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문제 정의
- 본 연구는 발거한 사람의 상악중절치를 2종의 섬유 강화형 포스트와 titanium 포스트를 이용하여 수복한 후치주지지가 감소된 상황을 재현하기 위해백악-법랑 경계 하방 4mm 높이까지 아크릴레진에포매하고 10만회의 반복하중 및 정하중을 가하여 파절강도와 실패 양상을 알아보았고, 이를 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 본 연구는 치주 지지가 감소된 상악중절치에 대해 2종의 섬 유강화형 포스트와 titanium 포스트를 이용하여 수복한 후, 각 시스템 간의 탄성계수의 차이가 파절강도 및 실패 양상에 미치는 영향을 알아보고자 구강 내 환경과 유사한 조건으로 반복하중 및 정하중실험을 하였다.
- 이에 본 연구는 2종의 섬유 강화형 포스트와 titani um 포스트로수복한 치아에 대해 백악-법랑 경계 하방 4 mm까지 치조골이 흡수된 상황을 재현하고 반복하중 후정하중을 가하 여 파절 강도 및 실패양상을 비교해 보고자 하였다.
가설 설정
- 이와 같이 치주 지지가 감소된 상태를 재현하여 파절 강도와 실패 양상을 고찰한 연구보고는 매우 적은 실정이다. 포스트의 탄성계수가치근 상아질과 유사한 경우, 하중이 포스트를 따라 고르게 분산되어 포스트-상아질 계면의 응력 집중이 감소하므로치근파절이 적은 것으로 알려져 있고, 顺치주지지가 감소된 경우 포스트시스템에 따른 탄성 계수의 차이가 치조골이 흡수되지 않은 경우에 비해 파절강도나 실패 양상에 더 큰 영향을 끼칠 수 있을 것으로 가정 할 수 있다.
제안 방법
- 하중을 가한 방향은 치아장축과 45°를 이루도록 하였고, 하중점은 설측 절단연에서 2 mm 하방이 되게 하였다. 반복하중 실험 종료 후 시편의 파절 여부를 육안으로확인하고 파절이 관찰되지 않은 시편에 대해 0.5 mm/min의 crosshead speed로 정 하중을 가하여 파절 강도를 측정하였다 (Fig. 2. 3).
- 실험을 위해 특별히 제작한 동하중 시험기 (Che wing Simulator, R&B, Korea)를 이용하여 시편마다 최소 5 N, 최대 55 N, 평균 30 N의 힘을 1.3 Hz 로 10만회씩 36.5P의 수중에서 가 하였다. 하중을 가한 방향은 치아장축과 45°를 이루도록 하였고, 하중점은 설측 절단연에서 2 mm 하방이 되게 하였다.
- )에 포매하였다. 써베이어에 치아를 부착하여 치아 장축이 수평면에 45°를 이루도록 포매하였고, 아크릴레 진 경화 후 치근의 왝스를 부가중합형 실리콘인 상재 (Examixfine, GC Corp., Japan) 로대체하여 일정한 두께의 치주인대를 재현하였다 (Fig. 1).
- Sidoli 등'”은 중절치와 견치를 대상으로 carbon fiber 포스트, stainless steel 포스트, 주조 포스트-코어로 수복 후 파절 강도 즉 정 결과, carbon fiber 포스트 군이 유의하게 작은 파절 강도를 보였고 10개 중 4개의 시편이 레진블록에 포매된 치근에서 파절되었으나 주조 포스트-코어군은 모두 레진블록에 포매된 치근에서 파절되었다고 하였다. 이상의 연구들에서는 치근을 백악-법랑 경계 하방 2 mm 까지 포매하였고 하중 방향은 치아장축과 45°또는 50°를 이루었다.
- 일관성을 유지하기 위해 한 명의 술자가 순측 백악-법랑 경계에서 치아장축에 수직으로 치관부를 절단하고 통법에 따라 근관을 형성한 후 측방 가압법으로 근관 충전하였다.
- 치근단에서 4 mm 떨어진 깊이까지 각 시스템의 제조사의 지시에 따라 근관 형성 및 포스트 처리를 시행한 후 복합레진접착제인 Panavia F (Kuraray Co., Japan)로 접착하였다. 접착제가 일정한 두께로 경화되도록 압력을 가하면서 포스트를 유지시키고 10분 이상 경화시켰다.
- 치근파절이 발생한 경우 치근을 아크릴레진 블록에서 분리하여 파절선의 위치를 확인하였다.
- 선택된 치근의 길이는 약 10〜14 mm 였다. 치아는 각 군당 8개씩 3군으로 무작위 분류하였고 실온의 수중에 보관하였다. 치근 길이의 차이에 의한 영향을 고려하여 각 군의 치근 길이를 95% 신뢰 수준에서 일원분산 분석한 결과, 각 군 간에 통계적으로 유의한 차이가 없음을 확인하였다 (F=0.
- 코어 재료가 충분히 경화된 후 정해진 부위를 디지털 캘리퍼 (Digimatic Caliper, Mitutoyo Corp., Japan)로 측정하여 크기를 확인하며 마무리하였다. 코어의 높이는 백악-법랑 경계상방으로 협측 6 mm, 설측 2 mm였고, 절단 연 협설 폭은 1 mm로 형성하였다.
- 파절 강도 실험이 끝난 시편을 시편 고정용 jig에서 분리하여 파절 양상을 육안으로 평가하였다. 치근파절이 발생한 경우 치근을 아크릴레진 블록에서 분리하여 파절선의 위치를 확인하였다.
대상 데이터
- 1군은 carbon fiber 포스트인 C-Post (Bisco Inc., U.S.A.), 2군은 glass fiber 포스트인 ParaPost FiberWhite (ColteneAVhaledent Inc., U.S.A.), 3 군은 대조군으로 titanium 합금 재질의 ParaPost XH (Coltene/Whaledent Inc., U.S.A.)를 선택하였다. 포스트의 직경은 1.
- 발거한 사람의 상악중절치를 대상으로 하였다. 백악-법랑 경계 하방에 치아우식증이 있거나 파절선이 관찰되는 치아를 제외하였으며 유사한 크기의 치근을 가진 24개를 선택하였다.
- 하였다. 백악-법랑 경계 하방에 치아우식증이 있거나 파절선이 관찰되는 치아를 제외하였으며 유사한 크기의 치근을 가진 24개를 선택하였다. 선택된 치근의 길이는 약 10〜14 mm 였다.
- 본 실험에 사용된 치근의 길이는 약 10-14 mm 였으므로 포스트는 아크릴레진 블록 내로 2〜6 mm 깊이까지 부착되었다. 이는 치근 내에 위치하고 있는 포스트 부분 가운데 아크릴레진에 포매된 부분, 즉치조 정 하방 부분이 아크릴레진에 포매되지 않은 부분보다 더 짧은 시편이 다수 존재함을 의미하며, 포스트의 쐐기작용을 방지하기 위해서는 포스트 길이의 반 이상이 치 조정 높이 하방에 있어야 함对을 고려하면 이것이 시 편의 파절 강도에 영향을 끼쳤을 가능성도 생각해 볼 수 있다.
- 치주인대를 재현하기 위해 Sirimai 등项이 적용한 방법과 같이, 치근을 녹인 왝스에 담궈 약 0.2 mm 두께의 왝스층을 만든 후 백악-법랑 경계 하방 4 mm까지 자가중 합형 아크릴레진(Jet, Lang Dental Co., U.S.A.)에 포매하였다. 써베이어에 치아를 부착하여 치아 장축이 수평면에 45°를 이루도록 포매하였고, 아크릴레 진 경화 후 치근의 왝스를 부가중합형 실리콘인 상재 (Examixfine, GC Corp.
- 4 mm로 모두 같게 하였다. 코어 재료로는 각군 모두 titanium 성분을 함유한 복합레진인 Ti-Core (Essential Dental Systems Inc., U.S.A.)를이용하였다 (Table I).
- , Japan)로 측정하여 크기를 확인하며 마무리하였다. 코어의 높이는 백악-법랑 경계상방으로 협측 6 mm, 설측 2 mm였고, 절단 연 협설 폭은 1 mm로 형성하였다.
데이터처리
- 파절 강도에 대하여 95% 신뢰 수준에서 일원 분산분석으로 각 군 간에 통계적으로 유의한 차이가 있는지 알아보았고, Scheffe test로 사후검정하였다.
성능/효과
- 1. Carbon fiber 포스트인 CHPost 군과 glass fiber 포스트인 ParaPost FiberWhite 군, titanium 포스트인 ParaPost XH 군간에는 10만회의 반복하중후 정하중에 의한 파절강도에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다 (P>.O5).
- 2. C-Post 군과 ParaPost FiberWhite 군은 각각 5 개의 시편에서 치근파절을 수반하였고, titanium 포스트 군은 8개의 시편 모두 치근파절을 수반하였다.
- 3. C-Post 군과 ParaPost FiberWhite 군은 모두 아크릴 레진 block 상방에서 파절되었으나, titanium 포스트 군은 1개의 시편이 아크릴레진으로 포매된 치근 부분에도 파절선이 관찰되었다.
- Akkayan 등은 titanium 포스트, quartz fiber 포스트, glass fiber 포스트, zirconia 포스트를 이용하여 수복한 치아에 대해 파절 강도와 실패 양상을 고찰한 연구에서 포스트 종류에 따른 파절강도의 유의한 차이를 보고하였다. Quartz fiber 포스트 군이 가장 우수하였고 zirconia 포스트와 glass fiber 포스트 군은 유사하였으며, titanium 포스트군이 가장 낮은 파절강도를 보였다고 하였다. 실패 양상 역시 titani um 포스트 군에서만 모든 시편이 치근의 중앙 1/3 이하에서 파절되었다고 하였다.
- 보여주었다. 그러나 통계적인 유의성은 확인할 수 없으나, 그 빈도로 보아 섬유 강화형 포스트가 titanium 포스트에 비해 유리할 것으로 생각한다.
- 파절되었다. 모든 시편에서 파절선이 치근 중심부에서 순즉면까지 도달하였고, 그 중 하나의 시편은 아크릴레진블록 경계 하방에서도 파절 선이 관찰되었다. 이는 포스트의 근단부 끝에서 치근의 설 측면으로 진행된 파절선이었다.
- 본 실험의 결과는, 이와 같이 치조골이 흡수된 경우에는 탄성계수가치근과 유사한 포스트라도, 치근에 응력을 분산시키는 대신 치조정 높이에 응력을 집중 시켜 치근파절을 유발할 수 있음을 보여주었다. 그러나 통계적인 유의성은 확인할 수 없으나, 그 빈도로 보아 섬유 강화형 포스트가 titanium 포스트에 비해 유리할 것으로 생각한다.
- 본 연구 결과에서 특이하게 관찰되는 점은 치근 파절을 보인 시편들 중 titanium 포스트를 이용한 한 개의 시편을 제외한 모든 시편이 치근이 포매된 아크릴 레진 상방에서 파절되었고, 대부분 아크릴 레진 블록의 최상방 경계부 높이에서 파절된 점이다. 이는 치주 지지가 감소된 경우, 과도한 하중에 대해 낮아진 치조정이 받침점(fulcrum) 으로 작용하여 치조정 높이의 치근에 응력이 집중된다는 가정을 가능하게 한다.
- 본 연구에서도 섬유 강화형 포스트군과 titanium 포스트 군간에는 파절 강도에 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
- 위의 연구들은 백악-법랑 경계 하방 2~3 mm까지 아크릴 레진에 포매하였고 대부분 반복하중을 가하지 않았으므로 본 연구와의 직접적인 비교는 어려우나, 섬유 강화형 포스트가 titanium 포스트와 비교 시 파절강도는 떨어지지 않으며 더 양호한 실패양상을 보임을 알 수 있다.
- 이상의 연구결과에서 섬유 강화형 포스트로 수복한 경우, titanium 포스트를 이용한 경우와 비교 시 파절강도는 유의한 차이가 없었고 치근파절이 적은 경향을 보였으나, 치주 지지가 감소된 상태에서는 치근 상아질과 유사한 탄성계수를 가짐에도 불구하고치근파절이 발생할 가능성이 증가함을 알 수 있었다.
- 않았다. 정하중에 의한 파절강도는 95% 신뢰수준에서 , 일원분산 분석으로 통계처리한 결과, carbon fiber 포스트로 수복한 1군은 373.8±86.8 N, glass fiber 포스트로 수복한 2군은 343.1±62.4 N, 대조군은 440.1±87.2 N으로 나타나 각 군 간에 통계적으로 유의한 차이가 없었다 (P=0.066) (Table D , Fig. 4).
- 치아는 각 군당 8개씩 3군으로 무작위 분류하였고 실온의 수중에 보관하였다. 치근 길이의 차이에 의한 영향을 고려하여 각 군의 치근 길이를 95% 신뢰 수준에서 일원분산 분석한 결과, 각 군 간에 통계적으로 유의한 차이가 없음을 확인하였다 (F=0.981).
- 코어-치근 계면에서 파절된 3개의 시편 중 2개의 시편에서는 코어 내부 포스트의 파절을 수반하였다. 치근파절을 보인 5개의 시편에서는 아크릴레진 블록상방의 치근파절이 관찰되었고 모두 치근 중심부에서 순측 방향으로 진행하는 경사진 파절선을 보였다. 그 중 4개의 시편에서는 순측 1/3과 중앙1/3에 두 개의 파절선이 모두 치근의 순측면까지 진행되었고, 다른 한시편은 순 측 1/3에 국한되어 치근의 순 측면까지 도달하지 않았다.
후속연구
- 이에 따르면 포스트 길이의 감소가 치근파절 가능성을 증가시킨다고 가정할 수 있으나, 이전의 여러 연구들8细에서도 포스트의 길이가 다름에도 불구하고 의미 있는 결과들을 보고하였고, 포스트의 길이를 일정하게 하기 위해 다양한 깊이로 근관 형성을 하는 것은 오히려 실제 임상과 다른 상황이 될 수 있을 것이다. 그러나 포스트의 길이가 일정치 않음에 따른 영향은 명확하게 알려져 있지 않으므로 후속 연구시 고려할 만한 부분이라고 사료된다.
- 또한, Butz 등" 은 금속치관으로 수복한 경우, 도재전장금관과는유사한 결과를 예상할 수 있으나 전부도 재관으로 수복한 경우와는 다른 결과를 얻을 수도 있다고 언급하였다. 본 실험 역시 심미적으로 우수한 direct 포스트와 코어를 이용하였으므로 추후 전부도 재관 수복을 포함한 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 이는 장기간에 걸친 반복하중의 영향은 알 수 없으나 최소한 각 시스템에 대한 실패 양상의 평가는 가능한 회수로 사료된다. 본 실험에서는 열순환 처리를 시행하지 않았는데 , 그 이유는 치관 수복을 하지 않았으므로 열 순환 처리 시 코어레진의 체적 변화 및 물성 저하를 유발할 수 있을 것으로 예상되었기 때문이며, 실제 임상에서는 반복하중뿐 아니라 음식물의 온도 차이에 의해서도 코어-치근-포스트 계면의 접착이 영향을 받을 수 있으므로 본 연구 결과의 임상 적용 시 이점을 고려할 필요가 있다고 생각한다.
- Cormier 등®은 carbon fiber 포스트, 2 종의 읺ass fiber 포스트, 도재포스트, titanium 포스트, 주조 포스트-코어 등 6종의 포스트 시스템에 대한 파절 강도 실험에서 glass fiber 포스트 중 하나인 FiberKor 이외에는 치관 수복 여부가 시스템 간의 차이에 유의한 영향을 끼치지 않았음을 보고 한 바 있다. 본 연구에서는 포스트 시스템에 따른 탄성계수의 차이가 실패 양상에 미치는 영향을 알아보는 것이 연구의 주목적이었으므로 치관 수복은 포함하지 않았으나, 후속 연구 시 ferrule 부여 및 치관 수복에 대한 고려가 필요할 것으로 사료된다. 또한, Butz 등" 은 금속치관으로 수복한 경우, 도재전장금관과는유사한 결과를 예상할 수 있으나 전부도 재관으로 수복한 경우와는 다른 결과를 얻을 수도 있다고 언급하였다.
- 이는 치주 지지가 감소된 경우, 과도한 하중에 대해 낮아진 치조정이 받침점(fulcrum) 으로 작용하여 치조정 높이의 치근에 응력이 집중된다는 가정을 가능하게 한다. 이와 같은 가정은 추후 유한요소 분석 등을 이용한 응력 분포 분석연구를 통해 타당성을 검증해볼 필요가 있다고 사료된다.
- Rosentritt 등 섬유 강화형 포스트, 도재 포스트, titanium 포스트, 주조 포스트-코어 등을 이용하여 수복한 상악중절치의 파절강도 연구에서 폴리이 써 (polyether) 인상재로 치주인대를 재현하고 6, 000회의 열순환 처리 및 120만 회의 반복하중을 가한 후 파절 강도를 측정하여 도재 포스트 군과 titanium 포스트군이 섬유강화형 포스트 군과 주조 포스트-코어 군보다 유의하게 큰 파절강도를 보였다고 보고한 바 있다. 현재 섬유 강화형 포스트는 carbon fiber 포스트와 수종의 glass fiber 포스트가 시판되고 있으나, 이들에 대하여 반복하중 후 파절강도를 실험한 연구는 부족한 상황이므로 좀 더 많은 연구를 통해 임상적 상황에서의 재료적 특성을 알아볼 필요가 있다고 생각한다.
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