Abstract
Polymerization shrinkage of photoinitiation type composite resin cause several clinical problems. The purpose of this study was to evaluate the shrinkage strain stress, linear polymerization shrinkage, compressive strength and microhardness of recently developed composite resins. The composite resins were divided into four groups according to the contents of matrix and filler type. Group I : $Denfil^{TM}$(Vericom, Korea) with conventional matrix, Group II : $Charmfil^{(R)}$(Dentkist, Korea) with microfiller and nanofller mixture, Group III : $Filtek^{TM}$ Z250(3M-ESPE, USA) TEGDMA replaced by UDMA and Bis-EMA(6) in the matrix, and Group IV : $Filtek^{TM}$ Supreme(3M-ESPE, USA) using pure nanofiller. Preparation of acrylic molds were followed by filling and curing with light gun. Strain gauges were attached to each sample and the leads were connected to a strainmeter. With strainmeter shrinkage strain stress and linear polymerization shrinkage was measured for 10 minutes. The data detected at 1 minute and 10 minutes were analysed statistically with ONE-way ANOVA test. To evaluate the mechanical properties of tested materials, compressive hardness test and microhardness test were also rendered. The results can be summarized as follows : 1. Filling materials in acrylic molds showed initial temporary expansion in the early phase of polymerization. This was followed by contraction with the rapid increase in strain stress during the first 1 minute and gradually decreased during post-gel shrinkage phase. After 1 minute, there's no statistical differences of strain stress between groups. The highest strain stress was found in group IV and followed by group III, I, II at 10 minutes-measurement(p>.05). In regression analysis of strain stress, group III showed minimal inclination and followed by group II, I, IV during 1 minute. 2. In linear polymerization shrinkage test, the composite resins in every group showed initial increase of shrinkage velocity during the first 1 minute, followed by gradually decrease of shrinkage velocity. After 1 minute, group IV and group III showed statistical difference(p<.05). After 10 minutes, there were statistical differences between group IV and group I, III(p<.05) and between group II and group III(p<.05). In regression analysis of linear polymerization shrinkage, group II showed minimal inclination and followed by group IV, III, I during 1 minute. 3. In compressive strength test, group III showed the highest strength and followed by group II, IV, I. There were statistical differences between group III and group IV, I(p<.05). 4. In microhardness test, upper surfaces showed higher value than lower surfaces in every group(p<.05).
심미적인 재료로 널리 사용되고 있는 복합레진은 중합과정에서 발생하는 수축으로 인해 여러 임상적 문제를 유발할 수 있다. 중합수축을 최소화하기 위한 방법의 하나로 복합레진의 성분을 변화시키는 방법이 연구되어 왔다. 본 연구의 목적은 기질조성의 변화를 통한 중합수축의 감소를 위해 최근 개발된 복합레진과 나노필러를 이용한 복합레진을 대상으로 중합과정에서 발생하는 수축량 및 수축응력을 측정하고 각 재료의 압축강도와 미세경도를 측정한 다음 그 결과들을 기존의 복합레진과 종합적으로 비교하여 평가해 보고자 하는 것이었다. 시편은 각 군당 20개씩 준비하였으며 실험에 사용된 복합레진으로는 Bis-GMA 기질에 TEGDMA와 UDMA를 혼합한 $Denfil^{TM}$(Vericom, 한국) $0.4-0.7{\mu}m$의 필러를 기준으로 나노필러를 첨가한 $Charmfil^{(R)}$(Dentkist, 한국), 기질의 TEGDMA의 상당부분을 UDMA와 Bis-EMA(6)로 대체한 $Filtek^{TM}$ Z250(3M-ESPE, USA), 그리고 나노필러만을 이용한 $Filtek^{TM}$ Supreme(3M-ESPE, USA)를 선정하였으며, 광중합기인 Curing Light 2500(3M, USA)를 이용하여 각각 40초간 광조사하였다. 광조사 후 1초 간격으로 10분간 수축응력과 선 수축률을 스트레인 게이지를 이용하여 측정한 다음 그래프로 분석하였고, 중합 1분 후와 10분 후의 수축응력과 선 수축률을 통계분석하였다. 또한 만능시험기와 미세경도기를 이용하여 중합 24시간 후 각 군의 압축강도와 미세경도를 측정하여 통계분석하였다. 수축응력 양상을 관찰해 본 결과 각 군에서 모두 중합 초기에 일시적인 재료의 팽창을 나타내었고, 그 후 수축응력이 약 1분간 급격히 증가한 다음 서서히 증가속도가 감소하는 양상을 보였다. 1분 후에서는 각 군간에 통계학적 유의성은 없었다. 10분 후에서는 IV군과 II군간에 유의한 차이가 존재하였다(p<.05). 1분간 측정한 회귀분석에서는 III군의 기울기가 가장 적었고, II군 I군, IV군의 순이었다. 중합수축률 측정 실험에서는 중합 초기의 일시적 인 팽창과 약 1분간의 급격한 수축 증가를 나타내었고 그 후 서서히 증가속도가 감소하는 양상을 보였다. 1분 후에서는 IV군과 III군간에 유의한 차이가 있었다(p<.05). 10분후에서는 IV군이 I군과 III군에서 유의 한 차이가 있었으며 II군과 III군간에도 유의한 차이가 있었다(p<.05). 1분간 측정한 회귀분석에서는 II군의 기울기가 가장 적었으며, IV군, III군, I군의 순이었다. 압축강도 실험에서는 III군, II군, IV군, I군의 순으로 높게 나타났으며, III군이 IV군과 I군에 유의한 차이가 있었다(p<.05). 미세경도 실험에서는 모든 군에서 상면에 비해 하면의 미세경도가 통계학적으로 유의차 있게 낮은 것으로 나타났다(p<.05). 이상의 결과를 종합하여 볼 때, hybrid 필러를 이용한 레진에서 상대적으로 낮은 수축률과 우수한 물성을 보였으며, 나노필러를 사용한 복합레진의 경우, 기존의 hybrid 필러를 이용한 레진에 비하여 수축응력을 감소시키지는 못하였다. 나노필러를 이용한 복합레진은 개발의 초기단계이며, 물성의 증가를 위한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
(Department of Pediatric Dentistry, School of Dentistry, Dankook University)
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