38 INSIDE DENTAL TECHNICIANS | NOV 2014

› TechEdge

Industry

Fig 1. 금 수복물.

Fig 2. 치료 전 정면사진.

Fig 3. 리튬 디실리케이트 하부구조에 비니어링한 세라믹 수복물을 장착한 후의 정면사진.1

2 3

밀링재료의 확장시장에 새로운 재료가 출시되면서 환자관리의 옵션이 증가하고 있다 By Gregg Helvey, DDS, MAGD

치과 재료 기술 중에 유일하게 변하지

않는 것은 금이다(그림 1). 이 재료는

치과에서 가장 오래된 역사를 가지고

있고, 먼 과거로 돌아가 피라미드가 건

축된 시기부터 사용됐으며, 다른 수복

재료들은 더 이상 사용할 수 없거나 물

리적 성질을 향상시키기 위해 변형돼

왔다. 치과에서 가장 처음으로 사용된

세라믹(장석 유리)은 간격이 불규칙하

고, 비결정구조를 가지고 있으므로 불

투명도와 굴곡강도는 낮고 투명도는

높다. 이 세라믹은 주로 더 강한 하부구

조와 융합된다. 거기서부터는 유백광,

형광, 셰이드와 같은 옵티컬 이펙트를

통제하고 강도를 높이기 위해 다양한

필러입자가 유리 매트릭스에 첨가된

다. 필러는 기계적으로 유리에 첨가되

거나 크리밍이라는 특수 열처리를 통

해 유리 안에서 자라게 해서 유리에서

직접 유래된 크리스탈의 성장을 돕는

다. 필러로 처음 사용된 크리스탈 미네

랄은 바로 백류석(leucite)이다. 세라믹

분류에 따라 특정한 물리적 성질을 만

들어내기 위해 다양한 필러들이 사용

돼 왔다. 예를 들어 하석(nepheline), 조

장석(albite), 알루미나(alumina), 마그

네슘 알루미네이트 스피넬, 또는 알루

미나와 지르코니아의 혼합체가 있다.

게르마늄(germanium)은 최근에 세라

믹 조성물에 추가됐다.

짧게 요약하자면, 유리 매트릭스는

심미를, 필러는 강도를 제공한다. 그러

므로 유리 매트릭스의 용량이 클수록

수복물의 심미성은 높아질 것이고, 필

러의 용량이 커질수록 수복물의 강도

는 좋아질 것이다.

세라믹 시스템의 "리튬" 제품군리튬 기반 싱글 유닛 또는 멀티 유닛

수복물을 제작하기 위해 사용되는 올

세라믹 시스템은 여러 가지가 있다. 올

세라믹 고정성 국소의치(fixed partial

denture)의 수요가 많아지면서 개발

된 리튬 디실리케이트(lithium disili-

cate)는 1998년 IPS Empress 2(Ivoclar

Vivadent, www.ivoclarvivadent.com)로

치과 시장에 처음 소개됐다. 처음에는

IPS Empress 2가 주로 싱글 코어 또는

고정성 국소의치의 프레임 위에 비니

어링을 위해 사용됐다(그림 2, 3).

리튬 디실리케이트(IPS e.max®)는

석영(quartz), 리튬 다이옥사이드(lith-

ium dioxide), 산화인 (phosphor oxide),

알루미나, 산화칼륨(potassium oxide)

과 기타 다른 성분들로 구성돼 있다.

이와 같은 유형의 유리 세라믹은 2종

류가 있는데, 하나는 기공소에서 사용

되는 프레스용이 있고(그림 4), 다른 하

나는 CAD/CAM 밀링기에 사용되는

가공용이 있다(그림 5, 6). 리튬 디실리

케이트 CAD 블록은 부분 결정화가 돼

있다. 그렇게 되면 리튬 메타실리케이

트 크리스탈이 밀링할 때와 시적할 때

충분한 강도를 제공해줄 수 있다. 이 블

록이 제작되는 과정에서는 균일한 색

소분포를 제공하고 어떤 결함도 없는

재료를 만들어주는 유리 기술이 사용

된다. 리튬메타실리케이트 크리스탈

입자의 크기는 0.2㎛에서 1㎛까지 다

양해서 이 재료는 130㎫의 굴곡강도를

가지고 있다. 밀링이 끝나면 예비 소결

된(pre-sintered) 세라믹을 결정화한

다. 이때 입자크기가 0.5㎛에서 5㎛으

로 제어된 상태에서 성장하게 된다. 이

러한 변형과정을 통해 유리 매트릭스

상에 분산된 각기둥 모양의 리튬 디실

리케이트로 구성된 글라스 세라믹이

만들어진다. 이런 변화로 인해 수복물

의 굴곡강도는 170%가 증가해 360㎫

가 되며, 서로 맞물리는 작은 크리스탈

들의 불규칙적 배열이 리튬 디실리케

이트 수복물을 만든다(그림 7, 8).

그 다음으로 리튬 실리케이트 세라

믹(lithium silicate ceramic /Obsidian,

Glidewell Laboratories)이 "리튬" 제품

군에 추가됐다. 이 재료는 이산화규소

(silicon dioxide), 알루미늄 다이옥사이

드(aluminum dioxide), 산화칼륨, 리튬

옥사이드와 같은 기본 성분 외에 7.6%

의 산화게르마늄(germanium dioxide)

도 포함하고 있다. 산화게르마늄이 첨

가됨으로 세라믹시스템이 특별한 성

질을 갖게 되는데, 이는 광학적 성질의

증가, 주조성, 열팽창과 굴절률이다. 또

한 완전 결정화 후 결정상의 대부분이

리튬 디실리케이트가 아닌 리튬 실리

케이트로 이루어지기 때문에, 산화게

르마늄은 최종 밀도를 높여주고 결과

적으로 굴곡강도도 증가하게 된다. 이

리튬실리케이트는 풀컨투어 크라운, 3

본 전치부 브릿지, 비니어, 인레이와 온

레이에 사용된다. 제조사에 의하면, 평

균 굴곡강도는 373㎫라고 한다. 이런

세라믹 수복물을 접착시킬 때는 con-

ventional 또는 adhesive cementation

방법을 이용하면 된다.

가장 최근에는 zirconia-reinforced

lithium disilicate가 "리튬" 제품군에 추

INSIDE DENTAL TECHNICIANS | NOV 2014 39

가됐다. 지르코늄 다이옥사이드(zir-

conium dioxide)는 2000년도 초반에

처음으로 치과에 소개됐고, 비니어링

포셀린으로 레이어링하기 위한 싱글

크라운과 고정성 국소의치의 하부구

조로 사용됐다. 지르코늄디옥사이드

는 흔히 "지르코니아"로 불리고 있고,

요즘에는 풀컨투어 일체형 싱글크라

운과 멀티 유닛 일체형 고정성 국소의

치에 사용되고 있다. 또한 지르코니아

는 리튬 실리케이트 세라믹에 포함돼

ZLS 또는 zirconia-reinforced lithium

silicate 라고 불린다.

가공용 유리 세라믹은 2개의 업체

에서, Vita Suprinity(Vident)와 Celtra

Duo(DENTSPLY)라는 이름으로 판매

되고 있다.

두 제조사에서 실시한 여러 번의 내

부 조사에 의하면 ZLS는 지르코니아

(중량으로는 10%)와 결합하기 때문

에 밀링되거나 프레스된 리튬 디실리

케이트보다 물리적 성질이 더 뛰어나

다. ZLS 재료에는 지르코늄 다이옥사

이드가 매우 분산돼 있기 때문에 결정

화를 막아서 다른 올지르코니아 수복

물에 비해 높은 투명도를 유지할 수 있

다. ZLS 세라믹 블록은 유리기술(용융,

냉각, 균일핵 생성, 결정 성장)을 이용

해 만들어진 후 금속 몰드에 주입된다.

제조사에 의하면 ZLS는 평균 0.5㎛ 크

기의 균일하고 미세한 결정구조를 이

루고 있고, 이에 비해 리튬 디실리케

이트 세라믹은 평균 1.5㎛크기의 바

늘 모양 결정을 포함한다고 한다. 리튬

실리케이트에 지르코니아를 첨가함으

로 굴곡강도는 약 420㎫(16% 증가)까

지 높아진다. 제조사는 리튬 다이실리

케이트와 ZLS를 각각의 30의 쐐기모

양 시편을 만들어 Sirona MCXL 밀링

기를 이용해 밀링하고, 두 재료의 가장

자리의 안정성 차이를 보여주었다. 밀

링 후 ZLS 세라믹의 안정적인 가장자

Fig 4. 프레싱 후 스프루에 부착된 6개의 올세라믹 수복물.

Fig 5. 리튬 메타실리케이트 블록으로 밀링한 IPS e.max 세라믹 수복물.

Fig 6. 마지막 결정화 하기 전 리튬 메타실리케이스 수복물의 시적.

Fig 7. 심하게 파절된 상악중절치의 치료 전 정면사진.

Fig 8. 당일에 리튬 디실리케이트 수복물을 장착한 후의 정면사진.

6

5

4

87

리의 두께는 163㎛으로 낮았지만, 이

에 비해 리튬 디실리케이트는 275㎛으

로 나타났다고 밝혔다. 그러므로 ZLS

는 0.16㎜ 두께의 마진을 형성할 수 있

다. 그리고 밀링시간에 있어(기존과 고

속 모드 모두 포함) ZLS가 리튬 디실리

케이트보다 1~3분 더 적었다고 했다.

ZLS 는 가장자리의 안정성이 더 크기

때문에 결정화 과정에서 부가적인 fir-

ing paste가 필요하지 않지만 리튬 디실

리케이트는 온도가 높아질수록 그 자

체의 무게로 변형되고 결정화 과정 동

안 연화된다.

치과시장에 유통되는 ZLS 세라믹

은 2종류가 있다. 하나는 완전히 결정

화(fully crystllized)되서 밀링 후 소성할

필요가 없는 것이고, 또 다른 하나는

예비 결정화(pre-crystallized)된 것이

다(그림 6). 이 두 종류의 차이점은 (밀

링 후 열처리가 요구되지 않지만) fully

crystallized 형태의 굴곡강도가 200㎫

로 pre-crystallized 형태에 비해 상당

히 낮다는 것이다. 현재 두 제조사는

이 세라믹의 프레스가 가능한 버전을

개발 중이다.

밀링 가능한 금속티타늄은 기공소에서 몇 년간 밀링돼

왔고 상당한 실적을 올리고 있다. 티타

늄 외에 코발트/크롬은 밀링 가능한 금

속으로 싱글 코핑과 멀티 유닛 고정성

국소의치 금속 구조물에 사용되고 있

다. 이렇게 단단한 재료를 밀링하기 위

해서는 고가의 복잡한 장비가 필요하

기 마련이다. Amann Girrbach사는 최

근 대부분의 기공소 내 CAD/CAM 밀

링기에서 완성할 수 있는 코발트/크롬

금속구조물의 비용효과적인 제작과정

을 소개했다. 이 과정이 가능한 이유

는 예비 소결된 지르코니아를 밀링하

듯이 코발트/크롬/몰리브덴 합금이 예

비 소결된 상태로 밀링된 후 이 재료를

위해 특별히 제작된 퍼니스에 소결되

기 때문이다. 메탈은 산소가 있을 때 산

화 반응을 일으키므로 소결로(sintering

furnace) 내에서 아르곤 가스가 산소를

대체하게 된다. 아르곤으로 인해 산소

로부터 보호되는 환경 하에 이 합금에

적합한 온도프로그램이 밀링된 수복

물을 사전 계산된 최종 컨투어와 크기

로 수축시켜준다.

이 과정을 간소화함으로 치과기공소

가 시간을 줄이고 비용 효과적으로 코발

트/크롬 금속구조물을 제공할 수 있다.

Sirona사의 inCoris CC도 코발트/크

롬 합금으로 만들어진 소결 금속재료

이다. 이 재료는 지르코니아를 제작

할 때와 비슷한데, 실제보다 큰 일체

형(oversized monolithic) 수복물 또는

하부 구조물을 밀링한 후 아르곤이 있

는 퍼니스에서 소결하면 적절한 사이

즈로 압축된다. 실제보다 큰 수복물을

inLab MCXL 밀링기(Sirona)에서 습식

밀링한 후 아르곤가스가 있는 high-

speed inFire HTC(Sirona) 퍼니스를 이

용하면 10분 안에 소결이 완료된다.

Zirkonzahn 또한 Sintermetall이라는 코

발트/크롬 합금을 소개했는데, 이 재료

는 진공 상태에서 소결되기 때문에 부가

적인 소결 퍼니스가 필요하지 않다. 지

르코니아와 코발트/크롬 합금 모두 같

은 Zirkonofen 700 Vakuum (ZIrkonzahn)

40 INSIDE DENTAL TECHNICIANS | NOV 2014

› TechEdge

퍼니스를 이용해 소결할 수 있다.

DENTSPLY사에서도 Crypton이라

는 밀링 가능한 예비 소결된 비귀금

속 합금을 곧 선보일 예정이며, 이는

이미 언급한 밀링 가능한 코발트/크

롬 블록들과 유사하다. 이 블록은 최

종 수복물보다 10% 큰 사이즈로 밀링

한 후, 아르곤이 있는 무산소 환경에서

Multimat2Sinter(DENTSPLY) 퍼니스

에서 신터링하면 정확하게 최종 사이

즈로 줄어든다. 이 블록은 4가지 사이

즈로 제공될 예정이며 가장 작은 블록

으로는 1~2개의 크라운을, 가장 큰 블

록은 20개 이상의 많은 유닛을 제작할

수 있다.

현재 비귀금속 합금을 이용한 수복

물이 많이 사용되고 있기에 밀링 가능

한 코발트/크롬/몰리브덴 합금의 가장

큰 장점은 시간을 절약할 수 있다는 것

이다. 디지털 방식으로 디자인, 밀링,

신터링해서 균일하고, 왜곡 없고, 하중

을 받지 않는 금속 구조물을 제작하는

것이 모형 프렙, 왁싱, 매몰, 주조, 함분

리(deflasking) 하는 것과 비교해 품질

적으로 우수하고 시간도 많이 절약된

다는 것은 명백하다.

밀링 가능한 플라스틱폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)는

CAD/CAM을 다루는 치과기공소에

서 다양하게 사용되고 있는 치아색 또

는 투명한 아크릴 재료이다. 이것은 메

틸 메타크릴레이트의 합성고분자이고

1928년에 Plexiglas라는 상표로 처음

소개됐다. 치아색을 보이는 것은 주로

임시 수복물에 사용되고, 투명한 것은

세라믹을 지르코니아 프레임으로 프

레싱할 때 템플릿으로 또는 난케이스

에서 테스트용으로도 사용된다. 또한

PMMA는 폴리카보네이트에 들어있는

화학약품인 비스페놀 A(BPA)를 함유

하고 있지 않는다. BPA는 건강에 좋지

않은 영향을 미친다는 이유로 일부 국

가에서는 사용이 제한돼 있다.

밀링 가능한 재료들의 미래새로운 밀링 가능한 치과 재료들이 계

속해서 늘어나고 있고 이제 기공사들

은 수복물을 제작하는데 있어 다양한

선택을 할 수 있게 됐다. 또한 현재 치

기공학에서 디지털이 점점 더 확장되

고 있기에, 앞으로 사용자들에게 더욱

더 뛰어난 정밀도와 제작시간의 단축

을 제공해줄 새로운 재료들이 많이 개

발될 것이다.

References1. Helvey GA. A history of dental ceramics. Compend Contin Educ Dent. 2010;31(4):1-3.2. Kelly RJ. Dental ceramics: what is this stuff anyway? J Am Dent Assoc. 2008;139(suppl 4):4S-7S.3. Helvey GA. Classification of Dental Ceramics: An understanding of dental ceramic classifications enables the clinician to provide the optimum in strength and esthetics. Inside Dentistry. 2013;9(4):62-80.4. Fasbinder DJ, Dennison JB, Heys D, Neiva G. A clinical evaluation if chairside lithium di-silicate CAD/CAM crowns. A two-year report. J Am Dent Assoc. 2010;141(suppl 2):10S-14S.5. Castillo R, inventor; James R. Glidewell Dental Ceramics Inc., assignee. Lithium silicate glass ceramic and method for fabrica-tion of dental appliances. United States patent US7892995. February 22, 2011. 6. Helvey GA. Chairside CAD/CAM. Lithium-disilicate restoration for anterior teeth made

simple. Inside Dentistry. 2009;5(10):58-67. 7. Tysowsky G. The science behind lithium di-silicate: Today’s surprisingly versatile, esthetic and durable metal-free alternative. Oral Health Journal. 2009;March:93–97.8. El-Meliegy and R. van Noort. Glasses and Glass Ceramics for Medical Applications. New York, NY: Springer; 2012:209-218.9. IPS e.max® lithium disilicate: The Future of All-Ceramic Dentistry. Amherst, NY: Ivoclar Vivadent; 2009:1-15. 10. Fasbinder DJ. Chairside CAD/CAM: An overview of restorative material options. Inside Dentistry. 2012;8(5):58-65.11. Völkel T. Accuracy of fit of all-ceramic res-torations. Report: Research and Development Ivoclar Vivadent AG. 2006;16:23-26.12. Noack DF. CoCr-Revolution. Dental Dialogue. 2012;13:2-5.13. Plexiglas Triumphs. Rohm and Haas. 2012. Accessed January 30, 2014. http://archive.is/6oWT.

Gregg Helvey, DDS, MAGD는 Richmond, VA에 위치한 Virginia Commonwealth University 치과대학의 겸임 부교수이고 Middleburg, VA에 개인 치과를 운영하고 있다.

NON BERYLLIUM 포세린 메탈

산화막이 가장 적다흐름성이 좋아 주조가 용이하다

가격이 저렴하다

CHROME COBALT 파샬 메탈

ZAIRE는 니켈 베릴륨이 전혀 포함되지 않은 생체 친화적 제품입니다

NICROMED ZAIRE

TEL. 02)776-9959대성치재(주) 서울시 중구 순화동 151 포스코더샵 B동 403호

Healthy Choice! Esthetic Choice!