KR20170133735A - 도재소부용 치과 준귀금속 합금 및 치과보철물 - Google Patents

도재소부용 치과 준귀금속 합금 및 치과보철물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주성분이 귀금속으로 제조된 합금으로 치과보철물을 제작할 때 사용하는 도재소부용 치과 준귀금속 합금에 관한 것으로, 금(Au), 팔라듐(Pd), 인듐(In), 은(Ag) 및 루테늄(Ru)으로 조성된 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금은, 도재와의 결합력이 우수하면서도 옅은색의 층이 얇은 산화막을 형성시켜, 심미성을 증진시키는 효과를 발휘한다. 즉, 종래의 치과용 합금은 도재와 접합하면서 가열시 진한 검은색의 산화막을 형성하므로, 도재 표면에까지 치과 준귀금속 합금의 검은색이 비쳐 심미성을 저하시켰으나, 본 발명의 경우, 도재의 자연치아색을 유지시켜, 심미성이 현저히 우수한 치과보철물을 제조할 수 있는 것이다.

Description

도재소부용 치과 준귀금속 합금 및 치과보철물 {Porcelain fused metal alloy for dental prosthesis and dental prosthetic material}
본 발명은 주성분이 귀금속으로 제조된 합금으로 치과보철물을 제작할 때 사용하는 도재소부용 치과 준귀금속 합금(porcelain fused metal alloy) 및 이를 이용한 치과보철물에 관한 것으로, 황금색의 광택이 나는 합금에 색이 옅은 산화막을 형성시켜, 심미성을 증진시킨 치과 준귀금속 합금 및 이를 이용한 치과보철물에 관한 것이다.
충치로 인해 신경치료를 하거나, 치아를 삭제해야 하는 경우 또는 치아에 심하게 금이 가거나 파절된 경우에 크라운(crown) 보철 치료가 주로 행해진다.
크라운 보철물은 치아색 재료와, 금속성 재료로 나눌 수 있다. 치아색 재료는 도재(porcelin), 지르코니아(zirconia), 레진(resin) 등으로 나눠볼 수 있고, 금속성 재료는 금(gold), 금속(metal) 등이 있다. 최근 현대인들은 심미성을 중요시하므로, 금속성 재료 보다는 치아색 재료를 선호하는 경향이 두드러진다.
이중 지르코니아는 심미성이 우수하나, 공간이 좁은 곳에서는 깨질 수 있어 사용이 어렵고, 가격이 비싸다는 단점이 있다. 이에, 자연치아 색과 매우 유사하며, 상대적으로 저렴한 도재를 선호하는 추세이다.
다만, 도재의 경우 강도가 약하므로, 치아 모델에 맞는 골격(coping)이 필요하며, 골격 위에 도재를 쌓아 치아 모형을 만든 후, 구워낸다. 이때, 골격으로는 합금 또는 금을 사용할 수 있는데, 상대적으로 가격이 저렴하며, 인장강도나 압축강도 같이 기계적 성질이 우수한 치과 보철용 합금을 주로 사용한다.
치과 보철용 합금은 온도, 산도, 압력변화 등의 다양한 환경변화가 일어나는 구강내에서 사용되기 때문에 씹는 압력에 견딜 수 있어야 하고, 마모 및 변형 등이 없어야 하며, 치아의 경도, 강도와 비슷해야 한다. 또한, 최근 현대인들은 심미성을 중요하게 생각하므로, 치아색을 해치지 않아야 한다.
그러나, 종래의 치과 보철용 합금은 열을 가하면 진한 검은색의 산화막이 생기면서 도재와 결합되므로, 치아와 유사한 색을 띠는 도재의 색을 해칠 수 있다.
이에, 경도와 강도는 유지하면서도, 종래 치과 보철용 합금의 문제점을 해결하여, 심미성을 유지하는 도재소부용 치과 준귀금속 합금에 대한 연구가 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0630505호(등록일자: 2006.09.25)에는, 구강환경에서 알레르기, 독성(toxic), 또는 발암 가능성 및 기타 다양한 문제점들을 포함하고 있는 Be를 사용하지 않으면서도 구강 내에서 내식성 및 생물학적 안정성이 우수하고, 생체 적합성도 양호하며, 기계적 및 역학적 성질도 생체와 가장 적합하며, 64~70중량%의 Ni과 17~20중량%의 Cr, 5.5~7.5중량%의 Mo을 포함하는 Ni-Cr-Mo계 치과 주조용 합금이 기재되어 있다. 대한민국 등록특허 제10-0598819호(등록일자: 2006.07.03)에는, 치과보철물을 제작할 때 사용되는 도재소부용 비귀금속 합금으로서, 니켈(Ni) 65-74중량%, 크롬(Cr) 16-22중량%, 몰리브덴(Mo) 3.8-6.3중량%, 규소(Si) 0.5-3중량%, 알루미늄(Al) 3.5-5.0중량%, 망간(Mn) 1.5중량%이하, 철(Fe) 1.0중량%이하, 보론(B) 0.2중량%이하, Ce-free 미쉬메탈 0.3중량%이하의 합금으로 제조된 도재소부용 치과 비귀금속 합금이 기재되어 있다.
본 발명은, 열을 가하면 검은색의 산화막이 생겨 도재와 결합시 도재의 자연치아 색을 해치는 종래의 합금이 가지고 있던 문제점을 해결하기 위한 것으로, 황금색의 광택이 나는 합금에 색이 옅은 산화막을 형성킴으로써 심미성을 증진시킨 치과용 준귀금속 합금 및 이를 이용한 치과보철물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 금(Au), 팔라듐(Pd), 인듐(In), 은(Ag) 및 루테늄(Ru)으로 조성된 것을 특징으로 하는 도재소부용 치과 준귀금속 합금(porcelain fused metal alloy)을 제공한다. 상기 성분으로 조성되는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금은, 치과용 금속재료로서 경도와 강도를 유지하는 동시에, 도재의 심미를 해치지 않는 옅은 색의 산화막을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금은, 바람직하게 금(Au) 1~2중량%, 팔라듐(Pd) 28~31중량%, 인듐(In) 20~23중량%, 은(Ag) 45~49중량% 및 루테늄(Ru) 0.1~0.5중량%로 조성된 것이 좋다. 상기 범위를 만족할 경우, 경도와 강도는 유지가 더욱 바람직하며, 도재의 심미를 해치지 않는 옅은 색의 층이 얇은 산화막을 우수하게 형성시킬 수 있다.
본 발명에서 '도재소부용'은 'porcelain fused'을 뜻하는 것으로, 도재와 융합 또는 접합하는 것을 의미한다.
한편, 본 발명은 금(Au), 팔라듐(Pd), 인듐(In), 은(Ag) 및 루테늄(Ru)으로 조성된 준귀금속 합금을 기초 프레임으로 하고, 그 위에 도재가 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 치과보철물을 제공한다. 상기 성분으로 조성되는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금은, 치과용 금속재료로서 경도와 강도를 유지하는 동시에, 도재의 심미를 해치지 않는 옅은 색의 층이 얇은 산화막을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 치과보철물에 있어서, 상기 기초 프레임과 도재는 바람직하게 열을 가하여 접합시키는 것이 좋다. 더욱 바람직하게 850~935℃의 열을 가하는 것이 좋다. 상기 범위를 만족할 경우, 상기 기초 프레임은 도재와 우수하게 접합될 수 있다.
본 발명의 치과보철물에 있어서, 상기 준귀금속 합금은 금(Au) 1~2중량%, 팔라듐(Pd) 28~31중량%, 인듐(In) 20~23중량%, 은(Ag) 45~49중량% 및 루테늄(Ru) 0.1~0.5중량%로 조성된 것이 좋다. 상기 범위를 만족할 경우, 경도와 강도는 유지가 더욱 바람직하며, 도재의 심미를 해치지 않는 옅은 색의 층이 얇은 산화막을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금은 가열 시, 도재와의 결합력이 우수하면서도 옅은 색의 층이 얇은 산화막을 형성시켜, 심미성을 증진시키는 효과를 발휘한다. 즉, 종래의 치과용 합금은 도재와 접합하면서 가열시 진한 검은색의 산화막을 형성하므로, 도재 표면에까지 치과 준귀금속 합금의 검은색이 비쳐 심미성을 저하시켰으나, 본 발명의 경우, 도재의 자연치아색을 유지시켜, 심미성이 현저히 우수한 치과보철물을 제조할 수 있는 것이다.
도 1 (A)는 종래 합금을 캐스팅(주조방식)한 후의 사진이고, 도 1 (B)는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금을 밀링한 후의 사진이다.
도 2 (A)는 종래 합금을 캐스팅(주조방식)이후 가스제거(degassing)한 상태의 사진이고, 도 2 (B)는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금을 밀링한 후, 가스제거(degassing)한 상태 사진이다.
도 3 (A)는 종래 합금에 오펙층을 형성한 치과보철물의 하부 사진이고, 도 3 (B)는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금에 오펙층을 형성한 치과보철물의 하부 사진이다.
도 4 (A)는 종래 합금에 도재를 입히고, 열을 가하여 구워낸 후의 치과보철물의 상부 사진이고, 도 4 (B)는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금에 도재를 입히고, 열을 가하여 구워낸 후 치과보철물의 상부 사진이다.
이하, 본 발명의 내용을 하기 실시예 또는 실험예에 의해 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예 또는 실험예에만 한정되는 것은 아니고, 그와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.
[ 실시예 1: 도재소부용 치과 준귀금속 합금의 제조]
본 실시예에서는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금을 제조하고자 하였다.
이를 위해, 하기 표 1의 조성에 따라, 도재소부용 치과 준귀금속 합금 블록을 제조하였다.
번호 명칭 성분(중량%) 규격(CAS NO) 비고
(인체접촉여부/접촉부위)
1 금(Au) 1.5 7440-57-5 접촉
2 팔라듐(Pd) 29.5 7440-05-3 접촉
3 인듐(In) 21.5 7440-74-6 접촉
4 은(Ag) 47.2 7440-22-4 접촉
5 루테늄(Ru) 0.3 7440-18-8 접촉
계 100
이렇게 제조된 본 발명의 '도재소부용 치과 준귀금속 합금 블록'은 CAD-CAM용으로 금, 팔라듐, 루테늄의 귀금속 원소 함량이 31.3중량%로서, 금속과 도재가 결합된 수복물의 제작에 사용되는 메탈세라믹용준귀금속합금 관련 규격 ISO 22674, ISO 9693 규격 분류에 따라 제3형에 해당하는 수복물의 구조이다.
그 후, CAD로 디자인한 치아골격 모양의 기초 프레임을 밀링기로 깍아내어 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금을 제조하였다.
[ 비교예 1: 종래 치과용 합금의 제조]
비교예로는 종래에 알려진 치과용 합금을 구매(제조사 ARGEN, USA)하고, 치아모형을 왁스로 조각 한 후, 매몰재로 매몰하여 캐스팅(주조방식)하였다. 그 후 주조된 종래 치과용 합금을 하기 실험예에서 사용하였다.
구매한 합금의 조성비는 하기 표 2에 나타내었다.
번호 명칭 성분(중량%)
1 팔라듐(Pd) 25.00
2 코발트(Co) 42.75
3 크롬(Cr) 20.00
4 몰리브덴(Mo) 12.00
5 붕소(B) 0.25
계 100
[ 비교예 2 내지 4: 조성 성분에 따른 치과 준귀금속 합금의 제조]
본 비교예에서는 조성 성분에 따른 도재소부용 치과 준귀금속 합금을 제조하고자 하였다.
이를 위해, 하기 표 3 내지 표 4의 조성에 따라, 도재소부용 치과 준귀금속 합금 블록을 각각 제조하였다.
번호 명칭 성분(중량%) 규격(CAS NO) 비고
(인체접촉여부/접촉부위)
1 금(Au) 1.5 7440-57-5 접촉
2 팔라듐(Pd) 51.0 7440-05-3 접촉
3 은(Ag) 47.2 7440-22-4 접촉
4 루테늄(Ru) 0.3 7440-18-8 접촉
계 100
번호 명칭 성분(중량%) 규격(CAS NO) 비고
(인체접촉여부/접촉부위)
1 금(Au) 1.5 7440-57-5 접촉
3 인듐(In) 51.0 7440-74-6 접촉
4 은(Ag) 47.2 7440-22-4 접촉
5 루테늄(Ru) 0.3 7440-18-8 접촉
계 100
그 후, CAD로 디자인한 치아골격 모양의 기초 프레임을 밀링기로 깍아내어 비교예 2 내지 3의 도재소부용 치과 준귀금속 합금을 각각 제조하였다.
[ 실험예 1: 도재소부용 치과 준귀금속 합금의 외부 색 비교]
본 실험예에서는 상기 실시예 1에서 제조한 합금과 비교예 1 내지 3에서 제조한 합금의 외부를 관찰하고자 하였다.
그 결과, 상기 실시예 1에서 제조한 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금은 금빛을 띠는 반면, 종래의 합금인 비교예 1은 흙갈색을 보여 심미성이 좋지 않은 것을 확인할 수 있었다 (도 1). 도 1 (A)는 종래 합금을 캐스팅(주조방식)한 후의 사진이고, 도 1 (B)는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금을 밀링한 후의 사진이다.
한편, 비교예 2의 경우, 합금 블록으로 제조하였을 때, 색은 흙갈색을 보였으며, 부스러져서 기초 프레임으로 형성되지 못하였다. 비교예 3은 합금 강도가 약해 프레임이 변형된 것으로 확인되었다.
[ 실험예 2: 도재소부용 치과 준귀금속 합금의 가스제거(degassing) 후 외부색 비교]
본 실험예에서는 상기 실시예 1에서 제조한 합금과 비교예 1에서 제조한 합금에 가스제거(degassing) 한 후, 색을 비교하고자 하였다.
'degassing'은 합금의 가스를 제거해줄 뿐만 아니라 산화막을 형성할 수 있다.
비교예 1의 종래 합금은 가스제거(degassing) 전, 알루미나 옥사이드(샌드블라스터)를 사용하여 매몰재 및 이물질을 제거하는 과정을 거쳤으며, 그 후, 종래 합금과 실시예 1에서 제조한 합금을 각각 가스제거(degassing)하였다.
그 결과, 상기 비교예 1에서 종래의 합금은 상기 실시예 1에서 제조한 본 발명의 합금보다, 진한 검은색을 보여 심미성이 좋지 않은 것을 확인할 수 있었다 (도 2). 도 2 (A)는 종래 합금을 캐스팅(주조방식) 이후, 가스제거(degassing)한 상태의 사진이고, 도 2 (B)는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금을 밀링한 후, 가스제거(degassing)한 상태 사진이다.
[ 실시예 2: 도재소부용 치과 준귀금속 합금을 이용한 치과보철물 제조]
본 실시예에서는 상기 실시예 1에서 제조된 도재소부용 치과 준귀금속 합금에 도재파우더를 접합하여 치과보철물을 제조하고자 하였다.
상기 실시예 1에서 제조된 합금에 가스제거(degassing) 과정을 거친 후, 도재파우더를 이용하여 합금과 바로 맞닿는 도재층인 오펙층을 형성하였다 (도 3). 도 3 (A)는 종래 합금에 오펙층을 형성한 치과보철물의 하부 사진이고, 도 3 (B)는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금에 오펙층을 형성한 치과보철물의 하부 사진이다.
그 후, 도재파우더를 사용하여, 덴틴층, 에나멜층, 트랜스층을 차례대로 형성하였으며, 최종적으로 글래이징 공정을 통해, 외부의 광택을 내었다.
각각의 층을 형성하는 공정 및 글래이징 공정 사이마다 약 900℃ 전기로에서 구워내어 합금과 도재파우더를 접합한 치과보철물을 제조하였다.
[ 비교예 4 : 종래의 치과용 합금을 이용한 치과보철물 제조]
본 비교예에서는 상기 비교예 1에서 제조된 치과용 합금에 도재파우더를 접합하여 치과보철물을 제조하고자 하였다.
상기 비교예 1에서 제조된 합금에 가스제거(degassing) 과정을 거친 후, 도재파우더를 이용하여 합금과 바로 맞닿는 도재층인 오펙층을 형성하였다 (도 3). 도 3 (A)는 종래 합금에 오펙층을 형성한 치과보철물의 하부 사진이고, 도 3 (B)는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금에 오펙층을 형성한 치과보철물의 하부 사진이다.
그 후, 도재파우더를 사용하여, 덴틴층, 에나멜층, 트랜스층을 차례대로 형성하였으며, 최종적으로 글래이징 공정을 통해, 외부의 광택을 내었다.
각각의 층을 형성하는 공정 및 글래이징 공정 사이마다 약 900℃ 전기로에서 구워내어 합금과 도재파우더를 접합한 치과보철물인 비교예 4를 제조하였다.
[ 실험예 3: 치과보철물의 심미성 비교]
본 실험예에서는 상기 실시예 2 제조된 치과보철물과 상기 비교예 4에서 제조된 치과보철물의 심미성을 비교하고자 하였다. 이때, 색의 비교를 위해, 치아색상을 단계별로 표현한 쉐이드 가이드(shade guide) 중 A1을 사용하였다.
그 결과, 비교예 4 에서 제조된 치과보철물은 도재 외부로 검은색의 산화막이 비쳐, 심미성이 좋지 않음을 확인할 수 있었고, 실시예 2에서 제조된 본 발명의 치과보철물은 자연치아색에 가까운 것을 확인할 수 있었다 (도 4). 도 4 (A)는 종래 합금에 도재를 입히고, 열을 가하여 구워낸 후의 치과보철물의 상부 사진이고, 도 4 (B)는 본 발명의 도재소부용 치과 준귀금속 합금에 도재를 입히고, 열을 가하여 구워낸 후 치과보철물의 상부 사진이다.

Claims (5)

  1. 금(Au), 팔라듐(Pd), 인듐(In), 은(Ag) 및 루테늄(Ru)으로 조성된 것을 특징으로 하는 도재소부용 치과 준귀금속 합금.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도재소부용 치과 준귀금속 합금은,
    금(Au) 1~2중량%, 팔라듐(Pd) 28~31중량%, 인듐(In) 20~23중량%, 은(Ag) 45~49중량% 및 루테늄(Ru) 0.1~0.5중량%로 조성된 것을 특징으로 하는 도재소부용 치과 준귀금속 합금.
  3. 금(Au), 팔라듐(Pd), 인듐(In), 은(Ag) 및 루테늄(Ru)으로 조성된 준귀금속 합금을 기초 프레임으로 하고, 그 위에 도재가 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 치과보철물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기초 프레임과 도재는,
    열을 가하여 접합시키는 것을 특징으로 하는 치과보철물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 준귀금속 합금은,
    금(Au) 1~2중량%, 팔라듐(Pd) 28~31중량%, 인듐(In) 20~23중량%, 은(Ag) 45~49중량% 및 루테늄(Ru) 0.1~0.5중량%로 조성된 것을 특징으로 하는 치과보철물.
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