Halogen lamp 광조사기와 Plasma xenon arc lamp 광조사기에 의한 광중합 복합레진의 중합률 비교 COMPARISON OF THE DECREE OF CONVERSION IN LIGHT-CURED COMPOSITE RESIN CURED BY HALOGEN AND PLASMA XENON ARC LAMP CURING UNIT원문보기
본 연구의 목적은 일반 halogen lamp 광조사기와 비교하여 plasma xenon arc lamp 광조사기의 광중합 능력을 평가하기 위한 것이다. 7mm의 내경과 1mm, 2mm, 3mm 두께를 갖는 레진 시편을 aluminum 주형상에서 제작하여 plasma xenon arc lamp 광조사기는 2초, 3초, 6초, halogen lamp 광조사기는 20초, 40초, 60초 동안 광조사한 후 Raman spectroscopy를 이용하여 레진 시편 표면과 후면의 중합률을 측정하였다. 표면 중합률은 광조사 시간이 증가함에 따라 halogen lamp 광조사기와 plasma xenon arc lamp 광조사기 모두에서 유의성있게 증가하였으며 전반적인 중합률은 halogen lamp 광조사기에서 더 높았으나 plasma xenon arc lamp 광조사기와 유의한 차이는 없었다. 광조사 시간이 증가함에 따라 halogen lamp 광조사기의 경우 후면 중합률은 모든 두께에서 점차 증가하였으나 1.2mm 두께에서는 유의한 차이가 없었으며 plasma xenon arc lamp 광조사기로 중합한 경우에는 모든 두께에서 조사시간이 증가할수록 중합률은 유의성있게 증가하였다. 이상의 결과로 plasma xenon arc lamp 광조사기의 강한 광도가 광조사 시간의 감소를 완전히 보상하지는 못하는 것으로 판단되므로 plasma xenon arc lamp 광조사기로 광중합 복합레진을 중합할 경우 2mm이내의 적층 충전이 요구되며 또한 제조회사가 제시한 조사 시간보다 추가적인 광조사가 필요할 것으로 판단된다.
본 연구의 목적은 일반 halogen lamp 광조사기와 비교하여 plasma xenon arc lamp 광조사기의 광중합 능력을 평가하기 위한 것이다. 7mm의 내경과 1mm, 2mm, 3mm 두께를 갖는 레진 시편을 aluminum 주형상에서 제작하여 plasma xenon arc lamp 광조사기는 2초, 3초, 6초, halogen lamp 광조사기는 20초, 40초, 60초 동안 광조사한 후 Raman spectroscopy를 이용하여 레진 시편 표면과 후면의 중합률을 측정하였다. 표면 중합률은 광조사 시간이 증가함에 따라 halogen lamp 광조사기와 plasma xenon arc lamp 광조사기 모두에서 유의성있게 증가하였으며 전반적인 중합률은 halogen lamp 광조사기에서 더 높았으나 plasma xenon arc lamp 광조사기와 유의한 차이는 없었다. 광조사 시간이 증가함에 따라 halogen lamp 광조사기의 경우 후면 중합률은 모든 두께에서 점차 증가하였으나 1.2mm 두께에서는 유의한 차이가 없었으며 plasma xenon arc lamp 광조사기로 중합한 경우에는 모든 두께에서 조사시간이 증가할수록 중합률은 유의성있게 증가하였다. 이상의 결과로 plasma xenon arc lamp 광조사기의 강한 광도가 광조사 시간의 감소를 완전히 보상하지는 못하는 것으로 판단되므로 plasma xenon arc lamp 광조사기로 광중합 복합레진을 중합할 경우 2mm이내의 적층 충전이 요구되며 또한 제조회사가 제시한 조사 시간보다 추가적인 광조사가 필요할 것으로 판단된다.
Recently, new light curing unit utilizing the plasma xenon arc lamp is introduced. This curing unit is operated at relatively high intensity, so shortening the curing time significantly. The aim of this experiment was to estimate curing capability of plasma xenon arc lamp curing unit compared to tra...
Recently, new light curing unit utilizing the plasma xenon arc lamp is introduced. This curing unit is operated at relatively high intensity, so shortening the curing time significantly. The aim of this experiment was to estimate curing capability of plasma xenon arc lamp curing unit compared to traditional halogen lamp curing unit. Degree of conversion was evaluated by Raman spectroscopy after irradiation of specimens with halogen lamp curing unit(Optilux 150, Demetron, USA) for 20s, 40s, 60s and plasma xenon arc lamp curing unit(flipo, Lokki, France) for 2s, 3s, 6s. The results showed that strong light intensity of plasma xenon arc lamp curing unit did not compensate for short exposure time completely. So, Multi-layered curing within 2mm thickness and additional exposure time is recommanded when light-cured composite resin is polymerized with plasma xenon arc lamp curing unit.
Recently, new light curing unit utilizing the plasma xenon arc lamp is introduced. This curing unit is operated at relatively high intensity, so shortening the curing time significantly. The aim of this experiment was to estimate curing capability of plasma xenon arc lamp curing unit compared to traditional halogen lamp curing unit. Degree of conversion was evaluated by Raman spectroscopy after irradiation of specimens with halogen lamp curing unit(Optilux 150, Demetron, USA) for 20s, 40s, 60s and plasma xenon arc lamp curing unit(flipo, Lokki, France) for 2s, 3s, 6s. The results showed that strong light intensity of plasma xenon arc lamp curing unit did not compensate for short exposure time completely. So, Multi-layered curing within 2mm thickness and additional exposure time is recommanded when light-cured composite resin is polymerized with plasma xenon arc lamp curing unit.
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제안 방법
1mm 두께 시편의 중합표면을 이용하여 표면중합률을 측정하고 각각의 두께와 조사 시간대별 시편의 중합 후면 중합률을 측정하였다. FT-Raman spectrometer는 1064nm의 근적외선 파장을 갖는 CW Nd-YAG(T10 8S, Spectraphysics, USA) 레이저 광원과 Quartz beam splitter, 그리고 InGaAs detector로 구성되어 있다.
1mm, 2mm, 3mm 두께의 레진시편을 각각의 두께에 대해 halogen lamp 광조사기는 20초, 40조, 60조를, plasma xenon arc lamp 광조사기는 2초, 3초, 6초 동안 광조사하였다.
FT-Raman Spectrometer①A-8, Bomem, Canada) 를 이용하여 중합전 복합레진의 Raman peak intensity를 5회 측정하였다. 1mm 두께 시편의 중합표면을 이용하여 표면중합률을 측정하고 각각의 두께와 조사 시간대별 시편의 중합 후면 중합률을 측정하였다.
Halogen lamp 광조사기와 plasma xenon arc lamp 광조사기를 이용하여 광중합 복합레진의 두께와 광조사 시간에 따른 중합률을 비교 평가하였다. 레진의 두께는 1mm, 2mm, 3mm였으며 halogen lamp 광조사기는 20초, 40, 60초를 조사하였고, plasma xenon arc lamp 광조사기는 2초, 3초, 6조를 광조사한 후 Raman spectroscopy로 중합 표면과 후면의 중합률을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
5W, 분해능은 2cm1 이었으며 128번 반복 scan하여 S/N(signal/noise)비를 높였다. 각 시편의 미중합 단량체의 양은 단량체의 지방족 C = C 이중결합의 Raman peak(1640cmT) 값의 중합 전과 중합 후의 비율로 계산하였으며 중합반응 동안 그 농도가 변하지 않는 방향족 C 二 C 결합의 Raman peak(1610cmT)을 내부 기준점으로 사용하였다. 각 시편의 중합률은 완전 중합에서 미중합 단량체의 양을 감한 백분율로 나타내며 계산방법은 아래와 같다.
France)를 사용하였다. 각각의 광조사기의 광도는 광도계 (POWER MAX 600, Molectron, USA)를 이용하여 광도를 5회 측정한 후 평균을 구하였고, Monochroma-tor(Spectra Pro 500i, Acton Research Co, USA)와 Photo Diode Array Detector(IRY 1024G, Princeton Instrument Co, USA)를 사용하여 방출 조사광의 파장을 분석하였다.
3mm의 두께로 제작하였다. 레진 시편을 제작하기 위해 편평한 바닥 위에 slide glass를 위치시킨 후 알루미늄 주형를 놓고 내경 안에 레진 조작기구를 이용하여 복합레진을 충전하였다. 잉여 레진을 제거한 후 광중합을 방해하는 산소와의 접촉을 막고 매끄러운 평면을 얻기 위해 slide glass로 덮고 손가락으로 압박한 후 광조사기의 tip을 주형의 내경에 맞게 밀착시키고 정해진 시간 동안 광조사하였다.
중합률을 비교 평가하였다. 레진의 두께는 1mm, 2mm, 3mm였으며 halogen lamp 광조사기는 20초, 40, 60초를 조사하였고, plasma xenon arc lamp 광조사기는 2초, 3초, 6조를 광조사한 후 Raman spectroscopy로 중합 표면과 후면의 중합률을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
6mm의 중합 깊이를 가지고 있으며 3초의 광조사 시간이 일반 halogen lamp 광조사기의 40초에 해당한다고 소개되고있다. 본 실험에서는 제조사의 제안대로 일반 halogen lamp 광조사기의 40초와 flipo 3초를 기준으로 광조사 시간을 설정하였다. 광도계를 이용하여 광도를 측정한 결과 Optilux 15。는 472mW/cm2이었고 (1)μ。는 1945mW/cm2이 었으며 방출 광선의 파장 분석시 모두 470nm 부위에서 최대 강도를 보였고 전체적인 파장영역은 370nm~520nm 사이에 존재하여 큰 차이가 없었다.
이에 본 연구에서는 일반적인 halogen lamp 광조사기와 plasma xenon arc lamp 광조사기를 이용하여 각기 다른 두께를 가진 레진 시편을 광중합한 후 조사 시간에 따른 중합률의 차이를 측정함으로써 두 중합기의 중합능력을 비교 평가하였다.
레진 시편을 제작하기 위해 편평한 바닥 위에 slide glass를 위치시킨 후 알루미늄 주형를 놓고 내경 안에 레진 조작기구를 이용하여 복합레진을 충전하였다. 잉여 레진을 제거한 후 광중합을 방해하는 산소와의 접촉을 막고 매끄러운 평면을 얻기 위해 slide glass로 덮고 손가락으로 압박한 후 광조사기의 tip을 주형의 내경에 맞게 밀착시키고 정해진 시간 동안 광조사하였다. 각각의 두께와 조사 시간에 대해 각각 5개씩 총 90개의 시편을 제작하였다.
대상 데이터
Halogen lamp 광조사기로는 Optilux 150(Demetron, USA) 을 사용하였으며 plasma xenon arc lamp 광조사기로는 flipo(Lokki, France)를 사용하였다. 각각의 광조사기의 광도는 광도계 (POWER MAX 600, Molectron, USA)를 이용하여 광도를 5회 측정한 후 평균을 구하였고, Monochroma-tor(Spectra Pro 500i, Acton Research Co, USA)와 Photo Diode Array Detector(IRY 1024G, Princeton Instrument Co, USA)를 사용하여 방출 조사광의 파장을 분석하였다.
잉여 레진을 제거한 후 광중합을 방해하는 산소와의 접촉을 막고 매끄러운 평면을 얻기 위해 slide glass로 덮고 손가락으로 압박한 후 광조사기의 tip을 주형의 내경에 맞게 밀착시키고 정해진 시간 동안 광조사하였다. 각각의 두께와 조사 시간에 대해 각각 5개씩 총 90개의 시편을 제작하였다.
광중합 복합레진은 전치부 및 구치부 수복용으로 사용되는 Filtek™ Z250 (3M, USA)의 A3 shade를 사용하였다.
외경이 28mm, 내경이 7mm인 알루미늄 주형을 1mm, 2mm, 3mm의 두께로 제작하였다. 레진 시편을 제작하기 위해 편평한 바닥 위에 slide glass를 위치시킨 후 알루미늄 주형를 놓고 내경 안에 레진 조작기구를 이용하여 복합레진을 충전하였다.
데이터처리
시편의 두께와 광조사 시간에 따른 중합률의 평균과 표준편차를 구하였고 t-test와 ANOVA를 사용하여 5% 유의수준으로 통계 처리하였다.
이론/모형
FT-Raman spectrometer는 1064nm의 근적외선 파장을 갖는 CW Nd-YAG(T10 8S, Spectraphysics, USA) 레이저 광원과 Quartz beam splitter, 그리고 InGaAs detector로 구성되어 있다. 시료로부터 산란되어 나오는 Raman신호를 측정하기 위하여 시편의 표면에 직각으로 입사하여 180도로 산란되는 back scattering configuration방법을 사용하였으며, 1064nm의 강한 레이저 광원이 detector로 입사되는 것을 차단하기 위해 halographic filter가 사용되었다. 측정시 레이저 광원의 세기는 1.
성능/효과
5%, 66.6±。.4%의 중합률을 보여 광조사 시간이 증가할수록 유의성있게 증가하였으며 (P<0.01) 2초와 6초간에 큰 차이를 보였다(P<0.01). 전반적인 중합률은 halogen lamp 광조사기에서 더 높았으나 plasma xenon arc lamp 광조사기와 유의한 차이는 없었다(Table 1, Fig.
1. 광도의 측정에서 halogen lamp 광조사기(Optilux 150, Demetron, USA) 는 472mW/cm2 이었고 plasma xenon arc lamp 광조사기 (flipo, Lokki, France)는 1945 mW/cm2 이었으며 광원의 파장 범위는 370~520nm로 470nm부위에서 최대 강도를 나타냈다.
더 높게 나타났다. 1mm, 2mm 후면의 경우 halogen lamp 광조사기의 20초와 plasma xenon arc lamp 광조사기의 2초를 제외한 halogen lamp 광조사기 40초와 plasma xenon arc lamp 광조사기 3초, halogen lamp 광조사기 60초와 plasma xenon arc lamp 광조사기 6초의 중합률간에는 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 3mm 후면에서는 halogen lamp 광조사기 20초와 40초의 중합률이 plasma xenon arc lamp 광조사기 2초, 3초의 중합률보다 유의성있게 높았다 (P<0.
1mm, 2mm 후면의 중합률은 광조사 시간이 증가함에 따라 유의성 있는 증가를 나타냈다(P<0.01). 특히 3mm 후면의 경우 2초, 3초, 6초의 조사 시간에 대해 중합률은 각각 23.
2. 표면 중합률은 광조사 시간이 증가함에 따라 halogen lamp 광조사기와 plasma xenon arc lamp 광조사기 모두에서 유의성있게 증가하였으며(P<0.01) 전반적인 중합률은 halogen lamp 광조사기에서 더 높았으나 plasma xenon arc lamp 광조사기와 유의한 차이는 없었다.
4. 광조사 시간이 증가함에 따라 halogen lamp 광조사기의 경우 후면 중합률은 모든 두께에서 점차 증가하였으나 L2mm 두께에서는 유의한 차이가 없었으며 plasma xenon arc lamp 광조사기로 중합한 경우에는 모든 두께에서 조사 시간이 증가할수록 중합률은 유의성 있게 증가하였다(p<o.oi).
Halogen lamp 광조사기는 20초, 40초, 60초 조사시 에 각각 61.6±2.5%, 64.2+4.5%, 69.3±1.1%의 중합률을 보였고조사 시간이 증가할수록 유의성있게 증가하였다(P<0.01). Plasma xenon arc lamp 광조사기는 2초, 3초, 6초 조사시에 각각 57.
나타났다. Halogen lamp 광조사기의 20초와 40초에서는 깊이의 증가에 따른 중합률의 유의한 감소가 있었으나(P<0.05) 60초에서는 유의한 차이가 없었다. Plasma xenon arc lamp 광조사기는 모든 광조사 시간에서 깊이의 증가에 따른 중합률의 유의한 감소가 있었다(P<0.
05) 60초에서는 유의한 차이가 없었다. Plasma xenon arc lamp 광조사기는 모든 광조사 시간에서 깊이의 증가에 따른 중합률의 유의한 감소가 있었다(P<0.01).
두 개의 광조사기 모두 파장의 범위는 370~520nm사이에 존재하였으며 470nm부위에서 최대의 강도를 보였다 (Fig. 1).
중합률에 대한 광조사 시간의 영향은 halogen lamp 광조사기 보다 plasma xenon arc lamp 광조사기 에서 더 크게 나타났으며 두께가 증가함에 따라 그 영향은 더욱커졌다. 두께 1, 2mm에서 halogen lamp 광조사기의 40초와 60초의 중합률이 plasma xenon arc lamp 광조사기의 3초, 6 초의 중합률과 유의한 차이가 없는 것으로 보아 plasma xenon arc lamp 광조사기가 임상적으로 유용한 것으로 평가될 수 있으나 3mm 두께에서는 그 중합률이 현저히 감소하므로 plasma xenon arc lamp 광조사기를 이용하여 레진수복술을 시행할 때는 l-2mm 범위 내의 두께로 적층 충전을 시행하고 제조사의 지시보다 추가적인 광조사가 필요할 것으로 판단된다. Plasma xenon arc lamp를 광원으로 사용하는 광중합기도 제조회사마다 광원의 특성이 다르므로 레진 제품을 선택하는 데도 이러한 점을 고려하여야 할 것이다.
두께 1mm, 2mm, 3mm 후면에서도 halogen lamp 광조사기가 plasma xenon arc lamp 광조사기보다 높은 중합률을 보였다. Plasma xenon arc lamp 광조사기의 중합률이 halogen lamp 광조사기보다 낮은 이유중의 하나로 Sharkey 등新'은 plasma xenon arc lamp 광조사기의 강한 광도로 인해 중합의 속도가 빨라져 3차원적 망상구조의 형성이 조기에 종결되기 때문이라고 설명하였다.
두께가 증가할수록 중합률은 halogen lamp 광조사기와 plasma xenon arc lamp 광조사기 모두에서 점차 감소하였으나 halogen lamp 광조사기의 중합률이 더 높게 나타났다. Halogen lamp 광조사기의 20초와 40초에서는 깊이의 증가에 따른 중합률의 유의한 감소가 있었으나(P<0.
모든 후면에서 plasma xenon arc lamp 광조사기의 2초, 3 초, 6초보다 halogen lamp 광조사기의 20초, 40초, 60초의중합률이 더 높게 나타났다. 1mm, 2mm 후면의 경우 halogen lamp 광조사기의 20초와 plasma xenon arc lamp 광조사기의 2초를 제외한 halogen lamp 광조사기 40초와 plasma xenon arc lamp 광조사기 3초, halogen lamp 광조사기 60초와 plasma xenon arc lamp 광조사기 6초의 중합률간에는 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
본 연구에서 일반 halogen lamp 광조사기 인 Optilux 150과 plasma xenon arc lamp 광조사기 인 flipo의 광중합 능력 을 비교 측정한 결과 중합표면에서 halogen lamp 광조사기의 20초, 40초, 60초가 plasma xenon arc lamp 광조사기의 2조, 3조 6초보다 더 높은 중합률을 보였으나 유의한 차이는 없었다. 두께 1mm, 2mm, 3mm 후면에서도 halogen lamp 광조사기가 plasma xenon arc lamp 광조사기보다 높은 중합률을 보였다.
Plasma xenon arc lamp 광조사기의 중합률이 halogen lamp 광조사기보다 낮은 이유중의 하나로 Sharkey 등新'은 plasma xenon arc lamp 광조사기의 강한 광도로 인해 중합의 속도가 빨라져 3차원적 망상구조의 형성이 조기에 종결되기 때문이라고 설명하였다. 시편의 두께가 증가할수록 후면의 중합률은 halogen lamp 광조사기와 plasma xenon arc lamp 광조사기 모두에서 감소하였으나 plasma xenon arc lamp 광조사기에서 감소의 경향이 더 컸으며 특히 2초, 3초로 중합한 경우, 3mm 후면의 중합률은 2mm 후면의 중합률에 비해 45-50% 정도 현저히 감소하였다. 1, 2mm 후면 중합률은 halogen lamp 광조사기의 20초와 plasma xenon arc lamp 광조사기의 2초를 제외 한, halogen lamp 광조사기 의 40, 6。초와 plasma xenon arc lamp 광조사기의 3, 6초의 중합률간에는 유의한 차이가 없었다.
1, 2mm 후면 중합률은 halogen lamp 광조사기의 20초와 plasma xenon arc lamp 광조사기의 2초를 제외 한, halogen lamp 광조사기 의 40, 6。초와 plasma xenon arc lamp 광조사기의 3, 6초의 중합률간에는 유의한 차이가 없었다. 중합률에 대한 광조사 시간의 영향은 halogen lamp 광조사기 보다 plasma xenon arc lamp 광조사기 에서 더 크게 나타났으며 두께가 증가함에 따라 그 영향은 더욱커졌다. 두께 1, 2mm에서 halogen lamp 광조사기의 40초와 60초의 중합률이 plasma xenon arc lamp 광조사기의 3초, 6 초의 중합률과 유의한 차이가 없는 것으로 보아 plasma xenon arc lamp 광조사기가 임상적으로 유용한 것으로 평가될 수 있으나 3mm 두께에서는 그 중합률이 현저히 감소하므로 plasma xenon arc lamp 광조사기를 이용하여 레진수복술을 시행할 때는 l-2mm 범위 내의 두께로 적층 충전을 시행하고 제조사의 지시보다 추가적인 광조사가 필요할 것으로 판단된다.
01). 특히 3mm 후면의 경우 2초, 3초, 6초의 조사 시간에 대해 중합률은 각각 23.1 + 0.9%, 28, 2±1.5%, 46.8±4.2%로 1, 2mm 두께에 비해 중합률은 급격히 감소하였으며 2초와 3초, 2초와 6초, 3초와 6초간에도 유의한 차이를 보였다(P<0.01, Table 3, Fig. 7, 8, 9).
후속연구
수 없다는 단점이 있었다. 그 후 개발된 가시광선 조사기는 레진을 중합시키는 방법으로 현재까지 다른 어떤 방법보다 광범위하게 사용되어 왔으나 중합 깊이의 한계를 갖는 광중합복합레진의 특성상 깊은 수복물의 경우 적층 충전이 요구되며 각각의 층마다 개별적인 광조사가 필요하므로 실제 임상에서 환자와 치과의사 모두에게 불편감과 시술 시간의 증가를 초래하는 문제점이 있다. 이외에도 전압이나 램프의 상태, 반사경.
이상의 결과로 plasma xenon arc lamp 광조사기의 강한 광도가 광조사 시간의 감소를 완전히 보상하지는 못하는 것으로 판단되므로 plasma xenon arc lamp 광조사기로 광중합 복합레진을 중합할 경우 2mm 이내의 적층 충전이 요구되며 또한 제조회사가 제시한 조사 시간보다 추가적인 광조사가 필요할것으로 판단된다.
또한 plasma xenon arc lamp 광조사기나 halogen lamp 광조사기 모두 광조사 시간을 증가시키기보다는 충전의 두께를 감소시키는 것이 적절한 중합을 위한 보다 확실한 임상적 방법으로 판단된다. 중합률이레진의 모든 물성을 나타내는 지표는 아니므로 앞으로 다른 여러 물성들에 대한 평가와 plasma xenon arc lamp 광조사기의 특성에 의한 빠른 중합의 속도가 미치는 영향에 대해서도 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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