지르코니아 코어를 이용한 색조차단 및 착색처리 조건에 따른 지르코니아 코어의 색조변화 = (A) study on the tone blocking using ZrO₂core and the effect of treatment condition on coloring of zirconia core

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The effect of zirconia core thickness on color tone blocking of discolored tooth and metal post and the effect of treatment condition on coloring of zirconia core by liquid coloring agent were studied.
First, Twenty porcelain samples and 4-metal samples were bonded to zirconia cores with different thickness with cement. The color- spectral characteristics were measured using Shadepilot equipment. Depending on the thickness of zirconia core, the value of brightness(△L*: color-spectral characteristic) was increased within limited range, whereas the value of △a* and △b* were decreased. Changes of sample color were observed depending on the thickness of zirconia, but the range of change did not exceed the scope range of shade guide. In the case of metal posts, shade guide color of D2 was observed when the thickness of zirconia core was 0.3mm, but the shade color changed to B1 when the thickness of zirconia core was 0.5mm. However, in case of porcelain, shade guide color were found to be B1 for all cases. In the conclusion, the zirconia core thickness of 0.3mm was enough for porcelain case to protect discolored tooth, whereas 0.5mm or more is recommended for metal post.
Second, Four liquid coloring agents and different dipping time, and different sintering conditions were chosen for the investigation of coloring of zirconia core. Zirconia blocks used had a density of ~50% theoretical and showed neck morphology of initial sintering stage. Measured sintered density were between 5.7 and 6.02g/cm3, therefore zirconia core samples were dense sintered body. Variety of colors from Al to C4 according to shade guide, were observed by spectro- photometer. Therefore it can be concluded that the color of zirconia core can be controlled by controlling treatment condition such as dipping time, sintering temperature, sintering time, coloring agent, and so on. Uniform microstructures were observed in all cases. Small grains on grain boundary were observed and the amount of small grains increased when coloring agent change from #1 to #4. However, the effect of small grains on the microstructure of zirconia core was negligible in this research.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 최근 심미보철 재료로 널리 사용되고 있는 지르코니아를 이용하여 색조차단 및 다양한 색조를 부여할 수 있는 가능성의 두 가지 주제에 대하여 고찰하고자 하였다.
먼저 지르코니아 코어의 두께에 변화를 주어 변색치의 색조차단 효과를 알아보고 이를 통해 양질의 보철물 제작에 필요한 지르코니아 코어의 두께를 알아보고자 하였다. 변색치 재현을 위하여 포세린 시편을 4가지의 색상으로 분류하여 20개의 포세린 시편과 5개의 금속시편을 제작한 후 그 위에 두께를 달리한 지르코니아 코어를 합착하여 지르코니아 코어의 두께에 따른 변색치 차단의 결과를 분광학적으로 분석하였다. 지르코니아의 두께가 색조의 변화에 어느 정도 영향을 미치는 것이 실험결과 확인되었다. 도재를 이용한 변색치에 합착 시 지르코니아 코어의 두께가 0.3mm 이상이면 shade guide 상으로 B1이 관찰되어 이 경우 지르코니아의 두께를 0.3mm 내외로 하는 것이 심미적으로 유리할 것으로 판단되었다. 그러나 메탈 포스트를 사용한 경우 0.3mm의 지르코니아 코어로 접착 시 shade guide 상으로 D2가 관찰되었고, 0.5mm 이상에서는 B1으로 측정되었다. 따라서 지대치의 변색정도가 치료 후 더 심해질 경우가 우려되거나 메탈 포스트를 지대주로 사용하였을 경우에는 지르코니아 코어 두께를 0.5mm 이상으로 제작하여야 할 것으로 사료된다.
다음으로 지르코니아 코어에 색조를 부여하기 위하여 액상 착색료를 사용하는 경우에서 착색료의 침지조건 및 소결조건에 따라 색조의 발현 양상을 관찰하기 위한 연구를 진행하였다. 4종류의 액상 채색료에 침지시간을 1분과 2분으로 다르게 하고 소결온도를 1300, 1400, 1500oC, 그리고 소결시간은 1시간과 2시간으로 하여 지르코니아 코어의 색조를 색측기로 분석하고 미세구조를 관찰하였다. 지르코니아 블록은 가공을 위한 강도를 부여하기 위하여 초기 소결단계의 neck이 형성되어 있음을 알 수 있었고, 소결된 지르코니아 코어의 소결밀도는 5.7 내지 6.02g/cm3을 나타내어 치밀한 소결체임을 알 수 있었다. 액상 채색료의 종류와 침지시간 및 소결 조건에 따라 Shade guide A1에서 C4까지 다양한 색조가 나타남을 알 수 있었고, 적절한 조건의 설정에 따라 지르코니아 코어의 색조 조절이 가능할 것으로 기대된다. L* 값은 채색료 #1에서 #4로 갈수록 감소하는 경향을 나타내었고 a* 및 b*는 증가하는 경향을 나타내는 것으로 보이며 빛의 파장에 따른 반사율 스펙트럼 분석결과 채색료 #1에서 #4로 갈수록 전 파장에서의 반사율이 감소하는 것으로 관찰되었다. 소결체의 미세구조 분석 결과 전 조건에서 균일한 미세구조를 보이며 채색료에서 기인하는 것으로 보이는 작은 입자들이 입계에서 관찰되었고 입자의 양은 채색료 #4로 갈수록 많아짐을 알 수 있었다. 그러나 본 연구의 범위 내에서는 지르코니아 입자의 크기나 형상에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 ----------------------------------------------- ⅰ
• Ⅰ. 서 론 ---------------------------------------------- 1
• Ⅱ. 이론적 배경 ------------------------------------------ 5
• 2.1 치과용 지르코니아 세라믹의 발전 ---------------------- 5
• 2.2 지르코니아의 특성 ---------------------------------- 8
• 2.2.1 지르코니아의 일반적인 용도 --------------------- 16
• 2.3 변색치 ------------------------------------------- 18
• 2.3.1 변색치 코어의 광투과성과 광차단성 --------------- 22
• 2.4 치아의 색 측정법 ---------------------------------- 24
• 2.4.1 표색계의 정의 및 종류 -------------------------- 26
• 2.5 발색의 원리 --------------------------------------- 33
• 2.5.1 발색원소의 정색 ------------------------------- 36
• 2.5.2 채료의 공정 ----------------------------------- 39
• III. 지르코니아 코어의 두께에 따른 변색치와 메탈 포스트의 색조
• 차단 효과 ------------------------------------------ 50
• 3.1 서 론 -------------------------------------------- 50
• 3.2 연구 대상 및 방법 --------------------------------- 52
• 3.3 결과 및 고찰 ------------------------------------- 57
• 3.3.1 실험 결과 ------------------------------------ 57
• 3.3.2 고 찰 ---------------------------------------- 72
• 3.4 요 약 -------------------------------------------- 76
• Ⅳ. 착색 처리조건이 지르코니아 코어의 색조변화에 미치는 영향 -- 78
• 4.1 서 론 -------------------------------------------- 78
• 4.2 연구 대상 및 방법 --------------------------------- 79
• 4.3 결과 및 고찰 -------------------------------------- 81
• 4.3.1 지르코니아 블록의 특성 ------------------------- 81
• 4.3.2 색측기 측정 결과 ------------------------------ 83
• 4.3.3 소결 밀도 및 미세구조 -------------------------- 99
• 4.4 요 약 ------------------------------------------- 104
• V. 결 론 --------------------------------------------- 106
• 참고문헌 ---------------------------------------------- 108
• 영문초록 ---------------------------------------------- 115