지르코니아의 다양한 표면처리에 따른 지르코니아 표면 특성 및 지르코니아 코어와 베니어 세라믹 사이의 디본딩 크랙 개시 강도 (Zirconia surface properties and de-bonding/crack-initiation strength between zirconia core and veneer ceramics according to the various surface treatments of zirconia)

서지정보

· 발행기관 : 대한치과재료학회
· 수록지 정보 : 대한치과재료학회지 / 51권 / 4호 / 177 ~ 187페이지
· 저자명 : 손원배, 권재성

초록

근래 지르코니아와 베니어 세라믹 사이의 결합력 개선을 위해 많은 연구가 이루어지고 있으며, 이러한 결합 메커니즘을 최적화하기 위해 물리/화학적 표면처리방법을 적용하였다. 본 연구의 목적은 지르코니아 표면의 다양한 표면처리에 의한 베니어 세라믹과 지르코니아 코어 사이의 결합력을 비교하고 효과적인 표면처리 방법을 제안하는데 있다. 지르코니아 블록을 동시 5축 장비로 가공한 후 소결하고 표면 거칠기와 접촉각 측정 및 표면 관찰을 위하여 20.0 mm×15.0 mm×5.0 mm의 시편을 45개 제작하였다. 또한 ISO 9693-2에 의거하여 디본딩/크랙 개시강도 실험을 위한 시편을 25.0 mm×3.0 mm×0.5 mm 크기로 30개 제작하였다. 모든 시편은 임상에서의 방법과 같이 abrasive stone point를 사용하여 35,000 rpm 속도로 좌우 왕복 50회에 걸쳐 연마를 시행하였다. 1군은 아무 처리도 하지 않은 군(Control), 2군은 alumina sandblasting 처리군(AS), 3군은hydrofluoric acid etching 처리군(HE)으로 나누었다. 준비한 시편은 표면 거칠기와 접촉각을 측정하였고, 전자현미경으로 표면을 관찰하였다. 디본딩/크랙 개시강도 실험을 위해 처리된 3종의 지르코니아 시편의 중앙부에 8.0 mm×3.0 mm×1.1 mm 길이로 이장재와 베니어 세라믹을 축성하고 소성한 후 결합강도를 측정하였다. 표면거칠기(Ra), 접촉각 및 디본딩/크랙 개시강도 측정값은 SPSS 통계 프로그램을 사용하여 일원분산분석(One-way ANONA test)을 하였고 다중비교검정(Tukey’s multiple comparison test) 사후분석을 시행하였다 (p<0.05). 실험 결과 거칠기는 대조군에서 (0.60±0.08) µm, AS군에서 (0.56±0.06) µm이었으며, HE 군에서(0.47±0.07) µm로 나타났다. 대조군과 AS군 사이에 유의한 차이가 없었으며(p>0.05), HE군은 대조군 및 AS 군과 각각 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 접촉각은 대조군에서 (75.93±2.98)°로 가장 큰 값을 나타냈고 AS군에서 (41.54±1.27)°, HE군에서 (2.68±1.22)° 순서로 낮은 값을 보였다. 모든 그룹들 간에서 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 표면 관찰에서 대조군은 연마형태가 그대로 노출된 표면형상을 보였으며 매우 거친 표면으로 분석되었다. 하지만 AS군은 알루미나 입자의 충돌에 의해 abrasive stone point의 연마자국이 모두 소실되며 표면 거칠기가 감소한 형태를 나타내었다. HE 군은 연마면의 가장 높은 끝단은 모두 용해되었고 미세한 구멍이 형성된 형상을 나타내었다. 마지막으로 지르코니아와 베니어 세라믹과의 디본딩/크랙 개시강도는 대조군에서 (20.63±6.25) MPa, AS군에서 (21.50±3.41) MPa, HE군에서 (22.00±3.15) MPa 로 나타났으며, 모든 그룹들 간의 유의한 차이는 보이지 않았다(p>0.05). 이상의 결과로 지르코니아의 다양한 표면처리는 지르코니아 표면의 거칠기와 접촉각에 영향을 미칠 수 있음을 확인할 수 있었다. 하지만 이장재를 사용하는 경우 지르코니아와 베니어 세라믹간의 디본딩/크랙 개시 강도는 대조군과 실험군 사이에 유의차를 보이지 않았다. 이것은 이장재가 지르코니아 표면 거칠기와 접촉각 변화와 같은 물리적인 표면특성과 관계 없이 두 세라믹간의 결합력에 영향을 미치는 것으로 사료되었다. 따라서, 이장재를 사용하는 경우, 임상에서 사용되는 abrasive stone point의 연마만으로도 지르코니아와 베니어 세라믹간의 충분한 결합력을 얻을 수 있으므로 추가적인 샌드블라스팅과 산부식이 불필요할 것으로 사료된다.

영어초록

Recent research has focused on enhancing the bond strength between zirconia and veneer ceramics through various surface treatment methods aimed at optimizing their coupling mechanism. This study aimed to assess the effects of different zirconia surface treatments on bond strength with veneer ceramics and to identify an effective treatment approach. Zirconia blocks were processed using a 5-axis milling machine and sintered to create 45 specimens for testing surface roughness, contact angle, and morphology, and 30 additional specimens for a de-bonding/crack-initiation strength test in accordance with International Standard ISO 9693-2. Specimens underwent grinding with an abrasive stone point to simulate clinical procedures, which were then divided into three groups: control (ground surface), sandblasted, and hydrofluoric acid etched. Measurements of surface roughness and contact angle were conducted, and surface morphology was observed using scanning electron microscopy (SEM). De-bonding/crack-initiation strength was evaluated after layering and firing veneer ceramics onto the specimens. Results showed no significant difference in de-bonding/crack-initiation strength across all groups (p>0.05). However, significant differences were found in surface roughness and contact angle, with the hydrofluoric acid etched group showing the greatest changes in surface characteristics. Despite these modifications, the overall impact on mechanical bonding strength was minimal, suggesting that the liner application alone on the ground zirconia surface might suffice for achieving adequate bonding with veneer ceramics. This indicates that while surface treatments can alter physical properties, they do not necessarily translate to improved mechanical bond strength.

참고자료

· 없음