상아질 접착제(dentin bonding agent)는 치아의 상아질에 대한 타 물질의 결합을 증진시키기 위해 사용하는 재료로서 주로 복합레진 수복을 위하여 주로 사용되었으나 현재는 지각과민증의 처치제로서도 사용되는 등 그 응용범위가 점차 확대되고 있다.

상아질 접착제의 개선 방향은 보다 간편하고 빠른 치료로 좋은 결과를 얻을 수 있는 재료의 개발과 접착력의 관점을 단지 치아에 국한시키는 것이 아니라 금속 및 세라믹과 같은 치아수복용 재료와의 결합력 증가에 있으며 부가적으로는 생체 친화성이 우수하여 치수복조 처치에도 사용할 수 있는 재료의 개발이다.

1. 법랑질에 비해 수분 및 유기질이 많음.

2. 상아질 부위의 표면 에너지가 낮음.

3. dentinal fluid

4. 치수와의 연결

5. 스미어 층(smear layer)의 형성.

6. 여러 단계의 시술

7. 상아질 처리(etching dentin)에 대한 견해 차이

상아질의 성분

법랑질에 비해 유기질이 많아 레진과의 결합에 문제가 있다.

상아질의 종류

4가지 종류의 상아질(1차, 2차 ,3차 상아질 및 상아전질)이 있고 치아의 맹출 후에도 지속적으로 형성되며 자극에 반응하여 치수 보호를 위해 형성된다.

상아질의 구조

1. 상아 세관(Dentinal tubule) : 특수한 조직으로 인해 치수 독성을 초래할 수 있다.

2. 관주 상아질(Peritubular dentin, Intratubular dentin)

3. 관간 상아질(Intertubular dentin)

상아질의 특징

1. 수산화인회석(hydroxyapatite), 콜라젠(collagen) 및 물로 구성된 비균질 생체조직(heterogeneous biologic substance)으로 개인차이 및 위치에 따라 다를 수 있다.

2. 조직학적 형태는 접착과정에 지대한 영향 초래

- 상아세관의 수, 크기, 밀도에 좌우됨.

3. 상아세관 내에는 dentinal fluid 존재

- 광물질과 단백질로 구성되며 이 액의 permeability(P)는 상아세관의 직경(2r)에 영향 받음

P ∝ r2

상아 세관의 면적

상아법랑경계부(DEJ) : 전체 면적의 약 4%

치수 인접부 : 전체면적의 약 22%

→ 치수에 가까울수록 상아세관의 직경이 크고, 숫자도 많아지므로 결합력도 감소함.

상아질 접착제의 결합강도는 거의 대부분 발치된 치아에서 시험한 결과이므로 생체 내에서의 결합 강도와는 차이가 있으며 발치한 치아에서 시험한 결합 강도도 연구보고에 따라 상당한 차이가 있는 실정이다.

차이가 나는 이유

1. 시험에 사용한 치아의 종류의 차이

2. 상아질의 두께, 형태의 차이

3. 상아질 표면의 질의 차이

4. 표면 처리 방법의 차이

5. 열변환(thermocycling) 정도의 차이

6. 시험 방법과 시편에 가해지는 하중 속도의 차이(속도가 빠를수록 강도는 크게 나타난다.)

일반적인 결합강도

법랑질의 결합강도 : 20 ～ 22 ㎫

상아질의 결합강도

제3세대 상아질 접착제 사용시 : 10 ㎫ 내외

제4세대 상아질 접착제 사용시 : 20 ㎫ 내외

중합수축에 의한 응력 : 2 ～ 7 ㎫

우수한 결합의 장점

1. 미세누출(microleakage)의 감소

→ 변연 변색(marginal staining) 감소

→ 2차 우식증 감소

→ 치수과민성(pulpal hypersensitivity) 감소

2. 치아 삭제의 감소

3. 유지력(retention) 증가

4. 잔존 치질의 보강

5. 치경부 마모(cervical erosion/abrasion lesion) 부위의 민감도 감소

6. 치경부 우식증의 보존적 치료

형성

와동형성시 상아질 표면에 형성되는 파쇄된 상아질 잔사, 미생물 등으로 구성된 3 ～ 5 ㎛ 두께의 얇은 층.

영향

1. 상아질 부위에 느슨하게 부착되어 있어 접착과정에서 상아질에 결합되는 것을 방해함.

2. 상아세관 입구를 폐쇄함으로써 접착제 액의 permeability 감소시켜 과민증을 감소시킴.

스미어 층의 처리

1. 방치

스미어 층을 처리하지 않고 그대로 놓아두는 방법.

치수보호에 유리하지만 장기적으로 볼 때 결합력이 떨어져 치수에 위해함.

제품 : Prisma, Scotchbond

2. 수정

스미어 층을 침투하여 침전, 강화시킴.

결합력 향상되고, 과민성 적음.

제품 : 대부분의 상아질 접착제가 이 방법을 사용함.

All-bond, Prisma universal bond 2, Scotchbond 2, Syntac, XR bond.

3. 제거

강산(phosphoric acid)으로 처리하여 상아세관이 노출되고 접착제가 침투하여 결합이 이루어짐.

결합력이 우수하고 과민성의 가능성이 높음.

결합력 우수하다고는 하나 발치된 치아에서의 시험 결과라 생활치에서는의 결과는 의심됨.

제품 : All-bond 2, Clearfil Photobond, Gluma, Restobond 3.

4. 교체

처음엔 스미어 층 제거(질산 처리후 수세)하고 알루미늄 옥살레이트(aluminum oxalate)를 상아세관 내부로 침투시켜 봉쇄.

결합력이 증가하고 과민성이 감소됨.

제품 : Tenure

상아질과 법랑질을 동시에 처리하는 방법으로 술식의 간편함은 있으나 많은 논란이 있어왔다. 그러나 현재는 많은 의견이 치수에 무해하다는 쪽으로 바뀌고 있는 상황이다.

1. 과거 : 강산에 의한 치수자극

2. 현재 : 변연누출로 인한 구강액이나 미생물에 의한 치수자극

와동 및 상아질을 신속하고 적절히 봉쇄할 경우 전체부식법은 적당한 치료 기법이다.

상아질 산부식의 이점

1. 수산화인회석을 제거하므로 콜라젠 구조를 노출시켜 결합에 도움

→ 레진/콜라젠 혼성층(resin/collagen hybrid layer) 형성

2. 표면에너지 증가로 인한 젖음성 증가

전체부식기법을 시행하면 상아질도 탈회가 일어나며, 이때 상아질의 콜라젠 섬유망(fiber web)이 노출되고 이 콜라젠 섬유망의 미세한 공간(nanospace)에 레진 단량체(monomer)가 침투하여 혼성층이 형성된다. 그러나 이 콜라젠 섬유망은 건조되면 수축하게 되어 단량체가 침투할 공간이 줄어들게 된다. 이렇게 되면 침투 공간이 적은 것은 물론 완전한 침투가 불가능해지므로 완벽한 혼성층을 형성할 수 없고 결국 결합력은 감소하게 된다.

습윤접착을 필요로 하는 제품에서는 과도한 건조를 피하기 위해 압축 공기에 의한 건조가 아닌 면구(cotton ball)를 이용한 과도한 수분 제거가 필요하다. 과도한 수분은 프라미머(primer) 등의 농도를 희석시켜 그 효과를 감소시킴과 동시에 레진 단량체의 중합에 장애가 되어 결국 결합 강도를 낮추게 된다.

1. 제 1세대 상아질 접착제

성분 : glycerophosphoric acid dimethacrylate(GPA-DMA)

cyanoacrylate

N-Phenyl glycine + glycidylmethacrylate(NPG-GMA)

결과 : 법랑질 접착 정도 이외에는 별 의미 없는 재료로 결합력이 2.0 ㎫ 내외로 낮으며, GPA-DMA는 구강 내에서 가수분해되고, cyanoacrylate는 중합이 잘 일어나지 않으며, NPG-GMA는 불안정하여 결합 지속시간도 짧아 현재는 사용되지 않는다.

2. 제 2세대 상아질 접착제

성분 :phosphate ester, polyurethane이 주성분

methylene chloride, toluene-diisocyanate 등

종류 : phosphate계 - 인산염기(phosphate group)와 칼슘이 이온 결합(ionic bonding)

urethane계 - 상아질의 유기성분과 무기성분중의 수산기(hydroxyl group)와 공유결합

결과 : 스미어 층을 방치하고 처치하였으며, 제 1세대에 비해 3배정도의 결합력을 갖으나 법랑질과의 결합 강도에 비하면 30% 정도로 6.0 ㎫ 내외이고 가수분해에 의해 치아와 결합파괴가 일어난다.

3. 제 3세대 상아질 접착제

성분 : NPG/PMDM, 4-META, HEMA, Oxalate.

상품 : All-Bond, C & B Meta-bond, Clearfil Bond, Gluma, Mirage-Bond,

Scotchbond 2, Tenure

결과 : 스미어 층을 제거하거나 용해시킨 후 상아질 접착제 도포하므로 2 ～ 3 단계의 과정이 더 필요하고, 이런 이유로 접착제 이외의 다른 조절제(conditioner)나 전처치제(primer)가 존재한다. 이는 상아질 내의 콜라젠 섬유와 결합을 시키거나 상아질 표면을 변형시킨다는 점이 특징이다. 결합강도는 10.0 ㎫ 정도이며 실질적인 결합은 화학적 결합이기보다는 레진 tag 형성에 의한 기계적 결합이다.

4. 제 4세대 상아질 접착제

상품 : * Tooth structure Bonding

Optibond FL, Prime & Bond, Scotchbond MP, Syntac.

* All-purpose

All-Bond 2, Bond-It!, Imperva Bond, Optibond, Scotchbond MP Plus.

결과 : 진정한 의미의 상아질 접착제라 할 수 있으며, 상아질의 조직과 레진 간에 혼성층을 형성하여 화학적 결합을 이루며, 관간 상아질과 상아세관 모두에서 결합하여 20 ㎫ 정도의 결합 강도를 갖는다. 전체부식기법과 습윤접착의 개념이 확립되어진다.

상아질 접착 시스템에는 조절제, 전처치제 및 접착레진이 기본적인 구성 요소로 수 단계의 술식이 필요하다.

5. 제 5세대 상아질 접착제

아직 정립된 세대 구분이라 하기에는 문제가 있으나 기존의 4세대에 비해 간단한 술식으로 기술적으로 예민한 것을 개선한 것이다. 이것은 기존의 산부식, 전처치제 처리, 접착의 3단계를 전처치제 처리와 접착을 1단계로 단순화시킨 것이다. 즉 법랑질은 필히 인산으로 산부식하고 접착제를 처리하는데, 상아질은 산부식이 필요 없는 제품도 있다.

제 3, 4세대를 중심으로 본 상아질 접착제 시스템은 조절제, 전처치제, 접착용 레진으로 구성된다.

1. 조절제

산(acid) 등을 이용하여 상아질 표면을 탈회시키거나 스미어 층을 제거하는 과정을 조절(conditioning)이라 한다. 상아질 접착의 첫 단계로 법랑질과 상아질 모두에 적용하며, 제품에 따라 성분 및 역할이 다르다.

- 강산(strong acid) : 인산이나 citric acid 등

상아질과 스미어 층 모두 구별 없이 처리함.

- 말레익산(maleic acid) : 유기질과 무기질을 약하게 처리함.

- EDTA : 무기질만 선택적으로 처리하여 상아질의 콜라젠을 노출시킴.

- Glutaraldehyde : EDTA에 의해 노출된 콜라젠을 안정시킴(stabilize).

상아질은 조절과정을 거쳐 표면의 스미어 층이 제거되고 탈회되어 콜라젠 섬유가 노출되며 다공성(porous)의 표면이 된다. 이후 표면이 건조되는 것은 콜라젠 망이 수축되어 전처치제에 의한 젖음이나 침투되는 것에 장애가 되어 결합력이 떨어지게 된다.

2. 전처치제

상아질 접착을 실질적으로 매개하는 것으로 친수성 레진 단량체가 주성분으로 아세톤(aceton)이나 알콜(alcohol)에 희석한 것이다. 전처치제는 상아질 표면에 형성된 작은 공간(nanospcae)에 침투하여 휘발성인 용매부분은 휘발하고 레진 단량체만 남아 친수성 표면을 친유성(hydrophobic) 표면으로 전환한다. 즉 접착성 레진이 상아질과 결합을 하는데 있어서 가교 역할을 하게되는 것이다. 미세 공간에 남은 단량체는 콜라젠 섬유를 안정시키고, 중합반응이 일어나 혼성층을 형성한다.

전처치제에 사용되는 단량체는 HEMA, NTG-GMA, PMDM, PENTA 등이며, 광개시제가 포함된 경우는 광중합에 의해 신속히 중합이 이루어진다.

3. 접착성 레진

주성분은 Bis-GMA이고 흐름성을 좋게 하기 위해 TEGDMA를 첨가하며 젖음성을 위해 HEMA를 첨가한다. 가끔 UDMA(urethane dimethacrylate)를 사용한다. 즉 법랑질 접착성 레진과 같고 중합시 표면에 중합되지 않는 약 15 ㎛ 정도의 산소억제층(air-inhibition zone)이 형성되는데 이 부분에서 복합레진과 결합한다.

* 1 bottle bonding agents

아세톤이나 물을 용매로 하여 각 성분을 포함하고 있으며, 시술시 용매가 어느 정도 휘발하여야 다음 처리를 시행할 수 있고, 도포층이 2층 이상 형성되어야 하므로 더 많은 시간이 필요하다.

Dual cured bonding systems

Light cured bonding system