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문제 정의
- 불소에 의한 항우식 효과는 이미 논쟁의 여지가 없으나L"气 항우식 작용을 나타내는 기전에 대해서는 아직까지 많은 연구가 필요하다는 것 이 사실 이 다262气 본 연구의 목적 은 유리 된 불소가 인접 법랑질 초기 우식증에 미치는 영향 평가와 항우식 기전을 밝히기 위한 것이었다. 항우식 기전을 밝히기 위한 연구 방법들 중 in situ 모형을 이용한 임상적 평가球는 매우 저조한 실정이며, 본 연구에 적용된 Electron Probe Micro- Analysis(전자 탐침 미소 분석)는 치질내의 불소에 대한 평가 중 가장 각광 받고 있는 방법으로 불소에 의한 항우식 연구에 새로운 영 역으로 자리 잡아 가고 있다.
- 불소의 침투 경로와 범위 그리고 재광화 정도를 평가하기 위하여 미세경도 측정법, 편광 현미경 관찰 및 전자 탐침 미소 분석을 시행하고 다소의 지견을 얻었기에 보고하는 바이다.
- 이에 저자는 글라스 아이오노머에 의한 인접 법랑질 초기 우식증에 대한 항우식 효과의 기전을 검증하기 위한 기초 연구를 위하여 in situ 모형을 제작하여 본 연구를 시행하였다. 불소의 침투 경로와 범위 그리고 재광화 정도를 평가하기 위하여 미세경도 측정법, 편광 현미경 관찰 및 전자 탐침 미소 분석을 시행하고 다소의 지견을 얻었기에 보고하는 바이다.
- 있다. 표면으로부터 치질내부로의 이행 과정을 이해하기 위한 fluo ride mapping 자료를 얻기 위한 것이 연구 목적 중의 하나였으며, WDX 시스템은 이러한 연구 목적에 적합한 분석 시스템이었다. 불소는 원자량이 매우 작아 EPMA 분석시 약 7시간 정도 필요하게 되며 원자량이 높은 칼슘이나 인보다 많은 시간이 요구된다.
제안 방법
- Water immersion 하에서 편광 현미경으로 100배 배율에서 관찰하고 실험전과 후의 영상을 디지털 카메라로 촬영하였다.
- 각 군의 법랑질 박편을 준비된 stage에 테이프로 부착하고 탄소 피복기 (CC-40F, JEOL, JAPAN)로 피복한 다음, 진공 챔버에 넣어 관찰용 stage에 고정하였다. 가속전압 20kV, dwell time 45ms, 4.5X10~8A 조건하에서 전자 탐침 미소 분석 장치 (JEOL, Japan)를 이용하여 한 표본당 7시간 씩 촬영하여 composition image와 불소 분포에 대한 EP- MA 분석상을 얻었다.
- 관찰을 하였다. 각 군의 법랑질 박편을 준비된 stage에 테이프로 부착하고 탄소 피복기 (CC-40F, JEOL, JAPAN)로 피복한 다음, 진공 챔버에 넣어 관찰용 stage에 고정하였다. 가속전압 20kV, dwell time 45ms, 4.
- 글라스아이오노머 충전재로부터 유리된 불소가 인접 초기 법랑질 우식증에 대한 항우식 효과를 나타내기 위해 치질내로 흡수되는 경로와 분포를 평가하기 위하여 in situ 모형을 만들고 이를 3주간 구강내 장착한 후 미세경도 측정, 편광 현미경 관찰 및 EPMA를 시행하여 다음과 같은 연구 결과를 얻었다.
- 원칙으로 하였다. 매일 3회 잇솔질을 시행하였으며 식사 동안은 법랑질 박편의 손상을 방지하기 위하여 구내 장치를 탈착하도록 하였다. 실험 기간이 경과한 후 법랑질 박편에 손상이 가지 않도록 하면서 resin frame을 구내 장치에서 조심스럽게 제거하였다
- 준비된 우전치 (牛前齒)를 Low speed saw(다리원상사, 한국)를 이용하여 순면이 포함되도록 4x4mm 크기의 박편으로 절단하였다. 법랑질을 가능한 많이 보존할 수 있도록 주의하면서 박편을 연마하여 2mm 두께로 만든 후, 불투과성 nail varnish를 법랑질 순면만 노출되도록 도포하였다. 우식 용액에 담그어 37邕 항온기에서 7일간 보관하여 초기 법랑질 우식증을 유발시켰다.
- 특히 법랑질과의 이온 결합, 상아질과 직접적인 화학 결합이 가능하며, 치아구조에 대한 생체 친화성 등이 우수한 장점으로 알려져 있다国㈣ 전통적인 글라스 아이오노머로부터 유리되는 불소량에 대한 연구 보고들 증 Joop과 Jan气 Araujo 宇은 28일간 최대 10에서 100 ppm까지 다양하게 나타난다고 하였다. 본 연구에 사용된 Fuji IX®은 자가 중합 방식의 전통적인 글라스 아 이오노머로써 인접 초기 법랑질 우식증의 재광화에 영향을 줄 것이라는가 설을 세우고 연구를 진행하였다. 이러한 사실은 이미 Okada 등3。>의 연구에서 Fuji IX®이 다른 복합레진이나 컴포머에 비해재광화 효과가 높았으며 , 이는 불소에 의한 효과라고 주장하였다.
- 실험에 참가한 8명의 지원자는 3주간 구내 장치를 24시간 장착함을 원칙으로 하였다. 매일 3회 잇솔질을 시행하였으며 식사 동안은 법랑질 박편의 손상을 방지하기 위하여 구내 장치를 탈착하도록 하였다.
- 실험재료와 법랑질 박편이 고정될 수 있도록 특별히 고안된 4.5X10X2mm 크기의 레진 프레임의 한 쪽(B로 표시)에 법랑질 박편을 고정시킨 후, mylar strip으로 분리하고 반대쪽(A 로 표시)에 실험재료를 충전하였다(Fig. 1).
- 실험전 모든 표본들을 편광 현미경으로 water immersion 하에서 100배 배율로 관찰하고 디지털 카메라로 촬영하였다.
- 우식이 일정하게 유발되었는지를 평가하기 위하여 법랑질 박편의 표면을 HM-122 미세 경도기 (Akashi, Japan)를 사용하여, 하중 50g, 적용 시간 10초의 조건 하에서 중앙 및 4개의 모서리에서 임의점을 선택하여 비커스 미세 경도치를 측정하였다. 표준편차를 벗어나는 표본들을 제외시키고, 이중 60개의 법랑질 박편을 무작위로 선택, 배분하였고 군간 통계적 유의차가 없음을 확인하였다.
- 인접면에 충전된 글라스 아이오노머에서 유리된 불소에 의한 항우식 효과를 평가하기 위해 초기 법랑질 우식증을 유발시킨우전치(牛前齒)를 대상으로 미세 경도 측정 , 편광 현미경 관찰 및 EPMA를 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 재광화 여부를 확인하기 위하여 HM-122 미세 경도기 (Akashi, Japan)를 사용하여 , 하중 50g, 적용 시간 10조의 조건하에서 비커스 미세 경도치를 측정하였다. 측정점은 표면으로부터 30伽 깊이마다 3점씩, 중앙과 좌, 우 각 100网 지점에서 측정하면서 240例 깊이까지 총 24 점을 측정하였다.
- 준비된 in situ 모형을 Creanor 등24, 이 고안하여 사용하였던 구내 장치를 변형하여 제작하였다. Resin frame이 들어갈 수 있도록 하악 장치의 경우는 설측, 상악 장치의 경우는 구개측에 5x 11X2.
- 0으로 제조하였다. 준비된 우전치 (牛前齒)를 Low speed saw(다리원상사, 한국)를 이용하여 순면이 포함되도록 4x4mm 크기의 박편으로 절단하였다. 법랑질을 가능한 많이 보존할 수 있도록 주의하면서 박편을 연마하여 2mm 두께로 만든 후, 불투과성 nail varnish를 법랑질 순면만 노출되도록 도포하였다.
- 비커스 미세 경도치를 측정하였다. 측정점은 표면으로부터 30伽 깊이마다 3점씩, 중앙과 좌, 우 각 100网 지점에서 측정하면서 240例 깊이까지 총 24 점을 측정하였다.
- 치질내 불소 분포에 대한 정성 및 정량 분석을 위하여 EP MA 관찰을 하였다. 각 군의 법랑질 박편을 준비된 stage에 테이프로 부착하고 탄소 피복기 (CC-40F, JEOL, JAPAN)로 피복한 다음, 진공 챔버에 넣어 관찰용 stage에 고정하였다.
대상 데이터
- 5mm 크기의 hole을 좌, 우측에 각각 2개씩 형성한 다음, resin frame을 sticky wax로 고정하였다. 구강 위생 관리가 철저하고 실험 진행에 대해 충분히 설명을 듣고 이해한 평균 25.3세의 8명의 신체 건강한 실험 참가자가 장착하였다.
- 보관하였다. 실험군으로 사용된 글라스 아이오노머는 Fuji K® (GC, Japan)이었으며, 대조군으로 불소를 포함하지 않은 충전재료인 복합 레진인 Z-100® (3M, USA)을 사용하였다.
- 표준편차를 벗어나는 표본들을 제외시키고, 이중 60개의 법랑질 박편을 무작위로 선택, 배분하였고 군간 통계적 유의차가 없음을 확인하였다.
성능/효과
- Fejerskov2® 등과 Larsen과 Jensen?” 은 불소는 법랑질 결정체가 만들어지는 과정에서 결합될 수 있으며, 불소와 결합된 결정체는 산에 의한 탈회에 저항할 수 있으며, ten Cate와 Dujisters36"는 산에 의한 공격이 있을 경우 법랑질 표면과 기저부(subsurface)에 존재하는 수화(aqueous) 불소가 탈회를 억제하는데 중요한 역할을 한다고 하였으며 , 본 연구에서도 글라스 아이오노머에 의해 재광화된 초기 법랑질 우식증의 기저부에 불소가 과잉존재하는 것을 EMPA 상에서 확인할 수 있었다. 이로 미루어 임상에서 백색 반점으로 불리우는 초기 법랑질 우식증의 경우 불소 국소 도포시 불소가 법랑질 표면뿐만 아니라 하층까지 깊게 침투하여 탈회를 억제하고 재광화를 촉진하게 되는 것으로 사료되었다.
- 본 연구 결과를 종합해 보면, 비커스 미세 경도치 측정 결과 우전치(牛前齒)의 정상 법랑질 표면은 309.09±40.69였으나 초기 법랑질 우식증을 유발시킬 경우 89.24±12.16으로 크게 떨어지는 것을 확인할 수 있었으며 , 감소된 비커스 미세 경도치는 구강내 환경에서 인접면에 불소가 포함되지 않은 복합레진 충전 군에서 생리 식염수에 보관한 군보다 다소 높게 나타난 것으로 보아 타액에 의해 재광화가 되지 않았나 사료되며 , 인접 면에 글라스 아이오노머가 충전되어 있는 경우 125.19 土 26.92로더욱 증가되는 것으로 보아 불소에 의한 재광화가 촉진됨을 알 수 있었으며, 이러한 결과는 Featherstone 등”, Mellberg와 Chomicki"의 연구와 같은 결과를 보여 주었다.
- 1. 미세 경도 측정 결과, 3(而, 60伽, 90伽, 120四, 150四 깊이에서 I군과 I[ 간에 통계학적 유의차가 있었으며 (p<0.05), JI군과 N군 그리고 V군과 M간에는 3(加m, 60四, 90四, 120例, 150如, 180网 깊이에서 통계학적 유의차가 있었다 (p<0.05).
- 2. 편광 현미경 관찰 결과, II군에서는 초기 법랑질 우식 소견을 가지는 VI군과 유사한 양상을 보여 주었으나, N군에서는재광화 양상이 뚜렷하게 진행되는 것을 관찰할 수 있었다.
- 3. EPMA 관찰상에서 II 군에서는 무기질이 감소한 초기 법랑질 우식 양상을 그대로 보여 주었으나, N군에서는 유리된 불소가 초기 법랑질 우식증의 기저부에 넓게 분포하면서 재광 화가 촉진되는 것을 관찰할 수 있었다.
- EPMA 관찰 결과를 살펴보면, 초기 법 랑질 우식증이 유발된 경우 표면으로부터 약 50四에서 100伽 깊이까지 무기질 손실이 뚜렷이 나타나지만, 병소 본체 기저부를 기점으로 뚜렷이 회복되는 양상을 보여 주었다. 이는 병소 기저부가 탈회를 억제하고 재광화를 촉진하는 부위라고 판단되며 , 불소 분포를 관찰한 결과 기저부의 불소 침착이 매우 높게 나타나 이러한 사실을 더욱 확연히 보여 주고 있다.
- EPMA에는 두 가지 시스템이 있는데, Line Scan만 가능한 Energy Dispersive Spectroscopy SysZem의 경우 특정 부위에 대한 선분석만 시행할 수 있어 넓은 면적의 농도 분포를 알 수 없는 단점이 있으며, 본 연구에서 사용된 Wavelength Dispersive Spectroscopy System의 경우는 시편 표면의 특정 원소들의 분포와 농도를 정확하게 파악할 수 있는 장점 이 있다. 표면으로부터 치질내부로의 이행 과정을 이해하기 위한 fluo ride mapping 자료를 얻기 위한 것이 연구 목적 중의 하나였으며, WDX 시스템은 이러한 연구 목적에 적합한 분석 시스템이었다.
- 8). V 군은 I 군, 皿 군과 마찬가지로 일정한 광물질 분포를 보였으며, 재광화가 전혀 일어나지 않은 VI군에서는 표면으로부터 100四까지 심한 광물질 소실을 보였으며 이후 서서히 감소하여 200例 깊이부터는 일정한 수준을 유지하는 것을 관찰할 수 있었다(Fig. 9). -
- 11에 나타내었다. 구강내 환경에서 재광화된 I 군과 D 군을 살펴보면, 치질 내에서 깊이에 따른 불소 분포의 변화가 없음으로 보아 구강 내 환경에서 외부로부터의 불소 공급이 없었음을 확인할 수 있었다. m군과 N군의 결과를 보면 정상 법랑질에서도 글라스 아이오노머로부터 유리된 불소가 50伽 깊이까지 치질 내로 흡수되는 양상을 보였다.
- 또한 광물질이 소실된 초기 법랑질 우식증의 경우 구강내 환경에서 타액에 포함된 광물질에 의해서도 재광화될 수 있으며, 추가 투입된 불소에 의해 이러한 재광화 과정이 더욱 촉진될 수 있다璀. 본 연구에서도 복합레진을 충전하고 구강내 장착한 경우가 식염수에 보관한 경우보다 다소 증가된 비커스 미세 경도 측정치를 보여 주어 구강내 환경에서 타액에 의한 재광화가 일어났음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 편광 현미경 관찰에서 보다 뚜렷하게 확인되었다.
- I 군과 I군의 composition image를 비교해 보면 I 군은 일정한 분포를 보이지만, I[ 군은 전체적으로 I 군에 비해 낮은 광물질 분포를 보여주며 특히 표면으로부터 약 50四~100网 깊이까지 광물질 소실이 많이 일어났음을 보여 주고 있다. 암층(Dark zone)과 투명층(Transparent zone)에 해당 100伽~20(加m 깊이에서는 일시적으로 광물질분포가 증가하는 양상을 보여 주었으며 이후 감소하다가 일정하게 유지되는 것을 관찰할 수 있었다(Fig. 8).
- 05). 이상의 결과로 보아 모든 군에서 초기 우식 법랑질이 유발된 경우 미세 경도가 감소하게 되며, 표면으로부터 150四 내지 180i加 깊이까지 통계학적 유의차를 보였다.
- 이는 병소 기저부가 탈회를 억제하고 재광화를 촉진하는 부위라고 판단되며 , 불소 분포를 관찰한 결과 기저부의 불소 침착이 매우 높게 나타나 이러한 사실을 더욱 확연히 보여 주고 있다. 이상의 결과로 불소는 법랑질 표면에서의 재광화 효과보다는 기저부에서의 기여도가 더욱 높은 것으로 판단된다.
- m군과 N군의 결과를 보면 정상 법랑질에서도 글라스 아이오노머로부터 유리된 불소가 50伽 깊이까지 치질 내로 흡수되는 양상을 보였다. 초기 법랑질 우식이 유발된 경우 인접 글라스 아이오노머 충전물로부터 유리된 불소가 병소 본체에서 어느 정도 증가하는 것을 알 수 있었으■며 , 병소 본체 최저부를 따라 불소의 농도가 갑자기 증가하는 것으로 보아 암층과 투명층에 해당하는 100〜150四 깊이에 불소 침착이 증가하고 이에 따라 재광화가 촉진되는 것으로 관찰되었다 (Fig. 10, 11). V군과 M군 역시 I 군이나 I[군과 마찬가지로 추가적인 불소 공급이 없음으로 인해서 불소의 변화를 관찰할 수는 없었다(Fig.
- 3, 5, 7). 초기 법랑질 우식증을 유발시키고 생리 식염수에 보관한 VI군의 경우, 인접 충전물이나 구강내 타액의 영향을 받지 못한 결과 초기 법랑질 우식증의 병소 본체 크기가 그대로 유지되고 있는 것을 관찰 할 수 있었다(Fig. 7).
- 초기 법랑질 우식증을 유발시킨 군은 유발시키지 않은 군에 비해서 깊이에 따라 최대 200에서 최소 30까지의 비커스 미세경도치의 차이를 보였으며 , 초기 법랑질 우식 유발군들 중 글라스 아이오노머에 의해 재광화된 경우가 복합레진으로 인접 면에 충전하였거나 혹은 식염수에 보관한 군보다 다소 증가한 비커스 미세 경도치를 보였으나 모든 깊이에서 One-way ANOVA test 결과 통계학적 유의차를 보이지 않았다.
- 편광 현미경 관찰 결과를 살펴보면, 불소를 포함하지 않은 복합레진 인접면 충전군에서 병소 본체의 크기가 다소 감소되었으며, 비커스 미세 경도치 측정 결과에서 다소 미약하게 나타났던 차이점을 보다 확연하게 보여 주었으며 , 이는 구강내 타액이 초기 법랑질 우식증을 재광화시킬 수 있다는 사실을 시사한다고 사료되었다. 더욱이 글라스 아이오노머를 인접면에 충전한 경우 이러한 현상을 더욱 뚜렷하게 관찰할 수 있었으며, 이로 미루어 구강내에서 재광화가 더욱 가속화된다는 사실을 입증할 수 있었으며 , 이는 구강 위생 개념이 다소 부족한 소아 환자의 경우 많은 글라스 아이오노머 충전이 적극 추천되며, 이로 인하여 인접 치아에 유효한 항우식 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
- 표면으로부터 30)血 간격으로 측정한 각 군의 비커스 미세 경도치를 살펴보면, I 군과 II 군간에는 30仰1, 60四, 90四, 120四, 150剛 깊이에서 통계학적 유의차를 보였다(p<0.05). 皿군과 N군간에는 30网에서 180四 깊이까지 통계학적 유의차를 보였다(p<0.
후속연구
- 그러나 기저부에서의 불소의 역할과 공급 방법 및 생역학적 작용들에 대해서는 보다 많은 연구가 진행되어야 할 것으로 사료되며 , 불소는 초기 법랑질 우식증을 재광화하기 위한 가장 좋은 방법이며, 특히 기저부를 보호하기 위해서는 초기 법랑질 표층이 건전하게 존재해야 한다는 사실이 매우 중요한 결과로 판단되며, 구강 검진시 백색 반점에 대한 각별한 주의가 요망된다고 할수 있다.
- 이와 유사한 연구들을 살펴보면, Forss와 Seppa311, Hattab 등'气 Tyas33) 의 연구가 있으며 이들의 연구에서도 일치한 결과를 보여주었다. 글라스 아이오노머에 의한 재광화 효과가 정상 법랑질에는 다소 못 미치는 양상을 보여 주었으며 시간이 지남에 따라 더욱 개선될 수 있을지의 여부는 앞으로 추가의 연구가 필요하리라 사료된다.
- 사료되었다. 더욱이 글라스 아이오노머를 인접면에 충전한 경우 이러한 현상을 더욱 뚜렷하게 관찰할 수 있었으며, 이로 미루어 구강내에서 재광화가 더욱 가속화된다는 사실을 입증할 수 있었으며 , 이는 구강 위생 개념이 다소 부족한 소아 환자의 경우 많은 글라스 아이오노머 충전이 적극 추천되며, 이로 인하여 인접 치아에 유효한 항우식 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
- 불소의 치아 우식 예방 효과를 평가하기 위한 많은 방법들이 제시되고 있으며, 재광화 효과를 평가하기 위한 간접적인 방법으로 미세경도 측정법舶8)이 있으며 , 치질에 포함된 불소의 함량 측정을 위해 표본을 채취하여 정량 분석하는 법랑질 생검법 ⑵이 있고, 재광화 여부를 평가하기 위해 빛의 굴절을 이용한 편광 현미경 분석법20>등이 있으나, 이러한 연구 결과들은 국소적인 측정치에 국한된 결과치를 보여 줄 위험성이 있을 뿐 아니라 표본 원형 이 파괴되어 불소의 항우식 효과에 대한 연구에 한계를 가지고 있었다. 그러나 최근 전자현미경을 이용한 원소 분석법 21-23)이 도입되면서 불소의 항우식 효과의 평가에 획기적인 발전이 이루어지고 있다.
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