치과용 복합레진

인상재료를 이용하여 자연치아와 유사한 색조로 수복하는 방법은 오래전부터 임상에 사용되었는데, 치과용 포세린, 규산염 시멘트, 아크릴릭 레진, 콤포지트 레진, 글라스아이오노머 순서로 치과용으로 소개되었다. 

직접 수복재료로는 가장 처음으로 규산염 시멘트(silicate cement)가 1871년에 소개되었다. 이 시멘트는 알루미노 실리케이트 글라스 분말과 인산 수용액을 사용한다. 이 재료는 불소를 방출하므로 항우식성이 있지만, 용액의 주성분인 산에 의한 작용이 문제 되고 조작 차이에 따른 민감함과 구강 내에서의 용해도 및 대체로 충전 후 4-5년 밖에 견디지 못하여, 새로운 재료의 등장이 요구되어 합성레진의 개발이 왕성하게 행해졌다. 1941년 독일에서 메타크릴산의 단량체에 3차 아민(teritary amine)을, 중합체 분말에는 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide)를 첨가하여, 이 둘을 혼합하면 상온에서 경화됨을 이용하여, 와동에 직접 충전하는 방법이 소개되었다. 이를 1949-1950년대에 미국에서 실용화하여 임상에 사용하게 되었고, 화학중합 레진, 자가중합 또는 상온중합 레진이라고도 불렀다. 화학중합 레진은 색조가 치질의 색과 잘 조화관되어 심미적으로는 우수한 장점을 가지고 있지만, 강화제를 함유하지 않는 메틸메타크릴레이트 화학중합 레진은 경화 시에 수축이 크다. 치아나 다른 수복용 재료에 비하여 기계적 성질이 현저히 나쁘며, 열팽창계수가 치질의 약 7배 정도이다. 또한 변색과 마모가 쉽게 일어나며, 치수에 대한 위해성 때문에 이제는 그 사용이 많지 않다. 

이어서 1953년에 Paffenbarger는 필러(filler)의 첨가가 레진충전재의 열팽창계수를 감소시킴을 시사하였다. 개발 초기의 콤포지트 레진은 내마모성이 나쁘고 번역파절 등도 일어나서 유구 치부에는 사용이 가능했지만, 영구치에의 사용에 대해서는 부정적인 견해가 강했다. 그 후 1960년이 되어 미국표준국의 Bowen이 에폭시 레진의 에폭시 기를 불포화유기산으로 개환(ring opening) 반응시킨 2 관능성의 점 섬이 있는 단량체가 벤조일 퍼옥사이드와 3차 아민에 의해 중합되는 것을 발견하여 이 단량체를 'Bis-GMA'라 명명하였다. 이 Bis-GMA 단량체에 다량의 무기필러를 배합하여 중합시킬 경우 물성이 향상되므로 치과 충전용 레진으로서의 가능성을 시사하였다. 이 Bis-GMA를 기질로 하고 각종 무기필러를 배합한 레진이 바로 현재의 '콤포지트 레진(composite resin)'이다. 콤포지트 레진(dental composite resin)은 '치과용 복합레진'으로 불리기도 한다.

그러나 개발초기 콤포지트 레진은 와동에 대한 젖음성(wettability)이 나쁘고, 변연누출에 의해 술 후 과민증이 발생하며, 치수자극이 일어나고, 일명 '복합레진'으로도 불린다. 연마하기 어려운 단점이 지적되었다. 아크릴릭 레진은 수복 후 마모는 일어나도 그 표면은 활택 하지만, 재래형 콤포지트 레진(conventional composite resin)은 표면의 레진기질만이 마모되어 딱딱한 필러가 그대로 남거나 뽑혀서 표면이 거칠어지게 되었다. 또한 유구치에 대해서는 그 사용이 긍정적이지만, 저작압이 강한 영구치의 1급 및 2급 와동에서는 기계적 강도와 마모저항성이 부족하여 구치부 교합면에의 응용을 부정하는 견해가 있었다. 

하지만, 이런 단점들에 대한 계속적인 개선이 이루어지고 있다. 그중 하나로 '산부식법'에 의해 초기 콤포지트 레진 수복의 큰 단점 중 하나였던 와동에 대한 낮은 젖음성을 보완하고 변연누출을 감소시키며 유지력을 증가시켜 콤포지트 레진 수복의 예후에는 비약적으로 향상되었다. 그리고 콤포지트 레진 제품 세트에는 일반적으로 산처리제와 본딩제(bonding agent)가 함께 들어있게 되었다. 또 다른 발전의 하나로, 구상의 미리 중합된 필러(prepolymerized filler)를 사용하기도 하고, 필러입자 크기의 분포를 단계적인 크기의 입자를 사용(혼합형 콤퍼짓트, hybrid composite)함으로써 가능한 최대량의 무기필러 함량을 가지면서도 연마성을 좋게 할 수 있었다. 

구치부 와동충전에 아말감이 많이 사용되었지만, 아말감은 수은 사용에 대한 경각심과 심미성의 결여 때문에 사용이 점차 감소하고, 아말감에 대체하는 수복재료로 구치용 콤포지트 레진의 개발이 요구되었다. 재래형 콤포지트 레진이 많이 개선되어 연마가 가능하면서도 필러의 함량이 부피비로 75% 이상 되는 재료가 개발되어 구치부에 본격적으로 사용될 수 있게 되었으며, 와동이 큰 경우에도 적용할 수 있게 되었다. 그러나 근심인접면을 포함한 비교적 전방의 구치부에는 사용이 가능하지만, 특히 후방구치의 원심면을 포함하는 2급 와동에는 수복조작이 곤란하고 정확한 수복을 시행하기가 어려워 금인레이를 하기도 하지만, 간접법에 의한 콤포지트 레진 인레이(inlay)가 유용하게 사용되고 있다.

레진 단량체의 구조에 폴리 산(polyacid) 성분을 첨가한 폴리 산 변형 레진(polyacid-modified resin)을 기질로 사용하고 불소가 함유된 글라스 필러를 함유한 '콤포머(compomer, polyacid-modified composite)'가 1995년경에 소개되었다. 콤포모는 조작이 편하고 콤포지트 레진에 비해 불소의 방출효과가 높은 장점을 가지고 있다. 하지만, 글라스아이오노머보다는 불소방출의 양이 작고 기간이 짧으며 불소를 재충전하는 능력도 적어서 중정도의 우식활성을 갖는 환자에 추천되며, 일반적으로 응력을 적게 받는 부위에 사용된다. 콤포머는 주로 광조사에 의해 중합되며, 수분을 함유하지 않는 콤포머가 구강 내에서 수분을 흡수하면 산-염기 반응에 의해서도 추가적인 중합이 되며, 수분접촉에 의해 불소가 방출하게 된다. 

최근에는 산부식법에 의한 미세기계적 접착뿐만 아니라, 화학적으로도 치아에 접착을 유도하는 접착제에 관한 활발한 연구가 진행되어 콤포지트 레진의 임상응용이 더욱 우수하고 다양하게 되었다.

본 장에서는 비충전 아크릴릭 레진(unfilled acrylic resin)과 콤포지트 레진(복합레진, composite resin)에 대해 살표보도록 한다.