카테콜 모노머를 함유한 아크릴 고분자 기반의 3D 프린팅용 광경화성 하이브리드 치과용 복합재

[2025 카모페어]

생체 모방 재료로써, 홍합의 건 습식 환경에서의 우수한 접착력을 담당하는 홍합-발-단백질 내의catechol 기를 이용하여, 생체 재료에서의 용이성을 알아보기 위해, 본 연구에서는 카테콜과 비닐기를 포함하는 Dopamine methacrylamide(DMA)를 합성하여 FT-IR과 NMR 분광법을 이용하여 특성화하였습니다.
치과용 수지인 EBPDMA에 대한 DMA의 최적 함량을 찾기 위하여 압축강도, 수축, 경도를 측정하여 기계적 특성을 평가하였습니다. 시편은 EBPDMA 수지에 다양한 농도 DMA를 용해시켜 DLP type 3D 프린팅을 통해 제조하였습니다. 압축강도는 DMA의 함량이 증가함에 따라 전반적으로 증가하였으며, 5 wt% DMA 시료에 대하여 330MPa의 최대값을 구하였습니다. 순수 EBPDMA는 78 shore D로 전체적으로 EBPDMA에 비하여 모든 시료의 값이 증가하였습니다. 일반적으로 DMA의 함량이 0.5 wt%로 증가할수록 경도 값은 증가하였으나 경도 값은 1 wt% 이상부터 점차 감소하여 0.5 wt% DMA가 가장 우수한 것으로 판단하였습니다. DMA가 1 wt% 미만 포함된 시료에서 수축이 발생하여 0.25 wt%로 가장 낮은 수축 값을 보였습니다.
합성된 DMA는 라디칼 중합을 통하여 MMA 및 함량을 조절하여 제조하였습니다. 다양한 단량체 조성을 갖는 중합체는 FT-IR, NMR, GPC, DSC를 통하여 특성화하였고, 다양한 단량체 조성을 갖는 중합체는 물성 평가를 위하여 EBPDMA에 1 wt%로 용해시켰습니다. copolymer를 함유한 레진의 경우, DMA의 함량이 높을 수록, 굴곡강도에서 눈에 띄는 향상을 보였고, 폴리머를 용해한 dental composite은 semi-IPN 구조를 가져 수축률이 모노머를 용해한 dental composite에 비해 현저히 낮은 값을 가졌습니다. Silica 나노 파티클은 MPS로 표면을 개질 하여 사용하였고 FT-IR, DLS, SEM 분석을 통해 규명하였습니다. 실리카의 brittle한 성질 때문에, 실리카의 농도가 높을수록 굴곡강도는 떨어지나, 압축강도와 경도는 증가하였습니다. 종합적으로, 분자량이 큰 고분자일수록, 실리카의 함량이 클수록 높은 경도값을 가져 모든 조건을 조합할 때, PMD82_3.5_2S의 레진이 가장 최적의 복합체라고 판단하였습니다. 이를 통해 위 실험에서 제조된 복합 레진이 기존의 치과용 레진의 단점을 보완하는 대체제로 사용될 것으로 기대 되어집니다.

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