상아질 접착의 최신 경향- I (분류 및 특징)
 
 
심미수복에 대한 기대와 수요의 증가는 수복치과학에 있어서 연구의 원동력이 되었고 이는 복합레진과 상아질 접착제를 포함하는 접착성 수복재의 발전을 선도하고 있다. 자연치의 재연성, 우수한 물리적 성질, 최소의 치질 삭제 및 안정된 결합능력의 부여를 통하여 구치부에서 아말감을 대체하고 전치부에서 도재에 대한 의존성을 배제할 수 있게 되었다.

복합레진 수복의 성패는 복합레진의 중합과정에서 필연적으로 발생하는 중합수축과 이에 따른 응력에 의해 좌우되며 치질에 대한 효과적이고 내구성 있는 결합에 의존하고 있다. 법랑질에 대한 접착은 산부식을 통한 표면의 미세 다공성을 부여하고 접착성 단량체가 침투하여 미세기계적으로 유지되므로서 임상적으로 신뢰할 만한 수준에 이르렀다. 그러나 상아질은 많은 유기질을 포함하는 상아세관의 미세구조와 광화 및 습윤의 정도에 따라 다양한 접착의 양태를 보이기 때문에 아직도 정확히 예측할 수 없는 구조로 남아있다. 상아질 표면의 전처리에 있어서 다양한 방법으로 제시되고 있는데, 산부식에 의해 도말층 및 표층 무기질을 제거하고 탈회된 표면에 단량체 분자의 침투를 통한 접착방식과, 기능성(산성) 단량체를 이용한 표층의 도말층을 녹이거나 변형시켜 직접 접착하는 방식이 일반적이다.

따라서 상아질에 대한 접착기전은 삭제된 상아질 표면에 존재하는 도말층을 변형 또는 제거하고 친수성 단량체가 포함되어있는 접착강화제(이하 프라이머)를 도포하여 잔류 수분을 대체시킨 후 소수성을 갖는 레진계 접착제가 침투할 수 있는 환경을 조성하여 교원섬유와 함께 미세기계적 결합을 유도하여 혼성층(hybrid layer)을 형성하는 것이다
(그림1).
 
그림1. 혼성층의 전자현미경 사진.

본 칼럼에서는 현재 상용되고 있는 수많은 종류의 접착제를 분류하고 각각의 특징을 알아보고자 한다. 독자 여러분이 사용하고 있는 접착제가 어느 분류에 포함되며 어떠한 특징을 갖는지 확인하는 것은 중요하다.

■ 상아질 접착제의 분류
■ 필러를 포함하는 접착제
■ 불소를 포함하는 접착제
 
  상아질 접착제의 분류
 
1. 제 4세대

초기의 접착제는 상아질내 포함된 무기질과 화학적 결합을 유도하고자 하였고 이는 결합력(10MPa 이하)의 한계를 보인다. 80년대 중반 산부식을 통해 표면의 무기질을 녹이고 노출된 교원섬유와 미세기계적/화학적 결합을 시도하였다. 이에 결합의 안정과 더불어 결합력의 향상이 이루어졌고 현재 사용하고 있는 모든 상아질 접착제의 접착기전은 4세대와 큰 차이를 갖지 않는다. 즉 산부식을 통해 도말층과 표층의 무기질을 녹이고 이 공간에 프라이머와 접착레진을 침투시키는 3단계의 접착과정으로 혼성층을 형성하게 된다. 이 과정에서 산부식제의 수세 후, 교원섬유의 붕괴를 막고 레진이 침투할 수 있는 환경을 만들기 위해 습윤상태를 유지하는 것은 필수적이다.

■ All-Bond 2 (Bisco, USA)
■ ScotchBond Multipurpose (3M, USA)



2. 제 5세대

아무리 좋은 재료라 할지라도 사용자가 불편하고 번거롭다면 이는 기피될 수 밖에 없다. 4세대의 접착제를 통하여 치과 접착에 눈부신 발전이 이루어졌으나 치과의사의 요구에 의해 다단계의 접착과정을 단순화시킨 접착의 형태가 90년대 중반 이후에 이용되고 있다. 접착과정을 줄이는 것은 시간을 단축시킬 뿐 아니라 술자의 기술적 민감성을 줄이는 장점을 갖는다. 5세대의 접착기전은 4세대와 차이가 없으며 단지 3단계의 과정을 2단계로 단축시킨 것이다.


1) One-Bottle system (Self-priming adhesive)

산부식-프라이머-접착제 도포의 과정에서 산부식 및 습윤접착의 개념은 동일하고 프라이머-접착제 도포 과정을 하나의 과정으로 만든 형태이다. 프라이머에 의한 접착강화(유도) 과정이 없기 때문에 레진침투를 충분히 시키기 위해 산성을 갖는 기능성 단량체(Acidic functional monomer; PENTA, HEMA, Polyalkenoic acid, BPDM, GPDM 등)를 포함한다. 친수성의 상아질과 소수성의 레진을 연결하는 가교역할을 하는 프라이머의 과정이 없기 때문에 친수성을 갖는 산성 기능성 단량체는 상아질과 직접 결합한다(임상칼럼, "상아질 접착의 최신경향-II" 참조).

■ One-Step (Bisco, USA)
■ Single Bond (3M, USA)
■ Prime & Bond NT (Dentsply, USA)
■ Optibond Solo (Kerr, USA)
■ Comfort Bond (Kulzer, Germany)
■ Syntac Single Component (ViVadent, Lietenstein)


2) Self-etching system (임상칼럼, "자가 부식형 상아질 접착제" 참조)

5세대로 분류되는 또 하나의 접착제는 self-etching primer system(SEP) 이다. 산부식-프라이머-접착제 도포의 과정에서 산부식-프라이머를 단일 과정으로 처리하고 접착제를 도포하는 것이다. 습윤접착의 모호함을 배제하고, 수세 건조 과정이 없으므로 환자의 불편감을 줄이며, 상아세관액의 이동을 감소하고, 교원질의 탈수를 막으며, 탈회층과 레진침투층간에 발생하는 불일치가 없는 장점을 갖는다(그림2).

 
그림2. SEP에서는 산부식층과 레진침투층간의 불일치가 없어 술후 과민 반응을 줄이고 접착의 내구성을 나타낼 수 있다.
 
SEP 역시 다양한 산성단량체를 포함하여 이를 통한 자가산부식과 프리이머 과정을 동시에 수행한다. 물과 기능성 단량체간에 반응에 의해 산성을 띄어 산부식을 한 후 적절한 시간(dwell time, 20-30초)의 경과후 치질성분과 이온결합을 통하여 중화되는 과정으로 자가산부식을 한다. 용매로 주로 물을 이용하기 때문에 휘발성이 적어 충분히 건조시킨 후 접착레진을 도포하고 광중합한다.

■ Unifil Bond (GC, Japan)
■ Clearfil SE Bond (Kuraray, Japan)
■ Mac Bond II (Tokuyama, Japan)
■ Tyrian + One Step (Bisco, USA)



3. 제 6세대 (All-in-One system, Single step system)

접착과정이 더욱 단순화되어 한번의 도포만으로 된다. 대개의 경우 2개의 용기에 따로 보관되어 있고 사용직전에 섞어서 도포한다. 기능성 단량체가 물과 결합하여 가수분해 하므로서 산성을 띄게 된다. 6세대 역시 자가산부식 형태를 가지므로 5세대의 SEP의 변형으로 볼 수 있으며, 도포-20초경과-건조-광중합 등 일련의 접착과정이 필요하다. 7세대의 경우(i bond; Kulzer, Germany) 단일 용기에 포장되어 있는 것이 특징이다.

■ (Adper) Promp L-pop (3M ESPE, USA)
■ One-Up Bond (Tokuyama, Japan)
■ Xeno Bond III (Dentsply, USA)
■ AQ Bond (Sun Medical, Japan)
■ Etch & Prime (Degussa, Germany)
 
  습윤접착(wet bonding)
 
전술한 바와 같이 total etching이 전제되는 4세대 및 5세대의 One-bottle 접착제에서 산부식후 습윤상태를 유지하는 것은 필수적이다. 상아질 접착제에는 농도를 조절하고 치질에 대한 침투능력을 부여하기 위해 적절한 용매를 포함하는데, 이러한 용매는 주로 아세톤, 에탄올, 물 등으로 구성된다.

1) Acetone-based adhesives; All-Bond 2, Prime & Bond NT, One-Step, Tenure Quik
2) Water-based adhesives; SEPs (self etching primer systems)
3) Ethanol-based adhesives; 1), 2)를 제외한 모든 접착제

acetone-based adhesive는 휘발성이 강하고 자체에 물을 소량(약 5% 이하) 포함하고 있는 반면, ethanol-based adhesives는 그 이상(약 20%) 포함하고 있다. 이러한 차이에 의하여 산부식후 상아질의 건조는 아세톤 용매를 갖는 접착제에서 더 큰 영향을 받는다. 즉 에탄올 용매 접착제는 약간의 건조(약 1-2초)에도 교원질의 재팽창(rewetting, re-expansion)을 기대할 수 있지만 아세톤 용매의 경우 철저한 습윤상태를 유지해야 한다.
 
  필러를 포함하는 접착제 (Particle filled adhesives)
 
상아질 접착제에 있어서 개발의 또 다른 경향은 과거, 접착제를 unfilled resin이라 불렀던 것과는 달리 많은 접착제가 미세 필러를 포함하는 것이다. 필러를 포함하는 접착제는 점도가 증가되고 이 결과 두꺼운 접착제층을 형성하여 복합레진의 중합 또는 기능시에 발생되는 내부 또는 외부응력을 분산하고 흡수(stress absorber)할 수 있는 역할을 한다(그림3). 그러나 필러의 포함에 의해 결합력이 증가하는가에 대해서는 논란이 있다.
 
그림3. 접착제내 필러의 역할과 장단점
 
그러나 높은 점도로 인하여 접착제내에 함유된 휘발성 용매의 완전한 제거가 어렵고 방사선 불투과성은 있으나 진단에 필요한 정도가 되지는 못한다. 만일 필러가 교원섬유 사이로 충분히 침투한다면 혼성층의 인장강도를 증가시켜 강한 결합을 유지할 수 있지만 미세 나노필러는 이 공간에 침투하지 못하고 응집되어 있거나 덩어리로 남아 있는 경우가 많다. 필러 함유에 의한 점도의 증가로 인한 두꺼워진 접착제층은 간접수복물의 접착에 있어 완전한 seating을 방해할 수 있으므로 주의를 요한다.
표1. 각종 상아질 접착제의 필러 함량과 접착제층의 두께

Product name Filler(wt%) Particle size Film thickness(㎛)
PermaQuick 45 7㎛ 20
PQ-1 40 7㎛ 20
OptiBond FL 48 0.6 ㎛ 20
OptiBond Solo 26 0.6 ㎛ 20
OptiBond Solo Plus 15 0.4 ㎛ 10
P & B NT 4 0.007 ㎛ 5
Excite 0.5 0.012 ㎛ 8
Clearfil SE Bond 10 microfiller  
Unifil Bond ? microfiller  
 
  불소를 포함하는 접착제 (Fluoride contained adhesives)
 
복합레진과 마찬가지로 상아질 접착제의 또 다른 경향은 불소를 포함시키는 것이다(표2).

표2. 불소를 포함하는 상아질 접착제

Product name Manufacturer
Clearfil Liner Bond 2 Kuraray, Japan
Fuji Bond LC GC, Japan
Unifil Bond GC, Japan
OptiBond FL, Solo Kerr, USA
Prime & Bond 2.1 Dentsply-Caulk, USA
Syntac Single-Component Vivadent, Lietenstein
Tenure Quik Den-Mat, USA
 
불소를 포함하는 수복재는 주변 치질의 내산성을 증가시키고, 우식유발 세균의 성장과 부착을 억제하며 구강내 환경(음식, 타액)으로부터 불소를 재충전/흡수하여 탈회된 치질의 재광화를 도모한다. 이러한 목적에 부응하는 수복재는 현재 GI 계통의 수복재에 불과하다. 많은 복합레진과 compomer에 불소를 포함하고자 하는 노력이 있으나 효과적이지 못한 것으로 알려져 있다. GI 수복재와는 달리 레진이 포함된 수복재의 기질은 3차원적으로 network을 구성하고 있기 때문에 화학적으로 안정된 구조를 갖는다. 따라서 기질 또는 필러에 불소를 포함시켜도 표면의 성분이 초기에 유리된 이후에는 더 이상의 불소 용출은 기대할 수 없다.