치기공재료학 금속 재료 장단점과 특징

치아기공에서 사용하는 금속 재료의 모든 것 🦷✨

금속 재료는 치과 보철물 제작에서 가장 오랫동안 사용되어 온 핵심 재료 중 하나입니다. 크라운, 브릿지, 임플란트, 틀니 프레임 등 다양한 용도로 사용되며, 생체 적합성, 강도, 내구성, 가공성 등의 특성에 따라 여러 종류로 나뉩니다. 이번 포스팅에서는 치과기공에서 사용되는 금속 재료를 자세히 설명해드릴게요!

1. 금속 재료의 기본 특성

1-1. 금속 재료의 요구 조건

치과 보철물 제작에 사용되는 금속은 다음과 같은 특성을 가져야 합니다.

✅ 생체 적합성(Biocompatibility): 인체 조직과 반응하지 않고 면역 반응(알레르기, 독성)을 일으키지 않아야 함.
✅ 강도(Strength)와 경도(Hardness): 구강 내 저작력(씹는 힘)을 견딜 수 있어야 하며, 쉽게 변형되지 않아야 함.
✅ 내식성(Corrosion Resistance): 타액 및 음식물과 접촉해도 부식되지 않아야 함.
✅ 가공성(Workability): 주조, 밀링, 3D 프린팅 등의 공정에서 변형 없이 정밀하게 가공 가능해야 함.

2. 금속 재료의 종류

치과 보철에서 사용하는 금속 재료는 크게 귀금속 합금과 비귀금속 합금으로 나뉩니다.

2-1. 귀금속 합금 (Precious Metal Alloy)

✅ 특징

• 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 등 귀금속을 함유하여 내식성이 뛰어남.
• 생체 적합성이 우수하고 부식되지 않아 장기적으로 안정적임.
• 가공성이 뛰어나며, 주조 시 변형이 적고 정밀도가 높음.
• 하지만 가격이 매우 비싸다는 단점이 있음.

✅ 종류

1️⃣ 금합금 (Gold Alloy, Au Alloy)

• 고금합금 (High Gold Alloy, 75% 이상 금 함유)
• 중금합금 (Medium Gold Alloy, 50~75% 금 함유)
• 저금합금 (Low Gold Alloy, 25~50% 금 함유)
• 금 함량이 높을수록 부식 저항성이 뛰어나고, 낮을수록 강도가 증가함.
• 주로 크라운, 인레이, 브릿지 등에 사용됨.

2️⃣ 팔라듐 합금 (Palladium Alloy, Pd Alloy)

• 금보다 가격이 저렴하면서도 내식성이 우수함.
• 금 합금과 혼합되어 사용되며, 일부 환자에게 알레르기 반응을 유발할 수 있음.

3️⃣ 백금 합금 (Platinum Alloy, Pt Alloy)

• 강도가 높고 변색이 거의 없으며 내식성이 우수함.
• 하지만 경도가 높아 가공성이 떨어지고, 가격이 매우 비싸 잘 사용되지 않음.

✅ 사용 용도

• PFM(도재 금속관) 크라운 & 브릿지
• 풀 메탈 크라운(FMC), 인레이, 온레이
• 고급 보철물 제작

2-2. 비귀금속 합금 (Non-Precious Metal Alloy)

✅ 특징

• 귀금속을 포함하지 않아 상대적으로 저렴함.
• 강도와 경도가 우수하며 내구성이 뛰어남.
• 다만 일부 금속(니켈, 크롬 등)은 알레르기 반응을 일으킬 수 있음.

✅ 종류

1️⃣ 코발트-크롬 합금 (Cobalt-Chromium Alloy, Co-Cr Alloy)

• 코발트(Co)와 크롬(Cr)을 주성분으로 하며, 가볍고 강도가 높음.
• 내식성이 우수하고 생체 적합성이 뛰어나지만, 귀금속 합금보다는 다소 떨어짐.
• 가공이 어렵고, 캐스팅(주조) 과정에서 기포가 발생할 가능성이 있음.
• 사용 용도: 틀니 프레임, 크라운 & 브릿지, 금속 지지형 보철물

2️⃣ 니켈-크롬 합금 (Nickel-Chromium Alloy, Ni-Cr Alloy)

• 니켈(Ni)과 크롬(Cr)이 주성분이며, 강도와 내구성이 뛰어나 경제적임.
• 하지만 니켈은 알레르기 반응을 일으킬 가능성이 높아 최근에는 사용이 감소하는 추세.
• 사용 용도: PFM 크라운 & 브릿지, 틀니 프레임

3️⃣ 타이타늄 및 타이타늄 합금 (Titanium & Titanium Alloy, Ti & Ti Alloy)

• 생체 적합성이 뛰어나 임플란트 재료로 가장 많이 사용됨.
• 가볍고 강도가 높으며 내식성이 우수함.
• 다만, 가공이 어려워 특정 제작 방식(밀링, 3D 프린팅 등)이 필요함.
• 사용 용도: 임플란트, 맞춤형 골격 프레임, 틀니 프레임

3. 금속 재료의 가공 방식

3-1. 주조 (Casting)

• 왁스 패턴을 제작한 후 석고 몰드에 금속을 주입하여 보철물을 제작하는 전통적인 방법.
• 높은 정밀도가 요구되며, 특히 귀금속 합금 사용 시 선호됨.

3-2. 밀링 (CNC Milling)

• 금속 블록을 컴퓨터 밀링 장비(CAD/CAM)로 가공하여 보철물을 제작하는 방법.
• 가공 정밀도가 높고 반복 제작이 용이하며, 주로 타이타늄 및 Co-Cr 합금에서 많이 사용됨.

3-3. 3D 프린팅 (Metal 3D Printing)

• 금속 분말을 레이저로 소결하여 보철물을 적층 제작하는 방식.
• 최근 디지털 치의학 발전과 함께 Co-Cr 합금 및 타이타늄 가공에 널리 활용되고 있음.

4. 금속 재료 선택 시 고려해야 할 요소

📌 환자의 알레르기 반응: 니켈이 포함된 합금은 일부 환자에서 알레르기 반응을 유발할 수 있음.
📌 보철물의 위치와 사용 목적: 후방 치아(구치부)에는 강도가 높은 금속이, 심미적인 전치부에는 도재와 결합할 수 있는 금속이 적합함.
📌 경제성: 귀금속 합금은 내구성이 뛰어나지만 비용이 높고, 비귀금속 합금은 경제적이지만 생체 적합성이 다소 떨어질 수 있음.
📌 가공성: 주조, 밀링, 3D 프린팅 등 제작 방식에 따라 적합한 금속 재료가 다름.

마무리 🦷💡

금속 재료는 치과 보철물 제작에서 여전히 중요한 역할을 하며, 각 금속의 특성과 용도를 잘 이해하는 것이 중요합니다. 금속 보철물 제작을 고려하신다면, 환자의 요구와 임상적 특성을 종합적으로 고려해 적절한 재료를 선택하세요! 😊