는 심미성 때문에 거의 지르코니아가 대세라고 할 수 있다.
하지만 치아의 사각지대라고 할 수 있는 어금니는 다른 보철물도 호응을 얻고 있지만 아직까지도 금을 상대적으로 선호하는 경향이 많다.
이는 바로 강도 때문으로 어금니의 경우는 딱딱한 음식을 섭취하더라도 아무 문제 없을 정도로 치아가 단단해야 하지만 지르코니아의 경우는 깨질 가능성이 있다.
따라서 일반 치과에서는 어금니 보철을 할 때 지르코니아를 환자에게 추천하지 않는 경우가 대부분이다.
덴타임의 고재일 과장은 “지르코니아가 국내 시장에서 본격적으로 인기를 모으게 된 시기는 3~4년 전”이라며 “여러가지 이유가 있겠지만 금 가격이 급격하게 인상된 것이 가장 큰 원인이라고 생각한다”고 말했다.
이어 “가격이 금 보철보다 더 저렴한 데다 품질 차이 또한 크게 없기 때문에 지르코니아에 대한 수요가 늘어나기 시작했다”고 덧붙였다.
물론 치과마다 다르겠지만 지르코니아 가격은 금 보철 가격의 80% 수준으로 환자가 만약 여러보철을 할 경우 부담해야 할 비용은 만만치 않다고 할 수 있다.

지르코니아용 파우더와 풀 크라운용 지르코니아
현재 지르코니아는 크게 두가지로 나눠진다. 지르코니아용 파우더를 만들어 지르코니아를 코핑으로 사용하는 것과 프레타우 블록처럼 세라믹을 올리지 않고 지르코니아만으로 풀 크라운을 제작하는 방법이다.
지르코니아 풀 크라운은 풀 크라운 자체를 깎을 수 있는 장비가 필요하다. 또한 치아에 어두운 부분, 밝은 부분 등을 재현할 수 있도록 지르코니아를 소결시키기 전에 각 부분별로 색을 낼 수 있는 특수한 전용 컬러 리퀴드 및 전용 글레이즈 등이 있어야 한다.
먼저 지르코니아 풀 크라운을 만들려면 전용 재료 및 스테인 그리고 글레이즈 등을 구비하고 있는 지부터 살펴봐야 한다.
지르코니아 풀 크라운 블록과 색을 재현할 수 있는 여러 전용 재료 등을 준비했는지가 중요하다. 만약 유사품이라면 풀 크라운을 깎을 수는 있겠지만 색을 재현하기는 힘들다.

국산 지르코니아 수입산과 품질 대등
과거에는 국산 지르코니아가 수입산에 비해 품질이 다소 떨어진다는 평가를 받았다. 하지만 이제는 품질면에서 거듭 향상, 수입산과 거의 대등하다는 소리를 듣고 있다.
초창기에는 국산 블록이 잘 깨지고 수축이 많은 편이라 가공되어 나온 수치와 소결 후 수치가 제대로 안 맞는 등의 문제가 있었지만 기술의 발전으로 요즘에는 그런 문제를 거의 발견하기 힘들다고 한다.
오경식 하스 과장은 “과거에는 지르코니아 블록의 경우 수입산이 대부분이었고 국산 품질은 이에 미치지 못했다”며 “하지만 점차 업그레이드되면서 이제는 엇비슷한 수준에 이르고 있다”고 설명했다.
시장에서 차지하는 비율 역시도 예전에는 수입산 비중이 압도적으로 많은 편이었지만 차이가 서서히 좁혀지면서 역전, 현재는 국산이 약간의 우위를 점하고 있는 것으로 파악되고 있다. 즉 국산과 수입산 간 품질 차이는 거의 없는 것으로 볼 수 있다.

인증 안 받은 저가 중국산 암암리에 유통
아직 정확한 통계는 없지만 업계 관계자들의 말을 종합하면 국산과 수입산이 시장에서 차지하는 비중은 6:4 혹은 7:3 정도인 것으로 파악되고 있다.
하지만 중국산을 수입산에서 제외할 경우 국산의 비중은 훨씬 더 높아진다고 할 수 있다.
특히 지르코니아에 대한 수요가 증가하면서 블록을 생산하는 업체가 늘어나고 무허가 블록까지 시장에 떠돌고 있다. 그만큼 지르코니아 인기가 높다는 방증이다.
익명을 요구한 업체 관계자는 “중국산도 형식적인 의미로는 수입산이 맞다고 할 수 있다”며 “하지만 일반적으로 수입산의 품질이 국산과 최소한 비슷하거나 더 낫다고 보면 업계 관계자들은 중국산을 수입산에서 제외하는 경우가 많이 있다”고 말했다.
이 관계자는 “특히 국내에서 인증을 제대로 받지 않은 저가 중국산 지르코니아 제품도 암암리에 유통되고 있는 것으로 알고 있다”며 “하지만 전체 시장에서 어느정도 차지하는지 통계 조차 없어 그 규모는 파악할 수 없다. 정확한 통계는 없지만 최소 10%에서 20% 정도 되는 것으로 알고 있다”고 털어놓았다.
지르코니아 제품이 앞으로 더욱 성장하기 위해서는 품질이 떨어지는 중국산 제품이 시장에 유통되지 못하도록 제도적인 장치가 더욱 강화돼야 할 것으로 보인다.

좋은 지르코니아 블록-일정하고 안정적인 수축율 보장돼야
좋은 지르코니아 블록은 과연 어떤 조건을 갖춰야 할까?
강도도 중요하겠지만 우선 일정하고 안정적인 수축율이 보장되어야 한다. 아울러 시스템 및 tool의 가공특성에 맞게 생산되었는지 등도 살펴봐야 하며 제품의 균일한 품질을 보장할 수 있는 KGMP, FDA, CE 등의 국가공인인증을 획득한 제품인지 제조원은 품질관리시스템이 구축되어 있는지를 확인하는 것도 필요하다.
아울러 자신이 사용하는 CAD/CAM 시스템과 호환이 가능한 지도 살펴봐야 한다.
무엇보다 사용자는 각각의 시스템에 최적으로 맞는 지르코니아 블록을 선택해서 사용하는 것이 낫다.

지르코니아의 물성표

화학성분: ZrO2 and Y2O3 3 mol%
HfO2<2%Al2O3+SiO2<1%
밀도,gcm-3 >6.0
다공성, % <0.1
굴절력, Mpa 900-1200
압축강도, Mpa 2000
파절강도, Mpa m1/2 7-10
열팽창계수, K-1 11×10-6
온도전도율, WmK-1 2
빅커경도, Gpa 12

현재 국내에 지르코니아 블록을 선보이고 있는 업체들이 전용 시멘트 업체에 비해 상대적으로 많은 편이다. 시장에 출시되어 있는 관련 제품들을 살펴보자.

세라큐브가 수입 및 판매하는 Glidewell(미국)의 BruxZir™는 포세린 오버레이 과정이 필요없는 풀 지르코니아 크라운에 사용되는 지르코니아 블록이다.
PFM이나 풀캐스트 메탈 수복물을 대신해 사용할 수 있는 제품으로 강도가 매우 높고, 파우더 없이도 뛰어난 투명도를 자랑한다. 일본 Tosoh사에서 생산하는 최고급 일본산 지르코니아 파우더를 원료로, 화학적·물리적으로 입자를 극소화해 제작했다.
BruxZir™는 일반적인 고압력 밀링 블랭크 제조품과 달리 낮은 압력에서 제작하며, 크라운, 브릿지, 임플란트, 인레이와 온레이 시술 등에 적용할 수 있다.
occlusal/lingual 메탈 캐스트 case를 대신해 사용 가능하다. 강한 내구성을 가지고 있어 자연치가 파손된 환자, 오래된 PFM 보철물을 사용하고 있는 환자, 이갈이 환자, 교합간격이 한정적인 환자에게 이상적이다.

덴츠플라이코리아가 수입 및 판매하는 Cercon Zirconia는 Cercon? base, Cercon? base disk, Cercon? ht 등이 시장에 나와있다.
이들은 하나의 제품군으로 Cercon? base disk, Cercon? ht 등이 최신 전용 블록이다.
Cercon? base는 2002년 국내에 출시된 Cercon? Brain CAD/CAM 장비 전용 블록으로 서울대, 연세대, 경희대, 국군 수도병원 등 전국 약 30개 대형 병원에서 Cercon? CAD/CAM으로 운용되고 있다.
또한 임플란트 상부 구조물 및 Ceramic Core 제작이 가능하다.
Cercon? base disk는 2011년 새롭게 출시된 Cercon Brain Expert 전용 지르코니아 디스크로 기존 White, Colored 두 가지 색상에 Medium, Light, HT(High Translucent)의 세 가지 색상을 추가했다.
Cercon? ht는 새로운 시대의 지르코니아로 지르코니아 성분 내의 불완전 물질인 산화 이트륨을 안정화시킨 지르코니아 재료이며 극소량만의 alumina를 첨가하여 투명도를 증가하면서도 더욱 강해진 강도를 구현했다.

3M의 Lava Frame™ Crown & Bridge는 현재 나와있는 블록중 투명도가 가장 좋으며, 최고의 강도를 가지고 있다.
바코드로 처리되어 있어, 진품인증 후 사용이 가능하고, 지르코니아의 수축율을 표시하여 그에 맞게 디자인할 수 있다. 특유의 이온용액으로 염색하여 보다 자연스러운 치아형태를 나타낼 수 있다.
총 7개 Shade 염색이 가능하며, Lava CAD/CAM 장비에서만 사용할 수 있다.

신구덴탈이 수입 및 판매하는 Noritake KATANA Zirconia Block은 우수한 적합도가 특징으로 종래의 소결 또는 가소결 블록이 아닌 무소결 블록(생블록)이므로 일정하고 안정적인 소성수축률과 뛰어난 적합도가 특징이다. 아울러 총 9색의 shade가 블록 자체에 함유된 완전 착색 컬러블록으로 모든 shade 커버가 가능하다.
특히 염색이나 딥핑 등의 과정을 통해 shade를 재현할 필요가 없으며 프레임 조정시에도 색조에 변화가 없어 화이트라인이 나타나지 않는다.
또한 Bar 타입 블록이므로 밀링 후 남은 블록은 케이스에 따라 재사용이 가능하고 본딩재를 이용하여 블록을 홀더에 장착하므로 쉽고 편리 경제성이 용이하다.

하이덴탈이 수입 및 판매하는 Translucent Zirconia(build up용 normal Zirconia), Prettau Zirconia(Zirconia full crown & build up용)는 지르코잔의 블록 제조 기술이 낳은 세계적인 제품으로 용도 및 투과도를 기준으로 두 종류로 구성되며 높이별로 다양하게 선택이 가능하다. 또한 Translucent Zirconia는 우수한 물성을 갖고 있어 모든 케이스에 적용 가능하다. Prettau Zirconia는 지르코니아의 기본 물성을 가지면서도 뛰어난 투과성을 갖고 있어 Zirconia full crown을 제작할 수 있으며 build up 작업도 할 수 있다.
특히 두 가지 combination 작업도 가능한 블록이다. Prettau는 gold crown과 PFM을 대체할 수 있으며 build up도 가능 전치부 심미보철로도 손색이 없다.

제노스타가 수입 및 판매하는 WIELAND ZENOSTAR Zr Translucent Pure, Light, Medium, Intense 블록은 밀도가 조밀하고 높아 특히 롱브릿지 및 임플란트 케이스 제작시 안정성이 탁월하다. 또한 블록의 투명도 및 투과성이 좋아 full crown 제작시 한국 사람에 맞는 자연스러운 shade를 구현한다. 아울러 탁월한 제품 품질로 특히 Wieland T1과 같은 고속 가공에 치핑없이 적용할 수 있어 밀링 시간을 절약할 수 있다.
블록 수축율이 낮아 브릿지 제작시 안정적이며 같은 사이즈의 다른 블록보다 더 많은 양을 밀링할 수 있다. 윌랜드 칼라링 리퀴드와 조화를 이뤄 탁월한 shade를 구현하며, 블록 제작시 전수검사를 하여 각각의 블록에 맞는 수축율이 소수점 네자리까지 적용되어 정밀도 및 적합도가 우수하다.

Zfx 코리아? 디에이덴탈이 수입 및 판매하는 Zfx Solid Zirconia 보철은 Zfx Smart 라미네이트, Zfx Smart Inlay/Onlay, Zfx Smart Implant Crown으로 나눌 수 있다.
Zfx Smart 라미네이트는 삭제를 최소화했으며, 기존의 라미네이트의 두께가 0.8~2mm정도인 것에 비해 Zfx Smart 라미네이트는 0.5mm정도로 매우 얇아진 것이 특징이다. 그 만큼 환자의 치아삭제 최소화가 가능하다.
특히 UtraSonic Milling Machine(동시 5축가공)에서 분사하는 (1초에 20,000~50,000회) 초음파 에너지, 일상적으로 사용하는 메탈릭 LIQUID 등을 이용한 특수 공법으로 지르코니아의 표면을 처리하면 Solid Zirconia로 제작한 Laminate 또는 Inlay/Onlay까지도 일반 Resin Cement로 접착 할 수 있다.
Zfx Smart Inlay/Onlay는 인레이 온레이 내면을 초음파 가공, 레진 세멘 사용 시 탈락을 방지하므로, 다른 인레이 삭제시와 다르게 와동 형성을 낮게 해도 된다.
Zfx Smart Implant Crown implant는 환자의 잇몸에 맞춘 맞춤형 지대주의 단점인 장기적 심미성 확보의 문제를 해결한 신개념 임플란트 보철이다.

에큐세라의 ZirBlank, ZirPremium는 CAD/CAM block, Zirconia Abutment를 국내 최초로 개발했다. 강도는 1300MPa 이상으로 Full crown, Copping, Opaque의 다양한 투광도별 제품을 갖고 있다.
특히 A 계열, B계역의 다양한 shade block을 자랑한다.

하스의 ZirtoothTM, FullusterTM(Full crown용 블록)은 CAD/CAM 및 MAD/MAM 전 시스템에 적용가능(600 여종)하다.
특히 원재료는 ISO13356, ASTM F1873-98(Standard Specification for Surgical Y-TZP)에 부합한다. 제품 물성 역시도 ISO6872, ISO13356, ISO10993 요구 물성에 부합한다.
시스템별 제품 물성은 제조사별 블록물성 차등 최적화에 초점을 맞췄으며, Fulluster는 Full Crown용 블록이다. KFDA, KGMP, FDA, CE 등으로부터 인증 및 허가를 모두 받았다.

덴타임의 Zmatch Block은 세계 최고품질의 Zirconia 원재료를 사용했으며, KGMP, FDA, CE 품질 인증을 받았다.
특히 국내 최다 생산량(누적생산량 40만개)을 자랑하는 데다 8년간(2004~현재) 다양한 임상 case를 제작한 제작 노하우를 보유했다는 것이 장점이다.
무엇보다 사용자의 case별 선택이 가능한 다양한 Block type이다.
지르코니아 Shade를 보면 Color Liquid를 이용한 다양한 Shade를 재현했으며, Coping / Full Crown 전용 Liquid는 오는 8월 출시 예정이다. 다양한 Ziroconia 전용 Build up powder와 호환이 가능하다.

지르코니아 못지않게 임상 적용시 전용시멘트도 눈길

엘리트덴탈이 수입 및 판매하는 Kuraray Medical(일본)의 CLEARFIL SA LUTING는 뛰어난 경제성을 자랑한다. 특히 SA LUTING은 2~5초만의 광조사(또는 2~4분 경과 후)만으로 잉여시멘트가 한덩어리로 쉽게 떨어진다.
현재 많이 사용되는 RMGIC 제품들과 SA LUTING를 나란히 적용한 후 잉여시멘트를 제거한다. 타사 제품들은 잉여시멘트가 부서져 잔여물을 많이 남기는 반면 SA LUTING은 깔끔하게 제거되는 것을 확인할 수 있다. SA LUTING의 접착력을 RMGIC 수준의 경제적인 가격으로 느낄 수 있다. 2~5초 정도의 광조사로 반경화된 잉여 레진 시멘트를 깔끔하게 제거, 타사 제품에 비해 화학적 냄새가 거의 나지 않아 거부감을 주지 않는다.

Kerr가 제조하고 신흥이 수입 및 판매하는 NX3(지르코니아 전용시멘트)는 덴틴, 에나멜, 캐드캠블럭, 세라믹, 포셀린, 레진, 메탈 등에 다양하게 적용할 수 있으며, 특허받은 Redox Initiator System으로 색조 안정성이 뛰어나다.
무엇보다 충분한 작업시간이 필요한 세라믹, 비너어 등은 NX3 Light Cure로 시멘팅이 가능
하고, 높은 방사선 불투과성(330%이상)과 불소방출로 2차 우식을 방지할 수 있다.

BJM LAB가 제조하고 SPS가 수입 및 판매하는 ZIRCONITE(지르코니아 전용시멘트)는 고농축 MP(Methacrylated Phosphoric)를 통한 안정된 접착력이 특징이다.
MP 성분이 다량 함유된 ZIRCONITE는 자연치의 경우 레진 시멘트와 같은 접착력의 효과가 나타나지만, 지르코니아에는 산 처리를 통한 화학적 결합의 접착력을 제공해 그 동안 문제점으로 지적된 접착 불안정 문제를 해결했다.
즉, MP성분에 의해 Primer 작용을 하기 때문에 지르코니아에 사용 시 화학적인 결합을 하므로 별도의 전처리 과정이 필요하지 않다.
그리고 마진 부위에도 적용할 수 있는 4.4?m의 얇은 두께 및 Auto mix Syringe 타입으로 직접 도포가 가능하기에 접착력에 있어 안정적이고 우수하다.

지르코니아와 각종 수복재료의 보철물 후레임웍 두께
지르코니아: 0.5mm(fractureload->2000N)
인세람 알루미나: 0.8mm(fractureload-800N)
엠프레스: 1mm(fractureload-650N)

※ 지르코니아 블록 보관 방법
1) 지르코니아 블록은 presintering 상태로 충격에 깨지기 쉽기 때문에, 충격 완충재로 포장된 상태 그대로 보관해야 한다. 매우 습한 곳을 피하고 (습도 90% 이상) 상온에 보관하는 것이 좋다.
2) 투명, 불투명 등 다양한 종류의 블록들이 있다. 한번 가공에 다 사용할 수 있다면 좋겠지만 가공 후 일부분이 남은 블록은 별도 보관하여 다른 블록과 혼용 사용되지 않도록 주의해야 한다.

※ 지르코니아 블록 보철물 제작 시 주의사항
1) Zirconia Framework 제작 시 최소 0.5mm 이상 두께로 Framework을 제작해야 한다. (0.5mm 두께 이하로 제작 시 가공 및 보철 후 구강 내에서 파절될 수 있다.)
2) Zirconia Framework 제작 시 Connector 면적은 전치부 7 ㎜², 구치부 9 ㎜² 이상을 권장한다.
3) Copping polishing시 에어터빈(air Turbine) 사용을 권장한다.(기공용 핸드피스 사용 시 열 충격으로 인한 Microcrack이 발생할 수 있다.)

다양한 형태의 지르코니아 선보일 전망
현재 전성기를 구가중인 지르코니아의 향후 전망은 어떨까?
업계 관계자들의 말을 종합해보면 대체적으로 밝은 편이다.
그 이유는 CAD/CAM 사용이 점점 보편화되면서 가공 범위 또한 넓어지고 있기 때문이다.
따라서 지르코니아는 이와 맞물려 수년 전부터 수요가 지속적으로 늘어나고 있는 추세다.
덴타임의 고재일 과장은 “지르코니아가 선택 기준의 큰 축이 될 것으로 기대하고 있다”며 “보철 선택에 있어 타 보철물을 압도할 것으로 예상한다. 무엇보다 가격 대비 만족도가 높은 편이기 때문”이라고 설명했다.
따라서 앞으로도 CAD/CAM을 기반으로 하는 지르코니아의 특성상 블록과 시멘트 등의 수요는 더 많아질 것으로 기대된다.
하지만 무엇보다 지르코니아가 한단계 업그레이드된 보철물로 확실하게 인식되기 위해서는 더욱 더 많은 임상사례와 함께 앞서 언급한 것처럼 저가 중국산 지르코니아가 국내 시장에유통되지 못하도록 제도적 장치도 함께 마련돼야 한다. 아울러 단점인 저온열화 현상 역시 해결돼야할 과제다.
그러나 그에 못지 않게 중요한 것은 차세대 보철물로 꼽히는 보철물 지르코니아에 대한 많은 관심과 연구가 끊임없이 이뤄지면 더욱 다양한 형태로 선보일 것으로 전망된다.
 


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