치과 도재 수복물의 종류가 다양한 만큼, 각 수복물에 사용되는 도재 분말 역시 고유한 특성과 역할을 지니고 있습니다. 이는 치과 기공 과정의 성공은 물론, 최종 수복물의 심미성과 기능성을 좌우하는 핵심 요소입니다. 이제 다양한 치과 도재 분말의 특징들을 자세히 살펴보겠습니다.
1. 도재 자켓관(Porcelain Jacket Crown)을 위한 도재
도재 자켓관은 전부 도재 수복물의 한 종류로, 뛰어난 심미성을 자랑합니다. 특히 그 강도를 향상시키기 위해 치관의 하부 구조, 즉 '알루미너스 포셀린 코어(aluminous porcelain core)' 부분에 산화 알루미나(alumina)를 첨가합니다. 실제로 고강도 코어 도재를 제작할 때는 저융점 유리 기질에 약 40~50%의 산화 알루미나 입자를 혼합하는데, 이때 기질로 선택되는 저융점 유리는 산화 알루미나와 동일한 열팽창 계수를 가져야만 합니다. 고강도 코어 도재가 완성되면, 이 위에 통상적인 유리질 형태의 상아질색 도재와 법랑질색 도재를 올려 소성하여 최종 형태를 만듭니다.
산화 알루미나 입자는 유리질 기질보다 탄성 계수가 높고 강도가 월등히 뛰어납니다. 따라서 산화 알루미나와 유리질이 복합된 코어 도재는 순수 유리질로만 이루어진 도재에 비해 파열에 필요한 에너지가 훨씬 크며, 이는 곧 복합 재료의 높은 강도를 의미합니다. 실제로 중량비 50%의 산화 알루미나가 혼합된 코어 도재는 유리질로만 이루어진 도재보다 강도가 무려 2배에 달한다고 알려져 있습니다.
2. 금속-도재관(Metal-Ceramic Crown) 제작용 도재
금속-도재관은 오늘날 치과 도재 수복물 중 가장 널리 사용되는 유형입니다. 이는 금속 주조체 위에 도재를 올려 소성하는 방식으로 제작됩니다. 구체적으로 살펴보면, 먼저 금속 주조체 위에 금속 색상을 효과적으로 차단하기 위해 얇은 층의 '불투명 도재(opaque porcelain)'를 소성하고, 이 불투명 도재 위에는 자연 치아의 상아질과 법랑질 색상 및 특성에 가깝게 제조된 도재들을 순서대로 올려 소성하여 완성합니다.
금속-도재용 도재의 조성은 일반적으로 통상적인 유리질 도재와 크게 다르지 않지만, 알칼리 성분의 함유량이 좀 더 많다는 특징이 있습니다. 이는 도재의 열팽창 계수를 금속 주조체와 잘 맞도록 높여주고, 소성 온도를 합금의 용융 온도보다 낮게 유지하기 위함입니다. 이를 위해 유리질 도재에 많은 양의 소다(탄산나트륨)와 칼리(탄산칼륨)를 추가적으로 첨가하게 됩니다.
'불투명 도재'는 하부 금속 주조체의 색을 완벽하게 차단하고 동시에 도재층의 두께를 최소화하기 위해 개발되었습니다. 이는 통상적인 유리질 도재에 지르코늄(zirconium), 티타늄(titanium), 주석(tin)과 같은 금속성 산화물 불투명재를 다량 첨가하여 제조됩니다.
금속-도재관에 사용되는 팽창량이 큰 도재는 알칼리가 함유되어 있기 때문에 '실투(devitrification)' 현상에 의해 불투명도가 높아지는 경향이 있습니다. 따라서 이러한 도재를 너무 여러 번 소성하면 도재 내부가 뿌옇게 흐려지는 등의 위험이 발생할 수 있으므로 각별한 주의가 필요합니다.
성공적인 금속-도재 수복물을 만들기 위해서는 금속과 도재의 성질을 적절히 조화시키는 것이 매우 중요합니다. 이러한 조화성을 평가하는 다양한 기준과 시험 방법들이 제시되고 있으며, 여기에는 열팽창 계수, 열전도도, 열충격에 대한 저항성, 그리고 금속과 도재 간의 결합 특성 및 강도 등의 조화를 측정하는 방법들이 포함됩니다.
3. 특별한 목적을 위한 특수 도재들
도재가 치과 수복 재료로 선택되는 가장 중요한 이유 중 하나는 뛰어난 심미성으로, 인접 자연 치아와 반투명도나 색상을 완벽하게 조화시킬 수 있기 때문입니다. 이를 위해 다음과 같은 여러 종류의 특수 도재들이 활용됩니다.
3.1 컬러 프리트(Color Frit)
'컬러 프리트'는 자연치의 복잡하고 미묘한 색상을 모방하기 위해 치과용 도재에 첨가하는 일종의 착색제입니다. 이 착색제는 고운 입자의 유리와 장석을 금속 산화물과 함께 소성한 다음, 다시 곱게 갈아 분말로 만든 것입니다. 이렇게 제조된 다양한 컬러 프리트 분말은 색상이 없는 도재 분말과 혼합하여 원하는 색조를 정밀하게 구현하는 데 사용됩니다.
3.2 스테인(Stain): 색조의 농도를 더하다
'스테인(Stain)'은 컬러 프리트를 더욱 농축시킨 형태라고 할 수 있습니다. 주로 키트 형태로 공급되며, 컬러 프리트와 유사한 방법으로 제조됩니다. 이러한 착색제는 도재 수복물의 표면 색상을 조절하는 데 사용하거나, 자연치에서 볼 수 있는 법랑질의 미세한 크랙 라인, 석회화 부족 부위, 또는 치질 결손 등을 시각적으로 묘사하여 더욱 자연스러운 표현을 가능하게 합니다. 스테인은 때때로 도재 수복물의 소성 온도보다 낮은 온도에서 적용할 수 있도록 저융점 유리 성분으로도 만들어집니다.
3.3 오버글레이즈(Overglaze): 수복물 표면을 보호하고 광택을 더하다
'오버글레이즈(Overglaze)'는 도재 수복물의 표면에 바르는 특수 도재 분말입니다. 이 분말은 도재 수복물의 본체보다 낮은 온도에서 소성되며, 소성이 완료되면 표면에 투명한 유리막이 형성됩니다. 이 유리막은 수복물의 심미성을 높여주는 동시에 표면을 보호하는 역할을 합니다.
오버글레이즈의 열팽창 계수는 그것이 적용되는 도재 본체(body porcelain)의 열팽창 계수보다 약간 낮아야 합니다. 만약 오버글레이즈의 열팽창 계수가 도재 본체보다 높으면, 냉각 과정에서 오버글레이즈가 방사상으로 인장력을 받게 되어 도재 표면에 미세한 균열(잔금)이 발생할 수 있습니다. 반대로, 오버글레이즈의 열팽창 계수가 본체 도재보다 상당히 낮으면 압축 응력이 유발되어 글레이즈 내부에 균열이 생기고 마치 껍질처럼 벗겨지는 현상이 나타날 수 있습니다.
이 두 가지 경우 모두 구강 내에서 오버글레이즈의 침식 및 유실을 유발할 수 있습니다. 글레이즈가 유실되면 수복물 표면이 거칠어지고, 때로는 도재 본체의 다공성 표면이 그대로 드러나기도 합니다. 또한 글레이즈의 유실은 도재 수복물의 강도 저하로 이어질 수 있습니다. 치태(dental plaque)의 침착을 최소화하고 주변 연조직(잇몸)과의 건강한 상호작용을 유지하려면 도재 수복물의 표면은 반드시 매끄럽고 광택이 나야 합니다.
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