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지르코니아 접착의 시대
셀프-어드히시브 레진 시멘트가 주력으로 부상!
소재 특집② 지르코니아 & 하이브리드 본딩제
김영명  |  xnics@dentalzero.com
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승인 2016.11.04  14:58:29
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CAD/CAM 기반의 지르코니아 보철 제작 시대를 맞아 다양한 지르코니아 기반 보철물들이 사용되고 있다. 지르코니아의 접착은 어떻게 이루어지고 어떻게 해야 할까? 2013년 말 치아 수복물의 접착력을 강화하는 MDP 특허가 풀린 이후 시장 경쟁은 더욱 치열해지고 있다. 외산이 시장의 주도권을 잡은 가운데 일부 국산 제품들도 합류하기 시작했다. 덴포라인에서 준비한 지르코니아 기획 특집 시리즈 2편에서는 지르코니아를 중심으로 한 보철물 접착에 관한 모든 것을 살펴본다.

 

취재 김영명 기자 denfoline@dentalzero.com
 
치과용 접착제(Cement) 시장의 변화가 거세다. 과거 치과보철물 시장의 중심에서, 심미적인 요구가 강해지면서, 자연치와 비슷한 심미적인 효과를 원하는 시대적 요구와 CAD/CAM의 보급 확대에 따라 지르코니아(Zirconia)가 시장의 주목을 받았고(덴포라인 201610월호 지르코니아편 참조), 이에 따라 지르코니아 접착제도 점차 영역이 확장되고 있다.
 
지르코니아 접착의 작용 원리
지르코니아는 실리카 계열의 세라믹이 아니므로 기존 수복물처럼 에칭하지 않는다. 지르코니아 계열 세라믹 수복물의 유지력은 표면에 기계적인 요철 처리를 하거나 특수 프라이머를 이용한 어드히시브 모노머를 이용한 화학적 본딩 또는 레진 시멘트를 사용하는 방법 중에서 선택하게 된다. MDP(Methacryloyloxydecyl Dihydrogen Phosphate) 같은 산성 접착 모노머는 지르코니아계 세라믹과 잘 접착된다. 산성 모노머의 인산 에스터 그룹은 산화금속, 지르코니아계 세라믹 및 기타 다른 세라믹류에 화학적 결합을 만드므로 지르코니아 등의 접착 시에는 어드히시브 모노머가 함유된 셀프-어드히시브 또는 어드히시브 레진 시멘트를 사용하는 것이 효과적이다. 일반적인 심미수복 레진 시멘트를 사용하는 경우에는 산성 어드히시브 모노머가 함유된 세라믹 프라이머를 사용해야 한다. 특히, 지르코니아에 공기분사식 샌드블라스팅 처리나 마찰화학적인 실리카 코팅을 하면 본딩력을 높일 수 있는 것으로 알려져 있다.
 
지르코니아 접착을 위한 레진 시멘트
강도가 높은 지르코니아 보철은 통상 전통적인 시멘트로 시멘팅하거나 레진 시멘트로 본딩해 사용한다. 마진 갭을 최소화하면서 유지력을 높이기 위해서는 레진 시멘트 사용이 권장된다.
 
레진 시멘트는 크게 어드히시브(Adhesive, 접착형)와 셀프-어드히시브(Self-Adhesive, 자가접착형)로 나뉜다. 어드히시브는 다시 심미수복용과 유니버설 접착제로 나눌 수 있다. 심미수복용 시멘트는 라미네이트나 전치부에 사용하는 시멘트를 일컬으며, 유니버설용은 심미보철용 보철물을 포함한 모든 보철물을 다루는 접착제이다.
   
▲ 레진 시멘트의 분류
 
시멘트의 필수 요건
시멘트가 기본적으로 가져야 할 필수 요건은 접착 강도와 유지력이다. 접착 강도가 약해 저작 과정에서 보철물이 탈락하면 술 후 민감성과 이차 우식이 발생하고, 특히 치아삭제 부분에서 더 큰 문제가 생길 수 있다. 현재 시중에는 다양한 레진 시멘트들이 출시되어 있지만, 모든 보철물을 포함해서 지르코니아까지의 접착력이 이슈가 되고 있다. 시멘트 선택시 고려해야 할 또 다른 요인은 잉여 시멘트를 얼마나 쉽고, 완벽하게 제거할 수 있는지 여부다. 치아에 보철물을 붙일 때 시멘트를 사용하면서 시멘트가 약간은 밖으로 나오게 되는데, 이런 잉여 시멘트는 치주조직 등에 영향을 끼칠 수 있어 완벽하게 제거해줘야 한다.
 
   
▲ 어드히시브 레진 시멘트와 심미수복 레진 시멘트들의 종류(일부)
 
어드히시브, 셀프-어드히시브로 다양한 제품군
현재 시중에 판매되는 레진 시멘트들은 그 종류도 다양하지만, 지속적으로 많은 제품이 출시되고 있다. 시멘트의 사용 방법에 따른 분류로는 어드히시브 레진 시멘트와 셀프-어드히시브 레진 시멘트 등으로 구분할 수 있다. 현재 시장은 셀프-어드히시브 레진 시멘트가 시장을 주도한다고 볼 수 있다. 기존의 전통적인 레진 시멘트는 전처리가 필요하고, 최종적으로 환자의 치아에 안착할 때까지 여러 단계가 필요해서 사용이 까다롭고, 누가 작업을 하느냐에 따라 최종 결과물이 달라지기 쉬운 편이다. 그에 반해 셀프-어드히시브 시멘트는 그 하나만으로 지르코니아는 물론, 메탈, 세라믹 등 여러 가지 제품을 다룰 수 있어 국내에서는 셀프-어드히시브 시멘트 시장이 더 주목받고 있다.
국내외 레진 시멘트 시장에서는 3M ESPE, BISCO, DENTSPLY SIRONA, DMG, GC, KERR, KURARAY, VERICOM 등을 중심으로 다양한 제품들이 출시되어 있다.
 
   
▲ 셀프-어드히시브 레진 시멘트들의 종류(일부)
 
Clearfil SA luting(Kuraray)은 지르코니아에 최적화된 접착 모노머 MDP를 대량 배합하고, 수용성 중합 촉진제를 함유해 지르코니아 보철물과의 접착 강도가 강력한 제품이다. OptiBond Versa(Kerr) 메탈과 지르코니아, 세라믹과 포세린, 컴포지트 수복물의 프라이머 대체가 가능한 제품으로 피막도가 약 5이하로 낮아 Indirect 접착이 가능하다. SmartCem2(Dentsply Sirona) 셀프-어드히시브 타입으로 오토믹스 시린지 팁을 가져 체어 타임을 절약하고, 필요한 양만큼 경제적으로 사용할 수 있다. 전처리가 필요 없어 빠르고 간단하게 시술할 수 있고, 10초간 테이크 큐어(Take Cure)도 가능하다. 충분한 작업시간으로 잉여 레진 제거가 쉽고 피막도도 낮다. CHOICE 2(Bisco)는 심미수복용 레진 시멘트로 우수한 색조 안정성을 가져 시간이 지나도 변색이나 착색이 발생할 우려가 적다. 피막도가 얇아 비니어 접착에도 이상적이며 고함량 필러로 높은 압축 강도와 마모저항성을 자랑하는 광중합형 레진이다. RelyXU200(3M) 지르코니아와 화학적으로 결합해 전처리(에칭, 프라이밍, 본딩)가 필요 없고, 술후 민감증이 매우 낮다. RelyXU2003M ESPEClickerDispenser를 사용해 정확한 양을 빠르고 편하게 혼합하며, 모든 수복재료에 적용할 수 있다. G-Cem LinkAce(GC)는 혁신적인 인산염 에스더 모노머 성분으로 지르코니아에 화학적으로 접착돼 강하고 안정적인 접착력을 자랑한다. A2, A03, B01, Translucent다양한 색조를 가지며 HEMA-free 제품으로 수분흡수율도 낮아 색조 안정성이 우수하다. 미세한 필러 입자가 고르게 분포돼 CAD/CAM과 메탈프리 보철물에 합착할 때도 뛰어난 내마모성을 자랑한다. 이밖에도 국산 제품으로 U-CemPremium(베리콤)은 기존의 제품 U-Cem을 한 단계 업그레이드 한 제품으로 에칭과 프라이밍, 본딩이 필요 없는 원스텝 레진 시멘트로 강도가 높고 수분에 대한 저항성이 크며, 듀얼 큐어로 안정적인 중합이 가능하다는 평가를 받고 있다.
 
지르코니아 수복물을 위한 치아 삭제 시 고려사항
치아의 수복물이 안착되기 위해서는 우선 치아 삭제가 정확하게 이루어지는 게 필요하다. 지르코니아를 재료로 사용할 때 추천되는 삭제법으로는 교합면을 1.5~2.0삭제하는 방법이다. 이와 함께 전치부에서는 절단면 삭제량을 2.0까지 증가시키면 심미성 확보 공간을 확보할 수 있으며, 구치부에서는 교합면 삭제량을 2.5까지 늘려 자연스러운 해부학적 구조 생성이 가능하다.
   
 
 

   
▲ 지르코니아 보철물 접착 가이드라인

 
많은 기본 치아 삭제 원칙들이 모든 접착 치아 삭제와 비슷하기는 하나, 다른 치아 삭제 특성치관 내 수복과 치관 외 수복의 두 분류로 제시한다. 치관 내 수복을 위한 치아 삭제는 도재 수복은 간접법을 사용해야 하는 반면, 복합 레진 수복은 직접, 직간접, 간접법을 이용하여 전치부와 구치부에 적용할 수 있다. 직접법은 언더컷과 접착 표면 증가를 위한 표면 불규칙성을 이용하기 때문에 최소한의 치아 삭제가 가능하다. 간접 치관 내 수복(, 기공 작업된 레진 또는 세라믹)을 위한 치아 삭제 디자인은 적절한 삽입로를 위해 치아 구조(, 언더컷)의 제거, 수복물의 충분한 두께, 수복물의 와동 벽 적합, 제작 중 쉬운 삽입과 제거를 필요로 한다.
 
전용 매뉴얼 따르는 것이 키포인트
지르코니아는 그 자체만으로는 어떤 접착제를 사용해도 붙지 않는 특성이 있다. 그러므로 지르코니아를 접착시키기 위해서는 MDP라는 모노머를 첨가해야 한다. MDP(Methacryloyloxydecyl Dihydrogen Phosphate)는 일본 Kuraray에서 개발되었으나 2013년 말로 특허가 종료되면서 접착제를 생산하는 모든 업체들은 MDP를 추가한 새로운 제품을 출시하고 있다. 이에 따라 지르코니아 전용 접착제에는 MDP가 들어가 있는 제품이 강세를 보이고 있다. 이미 해외 접착제 제조사들은 기존에 판매하는 모든 접착제 제품군의 성분을 수정해 MDP를 추가해서 제품을 생산하고 있으며, 국산 제품도 MDP가 들어간 업그레이드 제품을 새롭게 내놓고 있다. 국내·외에서 다양한 접착제가 출시되면서 제품군이 다양해지고, 제품별로 접착 기술도 발전하고 있다. 제조사들은 각 접착제의 성질을 이해하지 못하고 사용법대로 작업하지 않으면 장기적으로 여러 부작용과 금기증들이 나타날 수 있다고 지적하며 사용자들이 사용 매뉴얼을 준수할 것을 절대적으로 권장하고 있다.
 
셀프-어드히시브 타입 꾸준히 성장
접착제 시장은 현재 어드히시브 레진 시멘트와 셀프-어드히시브 레진 시멘트, 두 가지로 분류된다. 접착제 시장에 먼저 뛰어든 세계의 주요 기업들은 장기적인 측면에서 보면 어드히시브 방식이 임상에 더 안정적이라고 평가하고 있다. 하지만 국내에서는 해외 시장 분위기와는 다르게 사용이 간편한 셀프-어드히시브 타입이 좀 더 우위를 점하고 있으며 이런 추세는 당분간 지속될 것으로 보인다.
 
2016년 현재 국내의 접착제 시장 규모는 연간 60억 정도로 파악된다. 아직 블록 시장에 비하면 그 시장 규모가 작지만, 블록 시장의 규모가 점차 커져감에 따라 접착제 시장도 꾸준히 늘어나는 추세다. 특히 MDP의 접착력 증가 효과가 입증된 만큼, 기존에 생산·출시된 제품에 MDP를 추가한 업그레이드 버전으로 새롭게 제품을 내놓은 것도 시장의 상승세를 이끌어낸 동력이 되고 있다. 지르코니아·하이브리드 블록과 마찬가지로 지르코니아 접착제 시장도 외산 제품을 중심으로 꾸준히 성장하고 있다. 국내 업체로는 베리콤이 선두에서 제품 개발과 자체 생산을 시작해 시장 점유율을 점차 높여나가고 있다. 점차 다양한 제품을 통한 시장 경쟁이 치열해지면서 장기적으로는 가격 경쟁력을 둘러싼 경쟁이 치열해질 것으로 예상된다.
 
지르코니아 접착제 시장의 방향
지르코니아는 기본적으로 강도가 높은 소재이다. 예전에는 지르코니아의 강도가 1000가 넘었는데, 최근에는 500~600까지 떨어졌다. 세라믹도 강도가 370까지 올라왔다. 접착제 시장이 커지면서 접착제의 본질인 접착 강도와 함께 중요시되는 특성 중 하나가 심미성으로 변색 우려가 없어야 한다. 또한, 수분 용해되지 않는 것도 지르코니아 접착제가 가져야 할 필수 요건 중 하나가 됐다.
지르코니아 접착을 둘러싼 재료 시장은 어느 분야나 마찬가지로 임상 데이터 축적이 매우 중요하다. 전 세계 레진 시멘트 등 치과 재료 시장은 수십 년의 연구 개발을 거친 글로벌 기업들이 주도하고 있다. 국내 시장에서는 이제 10여 년의 개발 경험을 보유한 국내 제조사들도 이 경쟁에 뛰어들고 있다. 국내 제조사들은 객관적인 분석을 통한 다양한 사례의 접착제 관련 임상 데이터를 만들어야 할 필요성이 높아지고 있다. 그만큼 국내에서도 지르코니아 접착제의 수요는 꾸준히 늘고 있지만, 임상 데이터는 객관적으로 검증이 가능한 축적된 자료가 아직은 많지 않다.
 
향후 접착제 시장은 지르코니아가 심미적인 측면에서 세라믹에 가까워지고, 세라믹이 강도적인 측면에서 지르코니아와 가까워질 것으로 예상된다. 업계 관계자는 접착제 재료에서 선두에 있는 이 두 재료가 서로의 접점을 찾다보면, 앞으로 2~3, 길게는 5년 이내에 새로운 접착제가 나올 것이다. 이는 하이브리드 재질은 아니면서 심미성이 좋고, 강도도 어느 정도 갖춘 신소재가 될 것이다라고 예측했다. 이와 함께 지르코니아나 하이브리드 소재와의 접착을 위한 시멘트 시스템들은 향후 셀프-어드히시브 타입 하나로 지르코니아를 비롯해 메탈 보철물, 세라믹 등 여러 가지 제품에 맞게 사용하게끔 기술이 개발될 것이며, 이에 따라 소재에 대한 선택을 할 필요가 없게 되는 변화가 일어날 것이라는 전망도 대두되고 있다.
 
   
▲ 지르코니아 보철 임상팁

 

 

CAD/CAM 기반의 지르코니아 보철 제작 시대를 맞아 다양한 지르코니아 기반 보철물들이 사용되고 있다. 지르코니아의 접착은 어떻게 이루어지고 어떻게 해야 할까? 2013년 말 치아 수복물의 접착력을 강화하는 MDP 특허가 풀린 이후 시장 경쟁은 더욱 치열해지고 있다. 외산이 시장의 주도권을 잡은 가운데 일부 국산 제품들도 합류하기 시작했다. 덴포라인에서 준비한 지르코니아 기획 특집 시리즈 2편에서는 지르코니아를 중심으로 한 보철물 접착에 관한 모든 것을 살펴본다.

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