KR20010010350A - 도재소부용 치과 귀금속 합금 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주성분이 귀금속으로 제조된 합금으로 치과보철물(도재소부용 구조물)을 제작할 때 사용하는 도재소부용 치과 귀금속 합금이다.

일반적으로 금속은 인장강도나 압축강도 같은 기계적 성질은 우수하나, 금속 특유의 색상때문에 자연 치아의 색상을 얻을 수 없으며, 또한 부식이 되는 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 극복하기 심미성이 우수한 도재와 뛰어난 금속의 기계적 성질 및 정밀성을 결합한 치과 보철용 합금을 사용하는데 이러한 합금을 도재소부용 합금이라 한다.

치과용 합금은 온도, 산도, 압력변화 등의 다양한 환경변화가 일어나는 구강내에서 사용되기 때문에 첫째로, 저작압에 견딜 수 있어야 하고 마모, 변형 등이 없어야 하며, 치아의 경도 강도와 비슷해야 하고 치아색과 유사해야 한다. 또한 구강내에서 부식이나 변색 등이 없어야 하며 인체 유해성이 없어야 한다.

이와 같은 관점에서 융점이 비교적 낮고 주조성이 우수하며 공기중에서도 산화가 발생하지 않는 75w% 이상의 금함량의 합금이 널리 사용되고 있으나, 금함량이 높은 합금은 가격이 높은 단점이 있기 때문에 기존의 금합금과 제반 성질이 유사하지만 경제성이 우수한 금대용 합금으로 저금합금 및 비귀금속합금 등이 개발되고 있다. 그러나 이들 합금은 임상실험 결과 화학적, 기계적 관점에서 금함량이 적어질수록 잦은 변색물의 발생과 파절, 세포독성의 발생, 치아 경도보다 더 강한 경도값을 갖는 등의 단점이 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 보철합금이 갖고 있는 문제점을 해결하기 위하여 고가인 금 및 백금의 함량을 줄여 가격 경쟁력을 높였다. 또한 금대신 다량의 팔라디움이 첨가됨으로서 발생하는 잦은 변색물의 발생과 파절, 수소취성, 주조성 저하, 치아 경도보다 더 강한 경도값을 갖는 등의 단점들을 해결하였다. 도재와의 결합력을 증가시키기 위해 인듐을 첨가시키고, 아연을 첨가하여 공기중의 산화를 방지하고 주조성을 향상시켰다.

또한 경도와 강도를 증가시키기 위해 동을 첨가하였으며, 은을 첨가하여 연성 증가를 꾀하였고, 이리듐과 갈륨을 첨가하여 입자 미세화와 주조성을 향상시켰다.

Description

도재소부용 치과 귀금속 합금{Dental precious metal alloy for supplement}

본 발명은 주성분이 귀금속으로 제조된 합금으로 치과보철물(도재소부용 구조물)을 제작할 때 사용하는 도재소부용 치과 귀금속 합금이다.

일반적으로 금속은 인장강도나 압축강도 같은 기계적 성질은 우수하나, 금속 특유의 색상 때문에 자연치아의 색상을 얻을 수 없으며, 또한 부식이 되는 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 극복하기 심미성이 우수한 도재와 뛰어난 금속의 기계적 성질 및 정밀성을 결합한 치과 보철용 합금을 사용하는데 이러한 합금을 도재소부용 합금이라 한다.

치과용 합금은 온도, 산도, 압력변화 등의 다양한 환경변화가 일어나는 구강내에서 사용되기 때문에 첫째로, 저작압에 견딜 수 있어야 하고 마모, 변형 등이 없어야 하며, 치아의 경도 강도와 비슷해야 하고 치아색과 유사해야 한다. 또한 구강내에서 부식이나 변색 등이 없어야 하며 인체 유해성이 없어야 한다.

이와 같은 관점에서 융점이 비교적 낮고 주조성이 우수하며 공기중에서도 산화가 발생하지 않는 75% 이상의 금함량의 합금이 널리 사용되고 있으나, 금함량이 높은 합금은 가격이 높은 단점이 있기 때문에 기존의 금합금과 제반 성질이 유사하지만 경제성이 우수한 금대용 합금으로 저금합금 및 비귀금속합금 등이 개발되고 있다. 그러나 이들 합금은 임상 실험결과 화학적, 기계적 관점에서 금함량이 적어질수록 잦은 변색물의 발생과 파절, 세포독성의 발생, 치아 경도보다 더 강한 경도값을 갖는 등의 단점이 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 보철합금이 갖고있는 문제점을 해결하기 위하여 고가인 금 및 백금의 함량을 줄여 가격 경쟁력을 높인다. 또한 금대신 다량의 팔라디움이 첨가됨으로서 발생하는 잦은 변색물의 발생과 파절, 수소취성, 주조성 저하, 치아 경도보다 더 강한 경도값을 갖는 등의 단점들을 해결하였다. 도재와의 결합력을 증가시키기 위해 인듐을 첨가시키고, 아연을 첨가하여 공기중의 산화를 방지하고 주조성을 향상시켰다. 또한 경도와 강도를 증가시키기 위해 동을 첨가하였으며, 은을 첨가하여 연성 증가를 꾀하였고, 이리듐과 갈륨을 첨가하여 입자 미세화와 주조성을 향상시켰다.

본 발명의 도재소부용 치과 귀금속합금의 조성 및 효과는 다음과 같다. 치과용 귀금속합금에 있어서 각 성분 원소의 효과는 상호간에 서로 복잡하게 작용하므로 그 함량이 각각의 특정범위를 초과하거나 미달하는 경우에는 첨가 원소의 효과를 상실하거나 역효과를 일으키게 된다.

따라서 본 발명의 결과는 수많은 실험을 거듭하여 얻은 결과로써 w%로 금 48∼55w%, 팔라디움 28∼35w%, 은 2.0∼4.5w%, 동 4.5∼6.5w%, 인듐 3.5∼5.0w%, 갈륨 1.0∼4.0w%, 아연 0.5∼1.5w%, 이리듐 0.05∼0.2w%로 구성되어 있는 합금들을 완성하였다.

금과 팔라디움은 본 발명 합금의 주성분으로서 금은 금색깔을 띄게 하며 부식. 변색 저항성, 연성을 높게 해준다. 그 양이 48w% 보다 적으면 부식, 변색 저항이 떨어지며 55w% 보다 많을 경우 경제성이 떨어지고 재료의 강도가 저하되므로 금함량은 48∼55w%의 범위가 가장 우수하다.

팔라디움은 백금보다 싸기 때문에 합금의 경도를 증가시키기 위해 백금 대신에 첨가한다. 팔라디움 첨가량이 28w% 보다 적을 경우 부식 저항성 및 경도가 감소하고, 35w% 보다 많을 경우 용융온도가 너무 높고 수소와 다른 기체를 흡수하여 수소취성(주조물 균열 및 파절)을 일으키거나 합금에 기포를 발생시켜 주조성을 감소시킴으로 그 양을 28∼35w%로 제한하여야 한다.

동은 합금의 경도와 강도를 증가시키며 합금에 붉은색을 띄게 한다. 4.5w% 보다 적을 경우 경도와 강도가 낯아 도재소부용 합금으로 사용할 수 없고, 6.5w% 보다 많을 경우 세포독성이 클 뿐만 아니라 변색 및 부식 저항성이 떨어진다. 따라서 4.5∼6.5w%로 그 함량을 제한하고 이 범위 내에서 팔라디움이 동과 결합하여 동의 독소를 감소시켜 준다.

은은 동에 의해 붉게 변한 합금색을 조절해주며 합금의 경도와 강도를 증가시키고 연성을 향상시킨다. 2.5w% 보다 적게 첨가할 경우 경도와 강도를 증가시키는 효과를 감소시키며, 4.5w% 보다 많을 경우 내식성이 나빠져 황변현상이 나타난다. 그러므로 그 양을 2.5∼4.5w%의 범위로 제한하여야 한다.

인듐은 도재와 합금의 결합력을 향상시키는 결합제로써 역할을 한다. 3.5w%보다 적게 첨가되면 합금으로부터 도재의 박리현상이 발생하며 5.0w% 보다 많게 첨가될 경우 연성이 저하되고 강도와 경도가 너무 높으므로 3.5∼5.0w%의 조성 범위에 두어야 한다.

아연은 화학적으로 활성이므로 탈산제 역할을 하여 산소의 함량을 감소시켜 합금이 고체화하는 동안 기포발생을 억제시킨다. 아연 함량이 1.5w% 보다 높게 과다 첨가되면 합금의 용융온도를 낮춰 도재소부용 합금으로 사용할 수 없으며 0.5w% 미만으로 첨가하면 탈산제 효과가 미미하므로 그 양을 0.5∼1.5w% 범위로 제한하여야 한다.

이리듐은 결정립 미세제로써 합금에 첨가된다. 이리듐의 첨가량이 0.05w% 미만 또는 0.2w% 보다 많으면 결정립 미세 효과가 나타나지 않아 기계적 성질이 저하되어 그 양을 0.05∼0.2w% 범위로 제한하여야 한다. 갈륨은 우수한 기계적 성질과 주조성의 향상을 꾀하기 위하여 첨가되었다. 첨가량이 1.0w% 미만 또는 4.0w% 보다 과다하게 첨가되면 오히려 기계적 성질 및 주조성이 저하되어 그 양을 1.0∼4.0w% 범위로 제한하여야 한다.

이상의 조성을 갖는 본 발명의 도재소부용 치과 귀금속합금은 유독한 독성을 나타내는 성분을 전혀 함유하지 않아 인체에 해가 전혀 없으며, 종래의 도재소부용 치과합금보다 강도와 인성 등 기계적 성질이 매우 우수하며, 부식 및 변색 저항이 크게 증가하였다. 또한 생물학적 실험결과 생체적합성이 뛰어나고 주조성 및 도재와의 결합력이 우수한 여러 장점을 갖고 있다.

실시예 1

w%로 금 52.0w%, 팔라디움 31.0w%, 은 4.0w%, 동 5.5w%, 인듐 4.3w%, 갈륨 1.5w%, 아연 1.5w%, 이리듐 0.2w%를 진공유도로에 장입하여 10^-3- 10^-4torr 까지 진공으로 한 후 20torr의 아르곤 등 불활성가스를 주입하여 용해한다. 용해후 용탕을 아르곤 분위기인 진공유도로 챔버안에 설치된 주조용 흑연 주형에 주입한다. 압연기를 이용하여 주조체를 늘린 후 각인 및 절단을 하여 최종 제품을 만든다.

상기와 같이 제조된 합금을 기공소에서 사용하는 전기로 또는 산소-프로판가스 토치를 이용하여 용해한 후 ISO 9693 규격에 의거 기계적, 화학적 특성에 관한 시험을 행하였으며, 생체적합성 실험은 ISO/TR 7405-1984 규격에 의거 단기간 전신독성시험(경구)과 배양세포에 의한 한천중층시험을 행한 결과 매우 우수한 생체적합성을 나타내었다.

상기의 시험방법으로 측정된 본 발명 합금의 기계적 성질의 특성은 다음과 같다.

기 계 적 특 성	특 성 수 치
항복강도	447 Mpa
연신율	11.3%
열팽창계수	14.2 x 10-6k-1
밀도	14.3 g/cm3
비커스경도	265 Hv
인장강도	843 Mpa
융점	∼1194℃

합금과 도재와의 결합력은 ISO 9693 규격 6.3.3.에 의거 시험을 행하였으며 실험결과 6개의 검체중 6개 모두가 중앙 3/1에 도재가 50% 넘게 유지되어 있는 매우 우수한 결합력을 보여 주었다.

본 발명은 도재소부용 치과 귀금속합금으로서 구강내에서 사용될 때 저작압에 잘 견디고 마모, 변형 등이 없는 매우 우수한 기계적 성질을 나타내었다. 또한 부식이나 변색 등이 없으며, 유독한 독성을 나타내는 성분을 전혀 함유하지 않아 인체에 해가 전혀 없어 생체적합성이 뛰어나고 주조성 및 도재와의 결합력이 우수한 여러 장점을 갖고 있다. 화학적, 기계적 관점에서 종래의 도재소부용 치과 귀금속합금에서 금함량이 적어질수록, 팔라디움의 함량이 증가할수록 잦은 변색물의 발생과 파절 및 균열, 세포독성의 발생, 치아 경도보다 더 강한 경도값을 갖는 등의 단점을 해결하였다.

Claims (1)

1. 도재소부용 치과 귀금속 합금으로써 금 48∼55w%, 팔라디움 28∼35w%, 은 2.0∼4.5w%, 동 4.5∼6.5w%, 인듐 3.5∼5.0w%, 갈륨 1.0∼4.0w%, 아연 0.5∼1.5w%, 이리듐 0.05∼0.2w%를 포함하는 합금으로 된 도재소부용 치과 귀금속 합금.