서로 다른 용도의 치과용 opaque resin의 광학적 특성 비교

[2025 카모페어]

본 연구는 서로 다른 용도로 사용되는 opaque 레진의 색상과 투명도를 평가하 였다. 연구에는 1 종의 레진 시멘트, 1 종의 코어용 복합레진, 3 종의 수복용 복합레 진, 6 종의 flowable 복합레진을 사용하였으며 아크릴판에 가로, 세로 10 mm, 두께 2 mm의 구멍과 직경 6 mm, 두께 1 mm 구멍을 형성한 뒤 레진을 충전하 고 광중합하여 시편을 제작하였다. 두께 2 mm의 시편은 ivory색의 배경판 상에 서 CIE L*a*b*을 측정하고 각 레진 간의 색차(⊿E*)를 확인하였다. 두께 1 mm 시편은 흑색 및 백색의 배경판 상에서 CIE L*a*b*값과 삼자극치 XYZ값을 측정 하고 측정된 값을 이용해 반투명도지수(TP. translucency parameter)와 대조비 (CR, contrast ratio)를 계산하여 투명도를 평가하였으며 다음의 결과를 얻었다. Opaque 레진 사이의 색차(⊿E*)를 비교했을 때 재료의 제시 색상인 A2, A3 혹 은 opaque white에 상관없이 대부분 인지할 수 있는 정도의 색차인 3.3 이상의 값을 보였다. TP값은 재료 간에 유의한 차이를 보였으며, 이 중 AELITEFLO, Rely X Universal, Core-flo DC가 다른 레진에 비해 유의하게 낮은 값을 보였 다(p<0.05). CR은 AELITEFLO가 가장 높은 값을 보였으며 Escom 250, G-aenial Universal Flo AO3, ESTELITE ∑ QUICK OA2, G-aenial Flo AO2 와 유의한 차이를 보였으나(p<0.05), 다른 군 간에는 유의한 차이가 없었다. TP 와 CR 간에는 상관관계를 보이지 않았다. 따라서 서로 다른 용도로 사용되는 opaque 레진들은 TP와 CR이 서로 다른 값 을 보이므로, 적용하고자 하는 임상 상황에 따라 적절한 재료의 선택을 고려해야 할 것으로 사료된다. 주요 단어: opaque 레진, 색차, 반투명도, 대조비 Ⅰ. 서 론 복합 레진 재료들은 우수한 심미성, 기계적 특성, 접착 능력으로 인해 임상에서 많이 사용되고 있다1). 시멘트, 코어, 직접 수복 등에 복합 레진을 기반으로 한 재료들이 다양하게 활용되고 있다2). 심미성에 대한 요구가 증가함에 따라 다양 한 범위의 shade와 opacity를 가진 레진이 개발되었다. 치아 파절, 치아 우식 등의 수복 시 자연치와 색조의 조화를 이루는 것이 중요 한데, 투명한 재료는 변색된 치아 혹은 구강 내의 어두운 구조에 의해 영향을 받 을 수 있으므로 배경 색상의 영향을 최소화하기 위해 opaque shade 복합 레진 을 차단 목적으로 이용한 적층 기법이 사용되고 있다2-6). 또한 최근 우수한 심미성으로 인해 많이 사용되고 있는 세라믹과 지르코니아 크라운 수복 시, 크라운의 투명도와 함께 코어 색상의 중요성이 높아지고 있다7). Jung 등7)의 연구에서는 코어 재료의 종류가 고투명 지르코니아 크라운의 최종 색조에 영향을 미쳤으며, opaque 레진을 적용했을 때 최종 크라운 수복 후 색차 (⊿E*)가 가장 작은 값을 보였다. Dotto 등8)의 연구에서 세라믹 수복 전 opaque 레진을 변색된 치아 위에 덮었을 때 작은 색차를 보였다. 세라믹 혹은 지르코니아 크라운 합착을 위해 사용되는 레진시멘트의 색상도 최 종 지르코니아 수복물의 색상에 영향을 미친다. Chaiyabutr 등9)은 세라믹 크라 운을 opaque 레진시멘트로 합착했을 경우 투명한 레진시멘트를 적용했을 때보 다 크라운의 색변화가 감소되었다고 하였다. Ha 등10)은 상용 지르코니아 크라운 을 opaque 레진시멘트로 합착했을 경우 지르코니아 크라운의 색변화가 최소화 되었다고 하였다. 이와 같이 레진의 색상과 투명도는 심미 수복에 있어서 중요한 요소이며, 투명 도는 반투명도지수(TP, translucency parameter)와 대조비(CR, contrast ratio) 를 측정하여 평가할 수 있다. TP는 일정한 두께에서 흑색과 백색 배경 상에서 측정된 재료의 색상 차이를 나타내며, 투명도의 일반적인 시각적 평가와 직접적 으로 관련된다11). CR은 1 mm 두께 시편의 불투명도를 추정한 값으로, 흑색과 백색 배경에서 측정된 시편의 반사율의 비율이다12). 수복용 복합레진의 투명도를 비교하는 선행연구에서 opaque 혹은 dentin shade 레진의 TP값이 universal, body, enamel shade를 가진 레진의 TP값에 비해 낮게 나타났다11). Opaque 레진의 중요한 특성은 배경색에 의한 영향을 최 소화하여 궁극적으로 심미적인 결과를 이뤄낼 수 있다는 점이다. 따라서 불투명 한 레진의 배경색 차단능력을 평가하는 선행연구가 많이 이루어졌다2-4,7,13). 그러 나 서로 다른 용도로 사용되는 opaque 레진의 광학적 특성을 비교한 연구는 희 소하였다. 이에 본 연구에서는 opaque 레진 중에서도 다른 용도로 개발된 경우 에 색상과 투명도에 유의한 차이가 나타나는지를 알아보고자 하였다. 귀무가설은 다음과 같이 설정하였다. 불투명 복합레진의 용도에 따라 opacity에 차이가 있을 것이다. Ⅱ. 실험 재료 및 방법 1. 실험 재료 및 기기 본 연구에는 1 종의 레진 시멘트, 1 종의 코어용 복합레진, 3 종의 수복용 복합 레진, 6 종의 flowable 복합레진이 사용되었다(Table 1). 색상 측정을 위하여 분광색차계(NF999, Nippon Denshoku Inc. Co., Tokyo, Japan)를 사용하였으며, 일반 형광등 하에서 CIE L*a*b*값과 삼자극치 XYZ값을 측정하였다. 분광색차계 NF999의 광원은 D65, 시야각도는 10도로 설정하였으 며 측정구의 직경은 3 mm이고 측정 범위의 직경은 2 mm이다. Table 1. Opaque resins used in this study Opaque resins (Code) Shade Manufacturers Lot No. Cement Rely X Universal (Relyx) 3M ESPE, Seefeld, Germany 10419973 Core-flo DC (Core) opaque white Bisco, Schaumburg, IL, 2200001615 Packable Escom 250 (ESCAO2) Spident, Incheon, Korea 5O221009 ESTELITE ∑ QUICK (EQOA2) Tokuyama Dental, Tokyo, Japan W9764 ESTELITE ∑ QUICK (EQOA3) Tokuyama Dental, Tokyo, Japan 252EZ1 Flowable EsFlow (EsFAO2) Spident, Incheon, Korea EO2F22002 AELITEFLO (AEF) opaque white Bisco, Schaumburg, IL, 2300001790 G-aenial Universal Flo (GUFAO2) GC corporation, Tokyo, Japan 1804241 G-aenial Universal Flo (GUFAO3) GC corporation, Tokyo, Japan 1804111 G-aenial Flo (GFAO2) GC corporation, Tokyo, Japan 2303231 G-aenial Flo (GFAO3) GC corporation, Tokyo, Japan 2304271 2. 실험 방법 1) 시편 제작 11 종의 레진은 2 mm 두께 시편 1 개와 1 mm 두께 시편 5 개씩 준비하였다. 균일한 두께를 만들기 위해 유리판 위에 가로, 세로 10 mm, 두께 2 mm의 사각 형 구멍을 형성한 아크릴판을 올리고 레진을 충전한 뒤 다른 유리판을 상방에 위치시켜 압착한 후 제조사의 지시에 따라 LED 광중합기(Dr’s Light 2 CL-DLT30, Good Doctors Co., Incheon, Korea)를 이용하여 High mode로 각 면당 40 초씩 광중합하였다. 직경 6 mm, 두께 1 mm의 원형 구멍을 형성한 아크릴판을 사용하여 동일한 방법으로 중합하였다. 중합이 완료된 레진 시편은 #1500, 2000 사포(CC261, Deerfos, Korea)를 사용하여 표면을 연마하였다. 2) 색상 측정 및 반투명도지수(TP, translucency parameter) 계산 Ivory색 배경판(L* = 90.62, a* = -0.72, b* = -1.57) 위에 2 mm 두께의 시편 을 올려놓은 다음 분광색차계로 L*, a*, b*값을 세 부위에서 측정하여 평균값을 구하였다. 분광색차계는 제조사의 지시에 따라 영점 조정과 백색 조정을 시행하 였다. L*은 밝기를 나타내며 0은 흑색, 100은 백색을 나타낸다. a*는 (+)일 때 적색, (-)일 때 녹색을 나타낸다. b*는 (+)일 때 황색, (-)일 때 청색을 나타낸다 1 mm 두께의 시편은 백색 배경판(L* = 96.86, a* = 0.27, b* = -2.98)과 흑색 배경판(L* = 8.57, a* = 0.79, b* = -0.39)에서 각 시편의 L*, a*, b*값을 두 부 위에서 측정하여 평균값을 구한 다음 TP값을 계산하고, 5 개 시편의 TP값의 평 균값을 구하였다. 반투명도지수(TP, translucency parameter)는 백색 배경과 흑 색 배경에서 색 변화의 차이로 구할 수 있으며 구하는 식은 다음과 같다3,14). TP = [(LW *)2 + (aW *)2 + (bW *)2]1/2 아래 첨자 W는 백색 배경에서, B는 흑색 배경에서 측정된 값을 의미한다. TP 값이 클수록 투명하고, 불투명하면 0이 된다3). 3) 대조비(CR, contrast ratio) 계산 색상 측정에 사용한 1 mm 두께 시편을 동일한 백색 배경판(X = 94.63, Y = 99.78, Z = 112.9)과 흑색 배경판(X = 0.97, Y = 0.99, Z = 1.16)에서 분광색 차계로 각 시편의 삼자극치 XYZ값을 두 부위에서 측정하여 평균값을 구하고 CR 을 계산한 다음, 5 개 시편의 평균값을 구하였다. 대조비(CR, contrast ratio)는 CR = Yb/Yw 으로 얻었다. Yb는 흑색 배경판에서 측정된 Y값이며 Yw는 백색 배경판에서 측정된 Y값을 의미한다 13). CR값이 1일 때 완전히 불투명하고, 0일 때 투명하다15). 4) 결과 분석 측정한 L*, a*, b*값을 통해 각 opaque 레진 사이의 색차(⊿E*)를 구하고 50% 의 관찰자가 인지할 수 있는 색차인 ⊿E* = 3.3 이상을 보이는지 확인하였다 13,14). 색차는 ⊿E* = [(⊿L*)2 + (⊿a*)2 + (⊿b*)2]1/2 의 공식으로 계산하였다. 각 opaque resin의 TP는 one way ANOVA로 비교하였고, Tukey test로 사후 검정하였다. CR은 Kruskal-wallis one way ANOVA on Ranks로 비교하고 Tukey test로 사후 검정하였다. TP와 CR 간의 상관관계는 Pearson correlation analysis로 분석하였다. 모든 통계 분석은 SigmaStat(version 4.0, Systat software Inc, San Jose, LA, USA)을 이용하였으며, 95% 유의수준으로 분석하였다. Ⅲ. 실험 결과 1. 색상 2 mm 두께 시편의 opaque resin의 색상은 Table 2와 같다. a*값과 b*값을 C* 값(채도)으로 환산하여 색상 분포를 Figure 1에서 비교하였다. C*값은 C* =    공식을 이용해 환산하였다16). L*값은 Relyx가 61.15로 가장 명도가 높았으며 그 다음으로 ESCAO2, Core, AEF, EsFAO2, GFAO3, GUFAO2, GFAO2, GUFAO3, EQOA2, EQOA3 순이었 다. a*값은 Relyx와 Core가 각각 –0.57, -1.85로 음의 값을 보였고 나머지 레진 들은 양의 값을 보였다. b*값은 ESCAO2가 1.60으로 가장 낮았다. Table 2. CIE L*a*b* average values L* a* b* C* Relyx 61.15(0.50) -0.57(0.13) 8.48(0.05) 8.50 Core 51.40(0.15) -1.85(0.10) 5.13(0.18) 5.45 ESCAO2 52.65(1.31) 0.62(0.20) 1.47(0.65) 1.60 EQOA2 39.23(0.01) 0.91(0.17) 8.47(0.23) 8.52 EQOA3 36.74(0.26) 2.65(0.04) 12.7(0.49) 12.97 EsFAO2 47.10(1.46) 0.85(0.26) 11.03(1.36) 11.06 AEF 50.80(0.34) 1.84(0.10) 12.17(0.20) 12.31 GUFAO2 42.30(0.49) 2.51(0.13) 13.31(0.17) 13.54 GUFAO3 39.70(0.37) 3.04(0.11) 13.60(0.04) 13.94 GFAO2 41.95(0.44) 2.93(0.08) 14.10(0.32) 14.40 GFAO3 42.74(0.62) 3.38(0.04) 15.61(0.08) 15.97 Figure 1. CIE L*a*b* average values. 각 opaque 레진의 색상 간의 색차(⊿E*)는 대부분 3.3 이상의 값을 보였다 (Table 3). 그런데 A2 shade 레진간의 색차는 GFAO2와 GUFAO2만 3.3보다 작은 값을 보였고(Table 4), A3 shade 레진 간의 색차에서는 GUFAO3과 EQOA3만 3.3보다 작은 값을 보였다(Table 5). 그리고 A2와 A3 사이의 색차는 GUFAO3와 GUFAO2, GUFAO3와 GFAO2, GUFAO2와 GFAO3, GFAO3와 GFAO2 사이의 색차가 3.3보다 작았다. Table 3. Color difference (⊿E*) between opaque resins Relyx Core Relyx - Core 10.39 - 11.08 4.59 - 21.97 12.92 15.14 - 24.98 17.10 19.58 5.21 - 14.35 7.78 11.06 8.28 10.65 - AEF 11.25 7.97 10.93 12.18 14.09 4.00 - 19.70 12.99 15.84 5.95 5.60 5.57 8.60 - 22.35 15.25 17.91 5.57 3.12 8.13 11.26 2.67 - 20.31 13.88 16.71 6.57 5.40 6.35 9.12 0.96 2.31 - 20.13 14.57 17.49 8.33 6.71 6.81 8.90 2.50 3.66 1.76 - Table 4. Color difference (⊿E*) between A2 shade opaque resins Relyx Core ESCAO2 EQOA2 EsFAO2 AEF GUFAO2 GFAO2 Relyx - Core 10.39 - ESCAO2 11.08 4.59 - EQOA2 21.97 12.92 15.14 - EsFAO2 14.35 7.78 11.06 8.28 - AEF 11.25 7.97 10.93 12.18 4.00 - GUFAO2 19.70 12.99 15.84 5.95 5.57 8.60 - GFAO2 20.31 13.88 16.71 6.57 6.35 9.12 0.96 - Table 5. Color difference (⊿E*) between A3 shade opaque resins Relyx Core EQOA3 AEF GUFAO3 GFAO3 Relyx - Core 10.39 - EQOA3 24.98 17.10 - AEF 11.25 7.97 14.09 - GUFAO3 22.35 15.25 3.12 8.13 - GFAO3 20.13 14.57 6.71 6.81 3.66 - 2. Translucency parameter (TP) 1 mm 두께 시편의 opaque 레진의 TP는 Table 6, Figure 2와 같다. AEF, Relyx, Core의 TP값은 각각 3.81, 4.18, 6.02로 다른 시편들에 비해 TP값이 낮았다(p<0.05). Core는 Relyx, GFAO3와 비교했을 때 유의한 차이가 없었으나 이외의 레진 시편들보다는 유의하게 낮은 값을 보였다(p<0.05). 수복용 레진과 flowable 레진을 비교했을 때 ESCAO2는 모든 flowable 레진보 다 TP값이 유의하게 높은 값을 보였고(p<0.05), EQOA2과 EQOA3는 GFAO3보 다 유의하게 높은 값을 보였다(p<0.05). Table 6. Translucency parameters of opaque resins Relyx 4.18 (1.51)a Core 6.02 (0.81)a,b ESCAO2 13.48 (1.17)d EQOA2 10.35 (0.91)c EQOA3 9.49 (0.76)c EsFAO2 9.69 (1.01)c AEF 3.81 (0.76)a GUFAO2 8.44 (0.76)c GUFAO3 10.16 (0.48)c GFAO2 10.39 (0.89)c GFAO3 7.47 (0.79)b,c Groups identified with different superscripts are significantly different (p<0.05). Figure 2. Translucency parameters of opaque resins. 3. Contrast ratio (CR) 1 mm 두께 시편의 opaque 레진의 CR은 Table 7, Figure 3과 같다. CR은 AEF가 0.961로 가장 높은 값을 보였으며 ESCAO2, GUFAO3, EQOA2, GFAO2 는 각각 0.767, 0.775, 0.798, 0.800으로 AEF와 유의성 있는 차이를 보였다 (p<0.05). Table 7. Contrast ratio of opaque resins Relyx 0.894 (0.07)a,b Core 0.888 (0.04)a,b ESCAO2 0.767 (0.05)a EQOA2 0.798 (0.05)a EQOA3 0.820 (0.08)a,b EsFAO2 0.880 (0.03)a,b AEF 0.961 (0.05)b GUFAO2 0.863 (0.05)a,b GUFAO3 0.775 (0.07)a GFAO2 0.800 (0.03)a GFAO3 0.879 (0.09)a,b Groups identified with different superscripts are significantly different (p<0.05). Figure 3. Contrast ratio of opaque resins. Ⅳ. 총괄 및 고찰 치아의 광학적 특성을 표현하기 위해서 수복 재료는 자연치가 지닌 색상과 투 명도를 재현할 수 있어야 한다. 복합 레진은 아말감이나 금과 같은 재료에 비해 투명한 특성을 지녀 심미적인 수복 재료로 많이 활용되고 있다. 투명도는 색상과 더불어 중요한 광학적 특성으로 고려되며, 특히 같은 shade라 할지라도 투명도에 따라 육안으로 보이는 색이 달라진다11). 투명도는 수복물에 색상만으로는 달성할 수 없는 자연치와 유사한 자연스러움을 부여해준다6). 반투명도는 어떠한 물질이 빛의 투과는 허용하지만 빛을 분산시켜서 물체를 재 료를 통해 볼 수 없게 만드는 특성이다. 따라서 완전한 불투명성과 완전한 투명 성 사이의 상태, 즉 부분적인 불투명성으로 설명할 수 있다15). 레진의 투명도는 필러 입자와 레진 기질의 굴절률 간의 관계에서 비롯되며17) 레진의 필러 함량, 입자 구성, 모노머 특성, 색소와 같은 요인에 의해 영향을 받 는다6). 본 연구에서 사용된 레진은 모두 불투명한 색조였으며 총 11가지의 레진 중 레 진 시멘트 1개, 코어용 복합레진 1개, 수복용 복합레진 3개, flowable 복합레진 6개가 포함되었다. 분석 결과 opaque 레진의 용도마다 광학적 특성에 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 각 opaque 레진 사이의 색차를 비교했을 때 대부분 3.3보다 큰 값을 나 타내어 관찰자에 의해 인지될 수 있는 수준이었다. 따라서 동일한 shade의 레진 이라도 제조사에 따라 색상에 차이가 나므로 제조사의 색상 값에 의존해서는 안 된다. TP값은 레진 간에 유의한 차이를 보였으며 AEF, Relyx, core가 다른 레 진에 비해 TP값이 유의하게 낮았다(p<0.05). CR값은 AEF가 가장 높았으며 Relyx, core가 그 다음으로 높았다. 단, CR값은 AEF만 ESCAO2, GUFAO3, EQOA2, GFAO2과 유의한 차이가 있었고(p<0.05), 이외의 레진 간에는 유의한 차이가 없었다. 따라서 레진시멘트와 코어용 레진이 일반적으로 수복용, flowable 레진에 비해 불투명했으며 flowable 레진 중에서 한 종이 다른 종류에 비해 확연하게 불투명했다. 3종의 수복용 레진의 TP값과 CR값의 범위는 각각 9.49에서 13.48까지, 0.767부터 0.820까지였다. AEF를 제외한 5종의 flowable 레진의 TP값과 CR값은 각각 7.47에서 10.39까지, 0.775에서 0.880까지 범위였 다. 따라서 수복용 레진이 flowable 레진보다 더 투명한 색조를 띠는 경향이 있 었다. 하지만 통계분석 결과 ESCAO2는 모든 flowable 레진보다 TP값이 유의하 게 높았으나(p<0.05), EQOA2과 EQOA3는 GFAO3과만 유의한 차이가 있었다 (p<0.05). CR값은 AEF를 제외하고 수복용 레진과 flowable 레진 간에 유의한 차이가 없었다. 레진시멘트와 코어용 레진이 사용되는 두께의 차이가 있음에도 투명도가 유의 한 차이 없이 낮은 값을 보였다. 이는 이들이 주로 크라운 하방에 적용되는 재료 이므로 세라믹이나 지르코니아 크라운의 색조에 미치는 영향을 최소화하기 위한 차단능력이 더 중요하기 때문일 것으로 사료된다. Comba 등18)의 연구에서 세라 믹 및 지르코니아 크라운에 불투명한 색상의 레진 시멘트를 적용했을 때 투명한 레진 시멘트보다 크라운의 투명도와 색상에 미치는 영향이 더 컸으며 따라서 더 우수한 배경색 차단 효과를 나타냈다고 보고하였다. 또한, 레진시멘트의 차단 효 과는 제한적이며 코어 재료의 색상이 수복물의 색상에 더 큰 영향을 미친다고 하였다. 한편 AEF를 제외한 수복용과 flowable 레진은 시멘트와 코어용 레진에 비해 높은 투명도를 보였는데 이는 직접수복의 경우 주위 치질의 색조와 조화를 이루는 것이 중요하기 때문일 것으로 사료된다. Flowable 레진 중에서 AEF는 확연하게 불투명한 색조를 보였는데 제조사에 따르면 AEF는 porcelain veneer 접착 목적으로 사용된다. 또한 미백치아 수복 시에도 사용하면 유용할 것으로 사 료된다. 한편 TP와 CR을 수복 재료의 투명도를 결정하는 데 상호 호환적으로 사용할 수 있다는 선행 연구15)의 결과와 달리 본 연구에서 상관관계를 분석한 결과 TP값과 CR값은 상관관계를 보이지 않았다. 더 많은 수와 색상의 opaque 레진 을 대상으로 다양한 두께에서 평가가 이루어진다면 보다 명확한 관계를 알아낼 수 있을 것으로 사료된다. Ⅴ. 결 론 본 연구는 서로 다른 용도로 개발된 opaque shade 복합레진의 색상과 투명도 를 분석하여 광학적 특성을 비교하기 위해 시행하였다. 1 종의 레진 시멘트, 1 종의 코어용 복합레진, 3 종의 수복용 복합레진, 6 종의 flowable 복합레진의 색 상, 반투명도지수(TP, translucency parameter), 대조비(CR, contrast ratio)를 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. Opaque 레진 사이의 색차를 비교했을 때 재료의 제시 색상인 A2, A3 혹은 opaque white에 상관없이 대부분 인지할 수 있는 정도의 색차인 ⊿E* = 3.3 이상의 값을 보였다. 2. TP는 재료 간에 유의한 차이를 보였으며, 이 중 AEF, Relyx, Core가 다른 레진보다 유의하게 낮은 값을 보였다(p<0.05). 3. CR은 AEF가 가장 높은 값을 보였으며 ESCAO2, GUFAO3, EQOA2, GFAO2와 유의한 차이를 보였으나(p<0.05), 다른 군 간에는 유의한 차이가 없었다.

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