Self-etching primer를 사용하여 교정용 브라켓 접착 시 접착제와 타액오염에 따른 전단결합강도 변화 Change in shear bond strength of orthodontic brackets using self-etching primer according to adhesive types and saliva contamination원문보기
본 연구의 목적은 브라켓 접착 시 산부식과 전처리 과정을 결합하여 접착 단계를 단순화시킨 self-etching primer (SEP)를 차용하는 경우 접착제 종류와 타액의 존재 유무에 따른 전단결합강도의 차이에 관하여 비교 연구 하는 것이다. 소의 하악 영구 전치를 포매하여 만든 시편을 접착제의 종류에 따라 레진 접착제와 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제를 이용한 군으로 나누었고 각각 37% 인산으로 산부식 후 기존의 본딩용 프라이머를 사용하여 접착한 군과, SEP를 사용하여 접착한 군으로 분류하고, 타액 오염 유무에 따라 다시 각 군을 분류하여 전단결합 강도를 측정하였다. 그 결과 레진 접착제로 브라켓을 부착한 경우 SEP를 사용하여 접착한 군의 전단결합강도는 인산 처리군에 비해 낮은데 비해 레진 강화형 글래스 아이오노머를 사용한 경우, 전처리법에 따른 전단결합강도는 통계적으로 유의한 차가 없었으며, 접착제의 종류에 관계없이 타액 오염이 존재 시에는 SEP를 사용한 군이 인산처리군에 비해 높은 전단결합강도를 보였다. 이상의 결과에서 SEP를 사용 시 레진 접착제와 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제 모두 임상적으로 사용 가능한 전단결합강도를 보였으며, 특히 타액에 오염된 치면에서도 SEP를 사용하여 브라켓을 접착하는 것은 적절한 결합강도를 얻을 수 있으므로 임상적으로 유용할 것으로 생각된다.
본 연구의 목적은 브라켓 접착 시 산부식과 전처리 과정을 결합하여 접착 단계를 단순화시킨 self-etching primer (SEP)를 차용하는 경우 접착제 종류와 타액의 존재 유무에 따른 전단결합강도의 차이에 관하여 비교 연구 하는 것이다. 소의 하악 영구 전치를 포매하여 만든 시편을 접착제의 종류에 따라 레진 접착제와 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제를 이용한 군으로 나누었고 각각 37% 인산으로 산부식 후 기존의 본딩용 프라이머를 사용하여 접착한 군과, SEP를 사용하여 접착한 군으로 분류하고, 타액 오염 유무에 따라 다시 각 군을 분류하여 전단결합 강도를 측정하였다. 그 결과 레진 접착제로 브라켓을 부착한 경우 SEP를 사용하여 접착한 군의 전단결합강도는 인산 처리군에 비해 낮은데 비해 레진 강화형 글래스 아이오노머를 사용한 경우, 전처리법에 따른 전단결합강도는 통계적으로 유의한 차가 없었으며, 접착제의 종류에 관계없이 타액 오염이 존재 시에는 SEP를 사용한 군이 인산처리군에 비해 높은 전단결합강도를 보였다. 이상의 결과에서 SEP를 사용 시 레진 접착제와 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제 모두 임상적으로 사용 가능한 전단결합강도를 보였으며, 특히 타액에 오염된 치면에서도 SEP를 사용하여 브라켓을 접착하는 것은 적절한 결합강도를 얻을 수 있으므로 임상적으로 유용할 것으로 생각된다.
The purpose of this study was to evaluate and compare the shear bond strength of orthodontic brackets depending on the variety of adhesives and whether saliva exists, by using self-etching primer (SEP). Groups were divided according to the type of adhesive into resin adhesive (Trans bond XT) and res...
The purpose of this study was to evaluate and compare the shear bond strength of orthodontic brackets depending on the variety of adhesives and whether saliva exists, by using self-etching primer (SEP). Groups were divided according to the type of adhesive into resin adhesive (Trans bond XT) and resin-modified glass ionomer cement (Fuji Ortho LC). One group of resin adhesive used XT primer after etching with 37% phosphoric acid, and the other group used self-etching primer. One group of resin-modified glass ionomer cement only used etching for bonding, and the other group used SEP. Each of the groups were also classified by whether saliva was contaminated or not. and then the shear bond strength was measured. The results showed that when using resin adhesive, the shear bond strength of SEP was lower than the XT primer. In the resin-modified glass ionomer cement groups, the shear bond strength which depends on the priming method, did not have a meaningful difference statistically When saliva was contaminated, the group which used SEP, regardless of the adhesive variety, had a greater shear bond strength than the normal priming group. From these results, SEP showed a shear bond strength that is possible to be used clinically, regardless of the adhesive variety. It can especially be clinically useful to use SEP to bond brackets even on tooth surfaces contaminated with saliva, because it offers the appropriate bonding strength as well as shorter treatment time and easy application.
The purpose of this study was to evaluate and compare the shear bond strength of orthodontic brackets depending on the variety of adhesives and whether saliva exists, by using self-etching primer (SEP). Groups were divided according to the type of adhesive into resin adhesive (Trans bond XT) and resin-modified glass ionomer cement (Fuji Ortho LC). One group of resin adhesive used XT primer after etching with 37% phosphoric acid, and the other group used self-etching primer. One group of resin-modified glass ionomer cement only used etching for bonding, and the other group used SEP. Each of the groups were also classified by whether saliva was contaminated or not. and then the shear bond strength was measured. The results showed that when using resin adhesive, the shear bond strength of SEP was lower than the XT primer. In the resin-modified glass ionomer cement groups, the shear bond strength which depends on the priming method, did not have a meaningful difference statistically When saliva was contaminated, the group which used SEP, regardless of the adhesive variety, had a greater shear bond strength than the normal priming group. From these results, SEP showed a shear bond strength that is possible to be used clinically, regardless of the adhesive variety. It can especially be clinically useful to use SEP to bond brackets even on tooth surfaces contaminated with saliva, because it offers the appropriate bonding strength as well as shorter treatment time and easy application.
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문제 정의
이에 본 연구는 레진 접착제와 레진 강화형 글래스아이오노머 접착제를 사용한 교정용 브라켓 접착 시, 통상적인 산부식법을 이용한 경우와 SEP를 이용한 경우의 전단결합강도를 비교하고, 특히 타액에 오염된 경우의 전단결합강도를 비교하기 위해 시행되었다.
제안 방법
P+S군에서는 P군에서와 동일한 방법으로 산부식 및 프라이머 적용 후 20대의 건강한 남자에서 채취한 타액을 microbrush를 이용하여 수회 문지른 후 건조 없이 브라켓 접착을 시행하였다.22, 23 SEP군에서는 제조자의 지시에 따라 여분의 물만 제거하고 SEP를 활성화 하여 3초간 도포한 다음, 3-5초간 air blow 후 브라켓 접착을 시행하였다.
P군은 37% 인산으로 30초간 산부식 하고 1분간 수세 건조 후 제조자의 지시에 따라 건조된 치면에 프라이머를 도포한 후 브라켓을 접착하였다. P+S군에서는 P군에서와 동일한 방법으로 산부식 및 프라이머 적용 후 20대의 건강한 남자에서 채취한 타액을 microbrush를 이용하여 수회 문지른 후 건조 없이 브라켓 접착을 시행하였다.
브라켓 접착 시, 인장시험기의 crosshead가 브라켓의 중심부에 힘을 가할 수 있도록 육안으로 관찰하고 위치시켰으며, 브라켓에 수직적인 힘을 가하였고, 여분의 접착제는 탐침을 이용하여 제거하였다. 재현성 있는 접착을 위해 한 명의 술자가 브라켓 접착을 시행하였다.
산부식과 전처리 과정을 결합하여 접착 단계를 단순화시킨 SEP 사용 시, 접착제의 종류에 따른 전단결합 강도에 관하여 비교하고, 타액의 영향을 연구하기 위해, 소의 하악 절치의 법랑질 표면에 금속 브라켓을 부착한 후 인장시험기를 통해 전단결합강도를 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
실험 치아의 고정을 위해 3 cm × 2 cm × 1 cm 크기의 직사각 주형의 바닥면 중앙 부위에 치관의 순면이 하부를 향하도록 양면 테이프를 이용하여 고정시키고, 교정용 레진(Ortho-jet, Lang Dental, Illinois, USA)을 이용하여 매몰하였다. 제작된 시편 내의 순면을 240번, 600번 사포 순으로 급수 연마하여 법랑질 표면을 편평하게 만든 후 시편을 흐르는 물에 세척하였다.
재현성 있는 접착을 위해 한 명의 술자가 브라켓 접착을 시행하였다.
재현성 있는 타액의 수집을 위해 전신질환이 없는 동일인에게서 얻은 타액을 이용하였고, 타액 수집 1시간 전 양치를 시행 후 타액 수집 시까지 금식을 시행하였다.
전단결합강도를 측정하기 위하여 KST S 인장 시험기(경성 시험기, 한국)에 측정 기구의 장축과 브라켓과 치아의 접착 계면이 평행하도록 위치시킨 후, 100 kgf 용량의 load cell을 사용하여, crosshead speed 5 mm/min 조건 하에서 전단결합강도를 측정하였다. 접착이 파절되는 순간의 최대힘을 측정하여, 브라켓의 면적으로 나누어 메가파스칼(MPa) 값으로 환산하였다 (Fig 1).
접착제의 중합은 가시광선 중합기 XL-3000을 이용하여 근원심면 각각 20초씩 총 40초간 광중합을 시행하였으며,24,25 브라켓이 접착된 레진 블록은 구강 내 환경을 재현하기 위해 37℃ 항온 수조에 24시간 보관하였다.26
통상적인 산부식 접착을 한 경우(P군),통상적인 산부식 후 타액을 적용한 경우(P+S군), SEP를 사용한 경우(SEP군), 그리고 SEP 적용 후 타액을 적용한 경우(SEP+S군)로 전처리를 분류한 후 각각 레진 접착제와 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제를 사용하여 브라켓을 접착하였다. 접착 직전 매몰된 치아를 불소가 없는 pumice로 low speed handpiece를 이용하여 30초간 치면 세마 후 세척하였다.
대상 데이터
16-18 160개의 치아를 발거 직후 다이아몬드 디스크로 치관을 절단 분리하여 세척한 후, 증류수에 저장하여 실험에 사용하였다.19-21
160개의 치아를 무작위로 20개씩 8군으로 분류하였다. 통상적인 산부식 접착을 한 경우(P군),통상적인 산부식 후 타액을 적용한 경우(P+S군), SEP를 사용한 경우(SEP군), 그리고 SEP 적용 후 타액을 적용한 경우(SEP+S군)로 전처리를 분류한 후 각각 레진 접착제와 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제를 사용하여 브라켓을 접착하였다.
Self Etching Primer를 사용하였다. 교정용 브라켓 접착을 위해, 레진 접착제로 Transbond XT 레진접착제 (3M Unitek, California, USA)를 사용하였고, 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제로는 Fuji Ortho LC (GC America, Illinois, USA)를 사용하였다. 각 재료의 조성은 Table 1과 같다.
본 실험에서는 인간의 법랑질과 물리적 성질, 조성, 결합강도가 유사한 소의 하악 절치를 사용하였다.16-18 160개의 치아를 발거 직후 다이아몬드 디스크로 치관을 절단 분리하여 세척한 후, 증류수에 저장하여 실험에 사용하였다.
윈도우용 SPSS 프로그램 (SPSS Inc., Chicago, USA)을 이용하여 각 군의 전단결합강도의 평균과 표준편차를 산출하였다. 접착 방식과 타액 오염 여부에 따른 각 군내의 전단결합강도의 차이를 검증하기 위해 분산 검정(ANOVA)을 시행한 후, Tukey의 다중 비 교검정에 의한 사후분석을 실시하였다.
, Chicago, USA)을 이용하여 각 군의 전단결합강도의 평균과 표준편차를 산출하였다. 접착 방식과 타액 오염 여부에 따른 각 군내의 전단결합강도의 차이를 검증하기 위해 분산 검정(ANOVA)을 시행한 후, Tukey의 다중 비 교검정에 의한 사후분석을 실시하였다. 전단결합 강도에 대해 접착제의 종류, 접착방식, 타액오염 여부가 미치는 영향을 검증하기 위해 일반 선형 모형(general linear model)을 이용한 다변량 분석을 시행하였다.
이론/모형
접착 방식과 타액 오염 여부에 따른 각 군내의 전단결합강도의 차이를 검증하기 위해 분산 검정(ANOVA)을 시행한 후, Tukey의 다중 비 교검정에 의한 사후분석을 실시하였다. 전단결합 강도에 대해 접착제의 종류, 접착방식, 타액오염 여부가 미치는 영향을 검증하기 위해 일반 선형 모형(general linear model)을 이용한 다변량 분석을 시행하였다.
통상적인 산부식 접착법을 위한 산부식제와 프라이머는 37% 인산과 Transbond XT primer (3M Unitek, California, USA)를 사용하였고, SEP는 Transbond Plus Self Etching Primer를 사용하였다. 교정용 브라켓 접착을 위해, 레진 접착제로 Transbond XT 레진접착제 (3M Unitek, California, USA)를 사용하였고, 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제로는 Fuji Ortho LC (GC America, Illinois, USA)를 사용하였다.
성능/효과
1. 레진 접착제로 브라켓을 부착한 경우, SEP를 사용하여 접착한 군의 전단결합강도는 산부식 후 프라이머를 사용하여 접착한 군에 비해 낮았으나, 타액오염 존재 시 SEP를 이용한 군이 산부식 후 프라이머를 이용한 군에 비해 높은 전단결합강도를 보였다.
2. 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제를 사용한 경우, 전처리법에 따른 전단결합강도는 통계적으로 유의한 차가 없었으나, 타액 오염 존재 시 SEP를 사용한 군의 전단결합강도가 인산 처리 군에 비해 높았다.
3. 접착제의 종류에 관계없이 타액 오염이 존재 시 SEP를 사용한 군이 산부식 후 프라이머를 이용한 군에 비해 높은 전단결합강도를 보였다.
SEP+S군). 또한 전처리방법과 타액의 유무, 접착제의 종류와 전처리방법 간에는 교호작용이 존재하며 전단결합강도에 영향을 미치는 결과를 보였다. 타액 오염이 없을 경우 접착제의 종류와 관계없이 인산부식을 이용한 군이 SEP를 이용한 군보다 더 높은 결합강도를 보였으며, 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제에 비해 레진 접착제에서 전처리법에 따른 전단결합강도의 차가 컸다.
레진 접착제를 사용한 군 내의 비교에서 타액 오염이 없을 때, 산부식 후 프라이머를 사용한 군(P 군)의 결합 강도는 9.06 ± 2.28 MPa으로, SEP를 사용한 군(SEP군)의 전단결합강도 6.23 ± 1.91 MPa에 비해 높았다. 타액 오염 시, SEP를 사용한 군(SEP+S 군)의 전단 결합 강도는 7.
본 연구 결과 SEP 사용 시 레진 접착제와 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제 모두 임상적으로 사용할 수 있는 수준의 전단결합강도를 보였으며, 타액의 존재 시에는 더욱 사용할 수 있는 전단 결합 강도를 보였다. 따라서 SEP를 이용하여 타액의 오염을 조절하기 어려운 대구치 부위의 접착이나 설측장치의 부착 시에도 적절한 결합강도를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구 결과 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제 사용 시 단순 산부식 군(P군)과 SEP를 사용한 군(SEP군)의 결합강도는 각각 6.40 ± 2.60, 6.10 ± 1.45 MPa로, 전처리법에 관계없이 유사한 전단 결합 강도를 보여 통계적으로도 차이가 없었다. 또한 타액 오염 시에도 인산처리군(SEP+S군)에서는 2.
본 연구에서 레진 접착제와 SEP를 사용한 경우(SEP군) 전단결합강도는 6.23 ± 1.91 MPa이었고, 산부식 후 프라이머를 이용한 경우(P군)에서는 9.06 ± 2.28 MPa이 었다. 이는 SEP를 이용한 접착 시 통상적인 레진 접착제와 유사하거나 약간 낮은 강도를 보인 기존의 연구와 다소 차이가 있다.
이번 연구에서 SEP와 레진 접착제를 사용한 경우 전단 결합 강도는 6.23 + 1.91, 7.01 + 1.59 MPa로, 안 등35의 연구에서 보고된 11.16 ± 1.42 MPa에 비해 다소 낮은 결합강도를 보였다. 이는 안 등의 연구가 시편으로 인간의 소구치를 사용하였으며 SEP 적용 전 타액 오염이 이루어진데 비해, 본 연구에서는 시편으로 소의 하악절치를 사용하였으며, SEP 적용 후 타액오염이 이루어졌기 때문으로 생각된다.
이상의 결과에서 SEP를 사용 시 접착제의 종류에 관계없이 임상적으로 사용할 수 있는 수준의 전단결합 강도를 보였으며, 특히 타액이 오염된 치면에서 SEP를 사용하여 브라켓을 접착하는 것은 적절한 결합 강도를 얻으면서도 사용이 간편하고 시술 시간을 단축시킬 수 있으므로 임상적으로 유용할 것으로 판단된다.
일반 선형 모형을 이용한 다변량 분석에서 전처리방법과 타액의 오염 유무, 전처리 방법과 접착제 종류 간에 교호작용이 존재함을 보였다 (Table 3, Fig 2). 타액 오염이 없었던 경우, SEP를 이용한 군의 전단결합 강도는 접착제의 종류에 관계없이 일정했으나, 산부식법을 사용한 경우 레진 접착제로 부착한 군에 비해 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제를 사용한 군의 전단 결합 강도는 낮았다.
접착제 종류에 따라 전처리법이 전단결합강도에 미치는 영향을 살펴보면 본 연구에서는 오염 여부에 관계없이 SEP를 이용한 군이 일정한 결합강도를 나타냈다(SEP, SEP+S군). 또한 전처리방법과 타액의 유무, 접착제의 종류와 전처리방법 간에는 교호작용이 존재하며 전단결합강도에 영향을 미치는 결과를 보였다.
45 MPa로, 전처리에 따른 전단결합 강도의 차이는 크지 않았다. 타액 오염 시 인산 처리 군(SEP+S군)의 전단결합강도는 2.03 ± 1.02 MPa 로 급격히 낮아졌으나, SEP 사용 시 (SEP+S군) 7.00 + 2.02 MPa로 비교적 높은 결합강도를 보이며, 오염되지 않은 군과 통계적 차이가 없었다.
91 MPa에 비해 높았다. 타액 오염 시, SEP를 사용한 군(SEP+S 군)의 전단 결합 강도는 7.01 ± 1.59 MPa로, 인산으로 처리한 군(P+S군)의 2.69 + 1.71 MPa에 비해 타액 오염 하에도 비교적 높은 결합강도를 보였다.
또한 전처리방법과 타액의 유무, 접착제의 종류와 전처리방법 간에는 교호작용이 존재하며 전단결합강도에 영향을 미치는 결과를 보였다. 타액 오염이 없을 경우 접착제의 종류와 관계없이 인산부식을 이용한 군이 SEP를 이용한 군보다 더 높은 결합강도를 보였으며, 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제에 비해 레진 접착제에서 전처리법에 따른 전단결합강도의 차가 컸다. 타액 오염이 존재할 경우 SEP를 사용한 군의 결합강도가 인산부식을 이용한 군에 비해 높으며 일정한 결과를 보였다.
타액 오염이 없었던 경우, SEP를 이용한 군의 전단결합 강도는 접착제의 종류에 관계없이 일정했으나, 산부식법을 사용한 경우 레진 접착제로 부착한 군에 비해 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제를 사용한 군의 전단 결합 강도는 낮았다. 타액 오염이 있었던 경우, 인산처리군의 전단결합강도는 SEP를 사용한 군에 비해 낮았으며, 특히 인산처리군 내에서 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제를 사용한 군이 레진 접착제를 사용한 군보다 낮은 전단결합강도를 보였다.
타액 오염이 없을 경우 접착제의 종류와 관계없이 인산부식을 이용한 군이 SEP를 이용한 군보다 더 높은 결합강도를 보였으며, 레진 강화형 글래스 아이오노머 접착제에 비해 레진 접착제에서 전처리법에 따른 전단결합강도의 차가 컸다. 타액 오염이 존재할 경우 SEP를 사용한 군의 결합강도가 인산부식을 이용한 군에 비해 높으며 일정한 결과를 보였다. 이는 SEP가 기존의 산부식법에 비해 수분이나 타액 오염에 영향을 받지 않는다는 사실을 시사하는 것으로, SEP가 본질적으로 친수성이라는 점 때문이라 생각된다.
후속연구
소의 치아는 인간의 법랑질과 물리적 성질, 조성이 유사한 것으로 보고되었으나, Oesterle 등16은 교정용 브라켓 접착 실험을 위한 소의 치아의 유용성에 대한 연구에서 소의 절치의 전단결합강도가 인간에 비해 21 ~ 44% 낮음을 보고하였다. 그러므로 본 연구에서 산부식 후 타액오염을 시행한 경우(P+S, SEP+S군)를 제외한 나머지 군에서 인간의 법랑질에 적용 시 임상적으로 충분한 전단결합강도를 보일 것으로 생각된다.
본 연구에서는 위의 두 연구와 마찬가지로 타액 적용 후 air thinning 과정이 없었으며, 이는 air thinning으로 인해 잔여 수분이 증발함으로써 결합력이 증가되는 SEP의 특성이 감소되어 타액 적용 후 priming 과정을 거친 안 등35의 연구에 비해 낮은 결합력을 보인다고 생각된다. 그러므로 프라이머 적용 후 오염이 일어나더라도 건조를 시행하거나, 다시 프라이머를 적용한다면 더 높은 결합강도를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.
따라서 SEP를 이용하여 타액의 오염을 조절하기 어려운 대구치 부위의 접착이나 설측장치의 부착 시에도 적절한 결합강도를 얻을 수 있을 것으로 생각된다. 또한 SEP는 불소를 함유하고 있으므로 교정치료 시 나타날 수 있는 법랑질의 탈회 및 백색 반점의 형성을 줄일 수 있을 것으로 생각된다.
한계가 존재한다. 또한 매복치 접착 시 흔히 직면하는 혈액의 오염에 대해서도 임상적으로 수용할만한 결합강도를 보이는가에 대해서는 더 연구가 필요할 것으로 생각된다.
하지만 본 연구가 실험실에서 이루어져 구강 내 환경과는 많은 차이가 있을 것이고 브라켓 접착 시 치아 면에 압접시키는 압력을 일정하게 유지하지 못했다는 한계가 존재한다. 또한 매복치 접착 시 흔히 직면하는 혈액의 오염에 대해서도 임상적으로 수용할만한 결합강도를 보이는가에 대해서는 더 연구가 필요할 것으로 생각된다.
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