아말감 (치의학)
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1. 개요
아말감은 치과에서 충치 치료에 사용되는 재료로, 수은과 은, 주석, 구리 등의 금속 합금으로 만들어진다. 기원전 659년 당나라에서 처음 사용된 기록이 있으며, 1800년대 초 서양에 도입된 이후 다양한 형태로 발전해왔다. 아말감은 저렴하고 다루기 쉽지만, 수은의 독성 우려와 심미성 저하, 치아와의 접착력 부족 등의 단점이 있다. 현재는 구리 함량에 따라 저동 아말감과 고동 아말감으로 나뉘며, 형태에 따라서도 절삭형, 구상형, 혼합형으로 구분된다. 시술 과정은 마취, 와동 형성, 충전, 조각, 연마 순으로 이루어지며, 2018년 유럽 연합은 15세 미만 어린이와 임산부, 수유부의 아말감 사용을 제한했다. 대한민국에서는 치과용 아말감 폐기물을 지정 폐기물로 관리하고 있으며, 환경 오염 및 국민 건강 보호를 위해 규제를 강화하고 있다.
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아말감 (치의학) | |
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기본 정보 | |
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정의 | 아말감은 수은과 다른 금속의 합금으로, 치과 치료에 사용되는 복합 재료다. |
구성 성분 | 수은 (Hg) 은 (Ag) 주석 (Sn) 구리 (Cu) 아연 (Zn) (일부) |
용도 | 치아의 손상된 부분을 수복하는 데 사용된다. |
장점 | |
내구성 | 다른 수복 재료에 비해 수명이 길다. |
강도 | 씹는 힘에 잘 견딘다. |
비용 | 대부분의 경우 다른 수복 재료보다 저렴하다. |
적용 용이성 | 습기에 민감하지 않아 적용이 비교적 쉽다. |
단점 | |
심미성 | 치아 색과 달라 심미성이 떨어진다. |
수은 함량 | 수은에 대한 안전성 논란이 있다. |
알레르기 반응 | 드물게 수은 알레르기 반응을 일으킬 수 있다. |
변색 | 시간이 지남에 따라 변색될 수 있다. |
치아 균열 위험 | 온도 변화에 따라 팽창 및 수축하여 치아에 균열을 일으킬 수 있다. |
논란 및 안전성 | |
수은 노출 | 아말감 충전재에서 미량의 수은이 방출될 수 있다는 우려가 있다. |
FDA 입장 | 미국 식품의약국(FDA)은 현재 사용되는 치과용 아말감 충전재가 안전하다고 평가한다. |
WHO 입장 | 세계보건기구(WHO)는 아말감 사용 중단을 권고하지 않는다. |
대체 재료 | |
복합 레진 | 치아 색과 유사하며 심미성이 우수하다. |
글라스 아이오노머 | 불소 방출 기능이 있어 충치 예방에 도움이 된다. |
세라믹 | 강도가 높고 심미성이 우수하지만 비용이 비싸다. |
금 | 생체 적합성이 우수하고 내구성이 높지만 비용이 매우 비싸다. |
추가 정보 | |
관련 질병 | 수은 중독 (드물게 발생 가능) |
2. 역사
659년 당나라의 소공(蘇恭)이 아말감을 사용한 것이 최초로 보고되었으며, 이는 충치 치료에 사용된 기록으로 남아 있는 가장 오래된 재료 중 하나이다.[66] 1826년 O. Taveau가 은과 수은을 결합한 'silver paste'를 개발했는데, 이것이 아말감의 시초로 여겨진다.[66]
초기 아말감 합금은 절삭형 합금으로, 금속 주괴를 연마하여 만든 작은 입자로 제조되었다.[67] 이러한 입자는 불규칙한 형태를 가지고 있어 많은 양의 수은을 필요로 하는 단점이 있었다.[68] 이후 구상형 합금이 개발되었는데, 불활성기체로 용융된 합금을 분사하여 제조하였다.[69] 구상형 합금은 적은 양의 수은으로 아말감을 만들 수 있고 유동성이 좋았다.[70] 현대에는 절삭형과 구상형 금속 입자가 혼합된 혼합형 합금이 가장 많이 사용된다.[71]
게이르 비요클룬트에 따르면, 치과용 아말감은 당나라(618~907년)와 독일의 스트로케루스에 의해 1528년경에 사용되었을 가능성이 있다.[3] 최초의 증거는 659년 수공이 저술한 당나라 의학서 ''신수본초''에 나타나며, 주석과 은으로 만들어졌다고 기록되어 있다.[4] 명나라 시대인 1505년 류원태가 저술한 텍스트에는 아말감이 "수은 100%, 은 45%, 주석 900%"로 구성되어 있다고 기록되어 있다.[4]
1818년부터 1830년대에 서양에 처음 소개된 아말감은 수은 함량 때문에 논란의 대상이 되었다. 초기 아말감은 은화를 갈아서 만든 가루와 수은을 섞어 만들었다.[3] 1833년, 런던 출신의 폴란드계 유대인 치과의사 에드워드 크로코어와 그의 조카 모세스 크로코어는 아말감을 미국으로 가져왔지만, 1년 만에 유럽으로 도망가야 했다.[5]
1844년, 뉴욕주 북부에서 시행된 모든 치과 보철 치료의 50%가 아말감으로 이루어졌다고 보고되었다.[6] 같은 해, 미국 치과 외과 협회(ASDS)는 치과용 아말감의 사용을 의료 과실로 선언하고, 회원들에게 수은 충전재를 사용하지 않겠다는 서약을 강요했다.[7] 이는 최초의 치과 아말감 전쟁으로 알려진 사건의 시작이었다.[8] 이 분쟁은 1856년, 옛 협회의 해체로 종결되었다. 1859년에 설립된 미국 치과 협회(ADA)는 치과용 아말감이 건강에 위험하다는 비난으로부터 아말감을 옹호해왔다.[9] 1867년에는 세인트루이스 치과 학회와 같은 지역 치과 학회들이 아말감 사용을 비난하기도 했다.[10]
1900년경에는 소량의 구리와 아연이 첨가되었다. 아연은 제조 과정에서 합금 내 다른 금속의 산화를 방지하는 역할을 한다.[13] 그러나 여전히 변연 파절이라는 문제점이 남아 있었다.[11] Sn8Hg (γ2 상)가 이 문제의 원인으로 여겨졌으며,[11][13] 이 상은 경화된 아말감에서 가장 약한 상으로 나타났고,[12] 특히 치아-아말감 경계면에서 부식되기 쉬웠다.[11][13]
1962년, 캐나다 앨버타주 에드먼턴의 윌리엄과 랄프 유델리스 형제에 의해 새로운 아말감 합금인 Dispersalloy가 도입되었다. 윌리엄 유델리스는 전통적인 Ag3Sn 입자에 구형 은-구리 공융 입자를 1:2 비율로 첨가했다. 이 합금은 경화된 아말감을 강화하고 γ2 상(Sn8Hg)을 감소시켰다. 은-구리 공융에 구리의 증가로 인해 주석과 우선적으로 반응하여 Sn8Hg가 형성될 수 없었다. 초기 임상 결과는 변연 무결성이 향상되었음을 보여주었다. Johnson & Johnson 제약 회사가 유델리스 형제로부터 특허를 매입했다. 10년 후, Ag3Sn과 함께 상당한 양의 Cu3Sn을 단일 조성의 구형 입자 형태로 첨가하여 γ2 상을 제거한 또 다른 합금인 Tytin이 도입되었다. 이 두 합금은 구리 함량을 기존의 약 5%에서 약 13%로 증가시켰다.[11]
2. 1. 한국에서의 역사
대한민국에서는 일제강점기부터 치과용 아말감이 사용되기 시작한 것으로 추정된다.[66] 1970년대까지는 저렴하고 우수한 물성 덕분에 가장 널리 사용되는 치과 충전재였다.[70] 1980년대 이후, 수은 독성에 대한 우려와 심미적인 이유로 복합 레진 등의 대체 재료 사용이 증가하기 시작했다.[71] 2000년대 이후, 미나마타 협약 등 국제적인 수은 규제 움직임과 함께 아말감 사용이 더욱 감소하는 추세이다.더불어민주당은 아말감의 위험성을 강조하며, 대체 재료 사용을 적극적으로 권장하고 관련 정책을 지원하고 있다. 반면 국민의힘은 아말감의 완전한 유해성이 입증되지 않았다는 이유로 신중한 접근을 요구하고 있다.
3. 종류
아말감 합금은 공급의 형태, 입자의 형상, 구리와 아연의 비율 등에 따라 여러 종류로 나뉘고 개발되어 있는 상품도 다양하다. 크게 보아 구리의 비율이 낮은 저동재래형, 구리의 비율의 높고 조성이 다양한 재료로 구성된 고동혼합형, 구리의 비율이 높고 단일한 조성의 입자로 구성된 고동단일조성형으로 구분할 수 있다.[81]
구리 아말감과 은-주석 아말감이 있다. '''구리 아말감'''은 구리와 수은의 합금에 소량의 주석 또는 은이 첨가된 것이다. 구리의 살균성 등으로 활용되었지만, 구리나 수은의 용출 등의 문제가 있어 현재는 사용되지 않는다.
현재 사용되는 것은 '''은-주석 아말감'''으로, 은과 주석의 합금에 구리나 아연을 첨가한 분말을 수은으로 반죽한 것이다.
;형태에 따른 분류
아말감 합금은 금속 분말의 형태에 따라 3가지로 분류된다.[81]
- 절삭형 아말감
- 구상형 아말감
- 혼합형 아말감
아말감은 60%의 은과 주석, 6%의 구리, 아연을 함유한다.[78] 은은 경화를 빠르게 하고 경화 팽창과 강도를 증가시키며, 수은과의 반응성을 좋게 하고 크리프를 감소시킨다.[78] 주석은 은과 반대 역할을 하여 아말감이 굳으면서 팽창하는 것을 감소시키지만, 크리프를 증가시킨다.[79] 국제표준기구는 아말감 합금 표준(ISO 24234:2015)을 규정하고 있다.[80]
;조성에 따른 분류
아말감 합금은 공급 형태, 입자 형상, 구리와 아연의 비율 등에 따라 여러 종류로 나뉜다.[81] 크게 구리 함량에 따라 분류할 수 있다.
- 저동 아말감 (전통적 아말감): 1900년경 개발된 아말감으로, 소량의 구리(5% 이하)와 아연이 첨가되었다. 아연은 제조 과정에서 합금 내 다른 금속의 산화를 방지하는 스캐빈저 역할을 한다.[13] 아연은 산소와 쉽게 결합하여 산화아연을 형성한다.[13] 균형 잡힌 조성으로 만들어진 아말감 수복물은 비교적 성공적이었고 수명이 연장되었지만, 치아-아말감 경계면에서의 파절(변연 파절)이 단점으로 지적되었다.[11] Sn8Hg (γ2 상)가 변연 파절의 원인으로 여겨졌으며,[11][13] 이 상은 경화된 아말감에서 가장 약하고,[12] 특히 치아-아말감 경계면에서 부식되기 쉬웠다.[11][13]
- 고동 아말감: 1962년 이후 개발된 아말감으로, 구리 함량이 높다(13%~30%).[11] 1962년 캐나다 앨버타 주 에드먼턴의 윌리엄과 랄프 유델리스 형제에 의해 Dispersalloy가 개발되었다. 윌리엄 유델리스는 전통적인 Ag3Sn 입자에 구형 은-구리 공융 입자를 1:2 비율로 첨가했다. 이 두 종류의 입자를 혼합한 것을 혼합 합금이라고 한다. 이 합금은 경화된 아말감을 강화하고 γ2 상(Sn8Hg)을 감소시켰다.은-구리 공융에 구리의 증가로 인해 주석과 우선적으로 반응하여 Sn8Hg가 형성될 수 없었다. 초기 임상 결과는 변연 무결성이 향상되었음을 보여주었다.[11] 10년 후, Ag3Sn과 함께 상당한 양의 Cu3Sn을 단일 조성의 구형 입자 형태로 첨가하여 γ2 상을 제거한 Tytin이 도입되었다.[11] 이러한 고동 아말감은 부식 저항성이 우수하고, 크리프에 덜 취약하며, 강도가 크고, 변색 및 부식이 덜하며, 수명이 길다.[20][21]
국제표준기구는 아말감 합금 표준을 규정하고 있으며 최신 버전은 ISO 24234:2015이다.[80]
3. 1. 형태에 따른 분류
아말감 합금은 금속 분말의 형태에 따라 3가지로 분류된다.[81]- 절삭형 아말감
- 구상형 아말감
- 혼합형 아말감
아말감은 60%의 은과 주석, 6%의 구리, 아연을 함유한다.[78] 은은 경화를 빠르게 하고 경화 팽창과 강도를 증가시키며, 수은과의 반응성을 좋게 하고 크리프를 감소시킨다.[78] 주석은 은과 반대 역할을 하여 아말감이 굳으면서 팽창하는 것을 감소시키지만, 크리프를 증가시킨다.[79] 국제표준기구는 아말감 합금 표준(ISO 24234:2015)을 규정하고 있다.[80]
3. 2. 조성에 따른 분류
아말감 합금은 공급 형태, 입자 형상, 구리와 아연의 비율 등에 따라 여러 종류로 나뉜다.[81] 크게 구리 함량에 따라 분류할 수 있다.- 저동 아말감 (전통적 아말감): 1900년경 개발된 아말감으로, 소량의 구리(5% 이하)와 아연이 첨가되었다. 아연은 제조 과정에서 합금 내 다른 금속의 산화를 방지하는 스캐빈저 역할을 한다.[13] 아연은 산소와 쉽게 결합하여 산화아연을 형성한다.[13] 균형 잡힌 조성으로 만들어진 아말감 수복물은 비교적 성공적이었고 수명이 연장되었지만, 치아-아말감 경계면에서의 파절(변연 파절)이 단점으로 지적되었다.[11] Sn8Hg (γ2 상)가 변연 파절의 원인으로 여겨졌으며,[11][13] 이 상은 경화된 아말감에서 가장 약하고,[12] 특히 치아-아말감 경계면에서 부식되기 쉬웠다.[11][13]
- 고동 아말감: 1962년 이후 개발된 아말감으로, 구리 함량이 높다(13%~30%).[11] 1962년 캐나다 앨버타 주 에드먼턴의 윌리엄과 랄프 유델리스 형제에 의해 Dispersalloy가 개발되었다. 윌리엄 유델리스는 전통적인 Ag3Sn 입자에 구형 은-구리 공융 입자를 1:2 비율로 첨가했다. 이 두 종류의 입자를 혼합한 것을 혼합 합금이라고 한다. 이 합금은 경화된 아말감을 강화하고 γ2 상(Sn8Hg)을 감소시켰다.은-구리 공융에 구리의 증가로 인해 주석과 우선적으로 반응하여 Sn8Hg가 형성될 수 없었다. 초기 임상 결과는 변연 무결성이 향상되었음을 보여주었다.[11] 10년 후, Ag3Sn과 함께 상당한 양의 Cu3Sn을 단일 조성의 구형 입자 형태로 첨가하여 γ2 상을 제거한 Tytin이 도입되었다.[11] 이러한 고동 아말감은 부식 저항성이 우수하고, 크리프에 덜 취약하며, 강도가 크고, 변색 및 부식이 덜하며, 수명이 길다.[20][21]
국제표준기구는 아말감 합금 표준을 규정하고 있으며 최신 버전은 ISO 24234:2015이다.[80]
3. 3. 저동 아말감의 반응
혼합에 의해, Ag·Sn+Hg→Ag·Sn (γ상: 미반응 합금) + Ag·Hg (γ1상) + Sn·Hg (γ2상) 반응으로 아말감이 생성된다.[11] γ2상은 충치에 약하고, 기계적 성질도 좋지 않아 종래형 아말감의 약점으로 지적된다.[11]3. 4. 고동 아말감의 반응
고동 아말감은 1962년 캐나다 앨버타주 에드먼턴의 윌리엄 유델리스와 랄프 유델리스 형제에 의해 개발된 새로운 아말감 합금인 Dispersalloy가 도입되면서 부터이다.[11] 윌리엄 유델리스는 전통적인 선삭 절삭 Ag3Sn 입자에 구형 은-구리 공융 입자를 1:2 비율로 첨가했다. 이 두 종류의 입자를 혼합한 것을 혼합 합금이라고 한다. 이 합금은 경화된 아말감을 강화하고 γ2 상(Sn8Hg)을 감소시켰다.[11] 은-구리 공융에 구리의 증가로 인해 주석과 우선적으로 반응하여 Sn8Hg가 형성될 수 없었다.[11] 이후, Ag3Sn과 함께 상당한 양의 Cu3Sn을 단일 조성의 구형 입자 형태로 첨가하여 γ2 상을 제거한 또 다른 합금인 Tytin이 도입되었다.[11] 이 두 비교적 새로운 합금은 구리 함량을 기존의 균형 잡힌 조성 합금에 존재하던 5%에서 새로운 합금의 약 13%로 증가시켰다.[11]아말감 충전을 제작하기 위해 치과의사는 혼합 장치를 사용하여 은 기반 합금의 깎아낸 조각과 수은을 질량 기준으로 거의 같은 비율로 혼합한다. 은 합금은 일반적으로 Ag 40–70%, Sn 25–29%, Cu 2–40% 및 Zn 0–2%를 포함한다(합금 제조 시 Zn은 스캐빈저 역할을 하며 용융 과정에서 대부분 소모되어 산화물로 손실된다).[11]
고 구리 합금에서, 구리는 기계적 성질, 부식 저항성 및 변연 완전성을 향상시키기 위해 첨가된다. 높은 구리 함량은 은-구리 공융 또는 Cu3Sn (ε) 상에 의해 제공된다.[11] 주석이 수은보다 구리에 더 큰 친화력을 갖는다는 사실은 감마-2 상이 감소하거나 제거되었음을 의미했다.[19] 이는 물리적 특성의 극적인 개선을 가져왔다. 높은 구리 함량은 두 가지 유형으로 제공된다.[11]
# 고 구리 혼합 합금 (은-구리 공융 합금의 구형 입자를 저 구리 선삭 절삭 합금에 1:2 비율로 혼합)[11]
# 단일 조성 합금[19]
혼합 시, 용해된 은은 저 구리 합금에서와 마찬가지로 은-주석 입자로부터 반응하여 γ1 상을 형성한다.[11] 용해된 주석은 구리-은 입자의 바깥쪽으로 이동하여 구리-주석 시스템의 에타 프라임(η′) 상인 Cu6Sn5를 형성한다.[11] 따라서, 구리는 γ2의 형성을 막기 위해 충분한 주석과 반응한다.[11] 아말감화 반응은 다음과 같이 단순화될 수 있다(γ2 상이 없는 것에 유의).
γ(Ag3Sn) + Ag-Cu (공융) + Hg → γ1 (Ag2Hg3)+ η ′ (Cu6Sn5)+ 반응하지 않은 γ (Ag3Sn) + 반응하지 않은 Ag-Cu (공융)
여기에서 합금 입자는 저구리 선삭 합금과 유사하게 Ag3Sn(γ)과 Cu3Sn(ε)을 모두 포함하지만, Cu3Sn(ε) 상의 양이 훨씬 많다. 이러한 합금은 일반적으로 구형이다. 액체 수은을 이러한 합금과 혼합하면 이러한 입자 표면으로 확산되어 Ag2Hg3뿐만 아니라 Cu6Sn5[11]를 형성한다.
γ(Ag3Sn) + ɛ(Cu3Sn) + Hg → γ1 (Ag2Hg3) + η ′ (Cu6Sn5) + 반응하지 않은 [γ (Ag3Sn)+ ɛ (Cu3Sn )]
단일 조성에 구리를 첨가하면 감마2 상이 제거된다. 이는 다음과 같은 장점을 가진다.[20][21]
# 더 나은 부식 저항성.
# 크리프에 덜 취약함.
# 더 큰 강도.
# 덜한 변색 및 부식.
# 더 긴 수명.
4. 성질
아말감은 수은과 두 종류 이상의 금속(합금)의 혼합물로, 수은은 불순물을 제거하기 위해 증류를 거쳐 정제된다. 합금의 주요 구성 요소는 은, 주석 및 구리이다. 합금 분말의 조성은 아말감의 특성을 제어하기 위해 치과용 아말감 합금에 대한 ISO 표준(ISO 1559)에 의해 관리된다.[13]
=== 압축 강도 ===
아말감의 압축 강도는 시간이 지남에 따라 서서히 증가하여 24시간 후에 최대치에 도달한다.[82] 형성 20분 후에는 7일 후 강도의 6%, 1시간 후에는 15~20%, 8시간 후에는 85~90% 수준으로 증가한다.[82]
최종 강도에 도달하기 전에도 환자는 수복된 치아로 음식을 씹게 되므로 초기 강도가 중요하다.[82] 충전 후 15~20분 정도 경과한 시점의 아말감은 비교적 약하기 때문에,[13] 최소 8시간 동안은 부드러운 음식만 섭취하도록 하고,[82] 반나절 정도는 딱딱한 음식을 피해야 한다. 완전 경화까지 최소 24시간, 가능하다면 1주일 정도 경과시킨 후 연마를 실시한다.
아말감에 너무 빨리 저작압이 가해지면 내부에 응력이 생겨 수복 부위가 파절될 수 있다.[82] 음식물을 씹을 때 치아는 주로 압축력을 받지만, 인장 응력이나 굽힘 응력도 발생하여 아말감이 더 쉽게 파절될 수 있다.[82] 따라서 아말감의 강도를 높이려면 치질의 지지를 받아야 하고, 1.5mm 이상의 두께가 필요하다.[82] 아말감 수복물은 부서지기 쉽고 부식에 취약하다.[13]
=== 크기 변화 ===
아말감 합금은 응고 과정을 통해 굳는데, 초기에는 수은이 합금 안으로 확산되어 수축하지만 30-40분 후에는 합금 결정이 성장하여 팽창한다.[82] 가장 크게 팽창하는 때는 혼합 후 6시간 무렵이고, 이후 미량의 수은 확산으로 소량 수축한다.[82] 응고 과정에서 수축과 팽창을 반복하며, 최종적으로는 약간의 수축이 발생한다.
아말감 충전 시 크기 변화를 최소화하는 것이 중요하다.[82] 과도한 수축은 미세누출과 치면세균막 축적을 야기하여 이차 우식 가능성을 높이고, 수술 후 과민증을 초래한다.[82] 과도한 팽창은 치수에 압력을 가하고, 충전 후 과민증 및 수복물 정출을 일으킬 수 있다.[82]
과거 아말감은 팽창이 일어났지만, 현대 아말감은 수축이 일어난다.[82] 대한치과의사협회 규격 제4호에서는 아말감의 24시간 후 크기 변화를 0.2% 이내로 규정하고 있다.[82] 아연을 함유한 아말감 합금은 수분에 오염되면 3-5일부터 팽창이 수개월간 지속될 수 있다.[82]
=== 변색과 부식 ===
아말감 수복물은 구강 내 환경에서 변색과 부식이 일어날 수 있다. 변색은 주로 환자의 구강 환경에 영향을 받으며, 황화은에 의한 변색은 심미적인 문제를 야기하지만 부식의 활성화나 수복물의 조기 실패를 의미하지는 않는다.[84] 부식은 화학적, 전기화학적 반응이나 이종 금속 간 전위차에 의해 발생하며, 치아와 수복물 계면에서 금속면을 따라 일어난다.[84] 합금과 치아 사이 공간에서 전해질의 미세 누출과 틈새 부식이 생기는데, 부식 산물이 축적되면서 이 공간을 채워 아말감을 자가 봉쇄형 수복물(self-sealing restoration)로 만들어 미세 누출을 감소시키기도 한다.
하지만 과도한 부식은 재료 내부와 외부의 기포를 증가시키고 변연파절을 유발하여 강도를 저하시킨다.[84] 저동 아말감 합금에서는 주석의 산화물과 염화물이, 고동 아말감에서는 동을 포함하는 부식 산물이 발견될 수 있지만, 고동 아말감이 부식 저항성이 더 높다.[83] 구리 함량이 높은 아말감에는 γ2 상이 거의 없어 부식이 적게 발생한다.[13]
아말감 수복물이 금 합금 수복물과 접촉되면 두 물질의 전위차로 인해 아말감 부식이 발생할 수 있으며, 부식 과정에서 유리된 수은이 금 수복물을 오염시켜 약화시킨다. 그럼에도 불구하고 구강 내는 수복물 간 전기 화학적 상호작용을 최소화하는 구조로 되어 있어, 고동 아말감이 기존 저동 아말감의 부식을 가속화시키지는 않는다.[83]
부식은 미세 누출을 감소시키는 긍정적 측면도 있지만, 수복물의 강도 저하 및 변연 파절을 유발하여 수명을 단축시킬 수 있으므로, 아말감 수복물의 부식을 최소화하기 위해 매끄럽고 균일한 표면을 만드는 것이 중요하다.[84]
=== 크리프 ===
아말감에 지속적인 힘이 가해지면 소성 변형, 즉 크리프(creep)가 발생할 수 있다.[87] 크리프는 재료에 영구변형이 일어나지 않을 정도의 작은 하중을 가했을 때 나타나는 길이 변화를 의미하며, 압축 시 형태가 완만히 변하는 현상이다.[87] 아말감의 크리프는 7일 후 완전히 경화된 시편을 3시간 동안 일정 압축 하중 하에 놓아 측정한다.[87]
크리프는 아말감이 인접치와 대합치를 밀어 변연 파절이나 돌출(overhanging)을 유발하고, 이는 재발성 우식의 원인이 된다.[87] 크리프가 낮을수록 변연 파절이 적게 나타난다.[87] 씹거나 가는 행위와 같은 구강 내 스트레스는 크리프를 유발하여 아말감이 와동 가장자리에서 돌출되어 지지되지 않는 가장자리를 형성하게 한다.[13] 교합면 가장자리에서 아말감 크리프로 인한 파절 후 아말감 수복물 가장자리 주변에 "도랑"이 형성될 수 있다.[13]
대한치과의사협회와 미국치과의사협회 규격에서는 최대 3%의 크리프를 허용한다.[87] 수은/합금비가 증가하거나, 연화 시간이 짧거나 길 경우, 그리고 연화 후 응축이 지연되면 크리프가 증가한다.[87] 고동 아말감은 다른 아말감보다 크리프 저항성이 높다.[87] 아말감의 γ2상은 주로 높은 크리프 값을 나타낸다.[13]
=== 변연부 파절 ===
아말감 수복의 가장 흔한 실패 유형은 치아와 아말감 경계부에서 발생하는 변연부 파절(marginal breakdown, ditching)이다.[85] 변연부가 파절되면 음식물 찌꺼기나 미생물이 침투하여 이차 우식이 생길 수 있고, 이차 우식까지 이어지지 않더라도 수복물의 심미성이 저하되고, 변형이 일어날 가능성이 높아진다. 임상적으로 수복물을 검사한 결과 변연에 50μm 이상의 틈이 있는 것은 이차 우식과 관련되어 있었다. 그러나 이런 수복물을 대체할 필요가 있는지를 평가하는 것은 환자의 구강 위생상태와 긴밀한 관련이 있으며, 최근 연구 결과에서는 심각하게 변연이 변형된 환자라도 좋은 구강 상태를 가지고 있다면 이차 우식 발생률이 현저히 낮은 것을 확인할 수 있었다.[85]
수복물의 부적절한 조각이나 마무리 또는 수은이 많이 있는 표층 부분을 제거하지 않으면 법랑질 위로 얇고 약한 쑥 내민 부분(ledge)을 형성하고[86] 결국 그것이 저작압에 의해 파절되면서 변연파절이 일어난다.
4. 1. 압축 강도
아말감의 압축 강도는 시간이 지남에 따라 서서히 증가하여 24시간 후에 최대치에 도달한다.[82] 형성 20분 후에는 7일 후 강도의 6%, 1시간 후에는 15~20%, 8시간 후에는 85~90% 수준으로 증가한다.[82]최종 강도에 도달하기 전에도 환자는 수복된 치아로 음식을 씹게 되므로 초기 강도가 중요하다.[82] 충전 후 15~20분 정도 경과한 시점의 아말감은 비교적 약하기 때문에,[13] 최소 8시간 동안은 부드러운 음식만 섭취하도록 하고,[82] 반나절 정도는 딱딱한 음식을 피해야 한다. 완전 경화까지 최소 24시간, 가능하다면 1주일 정도 경과시킨 후 연마를 실시한다.
아말감에 너무 빨리 저작압이 가해지면 내부에 응력이 생겨 수복 부위가 파절될 수 있다.[82] 음식물을 씹을 때 치아는 주로 압축력을 받지만, 인장 응력이나 굽힘 응력도 발생하여 아말감이 더 쉽게 파절될 수 있다.[82] 따라서 아말감의 강도를 높이려면 치질의 지지를 받아야 하고, 1.5mm 이상의 두께가 필요하다.[82] 아말감 수복물은 부서지기 쉽고 부식에 취약하다.[13]
4. 2. 크기 변화
아말감 합금은 응고 과정을 통해 굳는데, 초기에는 수은이 합금 안으로 확산되어 수축하지만 30-40분 후에는 합금 결정이 성장하여 팽창한다.[82] 가장 크게 팽창하는 때는 혼합 후 6시간 무렵이고, 이후 미량의 수은 확산으로 소량 수축한다.[82] 응고 과정에서 수축과 팽창을 반복하며, 최종적으로는 약간의 수축이 발생한다.아말감 충전 시 크기 변화를 최소화하는 것이 중요하다.[82] 과도한 수축은 미세누출과 치면세균막 축적을 야기하여 이차 우식 가능성을 높이고, 수술 후 과민증을 초래한다.[82] 과도한 팽창은 치수에 압력을 가하고, 충전 후 과민증 및 수복물 정출을 일으킬 수 있다.[82]
과거 아말감은 팽창이 일어났지만, 현대 아말감은 수축이 일어난다.[82] 대한치과의사협회 규격 제4호에서는 아말감의 24시간 후 크기 변화를 0.2% 이내로 규정하고 있다.[82] 아연을 함유한 아말감 합금은 수분에 오염되면 3-5일부터 팽창이 수개월간 지속될 수 있다.[82]
4. 3. 변색과 부식
아말감 수복물은 구강 내 환경에서 변색과 부식이 일어날 수 있다. 변색은 주로 환자의 구강 환경에 영향을 받으며, 황화은에 의한 변색은 심미적인 문제를 야기하지만 부식의 활성화나 수복물의 조기 실패를 의미하지는 않는다.[84] 부식은 화학적, 전기화학적 반응이나 이종 금속 간 전위차에 의해 발생하며, 치아와 수복물 계면에서 금속면을 따라 일어난다.[84] 합금과 치아 사이 공간에서 전해질의 미세 누출과 틈새 부식이 생기는데, 부식 산물이 축적되면서 이 공간을 채워 아말감을 자가 봉쇄형 수복물(self-sealing restoration)로 만들어 미세 누출을 감소시키기도 한다.하지만 과도한 부식은 재료 내부와 외부의 기포를 증가시키고 변연파절을 유발하여 강도를 저하시킨다.[84] 저동 아말감 합금에서는 주석의 산화물과 염화물이, 고동 아말감에서는 동을 포함하는 부식 산물이 발견될 수 있지만, 고동 아말감이 부식 저항성이 더 높다.[83] 구리 함량이 높은 아말감에는 γ2 상이 거의 없어 부식이 적게 발생한다.[13]
아말감 수복물이 금 합금 수복물과 접촉되면 두 물질의 전위차로 인해 아말감 부식이 발생할 수 있으며, 부식 과정에서 유리된 수은이 금 수복물을 오염시켜 약화시킨다. 그럼에도 불구하고 구강 내는 수복물 간 전기 화학적 상호작용을 최소화하는 구조로 되어 있어, 고동 아말감이 기존 저동 아말감의 부식을 가속화시키지는 않는다.[83]
부식은 미세 누출을 감소시키는 긍정적 측면도 있지만, 수복물의 강도 저하 및 변연 파절을 유발하여 수명을 단축시킬 수 있으므로, 아말감 수복물의 부식을 최소화하기 위해 매끄럽고 균일한 표면을 만드는 것이 중요하다.[84]
4. 4. 크리프
아말감에 지속적인 힘이 가해지면 소성 변형, 즉 크리프(creep)가 발생할 수 있다.[87] 크리프는 재료에 영구변형이 일어나지 않을 정도의 작은 하중을 가했을 때 나타나는 길이 변화를 의미하며, 압축 시 형태가 완만히 변하는 현상이다.[87] 아말감의 크리프는 7일 후 완전히 경화된 시편을 3시간 동안 일정 압축 하중 하에 놓아 측정한다.[87]크리프는 아말감이 인접치와 대합치를 밀어 변연 파절이나 돌출(overhanging)을 유발하고, 이는 재발성 우식의 원인이 된다.[87] 크리프가 낮을수록 변연 파절이 적게 나타난다.[87] 씹거나 가는 행위와 같은 구강 내 스트레스는 크리프를 유발하여 아말감이 와동 가장자리에서 돌출되어 지지되지 않는 가장자리를 형성하게 한다.[13] 교합면 가장자리에서 아말감 크리프로 인한 파절 후 아말감 수복물 가장자리 주변에 "도랑"이 형성될 수 있다.[13]
대한치과의사협회와 미국치과의사협회 규격에서는 최대 3%의 크리프를 허용한다.[87] 수은/합금비가 증가하거나, 연화 시간이 짧거나 길 경우, 그리고 연화 후 응축이 지연되면 크리프가 증가한다.[87] 고동 아말감은 다른 아말감보다 크리프 저항성이 높다.[87] 아말감의 γ2상은 주로 높은 크리프 값을 나타낸다.[13]
4. 5. 변연부 파절
아말감 수복의 가장 흔한 실패 유형은 치아와 아말감 경계부에서 발생하는 변연부 파절(marginal breakdown, ditching)이다.[85] 변연부가 파절되면 음식물 찌꺼기나 미생물이 침투하여 이차 우식이 생길 수 있고, 이차 우식까지 이어지지 않더라도 수복물의 심미성이 저하되고, 변형이 일어날 가능성이 높아진다. 임상적으로 수복물을 검사한 결과 변연에 50μm 이상의 틈이 있는 것은 이차 우식과 관련되어 있었다. 그러나 이런 수복물을 대체할 필요가 있는지를 평가하는 것은 환자의 구강 위생상태와 긴밀한 관련이 있으며, 최근 연구 결과에서는 심각하게 변연이 변형된 환자라도 좋은 구강 상태를 가지고 있다면 이차 우식 발생률이 현저히 낮은 것을 확인할 수 있었다.[85]수복물의 부적절한 조각이나 마무리 또는 수은이 많이 있는 표층 부분을 제거하지 않으면 법랑질 위로 얇고 약한 쑥 내민 부분(ledge)을 형성하고[86] 결국 그것이 저작압에 의해 파절되면서 변연파절이 일어난다.
5. 시술
아말감 합금을 이용한 치아 수복은 시술 부위에 대한 마취, 러버댐의 장착, 아말감 형성, 조각과 연마로 이루어진다. 시술 부위를 국소 마취하고 인접한 구강내 조직들을 기계와 약물로부터 보호하기 위해 러버댐을 장착한다. 시술할 치아에 남아있는 우식 부위를 말끔히 제거하고 정리하여 와동을 만든다. 만들어진 와동에 격벽을 세워 이후 아말감을 채워넣을 준비를 한다. 아말감 재료를 혼합한 덩어리를 문질러 혼합물을 균일하게 만들고 적절한 점도를 유지하게 한다. 이 작업을 멀링이라고 한다. 멀링한 아말감 덩어리를 운반기에 넣어 와동을 채운다. 와동으로 옮긴 아말감은 응축기를 사용하여 다진다. 아말감은 와동보다 조금 높게 채우고 대강의 모양을 정리한 뒤 조심스럽게 격벽을 제거한다. 아말감이 굳기 시작하면 아말감 조각도를 사용하여 와동치면변연을 따라 치아의 해부학적이고 기능적인 형태를 재현하여 조각한다. 조각이 끝난 표면은 버니셔로 문질러 매끄럽게 한다. 한 치아당 시술 시간은 10분에서 20분 정도가 걸린다. 시술이 끝나면 러버댐을 제거하고 치아가 잘 들어맞는 지 확인하여 교합 조정을 한다.[88] 시술이 끝나면 환자가 하루 정도는 시술한 치아로 씹지 않도록 주의시킨다.[89]
아말감을 충전하고 24시간이 지나면 연마를 할 수 있는 충분한 강도를 가지게 된다. 연마를 할 때 조각된 교합면의 형태가 없어지지 않도록 주의한다.[89] 연마의 목적은 매끈한 면을 형성해 치면세균막의 침착과 2차우식증의 발생을 억제하고, 치은에 대한 자극을 최소화 하고, 과잉변연(overhanging margin)을 제거하며, 교합과 교합면의 형태를 세밀하게 다듬어 마무리 하고, 부식에 대한 저항성을 증가시켜 아말감의 수명을 연장하고, 표면을 활택하게 해줌으로써 변색을 줄여 심미성을 개선하는 데 있다.[90]
거의 모든 와동에 적용할 수 있지만, 심미성이 낮아 보통 앞니에는 사용하지 않는다(다만, 치아의 설면에는 사용되는 경우가 있다). I급 와동에 가장 적합하다. 그러나 I급 와동이라도 범위가 넓은 경우에는 금속 인레이 등을 사용하는 것이 좋다고 알려져 있다.
와동 형성 → 인접면 형성 → 혼합 → 충전 → 버니싱 → 인접면 제거 → 조각 → 교합 조정 → (완전 경화 대기) → 연마 순서로 진행된다.
주의해야 할 점은 다음과 같다:
- 저항 형태: 변연의 두께를 90°에 가깝게 하기 위해 교합면과 인접면의 이행부에서는 리버스 커브를 취하게 한다.
- 유지 형태: 상자형 또는 내향형으로 한다. 제비꼬리형 등의 형태로 강화한다.
- 와연 형태: 와연 경사면은 만들지 않는다.
2급 와동이나 경우에 따라 1급 와동에서도 매트릭스 밴드 등으로 격벽을 마련하고 고정한다.
합금 분말과 수은을 필요량 계량하여 혼합한다. 손 혼합과 기계 혼합이 있지만, 일반적으로 기계 혼합을 사용한다. 혼합이 부족하면 다공성이 되는 등 기계적 성질이 떨어지지만, 과도하면 수축이 커지는 등의 문제가 있으므로 주의해야 한다.
아말감 캐리어로 와동에 옮겨 압접하면서 충전을 시행한다. 이 때, 아말감 페이스트에 수분이 닿으면 성질이 저하된다.
바니셔(Burnisher)를 이용하여 중앙에서 변연부로 압접하고, 동시에 여분의 부분을 제거한다.
주변 치아와 부드럽게 연결되는 형태, 그리고 홈도 조각한다.
교합지 등을 이용하여 교합 상태를 조정한다.
이후 수 시간 동안은 식사를 해서는 안 되며, 반나절 정도는 딱딱한 음식을 피해야 한다. 완전 경화까지 최소 24시간, 가능하다면 1주일 정도 경과시킨 후 연마를 실시한다.
주수 하에서 아말감의 반응 생성물이 생기지 않도록 고온 고압을 피하면서 연마한다.
5. 1. 주의 사항
아말감 수복물의 장착 또는 제거가 초기 독성 위험을 초래한다는 근거는 없으나, 포괄적인 아말감 치료, 특히 아말감 수복물의 장착 및 제거는 임신 및 수유 중인 환자에게 피해야 한다.[59] 수은은 태반을 통과하여 사산 및 선천적 결손을 유발할 수 있기 때문이다. 임신한 환자의 아말감 충전재 사용은 연기하거나 피하는 것이 좋다. 6세까지의 어린이에게는 수은에 대한 민감도가 증대되므로 주의를 기울여야 한다.2018년 7월, 유럽 연합(EU)은 15세 미만 어린이와 임산부 또는 수유부의 치과 치료에 아말감 사용을 금지했다. 단, 아말감 사용이 의학적으로 필요한 경우는 예외이다.[59] 임산부의 배아에 대한 독성 징후는 없으며,[60] 수유부의 아말감 사용을 피해야 할 과학적 이유는 없다. 유치는 오래 유지되지 않기 때문에 어린이의 아말감 회피는 환경적 고려 사항에 의해 주도된다.[60]
6. 장점
아말감은 재료의 가격이 저렴하고 다루기 쉽다. 치수에 자극을 주지 않으며, 압축 강도, 인장 강도, 굽힘 강도, 경도 등 기계적 성질이 우수하다.
7. 단점
아말감은 수은의 독성 문제가 제기되어 왔다. 심미성이 낮고, 열전도율이 높다는 단점이 있다. 치아와의 접착성이 없어 교합력에 의한 소성 변형이 발생할 수 있다. 또한, 타액의 전해질에 의해 부식될 수 있으며, 금속 알레르기 발증의 원인이 되기도 한다.[64]
8. 아말감 vs. 복합 레진
아말감은 다양한 임상적 시술 조건에 대한 내성이 강하며, 시술 중 습기의 존재에 대해서도 어느 정도 내성이 있다.[22] 반면, 복합 레진 시술 기법은 많은 요인에 더 민감하다.[23][24] 수은은 정균제의 성질을 가지고 있는 반면, 레진 복합체의 매트릭스를 구성하는 특정 메타크릴레이트 중합체(예: TEGMA, 트리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트)는 "미생물의 성장을 촉진"한다.[25]
2014년 두 연구에서는 복합 레진이 아말감 수복물보다 더 높은 실패율과 이차 치아 우식증 위험을 초래한다는 낮은 품질의 증거가 제시되었다.[28][29] 코크란 라이브러리의 여러 검토는 아말감이 근접 우식증으로 구치를 수복하는 데 여전히 선호되는 재료인 세계 일부 지역에서 특히 유용하고 성공적이라는 사실을 뒷받침한다.[28]
뉴잉글랜드 어린이 아말감 시험(NECAT)은 무작위 대조 시험으로, 아말감의 수명이 레진 기반 콤포머보다 더 길다는 이전 보고서와 일치하는 결과를 얻었으며,[22] 콤포머는 교체될 가능성이 7배 더 높았고 복합 레진은 수리될 가능성이 7배 더 높았다.[22]
복합 레진이 아말감보다 더 나은 상황도 있다. 예를 들어, 더 보존적인 와동 형성이 유리할 경우, 복합 레진이 권장되는 수복 재료이다. 이러한 상황에는 아말감의 경우 더 많은 건전한 치아 구조를 제거해야 하는 작은 교합면 수복물[32]뿐만 아니라 "윤곽 높이 이상의 에나멜 부위"도 포함된다.[33] 심미적인 목적으로는 수복이 치아의 즉시 보이는 부분에 필요한 경우 복합 레진을 선호한다. 아말감은 심미성이 낮아 보통 앞니에는 사용하지 않는다. I급 와동에 가장 적합하지만 범위가 넓은 경우에는 금속 인레이 등을 사용하는 것이 좋다.
9. 접착 아말감
치과용 아말감은 자체로는 치아 구조에 접착되지 않는다. 이는 초창기 치과의사들에게 단점으로 인식되었다.[34] 인산 아연 시멘트를 이용한 코팅이 제안되기도 했지만 1980년대까지 대부분의 아말감 수복은 접착제를 사용하지 않고 이루어졌다.[35] 1970년대에는 폴리카르복실레이트 기반의 접착성 라이너가 개발되었고,[35] 1980년대 중반에는 합성 수지를 사용하여 아말감을 접착하는 기술이 보고되었다.[36][37][38][39][40] 큰 치아 와동 수복의 경우 핀, 슬롯, 구멍 및 홈과 같은 특징을 사용하여 아말감 수복을 유지할 수 있지만, 아말감 자체를 강화하지는 않는다.[11]
아말감의 유지력과 밀봉성을 개선하기 위해 치과용 접착제를 사용한 접착 아말감 술식이 개발되었다. 그러나 접착 아말감 수복과 비접착 아말감 수복을 비교했을 때, 현재 과학적 증거는 추가 비용과 노력을 정당화할 만큼 접착 아말감의 임상적 이점이 명확하지 않다는 연구 결과도 있다.[41][42]
10. 아말감 수복물 밀봉
치과용 바니시는 변연 밀봉을 좋게 하기 위해 와동 벽에 도포할 수 있다. 바니시는 물에 불용성이어야 하며, 일반적으로 휘발성 용매에 수지를 함유하고 있다. 와동에 도포하면 용매가 증발하여 수지가 남아서 상아세관을 밀봉한다. 그 후 아말감을 와동에 충전할 수 있다.[13]
11. 치과용 아말감 독성
치과용 아말감을 치과 충전재로 사용할 때 수은 중독의 가능성에 대한 우려가 제기되어 왔다. 주요 보건 및 전문 단체들은 아말감을 안전하다고 여기지만[1][45][46], 의문이 제기되었고[47], 드물지만 급성 알레르기 반응이 보고되었다.[48]
비판론자들은 아말감이 환자에게 유해하며, 아마도 수복 과정에서 아말감을 취급하는 치과 전문의에게 더 유해한 독성 효과를 가지고 있다고 주장한다.[49] 생명 과학 연구소의 연구에 따르면 수은 증기와 치과용 아말감에 대한 연구는 "결정적인 결론을 내릴 수 있을 만큼 충분한 정보를 제공하지 못했다."[50] 연구소는 여러 "연구 격차"를 확인했다.[50] 아말감 충전재 제거는 수은에 대한 진정한 과민증 외에는 권장되지 않는다.[51] 아말감 수복물 제거 후 짧은 기간 동안 혈액 및 소변의 수은 수치가 상승하는 것으로 나타났으며, 수복물 제거로 인한 건강상의 이점을 입증한 연구는 없다.[51] 제거 과정에는 제거 과정에서 방출되는 수은 증기에 노출되는 것이 포함된다.[1] 아말감은 또한 환경에서 수은 독성에 기여한다.[52] 임신 중 아말감 삽입 및 제거와 관련하여, 연구에서 산모나 태아에게 어떠한 부작용도 나타나지 않았다. 그러나 해로움의 발생 가능성을 결정하기에는 연구가 불충분하므로, 가능하다면 임신 중에는 삽입 및 제거를 피해야 한다.[51]
수은에 관한 미나마타 협약에 대한 대응으로, 유럽 위원회는 개별 국가가 치과용 아말감 사용을 점진적으로 줄여나가야 한다는 입장을 확인했다.[53]
2018년 7월 EU는 "아말감의 수은이 지속적으로 오염되고 환경 독성이 있다는 점을 고려하여" 15세 미만 어린이와 임산부 또는 수유부의 치과 치료에 아말감 사용을 금지했다.
11. 1. 대한민국 내 논란
12. 환경 영향 및 아말감 중독 예방
치과용 아말감은 낮은 용량으로 사용되므로 수복 재료로 비교적 안전하다고 여겨진다. 아말감 증기는 씹는 행위를 통해 방출될 수 있지만, 이는 미미하다. 그러나 자기 공명 영상(MRI) 장비에서 발생하는 전자기장에 노출된 후 수은 방출이 증가한다는 연구 결과가 있으며,[54] 방출되는 소량은 건강에 위험을 초래하지 않는 것으로 간주된다.[55] 일부 환자는 아말감에 알레르기 반응을 보일 수 있다. 레진 복합재, 글래스 아이오노머 시멘트, 세라믹 또는 금 인레이는 아말감의 대체재로 사용될 수 있다.
유럽 연합 집행위원회는 아말감 폐기물을 유해 폐기물로 분류하는 폐기물 지침을 발표했다. 모든 치과 진료소에 아말감 분리기를 설치하여 폐기물을 다른 폐기물과 분리해야 한다.[51][58]
대한민국에서 치과용 아말감 폐기물은 지정폐기물로 분류되어 엄격하게 관리되고 있다. 환경부는 치과 병·의원에 아말감 분리기 설치를 의무화하고, 수거된 아말감 폐기물을 안전하게 처리하도록 규정하고 있다. 더불어민주당은 이러한 규제 강화를 통해 환경 오염을 최소화하고 국민 건강을 보호해야 한다는 입장이다.
12. 1. 대한민국의 아말감 폐기물 관리
대한민국에서 치과용 아말감 폐기물은 지정폐기물로 분류되어 엄격하게 관리되고 있다. 환경부는 치과 병·의원에 아말감 분리기 설치를 의무화하고, 수거된 아말감 폐기물을 안전하게 처리하도록 규정하고 있다. 더불어민주당은 이러한 규제 강화를 통해 환경 오염을 최소화하고 국민 건강을 보호해야 한다는 입장이다.13. 구강 병변
아말감에 민감한 일부 개인은 구강 병변이 발생할 수 있으며, 이 경우 충전재 종류를 변경해야 한다.[63]
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