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문제 정의
- 그러나, 경질 아크릴릭 레진치의 물성에 관한 구체적인 보고는 국내에서 드물었으므로 본 연구에서는 이러한 관점에서 이미 시판되고 있는 3종의 경질 아 크 릴 릭 레 진 치 즉 , SR-Orthosit posterioresR(Ivoclar Co., Liechtenstein), Endura PosterioR(Shofu Inc. Japan), Trubyte IPN teethR(Dentsply Intemational Inc., York)와 1종의 재래식 아크릴릭 레진치(Trubyte BiotoneR, Dentsply Intemational Inc., Brazil)를 실험대상으로 하여 마모성을 중심으로 비교 연구하고 그 외에 표면경도 및 시차주사열량의 특성 (differential scanning calorimeter : DSC)을 분석하여 다소의 지견을 얻었기에 이에 보고하는 바이다.
제안 방법
- 4종의 레진 인공치를 3가지 조건으로 분류하여 즉, 전처리 없이 인공치를 시판상태로 실험한 경우, 열변환기를 사용하여 5℃와 55℃의 열변환을 60초씩 1,000회 시행한 경우 및 열변환 시킨 후 의치청결제(CledentR) 1정을 넣은 150ml의 수용액에 매 8시간마다 새로운 의치청결제로 교환하여 총 240시간 동안 담근 경우로 조건을 각각 달리하여 치솔마모시험기로 인공치의 마모량과 치솔마모량을 구하였다. 또한 인공치의 경도 값(KHN)과 시차주사열량의 특성을 분석하여 다음과 같은 결과를 구하였다.
- 5)를 사용하고 하중 50-100g, 부하시간 10-15초의 조건으로 누프경도(Knoop hardness number : KHN)를 구하였다. 각각의 아크릴릭 레진 인공치마다 협측교두의 세 부위에서 경도를 측정하여 평균값을 구하였다.
- 4종의 레진 인공치를 3가지 조건으로 분류하여 즉, 전처리 없이 인공치를 시판상태로 실험한 경우, 열변환기를 사용하여 5℃와 55℃의 열변환을 60초씩 1,000회 시행한 경우 및 열변환 시킨 후 의치청결제(CledentR) 1정을 넣은 150ml의 수용액에 매 8시간마다 새로운 의치청결제로 교환하여 총 240시간 동안 담근 경우로 조건을 각각 달리하여 치솔마모시험기로 인공치의 마모량과 치솔마모량을 구하였다. 또한 인공치의 경도 값(KHN)과 시차주사열량의 특성을 분석하여 다음과 같은 결과를 구하였다.
- 010 inch인 부드러운 나일론 강모를 갖는 치솔(Oral-B p-60R, Australia)을 사용하였다. 마모 시험은 치솔이 인공치의 교합면에 접촉하도록 고정하고 접촉할 때는 하중이 400g, 치솔이 왕복운동하는 동작범위(stroke)를 50㎜, 칫솔왕복속도는 분당 120회 왕복, 치솔의 브러싱횟수는 30,000회와 60,000 회로 하였다. 30,000 회의 마모시험이 끝날 때마다 치솔마모시험기의 치솔을 교체하였다.
- 마모시험 전의 시편무게에서 마모시험 후의 시편 무게를 뺀 무게감소 측정법(weight loss technique)을 사용하여 104g까지 측정할 수 있는 전자저울(electronron analytic balance, SARTORIUS, Model A200S, Fig. 4)로 아크릴릭 레진 인공치와 치솔의 마모량을 측정하였다.
- 세째, 마모의 정도는 마모제의 존재여부에 따라 완전히 다른 결과를 보인다(23)는 점인데 실험하려는 마모물질 사이에 어떠한 마모제도 넣지 않는 이체마모시험법(two-body abrasion method)(6, 31, 42, 58)과 두 개의 재료 계면에 마모제(intermediary material)을 넣는 삼체마모시험법(three-body abrasion method)(18, 25, 28, 58)이 있으며 마모과정에는 두가지 형태가 동시에 일어난다고 하였다(6). 본 실험에서는 동일한 실험조건을 부여하기 위해서 마모거동(wear behaviour)에 영향을 미치는 마모제의 작용을 배제한 이체마모실험 법을 사용하였다. 네째, 마모량을 측정하는 방법이 여러가지가 있는데, 마모깊이 측정법(6, 41, 49, 60, 69), 무게감소 측정법(28, 44, 66, 71), 전자현미경 관찰법(2, 15, 54, 60), profilometry(38, 59), 입체현미경 관찰법(30, 50, 74), 교합수직고경감소 측정법(4, 38, 68), replica technique(4, 14, 15, 20, 35), 컴퓨터 그래픽을 이용한 법(4, 5, 7, 11, 70), 비중 측정법(23), 제척변화 측정법(6, 47, 64), 다이알게이지 측정법(4, 6, 72), 레이저 측정법(70) 등이 있다.
- 교합면의 크기가 같고 교두각이 같은 4종의 레진 인공치인 상악 제 1 대구치를 각각 10개씩 선택하였다. 에폭시 레진을 크기가 20㎜ x 40㎜ x 10㎜인 경석고로 만든 주형에 주입한 후에 폭시 레진이 경화되기 전에 개래 레진 인공치의 교합면이 에폭시 레진의 주형 수평면 위로 5㎜가 돌출되도록 매몰하여 레진불럭 시편을 제작하였다(Fig. 2).
- 인공치를 무수유산 칼슘을 넣은 건조기에 넣고 37±2℃로 유지, 48시간이 경과한 후 건조기에서 꺼내 질량(g)을 유효숫자가 소숫점이하 네자리수로 정밀하게 측정하였다.
- 전처리 없이 인공치를 시판상태로 실험하는 경우와 열변환기(Thermocycling Machine. 東京技硏 K 178, Fig.1)를 사용하여 5℃와 55℃의 열변환을 60초씩 1,000회 시행한 경우 및 의치청결제(CledentR, 東亞製藥)1정을 넣은 150ml의 수용액이 들어있는 비이커에 열변환시킨 치아를 8시간 동안 담그고 새로 교환한 의치청결제 수용액에 계속 담구어 새로 교환한 의치청결제 수용액에 계속 담구어 총 240시간 동안 다금 경우, 3가지로 구분하여 아래와 같은 실험을 하였다. 인공치를 무수유산 칼슘을 넣은 건조기에 넣고 37±2℃로 유지, 48시간이 경과한 후 건조기에서 꺼내 질량(g)을 유효숫자가 소숫점이하 네자리수로 정밀하게 측정하였다.
- 측정느 25±0.5℃, 상대습도 50%인 항온항습실에서 미세경도측정기(Microhardness Tester, Model : DMH-2, Matsuzawa Seiki Co., Ltd, Japan, Fig. 5)를 사용하고 하중 50-100g, 부하시간 10-15초의 조건으로 누프경도(Knoop hardness number : KHN)를 구하였다.
- 치 솔 마 모 시 험 기 (Toothbrush sbrasion machine, 東京技硏, K 236, Fig.3)를 이용하여 인공치와 치솔사이에 마모제를 넣지 않는 이체마모시험(twobody abrasion method)을 시행하였다. 치솔은 식모부의 크기가 대형이고 4열을 갖고 있으며 반경이 0.
대상 데이터
- 교합면의 크기가 같고 교두각이 같은 4종의 레진 인공치인 상악 제 1 대구치를 각각 10개씩 선택하였다. 에폭시 레진을 크기가 20㎜ x 40㎜ x 10㎜인 경석고로 만든 주형에 주입한 후에 폭시 레진이 경화되기 전에 개래 레진 인공치의 교합면이 에폭시 레진의 주형 수평면 위로 5㎜가 돌출되도록 매몰하여 레진불럭 시편을 제작하였다(Fig.
- 본 실험에 사용한 인공치의 코드명과 제조회사는 Table 1과 같으며 인공치는 시판되고 있는 경질 아크릴릭 레진 인공치 3 종과 이와 비교를 위해 재래식 아크릴릭 레진 인공치 1종을 선택하였다. 동일한 실험조건을 위해 상악 제 1 대구치를 사용하였다.
- 각 인공치의 법랑질 부분을 30-50mg 을 취하여 aluminum sample pan에 넣고 아르곤(Ar) 기체 분위기하에서 실온부터 500℃까지 10℃/sec의 속도로 가열하였다. 사용한 장비는 Dsc-1500 (Polymer Laboratory, UK. Fig. 6)이었으며 납 (Pb), 아연(Zn), 인듐(In), 사파이어 등을 이용하여 측정하였다.
- 교합면의 협측교두가 1㎜ 정도만 보이게 하여 아크릴릭 레진치를 경석고에 매몰하였다. 석고가 경화된 후 교합면을 평행으로 삭제하고 교합면을 주수하에 #1000부터 #1500연마포를 사용하여 순차 연마한 후 시편을 제작하였다. 측정느 25±0.
- 3)를 이용하여 인공치와 치솔사이에 마모제를 넣지 않는 이체마모시험(twobody abrasion method)을 시행하였다. 치솔은 식모부의 크기가 대형이고 4열을 갖고 있으며 반경이 0.010 inch인 부드러운 나일론 강모를 갖는 치솔(Oral-B p-60R, Australia)을 사용하였다. 마모 시험은 치솔이 인공치의 교합면에 접촉하도록 고정하고 접촉할 때는 하중이 400g, 치솔이 왕복운동하는 동작범위(stroke)를 50㎜, 칫솔왕복속도는 분당 120회 왕복, 치솔의 브러싱횟수는 30,000회와 60,000 회로 하였다.
데이터처리
- 01). 본 실험에서는 ANOVA test와 Student t test를 이용하여 통계적 처리를 하였다(Table 3).
성능/효과
- 1. 전처리가 없는 인공치에서는 Endura Posterior(EN)의 마모량이 가장 많았고(p<0.01), Trubyte IPN teeth(IN), Trubyte Biotone(BN), SR-Orthosit Posteriores(SN) 순으로 마모량이증가하였으나 통계적으로 유의할 만한 차이는 없었다(p>0.01).
- 2. Trubyte IPN teeth(IT)와 Trubyte Biotone(BT) 인공치(Dentsply社)의 마모량은 열변환에 의해서 증가하였으나 Endura Posterior(ET) 인공치는 감소하였다(p<0.01).
- 3. Endura Posterior(ETC), Trubyte IPN teeth(ITC), Trubyte Biotone(BTC) 인공치는 의치 청결제의 영향으로 마모량이 증가하였으나 통계적으로 유의할 만한 차이는 없었고(p>0.01), SROrthosit Posteriores(STC) 인공치가 가장 많은 영향을 받았다(p<0.01).
- 30,000회의 경우, 4 종의 인공치 중에서 SR-Orthosit Posteriores는 세 가지 경우(SN, ST, STC)에서 가장 많은 치솔의 마모량을 초래하였다(p<0.01).
- 4 종의 아크릴릭 레진 인공치에서 인공치의 처리 조건에 관계없이 경도값이 거의 비슷하였으며 SROrthosit Posteriores, Endura Posterior, Trubyte Biotone, Trubyte IPN teeth 순으로 경도값이 컷으며 Trubyte Biotone과 Trubyte IPN teeth의 경도값은 거의 비슷하였다(p<0.01. Table 5, Fig. 9).
- 4 종의 인공치를 시차주사열량계로 분석한 결과 국소의치 또는 총의치 제작시 아크릴릭 레진의 통상적인 curing cycle 온도인 100℃범위내에서 특이한 상변화나 peak가 없었다. 이는 의치상의 중합을 위해서 가하는 열로 인해서 아크릴릭 레진 인공치의 물성 변화에는 영향이 없으므로 안전하게 사용할 수 있다는 것을 의미한다.
- 4. SR-Orthosit Posteriores 인공치에 접촉한 경우에서 가장 많은 치솔의 마모량을 초래하였다 (p<0.01).
- 5. 4종 인공치의 경도값은 처리조건에 영향을 받지 않았으며 SR-Orthosit Posteriores 인공치의경도값이 가장 높았다(p<0.01).
- 6. 4 종의 인공치 모두에서 경도값과 마모량간에는 상관관계가 없었다(p<0.01).
- 60,000회의 경우, 전처리를 하지 않은 인공치에서는 Endura Posteriores가 마모 저항성이 제일 낮았고 Trubyte IPN teeth, Trubyte Biotone, SROrthosit Posteriores 순으로 감소하였다(p<0.01).
- 7. 4 종의 인공치는 100℃ 범위내에서는 흡열 또는 발열반응이 없었다.
- ETC는 EN, ET보다 마모 저항성이 낮았으며(P<0.01), In 은 IT보다 마모저항성이 높고(p0.01).
- Table 2, 3과 Fig. 7에서 본 바와 같이 인공치의 종류에 따른 마모량을 분석한 결과 30,000회의 경우, 전처리를 하지 않은 인공치에서는 Endura Posterior의 마모량이 제일 많았고(p<0.01), Trubyte IPN teeth, Trubyte Biotone, SROrthosit Posteriores 순으로 많았으나 통계적으로 유의할 만한 차이는 없었다(p>0.01).
- 국소의치 또는 총의치 제작시 아크릴릭 레진의 통상적인 curing cycle 온도인 100℃ 범위내에서 4종의 인공치는 특이한 상변화나 peak가 없었고 SR-Orthosit Posteriores와 Endura Posterior는 350℃와 450℃ 부근에서 흡열 peak를 보였으며 Trubyte Biotone과 Trubyte IPN teeth는 300℃ 와 400℃ 부근에서 흡열 peak를 보였다(Fig. 10).
- 01). 또한 4 종의 인공치중에서 SR-Orthosit Posteriores와 접촉한 치솔의 마모량이 가장 많은 것은 경도값이 가장 큰 것과 연관이 있으리라 사료된다. 4 종의 인공치 모두 인공치의 처리 조건에 관계없이 세 경우의 경도값이 거의 비슷하였으며(p<0.
- 본 실험에서는 의치청결제로 사용되는 CledentR용액에4 종의 인공치를 담근후 시험한 결과 STC, ETC, ITC, BTC의 치아가 아무처리를 하지 않은 치아(SN, EN, IN, BN)보다 마모량이 많았다(p>0.01).
- 본 실험에서는 인공치의 종류에 따른 경도값은 SR-Orthosit Posteriores, Endura Posrterior, Trubyte Biotone, Trubyte IPN teeth 순으로 경도값이 크고 SR-Orthosit Posterioes의 경도갑이 현저하게 가장 컸으며 동일회사 제품인 Trubyte Biotone과 Trubyte IPN teeth의 경도값은 거의 비슷하였다(p<0.01).
- 본 실험에서는 인공치의 종류에 따른 마모량을 분석한 결과 30,000회의 경우, 전처리를 하지 않은 인공치에서는 경질 아크릴릭 레진치인 Endura Posterior의 마모량이 제일 많았고(p<0.01), Trubyte IPN teeth, Trubyte Biotone, SR-Orthosit Posteriores순으로 많았으나 통계적으로 유의할 만한 차이는 없었다(p>0.01).
- 열변환시킨 인공치를 의치청결제(CledentR) 용액에 담근 경우에서는 SR-Orthosit Posteriores의 마모 저항 성이 가장 낮았으며 Endura Posterior, Trubyte IPN teeth, Trubyte Biotone 순으로 감소하였으나 통계적으로 유의할 만한 차이가 없었다(p>0.01).
- 열변환시킨 인공치를 의치청결제(CledentR) 용액에 담근 경우에서는 SR-Orthosit Posteriores의 마모 저항성이 가장 낮았으며 Endura Posterior, Trubyte IPN teeth, Trubyte Biotone 순으로 감소하였으나 역시 통계적으로 유의할 만한 차이는 없었다(p>0.01).
- 열변환시킨 인공치에서는 Endura Posterior가 마모 저항성이 현저하게 높았으며(p<0.01), SROrthosit Posteriores, Trubyte Biotone, Trubyte IPN teeth, Trubyte Biotone 순으로 증가하였으나 역시 통계적으로 유의할 만한 차이는 없었다(p>0.01).
- 열변환시킨 인공치에서는 Endura Poterior가 마모 저항성이 현저하게 높았으며(p<0.01), SR- Orthosit Posteriores, Trubyte Biotone, Trubyte IPN teeth 순으로 증가하였으나 통계적으로 유의할 만한 차이는 없었다(p>0.01).
- 이상의 결과로 볼 때, 본 실험에 사용된 4종의 인공치 마모량은 제품에 따라 약간의 차이는 있었으나 매우 소량이었고 실험조건에 따라서도 약간의 차이밖에 없었으며 경질 레진치와 재래형 아크릴릭 레진치사이의 마모량도 유의있는 차이가 없었으므로 치과의사의 선호도, 경제적, 심미성을 고려하여 선택하면 바람직스럽다고 사료되었다.
- 인공치를 열변환시킨 후 의치청결제 (CledentR) 용액에 담근 경우는 Endura Posterior 와 Trubyte IPN teeth의 마모량이 같았고 Trubyte Biotone과 SR-Orthosit Posteriores가 같았다(p<0.01).
- 인공치의 처리 조건에 따른 마모량을 분석해보면 왕복운동 30,000회의 경우, SN은 ST, STC보다 마모 저항성이 높았고(p0.01), ET는 EN, ETC보다 마모 저항성이 높았으며(P0.01).
- 01). 즉, SROrthosit Posteriores 인공치가 의치청결제의 영향을 받아서 마모량이 가장 많게 증가하였다(p<0.01). 이상의 실험결과를 종합해 볼 때, 본 실험에서는 경질 아크릴릭 레진치와 재래식 아크릴릭 레진치 사이에는 유의성이 있는 마모량의 차이는 없었다(p>0.
- 01) 이는 광중합형 의치상 레진을 차용액(tea solution)에 40일간 담근 후 경도측정을 한 결과 차이가 나지 않았다고 보고한 Khan등(33)의 주장과 일치하였다. 즉, 열변환이나 의치청 결제는 4 종의 인공치 경도값에는 아무런 영향을 미치지 않는 것으로 사료되었다.
- 특히 SR-Orthosit Posteriores가 의치청결제의 영향으로 마모량이 뚜렷하게 증가한다는 것을 알 수 있었다(p<0.01).
후속연구
- 본 실험의 결과는 간단한 생체외 실험에서 얻어진 것이므로 마모작용이 실제로 일어나는 생체내에서는 복잡한 환경때문에 마모현상이 다르게 나타날 수 있고 여러 연구 결과마다 서로 상이하므로 앞으로 결과에 영향을 미칠 수 있는 요소를 최소화 시킨 표준화된 방법의 개발에 관하여 더 많은 연구가 필요하리라 생각된다.
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