접착 치의학 - 2

Radical polymerization

 

모든 복합레진은 중합반응(radical po lymerization)을 통하여 중합된다.

단량체 분자간에는 반데르발스 힘이 존재하기 때문에 분자간 거리가 약 0.3~0.4mm정도로 유지되지만 중합된 이후에는 단단한 공유결합에 의해 분자간 거리가 약 0.15 mm 로 가까워 진다. 이처럼 단량체 고분자가 중합체 (polymer) 로 합성되는 과정에서 단량체 분자 간의 거 리는 가까워지고 그 결과 수축은 필연적으로 발생한다.

 

최근의 복합레진은 기술의 진보로 인해 과거에 비해 수축량이 감소하였으나 약 1.4 ~5.5 vol% 정도의 중합수축이 여전히 해결되지 않는 문제로 남아있다. 일반적으로 상용 복합레진의 수축량은 포함된 단량체의 양에 비례하며

 

혼합형 복합레진 < 미세입자형 복합레진 < 유동성 복합레진

 

순으로 증가한다.

 

복합레진의 중합반응은 "pre-gel phase, gel-point,  post-gel phase" 등 3 단계로 이루어진다.

Pre-gel phase에서 Gel point 까지 변형율이 급격히 증가하게 된다.

 

*Pre-gel phase

Pre-gel phase는 중합 개시 이후 복합레진이 반죽 (paste)의 형태로서 어느 정도 유동성(flow capacity)을 갖는 시기이다.

이것은 flowable composite만 해당히는 것은 아니며 모든 복합레진의 기질 레진 내에서 단량체가 움직이거나 미끄러져

새로운 위치로 이동한다. 분자의 자유로운 운동으로 중합반응이 매우 활발하게 이루어짐에 따라 상당한 중합수축이

발생한다.

유동성이 클수록 중합율은 높아지고 외동과 같은 접착환경 에 서 복합레진 자체의 부피변화가 용이하므로 접착변형

에 대한 응력은 오히려 감소하고수축응력 및 복합레진 내 내부응력 이 적게 나타난다.

 

*Gel-point

중합이 진행되면 가교 (cross-link) 되어 거대분자 (polyme r) 를형성함에 따라복합레진은고형화되며 기질 내에 서

분자의 이동이나 확산이 급속히 제한된다. gel po int는 복합레진이 더 이상 수축을 따라갈 수 없게 되는 시점으로 정

의하며 이 후， 복합레진은 post-gel ph ase 로 진입한다.

 

*Post-gel phase

Gel-point 이전에는 수축응력이 거의 없지만 이후에는 수축응력이 발생한다 .

자가중합의 경우 gel-point 가 서서히 나타나지만 광중합 복합레진은 광조사 10초 정도의 빠른 시간만에 나타나는데, Soft start curing은 gel-point 의 형성을 지연시켜 수축을 줄이는 방법이다.

Post-gel phase가 되면 복합레진은 rigid-elastic state가 되지만 아직 수축은 진행된다. 단량체 분자의 이동과 수축이 치아와 수복재의 결합에 의하여 제한되기 때문에 이 시기로부터 수축응력이 발생된다.

 

광중합의 경우 광조사를 마친 이후에도 계속적으로 지연수축이 진행된다.

광중합 직후 전체 수축의 70~85%가 이루어지며, 5분이 경과된 후에는 92~95%정도 수축이 발생한다.  지연수축은 혼합형 보다 microfilled 복합레진에서 더 많이 일어나므로 연마의 시기를 24시간 가량 늦추는 것이 유리하다.

 

Hansen은 1982년 논문에서 자가중합형 레진은 무게중심을 향에 수축하고, 광중합형 레진은 광원의 방향을 향해 수축한다고 발표하였다. 그러나 Finite element analysis나 실험모델을 이용한 연구에 따르면 광중합 레진 역시 중심을 향해 수축하려는 경향이 있다는 사실이 밝혀졌다.