다양한 다층구조 지르코니아 블록의 광학 및 기계적 특성 비교 연구
Comparative study on optical and mechanical properties of multilayered zirconia blocks
- 저자식별ID ORCID:Jonghoi Kim. https://orcid.org/0000-0003-1469-8270
- 주제(키워드) 도움말 다층구조 지르코니아 , 복굴절 , 반투명도 , 굴곡강도 , 결정상 구조 , Y-TZP , PSZ
- 발행기관 국립강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 조리라, 박찬진
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 8
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 치의학과
- 세부분야 해당없음
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000012171
- UCI I804:42001-000000012171
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
다양한 다층구조 지르코니아 블록의 광학 및 기계적 특성 비교 연구 김 종 회 강릉원주대학교 대학원 치의학과 치과보철학 전공 목적: 본 연구는 다양한 결정상 구조와 이트리아 함량을 가지는 다층구조 지르코니아 블록 간의 광학적 및 기계적 특성을 비교 분석하였다. 이를 통해 재료의 구조-성능 관계를 규명하고, 임상 적용에 적합한 재료 선택을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 재료 및 방법: 총 5종의 지르코니아 블록을 실험군으로 설정하였다: IPS e.max ZirCAD (IPS), Zirtooth Fulluster (ZTF), Zirtooth Multiluster (ZTM), Zirtooth MultiNeo (ZTN), Zirtooth Ultraluster (ZTU). IPS 및 ZTF 군은 전통적인 3 mol% 이트리아 안정화 지르코니아(3Y-TZP)로 구성된 블록으로 대조군으로 설정하였다. ZTM 군은 3Y, 4Y, 5Y의 서로 다른 이트리아 함량을 가진 층들로 이루어진 다층구조 지르코니아 블록으로 구성되며 ZTN 군은 층별로 광학적 특성의 차이는 있으나 모든 층이 균일하게 4 mol% 이트리아를 함유하는 다층구조 지르코니아 블록으로 구성된다. ZTU 군은 동일한 4 mol% 이트리아 부분안정화 지르코니아 단일조성이며, 소결 후 색조를 위한 추가 열처리한 블록이다. 각 블록에서 지름 12 mm, 두께 2 mm의 디스크 시편을 제작하였으며, 반투명도, 복굴절, 이축굽힘강도, 비커스 경도를 측정하였다. 또한, 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 표면 미세구조를 관찰하고, 에너지 분산형 분광분석(EDS)을 통해 원소 조성을 분석하였으며, X선 회절분석(XRD)을 통해 각 재료의 결정상 구조를 평가하였다. 결과: ZTU 군은 반투명도 측정에서 가장 높은 광학적 투과 특성을 보였다. ZTM 및 ZTN 군과는 통계적으로 유의한 차이는 없었으나(P >0.05), IPS 군과는 유의한 차이를 나타냈다(P <.001). ZTF 군은 IPS보다 높은 투과도를 보였으나 통계적으로는 유의하지 않았다. 복굴절 무늬는 ZTU, ZTM, ZTN 순서로 낮게 나타났으며, ZTF 및 IPS 군은 측정이 불가하였다. 기계적 특성에서는 ZTN 군이 굴곡강도에서 가장 우수한 값을 보였으며, IPS 군과는 유의한 차이를 나타냈다(P =.001). ZTF 군도 IPS보다 유의하게 높은 굴곡강도를 보였다(P =.0032). 비커스 경도에서는 모두 유의한 차이를 보이지 않았다(P > .05). 결론: 다층구조 지르코니아의 광학적 및 기계적 특성은 결정상 조성과 미세구조에 따라 뚜렷한 차이를 보였다. IPS는 이전 세대 블록으로서 전반적인 성능이 낮아 임상 적용에 한계가 있으며, 다층구조 지르코니아 블록인 ZTM은 이트리아 함량이 혼합된 구조로 기계적 광학적 특성이 중간 수준에 머물렀다. ZTN은 높은 굴곡강도를 바탕으로 기능적 부위에 적합하며, ZTU는 우수한 반투명도와 경도로 심미성이 요구되는 부위에 적합한 재료로 평가된다.
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Abstract Comparative study on optical and mechanical properties of multilayered zirconia blocks Jong-Hoi Kim, D.D.S., M.S.D. Department of Prosthodontics, Graduate School, Gangneung-Wonju National University (Directed by Professor Lee-Ra Cho, D.D.S., M.S.D., Ph.D., Chan-Jin Park, D.D.S., M.S.D., Ph.D.) Purpose: This study aimed to compare the optical and mechanical properties of multilayered zirconia blocks with varying yttria contents and crystalline phase compositions. By evaluating translucency, birefringence, flexural strength, and surface hardness, the study sought to elucidate the structure-property relationships of each material and provide foundational data to guide clinical material selection. Materials and Methods: Zirconia blocks were categorized into two control group and three experimental groups: the control group was IPS e.max ZirCAD (IPS) and Zirtooth Fulluster (ZTF), while the experimental groups included Zirtooth Multiluster (ZTM), Zirtooth MultiNeo (ZTN), and Zirtooth Ultraluster (ZTU). Disc-shaped specimens (12 mm in diameter, 2 mm in thickness) were fabricated. Translucency, birefringence, flexural strength, and Vickers hardness were evaluated. In addition, surface microstructure, elemental composition, and crystalline phase structure were analyzed. Results: ZTU exhibited the highest translucency, showing statistically significant differences compared to IPS (p < 0.001), while no significant difference was found with ZTM or ZTN (p > 0.05). ZTF showed higher translucency than IPS, though the difference was not statistically significant, and birefringence measurement was not feasible due to low transmittance. All groups demonstrated extremely low birefringence (Δn < 0.000008), with ZTU showing the most uniform interference pattern. In terms of mechanical performance, ZTN showed the highest biaxial flexural strength (P = .001), and ZTF also showed significantly higher flexural strength than IPS (P = .0032). However, there were no statistically significant differences in Vickers hardness among the five groups. Conclusion: The optical and mechanical properties of multilayered zirconia blocks varied distinctly depending on the crystalline phase and microstructural features. IPS, as a previous-generation material, demonstrated the lowest overall performance. ZTM, composed of a mixed 3Y/5Y structure, showed intermediate properties. ZTN was most suitable for high-stress functional areas due to its superior strength, while ZTU was ideal for esthetic zones due to its high translucency and surface hardness. This study provides a comprehensive comparison of multilayered zirconia blocks, offering clinical insights into material selection based on specific indications.
more목차 도움말
목 차
Ⅰ. 문헌고찰 1
Ⅱ. 서론 103
Ⅲ. 연구재료 및 방법 106
Ⅳ. 연구결과 124
Ⅴ. 총괄 및 고안 151
Ⅵ. 결론 161
참고문헌 162
Abstract 183
