글래스 아이오노머
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1. 개요
글래스 아이오노머는 치과에서 사용하는 치과용 시멘트의 일종으로, 1970년대에 개발되었다. 불소 방출, 치질과의 결합력, 생체 적합성 등의 장점을 가지고 있으며, 종래형과 레진 강화형으로 나뉜다. 종래형은 불소 방출을 통한 충치 예방 효과가 있지만, 심미성이 떨어지고 강도가 약하다는 단점이 있다. 레진 강화형은 레진을 첨가하여 강도와 심미성을 개선했지만, 치질과의 결합력은 상대적으로 낮다. 글래스 아이오노머는 치아 우식 치료, 치면 열구 전색, 교정용 브라켓 접착 등 다양한 임상 분야에서 활용되며, 레진 기반 실란트와의 비교 연구도 진행되고 있다.
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| 글래스 아이오노머 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
| 종류 | 치과용 재료 |
| 용도 | 충전재 시멘트 |
| 성분 | 알루미노실리케이트 유리 폴리아크릴산 |
| 상세 정보 | |
| 특징 | 치아와 유사한 불소 방출 화학적 결합 생체 친화성 |
| 장점 | 심미성 화학적 접착력 불소 방출 |
| 단점 | 낮은 강도 수분 민감성 |
| 사용 | 소아 치과 노인 치과 우식증 위험이 높은 환자 |
| 결합 메커니즘 | 칼슘 이온 카르복실기 |
| 강화 | 금속 첨가 레진 강화 |
| 상품명 | Ketac Fil Fuji II Riva Self Cure |
| 역사 | |
| 개발 | 1960년대 후반 |
| 개발자 | Wilson과 Kent |
2. 역사
치아 밀폐제는 1960년대 후반, 충치로 인한 교합면 소와(작고 오목한 부분) 및 열구(작은 틈) 발생 증가에 대한 대응으로 예방 프로그램의 일환으로 도입되었다.[9] 1972년, 윌슨(Wilson)과 켄트(Kent)는 규산염 시멘트의 불소 방출 특성과 폴리카르복실레이트 시멘트의 접착력을 결합한 글래스 아이오노머 시멘트를 개발하였다.[5] 초기에는 ASPA (alumino-silicata glass와 polyacrylic acid의 머리글자)로 약칭되었다. 글래스 아이오노머 시멘트는 이전보다 더 강하고, 덜 용해되며, 더 투명하여 심미성이 우수했다.[5]
글래스 아이오노머(GIC)는 1969년 영국의 국립 과학 연구소의 윌슨(Wilson)과 켄트(Kent)에 의해 개발되었다.[45] 이후 여러 개량을 거쳐 다양한 종류의 글래스 아이오노머 시멘트가 개발되었다.
초기 글래스 아이오노머 시멘트는 전치(앞니) 미용 수복, III급(3급) 및 V급(5급) 와동(충치 등으로 인해 생긴 구멍) 형성에 주로 사용되었다.[8] 이후, 금속 또는 수지 입자 첨가 등을 통해 재료의 특성이 개선되어, 마모/침식 병변 수복, 크라운 및 브리지 재건, 유치(젖니) 교합면 수복, 근심(인접면) 병변 수복, 와동 기저부 및 라이너 등 다양한 용도로 사용이 확대되었다.[4]
윌슨과 켄트가 개발한 G338 유리를 사용한 초기 상업적 GIC는 비하중 지지 수복 재료로 사용되었으나, 어금니와 같이 하중을 받는 부위에는 부서지기 쉬웠다.[11]
현대에는 레진 강화형 글래스 아이오노머 시멘트(RMGIC), 고강도 충전용 글래스 아이오노머 시멘트(HVGIC) 등이 개발되어 사용되고 있으며, 이전의 GIC는 종래형 글래스 아이오노머 시멘트(CoGIC)로 구분된다.
3. 종류
이 외에도 바륨 유리를 첨가하여 X선 조영성을 갖게 하거나, 탄닌・불화물(HY재)를 첨가하여 항균성을 부여하거나, 아말감 분말을 첨가하여 물성을 향상시키는 등 다양한 개량이 이루어졌다.
3. 1. 종래형 글래스 아이오노머 시멘트 (CoGIC)
Conventional glass ionomer cements, CoGIC영어는 글래스 아이오노머 시멘트(GIC)의 한 종류로, 여러 장점과 단점을 가지고 있다.
장점
단점
GIC 실란트는 장기간 불소를 방출하여 치아 우식증을 예방한다고 알려져 있으며, 실란트가 손실된 후에도 열구는 탈회에 더 강하다.[9] 그러나 체계적인 검토 결과, GIC를 열구 밀봉 재료로 사용했을 때 레진 기반 실란트와 비교하여 치아 우식증 발생에 차이가 없었고, 레진 기반 실란트보다 유지력이 낮았다.[16]
GIC 실란트는 친수성이 있어 습한 구강 환경에서 소수성 레진의 대안이 될 수 있다. 레진 기반 실란트는 타액 오염에 취약하다. GIC는 법랑질과 상아질 모두와 화학적으로 결합하며, 특별한 치아 삭제나 기계적 유지를 필요로 하지 않아 치아 구조에 손상을 주지 않고 적용할 수 있다. 이는 치아 보존이 중요하고 최소 침습 기술이 필요한 상황, 특히 얇은 법랑질만 있는 넓은 상아질 노출 영역이 있는 Class V 충전에 이상적이다. 이러한 특징은 레진 Class V 충전보다 더 긴 유지력과 수명을 제공하는 경우가 많다.
GIC는 법랑질과 상아질에 화학적으로 결합하여 세균 침투를 줄여준다. 특히 은 아민 불화물과 함께 사용하면 치아 우식증을 억제하고 활성 우식 부위를 경화시켜 추가적인 손상을 예방할 수 있다. 또한, 임상 환경 밖에서도 시술 및 경화가 가능하며, 경화 광선이 필요 없다.
화학 경화형 GIC는 알레르기 반응에 안전한 것으로 간주되지만, 레진 기반 재료에서는 몇 건의 보고가 있었다. 그럼에도 불구하고 알레르기 반응은 두 실란트 모두 매우 드물게 나타난다.[9]
GIC 실란트 또는 시멘트의 주요 단점은 부적절한 유지력, 강도, 인성 및 내마모성 부족이다.[17][18] 낮은 유지율 때문에 6개월 후 손실된 실란트 교체를 위한 주기적인 재검진이 필요하다.[9][19] GIC의 물리적 단점을 해결하기 위해 열-광 경화(중합)와 같은 다양한 방법이 사용되었으며,[20][21] 지르코니아, 하이드록시아파타이트, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐, 플루오로아파타이트를 첨가하여 강화하기도 한다.[22]
영구치 수복재로서 RMGIC의 사용을 뒷받침할 증거는 불충분하다. 무작위 대조 시험의 수가 적음에도, Bezerra 등[2009]의 메타 분석에 따르면 6년 후 영구치의 GIC 수복 부위에서 아말감 수복 부위에 비해 우식 병소가 유의하게 적었다.[37] GIC의 접착력과 수명은 비우식성 치경부 병소 수복을 통해 가장 잘 연구될 수 있다. 한 체계적 검토에 따르면 GIC는 최대 5년의 추적 관찰 기간 동안 레진 복합재보다 높은 유지율을 보인다.[38] GIC를 사용한 영구치 II급 수복에 대한 검토는 편향이 높거나 연구 기간이 짧아 드물다. 압축 강도와 불소 방출에 대한 연구[39] [2003]에서 15개 상업용 불소 방출 수복 재료를 대상으로 실험한 결과, 압축 강도와 불소 방출 사이에 음의 선형 상관 관계가 발견되었다(''r''2=0.7741). 즉, 불소 방출이 높은 수복 재료는 기계적 특성이 낮다.[39]
3. 2. 레진 강화형 글래스 아이오노머 시멘트 (RMGIC)
레진을 글래스 아이오노머에 첨가하면 혼합 및 적용이 더 용이해진다.[3] 레진 강화형 글래스 아이오노머는 더 높은 유지력, 강도, 낮은 용해도를 나타낸다.[3] 레진 기반 글래스 아이오노머는 산-염기 경화와 라디칼 중합의 두 가지 경화 반응을 가진다. 자유 라디칼 중합은 산-염기 방식보다 더 빠르게 일어나므로, 주요 경화 방식이다. 빛에 의해 적절히 활성화된 재료만이 최적으로 경화된다. 레진의 존재는 시멘트를 물 오염으로부터 보호한다. 작업 시간이 단축되므로, 혼합 후 가능한 한 빨리 재료를 적용하고 성형하는 것이 권장된다.[5]
| 장점 | |
|---|---|
| 단점 |
4. 조성
글래스 아이오노머는 기본적으로 분말과 액체 형태로 구성되며,[52] 실리케이트와 폴리카복실레이트를 결합한 체계이다.[53]
글래스 아이오노머는 다재다능한 특성과 사용 편의성으로 인해 널리 사용된다. 시술 전, 글래스 아이오노머 재료는 분말과 액체, 또는 물과 혼합된 분말 형태로 제공된다. 이러한 재료는 혼합 및 캡슐화될 수 있다.[23]
재료 준비는 제조 지침을 따라야 한다. 종이 패드 또는 차갑고 건조한 유리 슬래브를 사용하여 원료를 혼합할 수 있지만, 유리 슬래브를 사용하면 반응이 지연되어 작업 시간이 늘어난다는 점에 유의해야 한다.[23] 액체 및 분말 형태의 원료는 글래스 아이오노머가 사용되는 임상 절차에 혼합물이 필요한 시점까지 선택된 표면에 분배해서는 안 된다. 대기 중에 장시간 노출되면 액체의 화학 물질 비율을 방해할 수 있기 때문이다. 혼합 단계에서 스파츌라를 사용하여 제조 지침 및 개별 제품에 따라 45~60초 동안 분말을 액체에 빠르게 혼합해야 한다.[24]
혼합하여 페이스트를 형성하면 산-염기 반응이 발생하여 글래스 아이오노머 복합체가 특정 시간 동안 경화되며, 이 반응에는 네 가지 단계가 중첩되어 있다.
- 용해
- 젤화
- 경화 (3~6분)
- 성숙 (24시간 ~ 1년)
글래스 아이오노머는 경화 시간이 길고 용해 간섭을 최소화하고 오염을 방지하기 위해 구강 환경으로부터 보호해야 한다.[25]
글래스 아이오노머의 적용 유형은 시멘트의 점도에 따라 달라지며, 매우 높은 점도에서 낮은 점도까지 다양한 수준의 점도가 시멘트가 합착제, 교정용 브라켓 접착제, 와동 및 열구 실런트, 라이너 및 베이스, 코어 빌드업 또는 중간 수복물로 사용되는지 여부를 결정할 수 있다.[23]
모든 글래스 아이오노머(GIC)는 염기성 유리와 산성 중합체 액체를 포함하며, 이는 산-염기 반응에 의해 굳어진다. 이 중합체는 약 5~10%의 치환된 이온 그룹을 포함하는 아이오노머이다. 이러한 특성으로 인해 산 분해가 가능하고 임상적으로 쉽게 굳어질 수 있다.
유리 충전제는 일반적으로 칼슘 알루미노실리케이트 분말이며, 폴리알케노산과 반응하면 이온화된 폴리카복실레이트 매트릭스 내에서 유리 폴리알케노에이트-유리 잔류물이 생성된다.
산-염기 경화 반응은 성분 혼합으로 시작된다. 반응의 첫 번째 단계는 용해이다. 산은 유리 입자 표면뿐만 아니라 인접한 치아 기질을 공격하여 외부 층을 침전시키면서 동시에 중화된다. 수용액의 pH가 상승함에 따라 폴리아크릴산은 이온화되기 시작하고 음전하를 띠면서 확산 기울기를 형성하여 양이온을 유리와 상아질에서 끌어내는 데 도움을 준다. 알칼리성은 또한 중합체를 해리시켜 수용액의 점도를 증가시킨다.
두 번째 단계는 겔화로, pH가 계속 상승하고 용액 내 이온 농도가 증가함에 따라 임계점에 도달하여 불용성 폴리아크릴레이트가 침전되기 시작한다. 이들 폴리음이온은 카복실레이트 그룹을 가지며, 이 그룹에 양이온이 결합하고, 특히 이 초기 단계에서는 가장 쉽게 이용 가능한 이온인 Ca2+가 결합하여 칼슘 폴리아크릴레이트 사슬로 가교 결합하여 겔 매트릭스를 형성하기 시작하며, 이는 5분 이내에 초기 경화 상태를 초래한다. 가교 결합, 수소 결합 및 사슬의 물리적 얽힘이 겔화를 담당한다. 이 단계에서 GIC는 여전히 취약하므로 수분으로부터 보호해야 한다. 오염이 발생하면 사슬이 분해되어 GIC의 강도와 광학적 특성이 손실된다. 반대로, 초기에 탈수되면 시멘트에 균열이 생기고 표면이 다공성이 된다.
다음 24시간 동안 성숙이 일어난다. 불안정한 칼슘 폴리아크릴레이트 사슬은 점차 알루미늄 폴리아크릴레이트로 대체되어 칼슘이 불소와 인산염에 결합하고 치아 기질로 확산되어 폴리염을 형성하며, 이는 점차 수화되어 물리적으로 더 강한 매트릭스를 생성한다.[31]
불소의 첨가는 반응을 지연시켜 작업 시간을 늘린다. 다른 요인으로는 시멘트의 온도와 분말 대 액체 비율이 있으며, 분말이 많거나 열이 가해지면 반응이 가속화된다.
GIC는 치아 기질과의 접착 관계가 우수하며, 독특하게 상아질에 화학적으로 결합하고, 더 적은 정도로 에나멜에도 결합한다. 초기 용해 과정에서 유리 입자와 하이드록시아파타이트 구조가 모두 영향을 받으므로, 산이 완충됨에 따라 매트릭스가 재형성되어 계면에서 칼슘 인산 폴리알케노에이트 결합으로 화학적으로 용접된다. 또한, 중합체 사슬은 양쪽 모두에 포함되어 가교 결합을 형성하며, 상아질에서는 콜라겐 섬유도 기여하여 GIC 염 침전물에 물리적으로 결합하고 수소 결합을 형성한다. 하이드록시아파타이트에서 발생하는 다공성으로 인해 미세 유지도 발생한다.[32]
비파괴 중성자 산란 및 테라헤르츠(THz) 분광법을 사용하는 연구를 통해 GIC의 경화 중 파괴 인성이 계면 THz 동역학, 원자 결합력 변화 및 계면 구성 변동과 관련이 있다는 것이 입증되었다. GIC의 경화는 비단조적이며, 유리-중합체 결합 지점, 파괴 인성이 예상치 않게 회복되는 초기 경화 지점, 이어서 응력 유도 계면 약화와 같은 급격한 특징을 특징으로 한다. 이후, 파괴 인성은 장기 파괴 시험 값으로 점근적으로 감소한다.[6]
개발 초기에는 ASPA(분말의 alumino-silicata glass와 액체의 polyacrylic acid의 머리글자)로 약칭되었다.
"아이오노머"라는 명칭은 듀폰(DuPont)사의 상표이며, ISO에서는 "글라스 폴리알케노에이트 시멘트"(glass polyalkenoate cement)라고 칭한다.
하지만, 학술 논문에서도 "글래스 아이오노머" 명칭이 사용되고 있기 때문에, 본 항목도 이에 준한다.
4. 1. 종래형 글래스 아이오노머 시멘트 (CoGIC)
종래형 글래스 아이오노머 시멘트(CoGIC)는 분말과 액체 형태로 구성되며,[52] 실리케이트와 폴리카복실레이트를 결합한 체계이다.[53]CoGIC의 구성은 다음과 같다.
| 구분 | 구성 |
|---|---|
| 분말 | |
| 액체 |
4. 2. 레진 강화형 글래스 아이오노머 시멘트 (RMGIC)
RMGIC는 분말과 액체 형태로 구성된다.[52] RMGIC의 분말은 CoGIC 분말에 중합 촉진제를 배합한 것이고, 액체는 CoGIC 액체에 HEMA (수용성 레진 모노머), 광중합 개시제, 화학 중합 개시제를 배합한 것이다.RMGIC의 장점은 다음과 같다.
| 장점 |
|---|
| 표면 안정성이 우수함 |
| 레진 성분으로 인해 내산성이 강함 |
| 레진과 비슷한 투명성과 활택성을 보임 |
| 복합레진과 달리 복잡한 접착 과정이 없어 다루기 용이하여 기술적 민감도가 낮음 |
| 초기 용해도가 좋음 |
| 구강 내에서 수분을 흡수하여 재팽창이 이루어짐 |
| 불소를 지속적으로 유리하여 우식 예방 및 진행 억제가 가능함 |
| 불용성이므로 구강액에 거의 용해되지 않음[49] |
| 피막 두께가 우수함 |
RMGIC의 단점은 다음과 같다.
| 단점 |
|---|
| 복합레진에 비해 치질과 낮은 결합력을 가짐 |
| 탈수에 민감하므로 경화가 완전히 이루어진 후에 연마해야 함[50] |
| 광불투과성, 색조 제한, 술 후 색안정성 등으로 인해 와동 형성이 클 경우 심미적으로 문제가 됨 |
| 액체에 접촉성 알레르기를 일으킬 수 있는 물질이 함유되어 있어 직접 접촉을 피하기 위해 보호용 장갑을 착용해야 함 |
| 30초 내로 혼합하여 도포해야 함 |
| 경화 후 재료에 수분이 흡수되면 팽창하여 파절이 일어날 수 있기 때문에 일부 올-세라믹 간접 수복물의 합착에는 권장되지 않음[51] |
5. 특징 및 특성
- 치질과 유사하게 낮은 열팽창계수를 가지고 있어 변연 누출이 적다.[45]
- 치질에 화학적으로 결합하여 산부식이 필요하지 않다.
- 복합레진에 비해 활택성과 심미성이 떨어진다.
- 강도와 경도가 낮고 마모에 대한 저항성이 떨어진다.[57]
- 불소를 유리시켜 항우식 효과를 보인다.[58]
- 유동성이 적고 조작 시간은 상온 23°C에서 2분으로 짧으며, 경화 시간은 혼합을 시작한 시점을 기준으로 6~8분으로 길다.
- 차가운 혼합판에서 혼합하면 경화 시간 단축이 가능하지만 재료의 강도가 낮아진다.
- 취성은 높고 강도, 경도, 마모 저항성은 낮아 교합력을 받는 부위에는 사용을 제한하며 주로 3, 5급 와동에 사용된다.[59]
- 피막도가 크면 수복물의 유지력이 감소되는데, 인산아연시멘트와 비슷하거나 낮기 때문에 영구 접착에 사용하기에 적합하다. (인산아연시멘트는 피막도가 낮아 오랜 기간 이용되어온 접착제이다.)
- 압축 강도는 경화 24시간 후부터 1년 후까지 지속적으로 증가하며, 경화 초기의 방습이 잘 되는 경우에 증가폭이 더 크다.(경화 초기에 바니쉬를 도포하면 방습에 효과적이다).
- 술식을 적용할 때, 인접 치아에 잘 달라붙는다.
- 법랑질, 스테인리스강, 주석 도금한 백금 및 금합금에 대한 결합 강도가 높다. 그에 비해 상아질과의 인장 결합 강도는 1~3MPa로 낮다.
- 증류수에서의 용해 및 붕괴도는 시멘트 중에서 높은 편에 속한다.
- N젖산용액에서의 용해 및 붕괴도는 다른 시멘트들에 비해 매우 낮다.
- 세포 독성이 산화아연유지놀 시멘트나 폴리카복실레이트 시멘트보다 낮다.
- 접착제의 분액비가 낮거나 상아질의 수분을 완전히 제거하여 접착할 때에 치수 과민 반응 증상이 보고된다.
- 치수가 온화 반응을 일으키기 때문에 잔존하는 상아질의 두께가 1mm 이하이면 수산화칼슘 이장재를 깔아야 한다.
- 압축 강도는 구치부용 복합레진의 30%, 파절 인성은 아말감의 10~25% 정도이다.
- 총 혼합 시간은 30~60초 정도이며, 혼합 시 분말을 두 부분으로 나누어서 혼합한다.
6. 경화 반응
모든 글래스 아이오노머(GIC)는 염기성 유리와 산성 중합체 액체를 포함하며, 이는 산-염기 반응에 의해 굳어진다.
산-염기 경화 반응은 성분 혼합으로 시작된다. 반응의 첫 번째 단계는 용해이다. 산은 유리 입자 표면뿐만 아니라 인접한 치아 기질을 공격하여 외부 층을 침전시키면서 동시에 중화된다.
두 번째 단계는 겔화로, pH가 계속 상승하고 용액 내 이온 농도가 증가함에 따라 임계점에 도달하여 불용성 폴리아크릴레이트가 침전되기 시작한다. 이들 폴리음이온은 카복실레이트 그룹을 가지며, 이 그룹에 양이온이 결합하고, 특히 이 초기 단계에서는 가장 쉽게 이용 가능한 이온인 Ca2+가 결합하여 칼슘 폴리아크릴레이트 사슬로 가교 결합하여 겔 매트릭스를 형성하기 시작하며, 이는 5분 이내에 초기 경화 상태를 초래한다.
다음 24시간 동안 성숙이 일어난다. 불안정한 칼슘 폴리아크릴레이트 사슬은 점차 알루미늄 폴리아크릴레이트로 대체되어 칼슘이 불소와 인산염에 결합하고 치아 기질로 확산되어 폴리염을 형성하며, 이는 점차 수화되어 물리적으로 더 강한 매트릭스를 생성한다.[31]
불소의 첨가는 반응을 지연시켜 작업 시간을 늘린다. 다른 요인으로는 시멘트의 온도와 분말 대 액체 비율이 있으며, 분말이 많거나 열이 가해지면 반응이 가속화된다.
GIC는 치아 기질과의 접착 관계가 우수하며, 독특하게 상아질에 화학적으로 결합하고, 더 적은 정도로 에나멜에도 결합한다. 초기 용해 과정에서 유리 입자와 하이드록시아파타이트 구조가 모두 영향을 받으므로, 산이 완충됨에 따라 매트릭스가 재형성되어 계면에서 칼슘 인산 폴리알케노에이트 결합으로 화학적으로 용접된다. 또한, 중합체 사슬은 양쪽 모두에 포함되어 가교 결합을 형성하며, 상아질에서는 콜라겐 섬유도 기여하여 GIC 염 침전물에 물리적으로 결합하고 수소 결합을 형성한다. 하이드록시아파타이트에서 발생하는 다공성으로 인해 미세 유지도 발생한다.[32]
7. 임상 적용
글래스 아이오노머 시멘트(GIC)는 점도에 따라 다양한 형태로 사용된다. 초기에는 주로 크라운 및 브리지 재건에 접착제로 사용되었으나, 현재는 그 용도가 훨씬 다양해졌다.[4]
- 합착제: 매우 높은 점도의 GIC는 치과 보철물을 치아에 부착하는 합착제로 사용된다.
- 교정용 브라켓 접착제: GIC는 교정용 브라켓을 치아에 부착하는 데 사용될 수 있다. 에나멜과 스테인리스강 등 교정용 브라켓에 사용되는 금속 사이에 강한 화학적 결합을 형성한다.[27]
- 와동/열구 실란트(치면 열구 전색): 점도가 낮은 GIC는 치아의 씹는 면에 있는 작은 틈새(와동 및 열구)를 메워 충치를 예방하는 데 사용된다.[26][28]
- 라이너/베이스: GIC는 와동(cavity) 바닥에 얇게 도포되어 외부 자극으로부터 치수(Pulp)를 보호하고, 수복물의 접착을 돕는 라이너나 베이스로 사용된다.
- 코어 빌드업: 치아의 손상된 부분을 대체하여 수복물의 지지 기반을 형성하는 코어 빌드업 재료로 사용될 수 있다.
- 중간 수복물: 유치(젖니)의 씹는 면이나 치아 뿌리 근처와 같이 심미성이 크게 중요하지 않은 부위의 중간 수복물로 사용된다.
이 외에도, 금속 입자나 수지 입자를 첨가하여 강도를 높인 GIC가 개발되어 사용되고 있다.[8] GIC는 치아 기질과의 우수한 접착력을 가지며, 특히 상아질에 화학적으로 결합하고, 에나멜에도 어느 정도 결합한다.[32]
7. 1. 주요 임상 적용
- '''세라믹 강화 시멘트'''는 금속으로 강화된 유리 아이오노머 시멘트로, 충치나 치아 표면의 우식으로 인한 치아 손실을 복원하는 데 사용된다. 치은 연선 근처나 치아 뿌리에 사용되지만, 요구되는 기능에 따라 다양한 치아 부위에 적용될 수 있다. 에나멜과 상아질에 접착력을 유지하며 다른 유리 아이오노머와 동일한 경화 반응을 보인다. 세라믹 강화 시멘트는 은, 주석, 금, 티타늄과 같은 금속을 통합하여 유리 아이오노머의 기계적 특성, 특히 취성 및 내마모성을 개선하려는 시도이다. 이러한 재료를 유리 아이오노머와 함께 사용하면 기존의 유리 아이오노머에 비해 압축 강도와 피로 한계 값이 증가하지만, 굴곡 강도와 내마모성에 있어서는 뚜렷한 차이가 없다.[26][24]
- '''상아질 표면 처리'''는 유리 아이오노머 시멘트를 사용하여 수행할 수 있으며, 시멘트는 언더컷 와동에 배치될 때 유용한 접착 특성을 가진다. 유리 시멘트 아이오노머가 배치되는 표면은 타액에서 발생하는 침전된 타액 단백질을 제거하여 적절하게 준비되어야 한다. 이는 유리 아이오노머 시멘트와 상아질 표면의 결합 형성에 대한 수용성을 크게 감소시키기 때문이다. 구연산과 같은 여러 가지 물질을 사용할 수 있지만, 가장 효과적인 물질은 폴리 아크릴산으로 보이며, 30초 동안 치아 표면에 도포한 후 씻어낸다. 그런 다음 치아를 건조시켜 표면이 결합 형성을 수용할 수 있도록 하지만, 건조가 발생하지 않도록 주의한다.[26][27]
- '''매트릭스 기법'''은 전치부 인접 와동 복원에 사용된다. 와동에 인접한 치아 사이에 매트릭스가 삽입되며, 일반적으로 상아질 표면 조절 전에 이루어진다. 재료가 과도하게 삽입되면 매트릭스가 치아 뿌리 주위에 배치되고 재료가 경화되는 동안 굳건한 손가락 압력으로 제자리에 유지된다. 경화되면 예리한 탐침이나 엑스카베이터를 사용하여 매트릭스를 조심스럽게 제거할 수 있다.[26]
- '''치면 열구 전색'''은 유리 아이오노머를 사용하여 재료를 특정 유동성과 점성을 얻도록 혼합할 수 있으며, 이를 통해 시멘트가 구치에 위치한 열구와 소와로 침투하여 충치 위험 부위를 채워 충치 발생 위험을 줄일 수 있다.[26][28]
- '''교정용 브라켓'''은 유리 아이오노머 시멘트를 접착 시멘트로 사용하여 에나멜과 스테인리스강과 같이 교정용 브라켓에 사용되는 많은 금속 사이에 강한 화학적 결합을 형성할 수 있다.[27]
- 불소 바니시는 치아 우식증 예방을 위해 전색 적용과 결합되었다. 불소 바니시 단독 사용에 비해 두 가지를 함께 사용하는 것이 전반적인 효과를 증가시킨다는 증거는 불확실하다.[29][30]
8. 글래스 아이오노머 시멘트 vs. 레진 기반 실란트
불소 유리가 우수하여 정균작용이 일어나며 충치 발생을 억제하고, 재발성 우식증에 강한 저항성을 보이는 글래스 아이오노머 시멘트(GIC)와 레진 기반 실란트 중 어떤 재료가 충치 감소에 더 효과적인지에 대한 논쟁이 존재한다.[13][14][15] GIC는 장기간 불소를 방출하여 치아 우식증 예방에 효과적이라고 알려져 있지만, 체계적인 검토 결과 레진 기반 실란트와 비교했을 때 치아 우식증 발생에 큰 차이가 없었고, 유지력은 더 낮았다.[16]
장점 (GIC)
- 불소 유리가 우수하여 정균작용이 일어나며 충치 발생을 억제한다. (재발성 우식증에 대하여도 강한 저항성을 보인다).
- 치질 결합력이 있어 미세누출이 적다.[45]
- 상아질과 유사한 열팽창계수를 가진다.
- 경화 시간이 느리기 때문에 복합레진보다 수축이 덜하다.
- 치아 삭제량이 적다.
- 구강 조직과 치수에 잘 맞아 생체에 적합하다.[46] (구강 환경에 안정적이다).
- 충전 후 오랜 시간 동안 화학적인 경화 반응이 지속되는 역동적인 재료이다.
- 물성과 기계적 성질이 좋다.
- 경화 시 온도 상승이 비교적 낮다.
- 치아와의 접착 시 중간층을 필요로 하지 않는다.[47]
단점 (GIC)
9. 영구 재료로서의 글래스 아이오노머 시멘트
글래스 아이오노머 시멘트(GIC)는 불소를 방출하여 치아 우식증(충치) 예방에 효과적인 치과 재료이다. 초기에는 다량의 불소가 방출되고 점차 감소하는데, 이는 내부 우식 상아질에 남아있는 세균의 생존력을 낮추고 법랑질과 상아질의 재광화를 돕는다.[33] 지속적인 불소 방출은 치아 주변의 탈회를 줄이는 역할을 한다.[33] GIC의 불소 방출은 산 생성력을 감소시켜 우식성 생물막의 독성을 낮춘다.[34] 스트론튬을 함유한 GIC(Fuji IX GP)는 탈회된 상아질의 재광화를 촉진하는 것으로 나타났다.[35]
유치(젖니)의 경우, 기존 GIC는 클래스 II 수복에 권장되지 않았으나,[36] 습기 조절이 잘 되는 환경에서는 복합 레진 수복이 더 효과적이었다.[36] 레진 변성 글래스 아이오노머 시멘트(RMGIC)는 유치 어금니의 클래스 I 및 II 수복에 고려될 수 있으며, 특히 우식 위험이 높은 경우에 유용하다.[36]
영구치의 경우, RMGIC를 장기 수복재로 사용하는 것에 대한 증거는 아직 부족하다. 그러나 6년 후 연구 결과에 따르면, GIC로 수복한 치아는 아말감으로 수복한 치아보다 우식 병소가 유의하게 적었다. GIC는 비우식성 치경부 병소 수복 연구에서 레진 복합재보다 높은 유지율(최대 5년)을 보였다. 하지만 영구치 II급 수복에 대한 연구는 부족한 상황이다.
GIC의 압축 강도와 불소 방출량은 반비례 관계를 보인다. 즉, 불소 방출량이 높을수록 기계적 특성은 낮아진다.
10. 술식
글래스 아이오노머는 수분에 취약하므로 방습을 위해 러버댐을 장착한다.[60] 시술 부위에 고속 핸드피스로 와동을 형성하고, 저속 핸드피스로 우식 부위를 제거한다. 불소를 함유하지 않은 세마제로 치아를 닦는다. 와동면을 세척 및 건조시킨다. 와동을 충전한다. 경화되면 수분의 오염을 막기 위해 바니쉬를 도포한다.[60] 레진 강화형 글래스 아이오노머는 와동 충전 시 광조사를 시행한다. 경화가 완전히 이루어지는 24시간 후에 최종 연마를 시행한다. 수복재를 다듬은 후에 교합지로 교합 상태를 확인한다.[61]
11. 적응증
글래스 아이오노머는 다음과 같은 경우에 사용된다.
- 노인이나 우식 활성이 높은 환자의 치근면(치아 뿌리 표면) 우식[62]
- 상아질(치아 내부) 변연(가장자리)을 갖는 3급, 5급 와동(구멍) 중 심미성(겉으로 보이는 아름다움)이 크게 요구되지 않는 경우[62]
- 교합(씹는 힘)력이 크게 작용하지 않는 유치(젖니)의 1급 및 2급 와동[62]
- 충치가 심하지 않은 1단계 충치인 초기 우식증[62]
- 인레이(치아에 끼워 넣는 수복물) 하방 기저재(바닥 재료)[62]
- 당장 치료받을 시간적 여유가 없을 때의 임시 수복[62]
- 우식증(충치), 침식증, 마모증에 의한 치경부(치아와 잇몸 경계 부위) 병소(손상 부위)의 수복[62]
- 신경치료 마무리 후 충전재(코어 형성)[62]
- 실활치(신경이 죽은 치아) 미백술 시 미백제의 누출(새는 것) 방지를 위한 보호층[62]
12. 주의사항
- 글래스 아이오노머는 제조사마다 삭제한 치아 내면 처리 방법이 다르므로, 제조 회사의 사용 설명서를 따라야 한다.[63]
- 시멘트가 치질과 화학적으로 결합하는 것을 방해하는 요인을 제거하기 위해 25% 폴리아크릴산(polyacrylic acid) 표면처리제를 사용해야 한다. 표면처리제를 10초간 도포 후 세척, 건조하고 시멘트를 사용한다.[64]
- 인산을 사용하면 찌꺼기뿐만 아니라 칼슘층까지 제거된다. 이로 인해 수복물의 누출과 탈락, 수술 후 과민증이 발생할 수 있다.[65]
- 산부식이 끝나고 세척, 건조할 때 약하게 말려서 치아가 탈수되지 않도록 한다. 치아를 너무 과도하게 건조하게 되면 상아질의 지각과민증을 야기할 수 있다.[66][67]
- 글래스 아이오노머 혼합 시 금속 혼합자를 사용하면 유리 성분이 금속을 분해하여 성분의 변화를 초래할 수 있기 때문에 플라스틱 혼합자를 사용해 혼합해야 한다.[68]
- 글래스 아이오노머 시멘트는 수분에 민감해서 초기 경화 24시간 동안에 수분과 접촉하면 백묵 상의 표면 상태가 되고 재료의 물리적 성질이 저하된다. 또한 수분이 부족해 탈수된 경우에도 표면에 균열이 생길 수 있다. 이를 예방하고 재료를 보호하기 위해 코코아 버터, 바니쉬, 접착 레진 등으로 코팅을 해주어야 한다.[69]
- 레진 강화형 글래스아이오노머 시멘트의 액체에는 접촉성 알레르기 항원으로 알려진 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)를 함유하고 있어서 맨손으로 만지지 않아야 한다.[70]
- 치과계 종사자는 HEMA가 휘발성이고 호흡기를 통해서 체내로 흡입될 수 있기 때문에 마스크를 반드시 착용해야 한다.[71]
- 환자의 구강점막에 레진 강화형 글래스아이오노머가 직접 접촉되는 것을 막아야 한다.[72]
- 재료의 변색이 올 수 있으므로 변색을 줄이기 위해 카레, 커피 등의 유색소 음식을 피하는 것이 좋다.
- 글래스 아이오노머는 습기와 건조에 예민하기 때문에 치면열구전색재나 근관치료재로 쓸 수 있음에도 불구하고 잘 사용되지 않는다.[73]
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