1. 도재란 무엇인가?

- 도재 (traditional/old ceramics) → 세라믹스 (fine/new ceramics)

- 도자기 = 도기(재) + 자기(재) + 토기(재) + 석기(재)

   ☞ 토기, 석기 : 1차 소성 (unglazed)

   ☞ 도기, 자기 : 2차 소성 (glazed)

     ※ porcelain : 자기

     ※ pottery : 도기

2. 고정성 보철물에 사용되는 치과용 도재의 분류

- 온도에 따른 분류

   ☞ 고온용융형 : > 1300℃ → 인공치 제작

   ☞ 중간용융형 : 1101～1300℃ → 인공치 제작

   ☞ 저온용융형 : 850～1100℃ → metal-ceramic

   ☞ 극저온용융형 : < 850℃ → metal-ceramic for titanium

- 성분에 따른 분류 : 장석 세라믹, 알루미나 세라믹

- 용도에 따른 분류 : 인공치, 금관, 계속가공의치, 비니어, 인레이

- 제작법에 따른 분류 : 응축소성, 가압소성, 주조, 슬립주조, 절삭가공

3. 치과용 도재

3-1. 도재의 구성성분

- silica(규석) : 도재의 골격 역할을 하며, 12-22% 함유

- feldspar(장석) : 융점을 낮추어 결합제 역할을 하며, 75-85% 함유

   * soda feldspar : albite(조장석) (NaAlSi3O8)

   * potash feldspar : orthoclase(정장석) (KAlSi3O8)

   * lime feldspar : anorthite(회장석) (CaAlSi3O8)

   * silica feldspar : leucite(백류석) (K2O‧Al2O3‧6SiO2)

- clay(점토) : 가소성을 부여하며, 3-5% 함유

   * kaolin(고령토) : Al2O3‧2SiO2‧2H2O

   * montmorillonite(납석) : Al2O3‧4SiO2‧nH2O

   * mica(운모) : Al2O3‧4SiO2‧OH

3-2. 유리 개질재

- 유리 형성재(glass former) : 스스로 유리를 형성할 수 있는 물질

   ☞ 산화물 : SiO2, B2O3, P2O5, GeO2, As2O3, Sb2O5, V2O5

   ☞ 비산화물 : AlF3, BeF2, ZrF4, HfF4, GaF3, ThF4, YF3, ZnF2, ZnCl2, BiCl3

- 유리 개질재(glass modifier) : 스스로 유리를 형성하지는 못하지만, 어떠한 목적을 갖고 유리 형성재에 첨가하는 물질

    ☞ 융점 강하재 : Na2O, K2O

    ☞ 안정화재 : CaO, MgO

    ☞ 착색재 : Cr2O3, MnO, CuO

    ☞ 방사선불투과성 : PbO, BaO, La2O3

    ☞ 열팽창계수 조절

    ☞ 화학적 내구성 조절

- 중간 산화물(intermediate) : 유리형성재와 유리개질재의 중간

    ☞ Al2O3 : 결정화 방지, 화학적 내구성 증가

    ☞ Fe2O3 : 착색제, 불순물

4. 금속 도재관(Metal-Ceramic)

- 금속구조물 : 교합력의 지지 (0.3-0.5 ㎜)

- 도재 : 심미성 부여 (opaque 0.3 ㎜, body 1 ㎜)

4-1. 주조된 금속 코핑(Cast coping)

- 소재 : 귀금속(금-백금, 금-팔라듐, 팔라듐-은) 및 비귀금속(니켈-크롬)

- 금속과 도재와의 결합

    ☞ 화학적 결합 : 금속의 산화막과 도재의 결합으로, 산화막을 형성하기 위하여 탈가스(degassing) 과정을 거친다.

   ☞ 물리적 결합 : 도재의 수축에 의한 결합으로, 금속의 열팽창계수가 세라믹보다 1.0×10-6 이내로 커야 도재에 잔류압축응력이 발생한다.

   ☞ 기계적 결합 : 표면 거칠기에 의한 결합

4-2. 글레이징과 착색

- add-on glazing : 심미적 효과 및 강도 증진

    ☞ 유리 개질재를 첨가하여 화학적 내구성 감소

    ☞ 착색제 : 두께가 50 ㎛ 이하이면 화학적 내구성이 불량

- self-glazing

    ☞ 기계적, 화학적 물성 우수

    ☞ 미리 다이아몬드 bur나 샌드 블라스팅 처리하면 효과가 좋아진다.

4-3. 금속-도재관의 특징

- 금속관에 비해서 : 심미성 우수

- 레진 비니어 관에 비해서 : 내구성 우수

- 전부 도재관에 비해서 : 치아 삭재량이 적고, 파절 저항성이 우수

5. 전부 도재관(All-ceramic crown)

5-1. 전부 도재관(Ceramic jacket crown)

- 20세기 초 : feldspar porcelain을 이용한 전부 도재관가 출현하였으나, 약한 강도로 실패

- 1963년 : McLean과 Hughes가 금속 코핑 대신 알루미나를 코아로 사용하는 전부 도재관 제안 → 우수한 친화성과 열수축계수 및 탄성계수의 조화

- 현재 : 다양한 유형의 전부 세라믹관이 사용됨

     InCeram system, HiCeram system, Empress system, Dicor MGC system,

     Dicor glass-ceramic system, CeraPearl system, Optec HSP system

5-2. 백금박 코핑을 이용한 도재관

고온에서 치아의 모형 die가 손상되므로 die 위에서 치아 모형에 맞도록 백금박을 압인하여 형태를 만들고 이 위에 도재를 축성하고 소성한다. 완성한 후 내면의 백금박을 제거함으로써 우수한 심미성을 얻을 수 있다.

5-3. 오팔 도재

- 오팔 현상 : 빛의 굴절률 차에 따라 선택적인 파장의 빛이 산란되어 느껴지는 현상

- 자연치도 오팔현상을 나타내므로 절치 끝에 사용되는 도재는 오팔현상을 재현해야 한다.

- 오팔 도재 : 굴절율이 높은 산화물을 소량 첨가하고, 기본 조성은 일반 도재와 유사

5-4. 결정화유리-도재관(Glass-ceramic crown)

- ceramming : 성형성이 우수한 유리상태로 주조한 다음, 열처리하여 유리를 결정화시켜 기계적 물성이나 광학적 물성을 조절하는 공정

- 결정화유리(glass-ceramic) : ceramming 과정을 통해 제조된 결정과 유리의 복합체

    ☞ 결정의 크기가 크면 유리의 투명성을 잃게 되어 반투명 혹은 불투명해진다.

- 제품

    ☞ Dicor castable glass ceramic : mica 결정

    ☞ CeraPearl castable glass ceramic : hydroxyapatite 결정

- 카멜레온 효과 : 내부에 사용하는 접착제의 색이 비쳐 나오는 효과로 고심미성

5-5. 백류석 강화 도재(leucite reinforced ceramic)

- Optec HSP(High Strength Porcelain) system : leucite 결정으로 코아를 만들어 강화

- 코아용 세라믹 : 알루미나보다 투명도가 높아 심미적

- body용 세라믹 : 일반 장석계보다 높은 강도

- 단점 : 소결시 수축률이 크고, 구치부에서 파절됨

5-6. 열가압 성형 유리도재

- IPS Empress system : 결정화유리를 고온에서 주형 내로 가압하여 성형

- 소성수축이 없고 매몰재의 팽창으로 세라믹의 열수축을 보상할 수 있어 크기 정확성이 우수

- 착색법(staining)이나 층상법(layering)으로 심미성을 더욱 높일 수 있다.

- 반복적으로 열을 가하면 leucite의 석출량이 증가하여 보다 강화된다.

5-7. 유리 침투 알루미나 코어 도재

- InCeram system : 강화 알루미나 코어에 유리를 용융ㆍ침투시키면 코어의 기포나 균열을 없애고, 냉각되면서 수축하여 알루미나 코어에 압축응력을 부여함으로써 알루미나 코어가 강화

- 장점 : 도재 중 최고 강도

- 단점 : 제작과정이 복잡하고, 심미성이 상대적으로 부족함

5-8. CAD-CAM 세라믹 : 다음 편을 참조하세요

5-9. Copy-milling 법을 이용한 도재

Celay system : key 복제법과 유사한 copy-milling 법에 의한 가공용 세라믹의 절삭가공

왁스패턴을 제작하고 왁스패턴을 복제하여 세라믹 수복물 제작

5-10. 전부도재관의 강도

InCeram ＞ HiCeram ＞ IPS Empress ＞ Optec ＞ Dicor ＞ feldspar porcelain

5-11. 전부도재관의 심미성

- 투명도 : Dicor ＞ IPS Empress ＞ Optec ＞ InCeram ＞ HiCeram ＞ metal-ceramic

- 착색효과 : Optec ＞ InCeram ＞ IPS Empress ＞ HiCeram ＞ metal-ceramic ＞ Dicor

- 전부도재관의 강도와 심미성은 상반 관계

- 표면에서의 착색은 심미성이 나쁘고 내부에서 원하는 색이 비쳐 보여야 심미성이 우수

6. 도치

6-1. 특성

- 경도가 커서 대합치가 자연치인 경우 심한 마모를 초래

- 크기의 안정성이나 화학적 내구성, 열적 안정성 우수

- 변색에 대한 저항성 우수

6-2. 제조방법

- 주형 내에서 가압성형한 후 가압소성

- 자연치의 효과를 재현하기 위해 층상으로 제작

- 의치상과의 결합을 위해 유치형

- 의치제작 과정중 열충격을 가하지 않도록 주의 필요