●이중배 교수

■학력
서울대 공과대학 자원공학과 공학사 및 공학석사
미국 Columbia University 공학박사 (Chemical Metallurgy)

■경력
현) 강릉치학 조교수
한국생산기술연구원 수석연구원

치과용 합금의 부식

치과 분야에서는 금관가공의치, 국소의치, 인레이, 아말감, 교정용 장치, 임프란트 등 보철 수복물은 물론 기타 임상 보조 기구에 이르기까지 다양한 귀금속 및 비귀금속 합금이 사용돼 왔다. 이같이 치과에서 금속 재료의 사용이 일반화될 수 있었던 것은 높은 인장 및 전단 강도, 그리고 반복적인 굽힘 하중에 견디는 피로 강도 등 금속 재료가 가지고 있는 특유의 우수한 기계적 성질 때문과 주조 등의 방법을 통해 원하는 형상으로 정밀하게 제작할 수 있는 편리한 가공성 때문이다.
그러나 한편으로는 구강 내의 특수한 습식 환경에서 화학적 반응을 일으킬 수 있는 가능성 때문에 선택의 폭에 크게 제한을 받아온 것도 사실이다. 즉 복잡한 조성의 타액 및 음식물, 온도 변화, 저작 행위 등에 의해서 형성되는 복합적인 환경에서 화학적 반응에 의해서 특정 화합물을 형성하거나 과도한 중금속 이온을 용출시킬 수 있다는 우려를 받아 왔다.

이러한 반응은 넓은 의미에서 부식 반응의 범주에 포함되는 것으로서 단순하게는 표면에 변색을 일으켜 심미적으로 영향을 미치는 정도에서 그칠 수도 있으나 장기적으로 보면 독성 및 알러지, 경우에 따라서는 통증까지 유발할 가능성도 완전히 배제할 수 없다. 치과용 합금의 구성 성분 중에서 특히 크롬, 니켈, 베릴륨, 바나듐 등은 인체에 매우 유해한 것으로 알려져 있다. 물론 세라믹, 폴리머, 복합재 등 치과에서 사용되는 다른 인공 재료의 경우에도 그 화학적 반응성은 매우 중요한 특성으로 고려돼 왔으나 특히 금속 재료의 경우에 부식 저항성이 항상 재료 선택의 결정적인 기준이 돼 왔다.

일반적으로 치과용 합금의 부식 저항성은 합금의 종류에 따라서 두 가지 경로를 통해서 달성된다.
첫째는 금, 백금, 팔라듐 등 화학적으로 안정해 대부분의 조건에서 용해 및 산화 반응에 저항할 수 있는 귀금속을 주 성분으로 하는 경우로서 금-은-동계, 금-은-백금계, 금-은-팔라듐계, 은-팔라듐계, 금-백금-팔라듐계, 금-팔라듐계 등 다양한 주조용 및 도재용 귀금속 합금이 있다.
둘째는 크롬, 코발트, 니켈, 티타늄 등 귀금속처럼 화학적으로 안정하지는 않으나 소위 부동태 층으로 알려져 있는 표면 산화층을 형성함으로써 더 이상의 화학적 반응을 차단하는 비귀금속을 주 성분으로 하는 경우로서 코발트-크롬계, 니켈-크롬계, 스테인리스강, 순 티타늄 및 티타늄-알루미늄-바나듐 합금 등 다양한 가공용, 주조용 및 도재용 합금이 개발돼 있다.

두 가지 경우 모두 합금을 구성하는 금속 성분의 종류 및 함량에 따라서 부식 저항성에 차이가 발생하게 된다. 따라서 치과용 합금은 이들 성분의 적절한 배합과 함께 재료학적 특성을 보완하기 위한 몇몇 추가 성분으로 구성되는 것이 일반적이다. 부식 저항성 외에 기계적 특성, 가격, 심미성 등의 개선을 목적으로 새롭게 개발되는 합금의 경우에도 부식 저항성 유지는 최소한의 요건이다.
치과용 합금의 부식 특성은 재료학적, 환경적, 그리고 구조 및 형태적인 요소에 의해서 복합적으로 결정된다. 재료학적인 측면에서 볼 때 합금 재료는 세라믹 또는 폴리머 재료에 비해서 상대적으로 단순한 금속 결합 구조를 가지며 따라서 합금의 화학적 성질도 그 조성에