레이저를 이용한 브라켓 제거 술식은 발생하는 열이 국소적이며 조절 가능하고 레이저 조사와 동시에 브라켓 제거시 기구가 뜨거워지지 않으며 브라켓 디자인에 상관없이 여러 형태의 브라켓에 적용이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 아직까지는 치아에 안전한 레이저 강도가 명확히 밝혀지지 못한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 토끼의 중절치에 도재 브라켓을 부착한 후 Nd-YAG laser를 여러 가지 강도로 조사한 후 브라켓을 Weingart 겹자로 탈락시켜 5일이 경과한 때의 치수의 조직학적 변화에 대해 관찰한 결과 다음의 결과를 얻었다. 1. Nd-YAG 레이저의 조사 강도가 3-5W이고 조사시간이 3초인 그룹에서 도재 브라켓이 용이하게 제거되지 않았으며 조사 강도가 5W인 그룹에서 한 개의 브라켓에 결찰익면 파절이 나타났다. 이때 치수의 조직학적 검사상 비정상적인 소견은 관찰되지 않았다. 2. Nd-YAG 레이저의 조사 강도가 7-l3W이고 조사시간이 3초인 그룹에서 도재 브라켓을 쉽게 제거할 수 있었으며 브라켓의 파절양상은 보이지 않았다 이때 치수의 조직학적 검사상 경미하고 가역적인 염증 반응이 관찰되었다. 위의 소견은 모두 가역적인 변화이며 치수의 변성이나 괴사의 위험은 없었다 결론적으로 레이저를 이용하여 도재 브라켓을 제거하는 방법은 적절한 범위의 강도와 조사시간 내에서 시행되었을 때 치수의 변성이나 비가역적인 반응을 초래하지 않고 브라켓과 접착 수지의 결합력을 약화시켜 도재 브라켓의 제거를 용이하게 해주며 브라켓 제거 시 파절을 방지하여 도재 브라켓의 재활용 가능성을 높이는 방법이라 생각된다.
레이저를 이용한 브라켓 제거 술식은 발생하는 열이 국소적이며 조절 가능하고 레이저 조사와 동시에 브라켓 제거시 기구가 뜨거워지지 않으며 브라켓 디자인에 상관없이 여러 형태의 브라켓에 적용이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 아직까지는 치아에 안전한 레이저 강도가 명확히 밝혀지지 못한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 토끼의 중절치에 도재 브라켓을 부착한 후 Nd-YAG laser를 여러 가지 강도로 조사한 후 브라켓을 Weingart 겹자로 탈락시켜 5일이 경과한 때의 치수의 조직학적 변화에 대해 관찰한 결과 다음의 결과를 얻었다. 1. Nd-YAG 레이저의 조사 강도가 3-5W이고 조사시간이 3초인 그룹에서 도재 브라켓이 용이하게 제거되지 않았으며 조사 강도가 5W인 그룹에서 한 개의 브라켓에 결찰익면 파절이 나타났다. 이때 치수의 조직학적 검사상 비정상적인 소견은 관찰되지 않았다. 2. Nd-YAG 레이저의 조사 강도가 7-l3W이고 조사시간이 3초인 그룹에서 도재 브라켓을 쉽게 제거할 수 있었으며 브라켓의 파절양상은 보이지 않았다 이때 치수의 조직학적 검사상 경미하고 가역적인 염증 반응이 관찰되었다. 위의 소견은 모두 가역적인 변화이며 치수의 변성이나 괴사의 위험은 없었다 결론적으로 레이저를 이용하여 도재 브라켓을 제거하는 방법은 적절한 범위의 강도와 조사시간 내에서 시행되었을 때 치수의 변성이나 비가역적인 반응을 초래하지 않고 브라켓과 접착 수지의 결합력을 약화시켜 도재 브라켓의 제거를 용이하게 해주며 브라켓 제거 시 파절을 방지하여 도재 브라켓의 재활용 가능성을 높이는 방법이라 생각된다.
Laser-aided debonding has advantages in that the heat produced is localized and controlled, the debonding tool is not heated, and it can be used for the removal of various types of ceramic brackets, regardless of their design. However, the range of safe power usage for laser-aided debonding has not ...
Laser-aided debonding has advantages in that the heat produced is localized and controlled, the debonding tool is not heated, and it can be used for the removal of various types of ceramic brackets, regardless of their design. However, the range of safe power usage for laser-aided debonding has not vet been confirmed. The Purpose of this study was to evaluate the histologic changes of pulpal tissue in a rabbit's incisor after Nd-YAG laser-aided ceramic bracket debonding at different levels of power. The result were as follows: 1. At 3-5W Nd-YAG laser power level and 3 seconds of exposure time, the ceramic bracket debonding procedure was not easy. At 5W of power a tie-wing fracture occurred on one bracket during debonding using Weingart plier. The histologic section of pulp represented no adverse changes. 2. At 7-13 W power level and less than 5 seconds of exposure time, the debracketing procedure was done easily and bracket facture did not occur. The histologic section of pulp represented mild and reversible changes. All the results were reversible and no pulpal degeneration or necrosis occurred. Considering the results, it appears that the laser-aided debonding technique is a safe method that does not result in irreversible pulpal changes, softens bracket bonding resin within a saie range of power and exposure time, and is useful for ceramic bracket recycling by lowering the tie- wing fracture rate.
Laser-aided debonding has advantages in that the heat produced is localized and controlled, the debonding tool is not heated, and it can be used for the removal of various types of ceramic brackets, regardless of their design. However, the range of safe power usage for laser-aided debonding has not vet been confirmed. The Purpose of this study was to evaluate the histologic changes of pulpal tissue in a rabbit's incisor after Nd-YAG laser-aided ceramic bracket debonding at different levels of power. The result were as follows: 1. At 3-5W Nd-YAG laser power level and 3 seconds of exposure time, the ceramic bracket debonding procedure was not easy. At 5W of power a tie-wing fracture occurred on one bracket during debonding using Weingart plier. The histologic section of pulp represented no adverse changes. 2. At 7-13 W power level and less than 5 seconds of exposure time, the debracketing procedure was done easily and bracket facture did not occur. The histologic section of pulp represented mild and reversible changes. All the results were reversible and no pulpal degeneration or necrosis occurred. Considering the results, it appears that the laser-aided debonding technique is a safe method that does not result in irreversible pulpal changes, softens bracket bonding resin within a saie range of power and exposure time, and is useful for ceramic bracket recycling by lowering the tie- wing fracture rate.
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문제 정의
따라서 레이저를 이용한 브라켓 제거 시 레이저가 치수조직에 미치는 영향을 조사하기 위해 본 연구를 시행하였으며, 토끼의 중절치에 Nd-YAG (Neodynium Yttrium - Aluminum - Garnet) 레이저로 조사 강도를 달리하여 조사하여 장치제거를 시행하고 5일이 경과한 뒤 치아를 절단하여 치수의 변화를 조직학적으로 관찰하였다.
제안 방법
그후 인산완충용액에 하루 동안 수세하고 15% 포믹산를 이용하여 10일간 탈회를 시행하였고 하루 동안 더 수세하였다. 70%의 저농도 알콜에서 80%, 90%, 100%의 고농도 알콜에 차례로 12시간씩 처리하여 탈수하고 자일렌 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 용액에 12시간씩 처리한 다음 파라핀에 포매하였다. 포매된 표본은 6μm두께로 박절하고 통법에 따라 hematoxylin-eosin으로 염색한 다음 광학현미경으로 관찰하였다.
Strobl 등$의 실험을 참고로 하여 조사 강도는 20W 이내로 범위를 정하여 실험군을 구분하였고 노출 시간은 3초로 고정하였으며 레이저를 이용한 브라켓 제거 술식 후 치수의 회복기간을 부여하기 위해 5일이 지난 후 발치 및 조직 검사를 시행하였다.
대조군에서는 기계적 방법으로 브라켓 제거를 시행하였고, 실험군에서는 각각 레이저 조사 강도를 다르게 한 5개의 그룹으로 나누어 실험하였다. Strobl 등24)의 실험을 참고로 하여 조사 강도는 20W 이내로 범위를 정하여 실험군을 구분하였고 노출 시간은 3초로 정하여 레이저를 조사하였으며(Table 1), 조사 후 즉시 Weingart 겸자로 브라켓을 제거하였다.
24시간 고정하였다. 그후 인산완충용액에 하루 동안 수세하고 15% 포믹산를 이용하여 10일간 탈회를 시행하였고 하루 동안 더 수세하였다. 70%의 저농도 알콜에서 80%, 90%, 100%의 고농도 알콜에 차례로 12시간씩 처리하여 탈수하고 자일렌 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 용액에 12시간씩 처리한 다음 파라핀에 포매하였다.
대조군과 실험군: 편측의 상, 하악 치아를 하나의 그룹으로 하고, 좌, 우측을 다른 실험군으로 나누었다. 대조군에서는 기계적 방법으로 브라켓 제거를 시행하였고, 실험군에서는 각각 레이저 조사 강도를 다르게 한 5개의 그룹으로 나누어 실험하였다.
하고, 좌, 우측을 다른 실험군으로 나누었다. 대조군에서는 기계적 방법으로 브라켓 제거를 시행하였고, 실험군에서는 각각 레이저 조사 강도를 다르게 한 5개의 그룹으로 나누어 실험하였다. Strobl 등24)의 실험을 참고로 하여 조사 강도는 20W 이내로 범위를 정하여 실험군을 구분하였고 노출 시간은 3초로 정하여 레이저를 조사하였으며(Table 1), 조사 후 즉시 Weingart 겸자로 브라켓을 제거하였다.
레이저 조사: 브라켓의 표면으로부터 1cm의 거리에서 레이저를 조사하였고 레이저 조사 도중에는 브라켓에 별도의 인장력을 가하지 않았다.
본 연구에서는 위 연구들의 자료를 토대로 적절한 범위 내의 조사 강도와 조사 시간을 정해 도재 브라켓의 레이저를 이용한 브라켓 제거를 시행한 후 브라켓의 파절 여부와 치수의 조직학적 변화를 관찰하였다. Strobl 등$의 실험을 참고로 하여 조사 강도는 20W 이내로 범위를 정하여 실험군을 구분하였고 노출 시간은 3초로 고정하였으며 레이저를 이용한 브라켓 제거 술식 후 치수의 회복기간을 부여하기 위해 5일이 지난 후 발치 및 조직 검사를 시행하였다.
브라켓 부착: 모든 실험대상 치아에서 통법에 따라 퍼미스를 이용하여 치면을 깨끗이 하고 10초간 산부식 후 접착 전처리제를 도포하고 20초간 광조사 후 접착수지 (TransbondTM XT, 3M Unitek, USA)를 이용하여 브라켓을 부착하고 40초간 광조사(XL3000, 3M Unitek, USA)하였다.
토끼 세 마리의 상, 하악 중절치를 이용하였다. 좌, 우 중절치를 각각 다른 군으로 하여 레이저 조사 강도에 따라 총 여섯 군으로 나누었다.
70%의 저농도 알콜에서 80%, 90%, 100%의 고농도 알콜에 차례로 12시간씩 처리하여 탈수하고 자일렌 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 용액에 12시간씩 처리한 다음 파라핀에 포매하였다. 포매된 표본은 6μm두께로 박절하고 통법에 따라 hematoxylin-eosin으로 염색한 다음 광학현미경으로 관찰하였다.
대상 데이터
레이저 : 파장 1060nm의 Nd-YAG (Neodynium Yttrium-Aluminum-Garnet) 레이저 Fidelis plus®, Fotona, Slovenia)를 사용하였다.
브라켓: 다결정 체 도재로 제작된 하악 중절치용 도재브라켓 Crystalline®, Tomy, Japan)을 사용하였다.
실험군 Ⅴ (조사 강도 13W): 상아모세포의 외상 소견은 관찰되지 않았으나 치수강에서 혈관이 확장되고 림프구나 형질세포가 다소 증가하는 염증소견이 일부 관찰되었다(Fig 6).
치아: 뉴질랜드 화이트 종의 체중 2kg의, 성장기에 있는 토끼 세 마리의 상, 하악 중절치를 이용하였다. 좌, 우 중절치를 각각 다른 군으로 하여 레이저 조사 강도에 따라 총 여섯 군으로 나누었다.
성능/효과
1,2) 그러나 도재 브라켓의 성분은 알루미늄 산화물로 스테인리스강이나 법랑질에 비해 9배 정도 큰 경도를 가지며 파절강도가 스테인리스강에 비해 20-40배 적어 파절되기 쉬운 특성이 있다.1) 금속 브라켓은 파절에 도달하기 전에 원래 길이의 20% 정도가 신장되지만3,4) 도재 브라켓은 위에서 언급한 특성 때문에 원래 길이의 1.0% 미만이 신장되고2) 이런 이유로 브라켓과 접착제 간의 결합력이 금속 브라켓에 비해 약하지만 도재브라켓 제거 시 초기에 20MPa 정도의 높은 힘이 요구된다1,5) 이 정도의 힘은 교정력 또는 균열 등으로 약해진 법랑질의 찢김을 야기하거나 치주적으로 좋지 못한 치아의 부착 양상에 손상을 줄 수 있으며 교정치료로 인해 치아가 과민한 상태인 환자에게 불편감을 줄 수 있다.3,5,6)
1,2) 그러나 도재 브라켓의 성분은 알루미늄 산화물로 스테인리스강이나 법랑질에 비해 9배 정도 큰 경도를 가지며 파절강도가 스테인리스강에 비해 20-40배 적어 파절되기 쉬운 특성이 있다.1) 금속 브라켓은 파절에 도달하기 전에 원래 길이의 20% 정도가 신장되지만3,4) 도재 브라켓은 위에서 언급한 특성 때문에 원래 길이의 1.
이 방법은 과다한 온도로 적용 시 치수 손상의 위험이 있고 소구치 부위 등은 접근이 어려우며 뜨거운 브라켓이 구강 내에 떨어질 위험이 있다는 단점을 갖는다.2,8-10) 브라켓 제거 약제(페퍼민트 오일)를 이용하여 브라켓 제거를 촉진시키는 방법도 소개되었지만 임상적으로 큰 이점이 없는 것으로 나타났다.1) 초음파를 이용한 브라켓 제거 방법은 브라켓 제거와 잔여물 제거를 모두 초음파 기구를 사용하여 시행하는 방법으로, 브라켓 파절과 법랑질의 손상이 감소하는 장점이 있지만, 시간이 오래 걸리는 점, 기구의 마모가 크며, 이에 따라 비용의 부담이 크다는 점, 물 분사기구가 반드시 동반되어야 한다는 점 등의 단점이 있다.
13) Ma 등15)은 사람의 소구치에서보다 소의 하악 유절치에서 치수 내 온도 변화가 크고, 견치, 소구치에서보다 절치부에서 온도 변화가 더 큰데, 이것은 법랑질과 상아질의 두께 차이 때문이며 치아 표면에서 치수까지의 온도의 변화는 지수 함수적인 관계를 보인다고 하였다. 본 연구에서는 토끼의 중절치를 사용했는데 토끼의 중절치는 사람의 하악 절치보다도 더 얇아 치수내 온도 변화 반응이 더 큼을 고려 할 때 토끼의 중절치에 안전한 레이저 강도 및 조사 시간은 사람의 영구치에서도 안전할 것으로 생각된다.
본 연구에서는 토끼의 중절치에 도재 브라켓을 부착한 후 Nd-YAG 레이저를 여러가지 강도로 조사한 후 도재 브라켓을 제거하여 5일이 경과한 때의 치수의 조직학적 변화에 대해 관찰한 결과 Nd-YAG 레이저의 조사 강도가 7T3W로 비교적 크고 조사 시간이 3초인 그룹에서 도재 브라켓을 쉽게 제거할 수 있었으며 브라켓의 파절양상은 보이지 않았다. 이때 치수의 조직학적 검사상 경미하고 가역적인 염증 반응만이 관찰되었으며 치수의 변성이나 괴사의 위험은 없었다.
실험군 Ⅲ (조사 강도 7W): 상아모세포와 상아 모세포 하방의 세포들에서 특이소견은 없었으나 치수강의 일부에서 림프구와 같은 염증세포가 소수 관찰되었다(Fig 4).
조사 강도가 가장 높은 13W, 조사 시간 3초로 브라켓 제거를 시행한 그룹에서 경미한 염증반응만을 관찰할 수 있는데 이는 이보다 더 큰 조사 강도에서도 치수에 안전하게 장치 제거를 시행할 수 있다는 것을 암시한다. 그러나 염증 반응의 흔적이 있는 것으로 보아 높은 조사 강도로 시술 시에는 환자가 한동안 지속되 는 동통을 느낄 가능성 은 있다.
그러나 염증 반응의 흔적이 있는 것으로 보아 높은 조사 강도로 시술 시에는 환자가 한동안 지속되 는 동통을 느낄 가능성 은 있다. 조사 강도가 낮은 그룹에서 는 5일 후 치 수에서 완전히 정상적 인 양상만을 관찰할 수 있었지만, 5W 강도의 그룹에서는 장치 제거 시 결찰부위의 파절양상을 보여 이보다 높은 강도가 바람직할 것으로 생각된다.
후속연구
본 실험의 결과대로 안전한 범위 내의 레이저를 이용하여 브라켓을 제거했을 경우, 앞서 언급한 도 재 브라켓 제거시 발생할 수 있는 문제점들이 극복될 수 있으며 도재 브라켓을 손상 없이 제거하여 재활용 할 수도 있을 것이라 생각된다. 재활용된 도재 브라켓은 새 것에 비해 접착력은 현저히 감소되나 임상적으로 사용했을 때 수용할 수 있는 접착력을 보이며 이는 오히려 도재 브라켓 제거 시에 필요한 힘이 적어 법랑질의 손상을 최소화 할 수 있다는 장점도 갖는다.
향후 인간에게서 보다 안전하면서도 동통이나 다른 불편감을 야기하지 않으며, 브라켓 제거를 용이하게 하는 레이저 조사 강도 및 시간을 밝혀내기 위해서 원숭이 등 보다 인간의 치아와 유사한 치아를 갖는 동물을 대상으로 더 넓은 범위의 레이저 조사 강도를 이용하여 실험하는 것이 필요하다.
참고문헌 (19)
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Sheridan JJ, Brawley G, Hastings J. Electrothermal debracketing. Part II An in vivo study. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1986;89:141-5
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