KR102228118B1 - 결정화 유리를 포함하는 치과용 복합체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 결정화 유리 및 경화성 유기물을 포함하는 치과용 복합체 조성물에 있어서, 그 결정의 크기가 평균입경 50 내지 400nm인 결정화 유리를 포함하는 조성물을 제공하여, 나노 결정화 입자인 결정화 유리를 포함하여 기존의 마이크로크기의 결정화 입자를 포함하는 복합체 제품들에 비해 투명성은 물론이고 기계적 특성이 우수하며, 원데이 치아용 보철 소재에서 요구되는 높은 심미성, 가공성을 갖는 치과용 보철 소재를 개시한다.

Description

결정화 유리를 포함하는 치과용 복합체{Dentistry composite comprising a Glass-ceramics}
본 발명은 결정화 유리를 포함하는 치과용 복합체에 관한 것으로서, 치과 보철물에 사용되는 결정화 유리의 결정 크기를 제어하여 유무기 복합화함으로써 투과성과 기계적 물성에 있어서 향상된 치과용 복합체에 관한 것이다.
기존에 사용하던 보철물 재료인 포세린이나 메탈 등의 경우, 치과 산업이 발전해 오면서 물성이나 치아의 심미성 등의 문제점이 나타나며 점점 재료적으로 시장 점유율이 감소하는 추세로 가고 있으며, 이를 대체하기 위해 결정화 유리와 지르코니아 등의 재료가 점유율이 증가하고 있는 상황이다. 또한, 기존에 사용되던 보철물 제작 방법인 열간가압성형의 경우, 보철물 제작시간이 오래 걸리는 문제가 있어서 현재 치과시장에서 내세우는 원데이 보철물로의 제작이 어려워 CAD/CAM 시스템으로의 변화가 이루어지고 있다. 이런 변화를 뒷받침하기 위해 재료적으로도 결정화 유리의 추가적인 열처리없이 가공 후 바로 식립이 가능한 1:1 가공 재료의 효용성이 부각되고 있다.
물론 지르코니아와 결정화 유리 등의 발전으로 인해 심미성이 좋으며 높은 물성을 나타내는 재료가 많이 사용되고 있지만, 대부분의 세라믹 소재의 경우 가공 후 결정화 열처리 과정을 거치게 되어 원데이 보철물로서의 사용이 쉽지 않은 상황이다.
또한, 현재 1:1 가공으로 진행되는 세라믹 소재의 경우 결정화가 이미 진행된 세라믹 소재의 사용으로 가공성이 낮으며 마진(margin) 부분(보철물과 치아의 경계부분)에서의 깨짐 현상이 나타나는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하며 현재 치과시장의 요구를 따라가기 위해 개발된 것이 유기물과 무기물이 함께 존재하는 복합체(Composite)이다. 복합체는, 무기물이 가지고 있는 단점 중 하나인 취성이라는 성질을 유기물이 억제해 주며, 유기물이 가지고 있는 낮은 강도 등의 물성을 무기물이 향상시켜 주는 역할을 하는 상호 보완적 재료이다. 또한, 복합체는 가공 후 바로 구강 내에 식립이 가능한 1:1 가공이 가능하다는 장점으로 인해 지속적으로 기술이 개발되면서 새로운 제품들이 출시되고 있다. 복합체는 현재 상용화된 제품에 따라서 약 150 내지 200 MPa의 강도를 가지며, 가공성 역시 기존의 1:1 가공이 가능한 글래스-세라믹에 비해 우수하다는 장점을 가지고 있다.
이러한 복합체 제조의 일예로, 국내특허공고 10-1325281호에는 결정화 글라스-세라믹, 불포화 이중결합을 포함하는 단량체 및/또는 올리고머, 중합을 개시하기 위한 중합개시제 및 나노 사이즈 필러를 포함하는 치과용 복합체 조성물을 개시하고 있다. 여기서는, 무기필러로서 바륨알루미노 실리케이트를 첨가하고, 결정화 글라스-세라믹의 함량을 조절함으로써 기계적 강도, 심미성 및 마모성이 우수한 복합체 조성물을 얻을 수 있음을 개시하고 있다.
또한, 국내특허공개 10-2014-0132694호에는 (a) 적어도 하나의 경화성 모노머(curable monomer) 및/또는 폴리머 성분 및 (b) 적어도 하나의 충전제 성분을 포함하는 치과용 재료로서, (b) 상기 적어도 하나의 충전제 성분은 응집된 산화물 입자를 포함하고, 상기 산화물 입자는 매트릭스 및 도핑 성분을 포함하며, 상기 매트릭스는 실리콘 이산화물을 포함하고 상기 도핑 성분은 지르코늄 이산화물을 포함하는 치과용 재료에 대해 기재되어 있는데, 여기서는 일예로 충전제 성분으로 지르코늄 이산화물로 도핑된 실리콘 이산화물 1차 입자의 응집체를 포함함으로써 치과용 재료의 투명도를 향상시킬 수 있음에 대해 개시하고 있다.
이외에도 치아용 보철 소재인 복합체를 제조하는 방법과 관련하여 다수의 선행기술문헌들이 있지만 치과 보철물 소재로의 복합체 사용이 증가하면서 우수한 제품의 연구 및 개발을 통해 지속적으로 새로운 기술들이 추가되고 있다.
본 발명은 1:1 가공성이 용이하고, 원데이 보철재로 사용함에 있어 우수한 투광성 및 기계적 물성을 나타내는 치과용 복합체를 제공하고자 한다.
본 발명은 결정화 유리 및 경화성 유기물을 포함하는 치과용 복합체 조성물에 있어서, 결정화 유리는 그 결정의 크기가 평균입경 50 내지 400nm인 것인 치과용 복합체 조성물을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 치과용 복합체에 있어서, 결정화 유리는 결정화 열처리를 500 내지 800℃ 범위에서 수행하여 그 결정의 크기가 제어된 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의한 치과용 복합체에 있어서, 결정화 유리는 리튬 디실리케이트계 결정화 유리로 이루어진 것이다.
바람직한 일 구현예에 의한 복합체에 있어서, 결정화 유리는 그 표면이 유기 관능성 실란에 의해 처리된 것일 수 있다.
화학적 결합을 고려할 때 바람직한 일 구현예 의한 복합체에 있어서, 유기 관능성 실란은 (메타)아크릴기를 갖는 실란 커플링제일 수 있으며, 구체적인 일 구현예에 있어서 유기 관능성 실란은 메타크릴록시아크릴렌 트리알콕시실란(methacryloxyalkylene trialkoxysilane), 3-메타크릴록시 프로필 트리메톡시실란(3-methacryloxypropyl trimethoxysilane) 및 3-메타크릴록시 프로필 트리에톡시실란(3-methacryloxypropyl triethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에 있어서, 경화성 유기물은 불포화 이중결합을 포함하는 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 올리고머 중에서 선택된 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에 있어서, 경화성 유기물은 하이드록시 에틸 메타아크릴레이트(hydroxy ethyl methacrylate, HEMA), 2,2-비스[4-(2-하이드록시-3-메타크릴로일옥시 프로폭시)페닐]프로판(2,2-bis [4-(2-hydroxy-3- methacryloyloxy propoxy) phenyl] propane, Bis-GMA), 트리에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트(Triethylene glycoldimethacrylate, TEGDMA), 디우레탄 디메타아크릴레이트(diurethanedimethacrylate, UDMA), 우레탄 디메타아크릴레이트(urethane dimethacrylate, UDM), 바이페닐 디메타아크릴레이트(biphenyldimethacrylate, BPDM), n-톨릴글리신-글리시딜메타아크릴레이트(n-tolyglycine-glycidylmethacrylate, NTGE), 폴리에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트(polyethylene glycol dimethacrylate, PEG-DMA) 및 올리고카보네이트 디메타아크릴 에스테르(oligocarbonate dimethacrylic esters)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 것일 수 있다.
본 발명에 따른 유기물과 무기물의 복합체는 나노 결정화 입자인 결정화 유리를 포함하여 기존의 마이크로크기의 결정화 입자를 포함하는 복합체 제품들에 비해 투명성은 물론이고 기계적 특성이 우수하며, 원데이 치아용 보철 소재에서 요구되는 높은 심미성, 가공성을 갖는 치과용 보철 소재를 제공할 수 있다.
도 1은 제조비교예 1에 따라 얻어진 마이크로크기의 결정을 갖는 결정화 유리에 대하여 주사전자현미경을 이용하여 확인한 결정 사진이다.
도 2는 제조예 1에 따라 얻어진 나노크기의 결정을 갖는 결정화 유리에 대하여 주사전자현미경을 이용하여 확인한 결정 사진이다.
도 3은 제조비교예 1에 따른 결정화 유리를 이용한 비교예 1의 복합체와 제조예 1에 따른 결정화 유리를 이용한 실시예 1의 복합체에 대하여, 이축굴곡강도를 측정한 결과 그래프이다.
도 4는 제조비교예 1에 따른 결정화 유리를 이용한 비교예 1의 복합체와 제조예 1에 따른 결정화 유리를 이용한 실시예 1의 복합체에 대하여, 비커스 경도를 측정한 결과 그래프이다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 복합체를 구성하는 무기물인 결정화 유리의 결정 크기를 제어함으로써 투광성 및 기계적 물성의 향상이 있음을 알게 되어 도출된 것으로서, 본 발명의 치과용 복합체 조성물에서 사용한 결정화 유리는 그 결정의 크기가 나노사이즈인 결정으로, 이를 통해 빛이 투과가 되면 결정입자가 큰 것(마이크로 사이즈 이상)에 비해 투광성이 향상됨은 물론이고 기계적 특성 또한 향상됨을 확인하여 완성된 발명이다.
구체적으로, 본 발명은 결정화 유리 및 경화성 유기물을 포함하는 치과용 복합체 조성물에 있어서, 결정화 유리는 그 결정의 크기가 평균입경 50 내지 400nm인 것인 치과용 복합체 조성물을 제공한다.
결정화 유리(glass-ceramics)는 유리를 열처리하여 결정질 세라믹스의 물성과 유리의 물성을 결합한 것으로, 이는 생체적합성, 반투명성, 기계적 특성 등을 고려하여 치과용 보철재료로 사용된다. 보철재료는 주로 SiO2-Al2O3-K2O계 루사이트(leucite) 결정화 유리 또는 SiO2-Li2O계인 리튬 디실리케이트(Lithium Disilicate) 결정화 유리이다.
이러한 결정화 유리는 전구 유리를 제조하고 이를 결정화 열처리하여 제조하는데, 이때 비정질의 전구 유리를 결정화 열처리하는 온도가 높아질수록 결정의 평균입경은 커지고 길이도 더욱 길어지며 결정의 양도 증가한다.
그런데 본 발명에서는 이러한 결정의 평균입경을 50 내지 400nm 되도록 제어한 결과, 이를 포함하는 복합체의 경우 투명성이 향상됨은 물론이고 기계적 특성 또한 향상되는 결과를 얻어냈다.
본 발명에서 제안하는 복합체는 치아와 매우 유사한 색상 및 물성 그리고 가공성을 나타내므로 CAD/CAM용 원데이 치과보철물로 사용하기에 적합하다. 복합체가 치아와 유사한 색상 및 물성 등을 나타내기 위해서는 무기물과 유기물의 비율, 무기물 결정 크기, 무기물 입자 크기 및 분포도, 실란 커플링제의 사용 유무, 사용 개시제의 종류 등의 다양한 변수가 맞아야 하며 이를 위해 본 발명에서는 자연치아와 유사한 모습을 재현하기 위해서 가장 적합한 방안을 제안한다.
통상적으로 치과용 복합체 제조에 있어서 결정화 유리로는 결정화 열처리 온도가 1,000℃ 이상에 이르는 고온에서 결정화한 것을 이용해 왔으며, 이러한 경우 그 결정의 크기는 도 1에서 나타낸 것과 같이, 2 내지 5㎛ 정도인 마이크로 결정을 형성한다. 이러한 결정을 포함하여 복합체를 제조하는 경우 투명성 측면에서 바람직하지 않을 수 있다.
이에 본 발명자들은 결정화 유리를 포함하는 치과용 복합체에 있어서 투명성을 보다 향상시키고자 다각적으로 모색하였으며, 그 결과 결정화 유리의 결정 크기가 평균입경 50 내지 400nm 범위인 경우 마이크로 크기의 결정을 포함하는 결정화 유리에 비해 현저히 향상된 투명성을 발현함을 확인하였다. 더욱이 결정의 크기가 작아짐에도 불구하고 이축굴곡강도나 비커스 경도로 대별되는 기계적 특성 또한 향상되는 결과를 얻었다. 결정화 유리의 결정크기가 상기 범위보다 클 경우, 빛의 반사 등에 영향을 미치게 되어 불투명한 성질을 나타내게 된다.
이와 같은 결정의 크기를 만족하는 결정화 유리는 결정화 열처리를 500 내지 800℃ 범위에서 수행하여 그 결정의 크기가 상기 범위 내로 제어된 것일 수 있는데, 리튬 디실리케이트계 결정화 유리나 루사이트계 결정화 유리에 있어서 결정화 열처리 범위를 상기 범위 내에서 진행하는 경우 결정 크기가 평균입경 50 내지 400nm 범위인 결정화 유리를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서 치과용 복합체를 제조하는데 있어서 상기한 결정 크기 범위의 나노 크기의 결정을 가지는 결정화 유리는 그 표면이 유기 관능성 실란에 의해 처리된 것일 수 있다. 결정화 유리 표면을 유기 관능성 실란에 의해 처리하는 것은 치과용 복합체에 있어서 무기물인 결정화 유리와 유기물이 어떤 형태로 결합되는지에 따라 복합체가 치아와 유사한 색상 및 물성을 발현하는 데 또 다른 역할을 하기 때문으로, 유기 관능성 실란으로 결정화 유리 표면을 처리하고 여기에 경화성 유기물을 반응시키는 경우 결정화 유리-유기 관능성 실란간의 화학적 결합은 물론이고, 유기 관능성 실란과 경화성 유기물간의 화학적 결합을 유도할 수 있다.
또한, 경화성 유기물의 경우 중합 반응시에 수축경화가 나타나게 되는데, 이러한 유기 관능성 실란으로 인하여 수축 경화를 통한 물성의 변화를 최소화하는 효과도 얻을 수 있다.
이러한 화학적 결합을 고려할 때 바람직한 일 구현예 의한 복합체에 있어서, 유기 관능성 실란은 (메타)아크릴기를 갖는 실란 커플링제일 수 있으며, 보다 구체적으로 유기 관능성 실란은 메타크릴록시아크릴렌 트리알콕시실란(methacryloxyalkylene trialkoxysilane), 3-메타크릴록시 프로필 트리메톡시실란(3-methacryloxypropyl trimethoxysilane) 및 3-메타크릴록시 프로필 트리에톡시실란(3-methacryloxypropyl triethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 유기 관능성 실란을 이용한 결정화 유리의 표면 처리는 치과용 복합체라는 특이성을 고려하여 유기 관능성 실란을 에탄올에 희석한 용액을 사용하여 수행될 수 있음은 물론이다.
이와같은 유기 관능성 실란에 의해 결정화 유리의 표면을 처리하고 복합체로 제조하면, 전체적으로 복합체에 있어서 무기물의 부피%를 증가시키는 역할을 하여 이축굴곡강도 및 경도 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 치과용 복합체에 있어서, 경화성 유기물은 치과용 복합체에 사용되는 통상의 중합성 모노머 및/또는 올리고머를 들 수 있으며, 일예로 불포화 이중결합을 포함하는 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 올리고머 중에서 선택된 것일 수 있다.
구체적인 일예로 경화성 유기물은 하이드록시 에틸 메타아크릴레이트(hydroxy ethyl methacrylate, HEMA), 2,2-비스[4-(2-하이드록시-3-메타크릴로일옥시 프로폭시)페닐]프로판(2,2-bis [4-(2-hydroxy-3- methacryloyloxy propoxy) phenyl] propane, Bis-GMA), 트리에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트(Triethylene glycoldimethacrylate, TEGDMA), 디우레탄 디메타아크릴레이트(diurethanedimethacrylate, UDMA), 우레탄 디메타아크릴레이트(urethane dimethacrylate, UDM), 바이페닐 디메타아크릴레이트(biphenyldimethacrylate, BPDM), n-톨릴글리신-글리시딜메타아크릴레이트(n-tolyglycine-glycidylmethacrylate, NTGE), 폴리에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트(polyethylene glycol dimethacrylate, PEG-DMA) 및 올리고카보네이트 디메타아크릴 에스테르(oligocarbonate dimethacrylic esters)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 것일 수 있다. 이러한 모노머 및/또는 올리고머 중 예를 들어, UDMA나 Bis-GMA의 경우, 점성이 높아 다공성 무기물에 침투하기 어렵기 때문에 점성이 낮은 TEGDMA와 질량비율로 5:5 내지 6:4가 되도록 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정이 있는 것은 아니다
한편, 경화성 유기물을 폴리머 형태로 가교결합을 진행하여 경화시키기 위해서 개시제를 포함할 수 있는데, 개시제의 종류로는 광개시제와 열개시제 두 종류를 들 수 있다. 본 발명에 있어서 바람직한 개시제는 열 개시제로, 광개시제를 포함하여 광중합한 경우에 비하여 열 개시제를 포함하여 열중합한 경우에 있어서 보다 우수한 물성의 복합체를 얻을 수 있다.
열 개시제는 당업계에 알려져 있는 다양한 화합물을 사용할 수 있으며, 일예로 디벤조일퍼옥사이드, 디라우로일퍼옥사이드, tert-부틸퍼옥토에이트 또는 tert-부틸퍼벤조에이트 등과 같은 알려진 퍼옥사이드류를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 것과 같이 복합체가 치아와 유사한 색상 및 물성 등을 나타내기 위해서는 무기물과 유기물의 비율, 무기물 결정 크기, 무기물 입자 크기 및 분포도, 실란 커플링제의 사용 유무, 사용 개시제의 종류 등의 다양한 변수가 제어되어야 하는바, 이러한 측면에서 본 발명의 복합체 조성물에 있어서 결정화 유리는 복합체 조성물 전체 중량 100중량%에 대하여 70 내지 85중량%인 것이 바람직하고, 경화성 유기물은 복합체 조성물 전체 중량 100중량%에 대하여 15 내지 30중량%인 것이 바람직할 수 있다.
중합개시제의 함량은 경화성 유기물의 함량을 고려하여 조절될 수 있는데, 통상적으로 경화성 유기물의 함량 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부 정도이면 바람직할 수 있다.
이와 같은 조성을 통해 복합체를 제조하면, 전체적으로는 무기물 성분의 부피가 복합체 전체 부피를 기준으로 하여 60 내지 80부피%이고, 유기물 성분의 부피가 복합체 전체 부피를 기준으로 하여 20 내지 40부피%인 복합체를 얻을 수 있다. 복합체에 있어서 무기물과 유기물의 부피%는 유기 관능성 실란에 의한 처리로 인해 실질적으로 무기물의 체적분율이 증가되는 것이라 할 수 있다.
본 발명에 따른 치과용 복합체는 충전 복합체, 베니어(veneer) 복합체, 인공 치아의 압분체(green compact), 베이어의 압분체, 인레이(inlay)의 압분체, 임플란트의 압분체 또는 CAD/CAM 기법에 따른 치아 보철물이나 상기 치과용 물질의 제조를 위한 컷팅 블록의 압분체가 될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명의 일예를 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
하기의 비교예 1 및 실시예 1에서 사용된 결정화 유리에 대하여 그 결정의 크기를 주사전자현미경(SEM, JEOL사의 JSM-7610F FE-SEM)을 이용하여 확인하여, 그 결과를 각각 도 1 및 도 2로 나타내었다. SEM으로 표면을 관찰함에 있어서 결정화한 시편에 대하여 산으로 에칭을 진행하고, 시편의 표면을 관찰하였다.
도 1 내지 도 2로 확인한 바와 같이, 실시예 1에서 사용된 결정화 유리는 나노 크기의 결정 입자를 보여주었고, 비교예 1에서 사용된 결정화 유리는 마이크로 크기의 결정 입자를 보여주었다.
구체적으로, 비교예 1에서 사용된 결정화 유리는 그 결정의 크기가 평균입경 2 내지 5㎛로 분석되었고, 실시예 1에서 사용된 유리는 그 결정의 크기가 평균입경 50 내지 400nm로 분석되었다.
비교예 1: 마이크로 결정크기를 가지는 유리로부터 복합체의 제조
도 1로 도시한 바와 같은, 결정화 열처리를 1000-1200 ℃ 범위에서 진행하여 얻은 마이크로 결정크기를 가지는 결정화 유리를 이용하여 복합체 제조를 진행하였다.
복합체 제조는 실란처리 단계, 무기물과 유기물의 혼합단계, 경화단계를 거친다. 실란처리는 3-메타크릴록시 프로필 트리에톡시실란을 에탄올에 5-15 vol% 만큼 혼합을 하고 아세트산을 이용하여 pH 4.2-5.0을 맞추어준다. 여기에 준비한 무기물을 넣고 최소 12시간 이상 유지를 하여 실란처리를 하고, 100 ℃ 오븐에서 무기물을 건조시킨다. 무기물은 위에서 언급한 것 같이 리튬다이실리케이트 결정화 유리를 사용하였으며, 유기물의 경우에는 트리에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트(Triethylene glycoldimethacrylate, TEGDMA)와 디우레탄 디메타아크릴레이트(diurethanedimethacrylate, UDMA)를 4:6 내지 5:5로 혼합하여 사용하였다. 건조한 무기물을 유기물과 7:4 또는 8:2의 질량비로 충분히 혼합을 시키고 100℃에서 경화하는 단계를 거쳐 치과용 복합체를 제조하였다.
실시예 1: 나노 결정크기를 가지는 유리로부터 복합체의 제조
도 2로 도시한 바와 같은, 결정화 열처리를 500-800 ℃ 범위에서 진행하여 얻은 나노 결정크기를 가지는 결정화 유리를 이용하여 복합체 제조를 진행하였다.
복합체 제조는 실란처리 단계, 무기물과 유기물의 혼합단계, 경화단계를 거친다. 실란처리는 3-메타크릴록시 프로필 트리에톡시실란을 에탄올에 5-15 vol% 만큼 혼합을 하고 아세트산을 이용하여 pH 4.2-5.0을 맞추어준다. 여기에 준비한 무기물을 넣고 최소 12시간 이상 유지를 하여 실란처리를 하고, 100 ℃ 오븐에서 무기물을 건조시킨다. 무기물은 위에서 언급한 것 같이 리튬다이실리케이트 결정화 유리를 사용하였으며, 유기물의 경우에는 트리에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트(Triethylene glycoldimethacrylate, TEGDMA), 디우레탄 디메타아크릴레이트(diurethanedimethacrylate, UDMA)를 4:6 내지 5:5로 혼합하여 사용하였다. 건조한 무기물을 유기물과 7:4 또는 8:2의 질량비로 충분히 혼합을 시키고 100℃에서 경화하는 단계를 거쳐 치과용 복합체를 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1 및 비교예 1로부터 얻어진 복합체에 대하여 광투과율을 측정하여 그 결과를 다음 표 1로 나타내었다.
광투과율의 평가는, UV 분광분석기(Jasco사의 UV spectrphotometer V570)를 사용하였고, 시편의 크기는 1.2 mm 두께로 제작하여 가시광영역(380 내지 780nm)에서의 평균치로 구하였다.
구분 광투과율(%)
실시예 1 30-60
비교예 1 18-25
상기 표 1로 나타낸 것과 같이, 결정 크기가 나노입자를 나타내었을 때 투광성이 기존에 비해 향상된 결과를 나타내었다.
한편, 결정화 유리 결정 크기에 따라서 기계적 물성에 미치는 영향을 확인하기 위하여 이축굴곡강도와 비커스 경도를 측정하였다.
이축굴곡강도는 ISO 6872 : 2015 규격에 따라 측정하였고, 비커스 경도는 Journal of Biomedical Optics, Volume 9, Pages 601-608의 방법에 따라 측정하였다.
그 결과는 각각 도 3 내지 도 4에 나타낸 것과 같다.
도 3은 이축굴곡강도를 측정한 결과이다. 이축굴곡강도의 경우, 결정 크기가 나노크기로 줄어들수록 증가하는 모습을 보였으며 기존제품인 마이크로 크기에서는 취약한 모습을 확인하였다. 나노 크기의 결정을 이용하여 제조한 복합체에서는 약 200-300 MPa의 값을 나타내었으며, 기존의 제품인 마이크로 크기의 결정에서는 약 150-200 MPa의 결과를 보였다.
도 4는 비커스 경도를 측정한 결과로, 나노 크기의 결정을 이용하여 제조한 복합체에서는 약 270-300 Hv의 결과를 나타냈다. 기존제품인 마이크로 크기의 결정에서의 경도 결과는 약 80-110 Hv로 상대적으로 낮은 결과를 나타내었다.
결정화 유리의 결정 크기가 나노크기일 때, 기존 제품에 비해 물성이 향상되었다는 것을 알 수 있었다.
이와 같이 본 발명은 결정화 유리의 결정 크기 조절을 통해 기존 제품 보다 우수한 물성을 갖는 복합체 제조방법을 제안한다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (8)

  1. 결정화 유리 및 경화성 유기물을 포함하는 치과용 복합체 조성물에 있어서,
    결정화 유리는 그 결정의 크기가 평균입경 50 내지 400nm인 것이고,
    이축굴곡강도가 200 내지 300MPa이고 비커스 경도가 270 내지 300Hv인 치과용 복합체를 제공할 수 있는,
    치과용 복합체 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 결정화 유리는 결정화 열처리를 500 내지 800℃ 범위에서 수행하여 그 결정의 크기가 제어된 것임을 특징으로 하는,
    치과용 복합체 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 결정화 유리는 리튬 디실리케이트계 결정화 유리로 이루어진 군으로 이루어진
    치과용 복합체 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 결정화 유리는 그 표면이 유기 관능성 실란에 의해 처리된 것임을 특징으로 하는,
    치과용 복합체 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 유기 관능성 실란은 (메타)아크릴기를 갖는 실란 커플링제인 것임을 특징으로 하는,
    치과용 복합체 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 유기 관능성 실란은 메타크릴록시아크릴렌 트리알콕시실란(methacryloxyalkylene trialkoxysilane), 3-메타크릴록시 프로필 트리메톡시실란(3-methacryloxypropyl trimethoxysilane) 및 3-메타크릴록시 프로필 트리에톡시실란(3-methacryloxypropyl triethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 것임을 특징으로 하는,
    치과용 복합체 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 경화성 유기물은 불포화 이중결합을 포함하는 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 올리고머 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는,
    치과용 복합체 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 경화성 유기물은 하이드록시 에틸 메타아크릴레이트(hydroxy ethyl methacrylate, HEMA), 2,2-비스[4-(2-하이드록시-3-메타크릴로일옥시 프로폭시)페닐]프로판(2,2-bis [4-(2-hydroxy-3- methacryloyloxy propoxy) phenyl] propane, Bis-GMA), 트리에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트(Triethylene glycoldimethacrylate, TEGDMA), 디우레탄 디메타아크릴레이트(diurethanedimethacrylate, UDMA), 우레탄 디메타아크릴레이트(urethane dimethacrylate, UDM), 바이페닐 디메타아크릴레이트(biphenyldimethacrylate, BPDM), n-톨릴글리신-글리시딜메타아크릴레이트(n-tolyglycine-glycidylmethacrylate, NTGE), 폴리에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트(polyethylene glycol dimethacrylate, PEG-DMA) 및 올리고카보네이트 디메타아크릴 에스테르(oligocarbonate dimethacrylic esters)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 것임을 특징으로 하는,
    치과용 복합체 조성물.
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