Effects of specimens dimension on the flexural properties and testing reliability of dental composite resin

치과용 복합레진의 굽힘 특성과 시험 신뢰도에 미치는 시편 크기의 영향

The aim of the present study was to investigate the effects of specimen dimension on the flexural properties and testing reliability of dental composite resin. The composite resin was prepared experimentally by mixing a resin matrix with silanated micrometer glass filler at 50 vol%. Flexural specimens with various dimension in specimen's width were fabricated by light curing using a split metal mold; $25{\times}2{\times}2mm$, $25{\times}2{\times}4mm$, $25{\times}2{\times}6mm$ in length ${\times}$ height ${\times}$ width. The flexural strength and modulus were determined according to ISO 4049 test protocol at a span length of 20 mm (normal-flexural strength; NFS). Another flexural test was conducted using mini-sized specimens ($12{\times}2{\times}2mm$, $12{\times}2{\times}4mm$, $12{\times}2{\times}6mm$) from the broken specimens at a span length of 10 mm (mini-flexural strength; MFS). Data were analyzed with ANOVA and Duncan's post-hoc test and the test reliability was evaluated by Weibull analysis. Results showed that there are generally no significant difference in flexural strength with the increase in the specimen width in NFS and MFS tests. However, the test reliability of flexural strength based on Weibull analysis was largely changed with the variables in the dimension of width and span length. The flexural modulus of NFS was increased as the dimension of specimens width increased while there was no trend in flexural modulus of MFS test. Overall results recommend that the evaluation of flexural properties and the reliability of dental composite resins should be performed with more than one test method.

본 연구의 목적은 치과용 복합레진의 굽힘특성과 시험 신뢰성에 대한 시편의 크기의 영향을 분석하기 위함이다. 실험용 치과용 복합레진은 레진 매트릭스와 50 vo%의 silane 처리된 글라스 필러를 혼합하여 제조하였다. 복합레진의 굽힘강도 시편은 폭의 크기가 다른 금속 몰드에 채워 각각 $25{\times}2{\times}2mm$, $25{\times}2{\times}4mm$, $25{\times}2{\times}6mm$ (길이${\times}$높이${\times}$폭) 크기로 광중합하여 제작하였다 (n=10). 이들 굽힘 시편들은 ISO 4049 시험법에 의거 시편의 지지점간 거리 20 mm에서 굽힘강도와 굽힘탄성계수를 결정하였다 (normal-flexural strength; NFS). 여기서 파절된 시편들로부터 길이를 12 mm로 조정한 시편들($12{\times}2{\times}2mm$, $12{\times}2{\times}4mm$, $12{\times}2{\times}6mm$)을 이용하여 지지점간 거리 10 mm에서 다시 한번 굽힘특성값들 얻었다(mini-flexural strength; MFS). 데이터는 ANOVA와 Duncan 사후검정을 실시하였으며 결과의 신뢰도는 와이블 분석으로 실시하였다. 결과에서 NFS, MFS시험 모두 시편 폭의 증가에 따라 굽힘강도에는 유의한 차이가 나타나지 않았다(P > 0.05). 그러나 와이블 계수에 근거한 시험 신뢰도는 시편의 크기와 지지점간 거리의 변화에 따라 큰 변화가 발생하였다. NFS시험의 굽힘탄성계수는 시편의 크기 증가와 더불어 증가하였으나, MFS시험에 의한 탄성계수는 경향이 관찰되지 않았다. 본 연구의 결과를 종합하면, 치과용 복합레진의 굽힘특성과 그 신뢰도는 한가지 이상의 시험법으로 해야 함이 권장된다.