본 연구는 리튬 디실리케이트계 글라스-세라믹 블록의 열처리 시간 변화가 광학적 성질과 기계적 성질 및 미세구조의 변화에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 리튬 디실리케이트계 글라스-세라믹 블록인 Amber® Mill prototype (AMP)과 IPS e.max CAD (IEC)를 원판상 형태로 절삭 가공한 다음 표면을 균일하게 연마하여 직경 12 mm, 두께 1.2 mm의 시편을 만들었다. 각 시편은 제조사의 매뉴얼에 따라 열처리를 실시했고, 열처리 유지시간은 15분, 30분, 45분, 60분으로 각 군별로 다르게 설정했다. 분광 광도계를 이용한 색차 분석, X-선 회절 분석, HR FE-SEM 관찰과 비커스 경도, 파괴인성, 이축 굴곡강도 실험을 실시하였다. 열처리 시간이 길어질수록 리튬 디실리케이트의 침상 결정들이 조대화되며 투명도가 저하되었다. VITA A2 Standard shade와 비교한 색차(ΔE*)는 AMP 군이 IEC 군보다 유의하게 높았다(P<0.05). 반투명도 지수 TP 값은 AMP 군이 IEC 군에 비해 유의하게 높았고(P<0.05), AMP30 군에서 가장 높게 나타났지만, 나머지 시험군들에서는 열처리 시간이 길어짐에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 반투명도가 높을수록 대조비가 낮게 나타났다. 압자압입법으로 측정한 파괴인성은 15분 동안 열처리했을 때는 AMP 군과 IEC 군에서는 1.77 MPa·m1/2으로 유사하게 나타났지만, 이후 열처리 시간이 길어짐에 따라 IEC 군이 AMP 군에 비해 유의하게 높은 값을 보였다(P<0.05). X-선 회절 분석결과, AMP 군에서는 lithium disilicate (Li2Si2O5) 피크와 함께 quartz (SiO2), cristobalite (SiO2) 피크가 함께 관찰되었지만, IEC 군에서는 lithium disilicate (Li2Si2O5)와 함께 lithium phosphate (Li3PO4) 피크가 함께 관찰되었다. AMP 군의 이축 굴곡강도는 15분 동안 열처리한 AMP15 군에서 (524.09±89.95) MPa로 가장 높고 AMP60 군에서 (446.56±76.75) MPa로 가장 낮게 나타났으며 상호간에 유의한 차이를 보였다(P<0.05). IEC 군에서는 IEC30 군에서 (668.51±158.57) MPa로 가장 높고 IEC45 군에서 (517.37±129.52) MPa로 가장 낮게 나타났으며 상호간에 유의한 차이를 보였다(P<0.05). 본 연구의 한계 내에서, 리튬 디실리케이트계 글라스-세라믹으로 심미 수복물을 제작할 때 강도 증가가 요구되는 경우 열처리 시간이 색조 변화에 크게 영향을 미치지 않는다면 열처리 시간의 변화를 고려해 볼 수 있을 것으로 생각된다.
The objective of the present study was to investigate the effects of heat treatment (HT) time on the optical properties, mechanical properties, and microstructure of lithium disilicate (Li2Si2O5) glass-ceramic blocks. Samples were prepared by cutting lithium disilicate glass-ceramic blocks – Amber® Mill Prototype (AMP) and IPS e.max CAD (IEC) – into a disc shape (diameter of 12 mm and thickness of 1.2 mm) and evenly polishing the surface. Each sample was heat treated according to the manufacturer’s manual and HT holding time was set to 15, 30, 45, and 60 minutes according to different groups. The samples were tested by color difference analysis using a spectrophotometer. X-ray diffraction analysis, HR FE-SEM observation, Vickers hardness test, fracture toughness test, and biaxial flexural strength test were carried out. The acicular crystals of lithium disilicate became coarser and less transparent with increasing HT time. The results for color difference (ΔE *) compared to VITA A2 standard shade showed that the difference was significantly higher in the AMP groups than the IEC groups (P<0.05). Translucency parameter (TP) values were significantly higher in the AMP groups than the IEC groups (P<0.05). The AMP30 group showed the highest TP value, while all other experimental groups showed the tendency of decrease in TP value with increase in HT time. Moreover, increase in TP value was associated with decrease in contrast ratio. When fracture toughness was measured by indentation fracture method, both AMP and IEC groups showed similar results with 1.77 MPa·m1/2 after HT for 15 minutes. However, as HT time increased, the IEC groups showed significantly higher values than the AMP groups (P<0.05). X-ray diffraction analysis results showed that quartz (SiO2) and cristobalite (SiO2) peaks were observed together with the lithium disilicate (Li2Si2O5) peak in the AMP groups, whereas a lithium phosphate (Li3PO4) peak was observed together with the lithium disilicate (Li2Si2O5) peak in the IEC groups. With respect to biaxial flexural strength in the AMP groups, the AMP15 group (HT for 15 minutes) showed the highest value of (524.09±89.95) MPa, whereas the AMP60 group (HT for 60 minutes) showed the lowest value of (446.56±76.75) MPa, with a significant difference between the two groups (P<0.05). In the IEC groups, IEC30 group showed the highest value of (668.51±158.57) MPa and the IEC45 group showed the lowest value of (517.37±129.52) MPa, with a significant difference between the two groups (P<0.05). Within the limitations of the present study, it is concluded that if increased strength is required when fabricating restorations using lithium disilicate glass-ceramic, then changing the HT time could be considered as long as such change does not significantly alter the color tone.
