광중합 복합레진을 두께 5 mm로 한 번에 중합했다. 우려되는 것은?

두꺼운 일괄 충전은 광도달을 줄이고 중합수축을 키운다.

광중합 복합레진을 5 mm 두께로 한 번에 중합하는 것은 전형적인 중합 깊이(depth of cure) 한계를 초과한 상황입니다. 복합레진은 빛이 투과하면서 광개시제를 활성화시키는데, 두께가 두꺼워질수록 빛이 깊은 부위까지 도달하기 어렵고 광자가 흡수·산란되면서 에너지가 급격히 감쇠합니다. 그 결과 표면은 중합되지만 깊은 부위는 광량 부족으로 중합도(degree of conversion)가 낮아지고, 미중합 단량체가 남게 됩니다. 동시에 중합이 일어나는 부위와 그렇지 않은 부위 사이의 수축률 차이가 커져 중합수축응력(polymerization shrinkage stress)이 와동 내부에 집중됩니다.

5 mm 두께의 단일 충전에서는 깊은 부위의 중합 부족과 그로 인한 수축응력 증가가 동시에 발생합니다. 이는 수복물의 기계적 성질 저하, 변연 누출, 술후 과민증, 이차 우식의 위험으로 이어질 수 있습니다.

중합 깊이와 미세경도의 관계

복합레진의 중합 정도를 간접적으로 평가하는 대표적인 지표가 미세경도(microhardness)입니다. 빛이 충분히 도달한 부위는 경도가 높게 측정되지만, 깊이가 증가할수록 경도가 급격히 낮아지는 양상을 보입니다. García-Mendoza 등(2026)의 연구에서는 기존 복합레진과 bulk-fill 레진을 2 mm와 4 mm 깊이로 나누어 광중합한 뒤 비커스 경도를 측정하였는데, 중합 깊이가 깊어질수록 미세경도가 저하되는 경향을 확인했습니다 ^[1]. 이는 빛이 레진을 통과하면서 감쇠되어 깊은 부위의 광개시제가 충분히 활성화되지 못했기 때문입니다.

Elhejazi 등(2024)의 연구에서도 bulk-fill 레진과 혼성형 복합레진의 중합 깊이에 따른 미세경도 차이를 비교하면서, bulk-fill 레진의 가장 큰 장점은 4 mm 두께까지 한 번에 충전할 수 있다는 점이라고 명시했습니다 ^[3]. 이는 기존 복합레진이 2 mm씩 적층해야 했던 한계를 보완한 것이지만, 그마저도 4 mm를 초과하는 두께는 권장되지 않습니다. 문제의 5 mm는 bulk-fill 레진의 허용 두께조차 넘어선 수치입니다.

적층충전과 단일충전의 차이

핵심! 기존 복합레진은 2 mm 이하의 두께로 나누어 적층충전하는 것이 원칙입니다. 이는 각 층에 충분한 광량이 도달하도록 보장하고, 중합수축이 한 번에 크게 일어나지 않도록 분산시키는 효과가 있습니다. 반면 5 mm 단일 충전은 빛이 하방까지 도달하지 못해 깊은 부위가 불완전하게 중합되고, 표면과 심부 사이의 중합률 차이가 수축응력을 더욱 악화시킵니다.

Lima 등(2018)의 체계적 문헌고찰은 bulk-fill 레진의 중합 깊이를 미세경도 시험과 중합도 측정으로 평가한 연구들을 종합하면서, 중합 깊이에 영향을 미치는 요인으로 광조사 시간, 광원의 조사강도(irradiance), 레진의 광학적 특성 등을 제시했습니다 ^[4]. 이는 단순히 레진 종류만의 문제가 아니라 광중합기(light curing unit, LCU)의 성능과 조사 시간도 깊은 부위의 중합에 결정적임을 의미합니다. 그러나 아무리 고성능 광중합기를 사용하더라도 5 mm 두께는 빛의 물리적 투과 한계를 벗어나므로 중합 부족을 피할 수 없습니다.

오답 정리

1번은 광개시제 농도가 높아져 과중합된다고 했지만, 깊은 부위는 오히려 광자가 부족하여 광개시제가 활성화되지 못하고 저중합(under-curing)이 발생합니다. 2번은 적층충전보다 중합수축 방향이 일정해 변연응력이 감소한다고 했지만, 단일 충전은 수축이 한 방향으로 크게 일어나 변연에 응력이 집중되기 쉽습니다. 3번은 산소저해층이 사라져 표면경도가 높아진다고 했지만, 산소저해층(oxygen-inhibited layer)은 공기와 접촉하는 표면에서 형성되는 것으로 두께 증가와는 무관하며, 오히려 깊은 부위의 경도 저하가 문제입니다. 4번은 광흡수가 줄어 치수 쪽 중합도가 표면보다 높아진다고 했지만, 빛은 깊이 들어갈수록 흡수와 산란으로 감쇠하므로 치수 쪽 중합도는 표면보다 낮아집니다.

구분	적층충전(2 mm 이하)	단일충전(5 mm)
광투과	각 층에 충분한 광량 도달	깊은 부위 광량 급격히 감소
중합도	층별로 균일한 중합 가능	표면은 중합, 심부는 저중합
수축응력	층별로 분산되어 변연 응력 감소	중합률 차이로 응력 집중
미세경도	전 깊이에서 비교적 균일	깊이에 따라 급격히 저하

혼동 주의! bulk-fill 레진은 4 mm까지 한 번에 충전할 수 있도록 개발된 재료이지만, 이는 기존 복합레진의 2 mm 한계를 확장한 것일 뿐 무제한적인 두께를 허용하는 것은 아닙니다. 문제의 5 mm는 bulk-fill 레진에서도 권장되지 않는 두께이며, 기존 복합레진이라면 더욱 심각한 중합 부족이 발생합니다. Palakal 등(2026)의 연구에서도 bulk-fill 유동성 레진의 유효 중합 깊이와 중합도를 평가하면서, 중합 깊이와 중합도가 수복물의 기계적 성질, 변연 완전성, 내마모성, 생체적합성에 직접적인 영향을 미친다고 언급했습니다 . 중합 깊이를 초과한 단일 충전은 수복물의 장기적인 임상 성공을 위협하는 핵심 오류입니다.