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문제 정의
- 최근에는 구치부 레진의 사용이 증가함에 따라 수복물이 파절되고, 변색되거나, 오래되어 일부가 닳아져 없어진 경우가 많아지고 있다. 따라서 기존 수복물의 수리를 위해 사용된 복합레진과 new & aged 복합레진간의 결합력에 대한 몇 몇 연구가 이루어졌는데21,22) 이러한 이유로 new & old 컴포머와 수리를 위해 사용된 복합레진 간의 결합력을 비교하고자 본 연구를 시행하게 되었다. 전단결합강도(shear strength)는 교합력에 관여하는 요소 중 하나이기 때문에 컴포머와 복합레진 수복물 간의 전단결합강도를 측정하였는데, 본 연구에서는 fresh 컴포머와 aged 컴포머를 혼용하여 사용하였고 컴포머가 베이스 재료로 사용 됐을 때 그 위에 복합레진이 놓이기 때문에 fresh 컴포머가 사용되었다.
- , 두 재료간의 전단결합강도에 대한 국내 연구는 희소한 상태이다. 이에 저자는 컴포머와 복합레진간에 재료와 조건에 따른 전단결합강도를 측정하고 표면처리에 따른 차이를 비교 분석하여 어떤 조건에서 좋은 전단결합강도를 얻을 수 있는지 연구하여 다소의 지견을 얻었기에 보고하는 바이다.
제안 방법
- 5mm의 크기의 금속 mold로 Dyract AP 혹은 F2000을 충전한 다음 Spectrum 800(Dentsply, De Trey, Konstanz) curing light로 40초 동안 광중합 하였다. 그 위에 직경 3mm, 깊이 2mm의 크기로 만들어진 top mold에 Z250을 충전하여 base mold 위에 고정시키고 40초 동안 광중합을 시행하여 두 개의 mold가 접착되도록 하였다. 제작된 시편을 37℃ 증류수에 24시간 보관한 다음 5℃-55℃에서 각각 500회 (60sec/cycle)의 열순환을 시행하였다.
- 또한 성공적인 접착을 위해서는 컴포머에 접착제를 사용하거나 표면처리를 하는 것이 매우 중요하다고 하겠다. 그러므로 접착제와 더불어 복합레진을 충전한 군과 접착제 없이 복합레진을 충전한 군으로 나누어 조사하였다.
- 이와는 반대로, 치수복조 치료가 불필요하다면 복합레진을 컴포머 위에 즉시 충전할 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 일부 컴포머 표본은 1주일 동안 보관하였고 다른 군에서는 복합레진을 컴포머 위에 즉시 충전하였다.
- 만능시험기(Universal testing machine, Instron 4302, USA)를 이용하여 결합계면에 수직방향으로 반원형의 노치(notch)가 있는 loading stylus를 이용하여 결합계면의 복합레진측에 crosshead speed 5mm/min로 하중을 가하여 파절시의 전단결합강도를 측정하였다. 각 군당 10개의 시편을 제작하였다.
- 컴포머(compomer) 충전물이 파절될 경우 즉, 컴포머 수복이 실패했을 때 기존 컴포머의 파절된 부분(aged compomer)을 복합레진으로 수복해야 하는 경우를 고려해야 한다. 본 연구에서는 컴포머의 표면처리 방법에 따른 수리(repair)를 위한 복합레진과의 전단결합강도 변화를 알아보기 위해 두 개의 mold를 만들어서 Dyract AP, F2000를 컴포머 수복재료로, Z250을 수리용 복합레진 재료로 사용하여 컴포머와 레진을 부착시킨 시편을 제작하였다. 컴포머와 복합레진의 종류 조합, 본딩레진 사용유무, 열순환처리유무, 표면거칠기 부여 유무, 기존 수복물의 시효(aging)에 따라 10개의 군을 제작하여, 컴포머와 복합레진간의 전단결합강도를 측정하고 그 파절양상을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 이전의 연구에서 resin-modified glass-ionomer cement와 복합레진을 etching 했을 때 결합력에 영향을 미치지 못했다고 했기 때문에 본 연구에서는 etching을 표면처리 방법에 추가하지 않았다27,28). 또한 복합레진 또는 컴포머의 결합력에 대한 선학들의 연구에서도 aging에 대한 기간을 7일로 했으므로 본 연구에서도 7일을 선택하게 되었다28).
- 따라서 기존 수복물의 수리를 위해 사용된 복합레진과 new & aged 복합레진간의 결합력에 대한 몇 몇 연구가 이루어졌는데21,22) 이러한 이유로 new & old 컴포머와 수리를 위해 사용된 복합레진 간의 결합력을 비교하고자 본 연구를 시행하게 되었다. 전단결합강도(shear strength)는 교합력에 관여하는 요소 중 하나이기 때문에 컴포머와 복합레진 수복물 간의 전단결합강도를 측정하였는데, 본 연구에서는 fresh 컴포머와 aged 컴포머를 혼용하여 사용하였고 컴포머가 베이스 재료로 사용 됐을 때 그 위에 복합레진이 놓이기 때문에 fresh 컴포머가 사용되었다. 그러나 컴포머 충전물이 깨졌을 경우 즉, 컴포머 수복이 실패했을 때 aged 컴포머와 복합레진으로 수복해야 하는 경우를 고려해야 한다.
- , USA)을, 복합레진은 Z250(3M Dental Products, St Paul, Mn, USA)을 사용하였고, shade는 3가지 재료 모두 A3를 선택하였다. 접착제로는 Prime & Bond NT(De Trey/Dentsply, Konstanz, Germany)를 사용하였으며, 컴포머의 표면 거칠기 부여를 위해서 Super-Snap (Shofu, Japan) kit 중에서 course grit disk를 이용하였다 (Table 1).
- 그 위에 직경 3mm, 깊이 2mm의 크기로 만들어진 top mold에 Z250을 충전하여 base mold 위에 고정시키고 40초 동안 광중합을 시행하여 두 개의 mold가 접착되도록 하였다. 제작된 시편을 37℃ 증류수에 24시간 보관한 다음 5℃-55℃에서 각각 500회 (60sec/cycle)의 열순환을 시행하였다.
- 본 연구에서는 컴포머의 표면처리 방법에 따른 수리(repair)를 위한 복합레진과의 전단결합강도 변화를 알아보기 위해 두 개의 mold를 만들어서 Dyract AP, F2000를 컴포머 수복재료로, Z250을 수리용 복합레진 재료로 사용하여 컴포머와 레진을 부착시킨 시편을 제작하였다. 컴포머와 복합레진의 종류 조합, 본딩레진 사용유무, 열순환처리유무, 표면거칠기 부여 유무, 기존 수복물의 시효(aging)에 따라 10개의 군을 제작하여, 컴포머와 복합레진간의 전단결합강도를 측정하고 그 파절양상을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 파절면을 입체현미경(stereo zoom microscope, Olympus, Japan)을 사용하여 ×30배율로 관찰하여 결합실패의 유형을 관찰하였다.
- 파절양상은 컴포머와 복합레진 사이의 접착계면에서 발생한 접착파괴(adhesive failure)와 컴포머 내부에서 발생한 응집파괴(cohesive failure)로 구분하였다.
대상 데이터
- 만능시험기(Universal testing machine, Instron 4302, USA)를 이용하여 결합계면에 수직방향으로 반원형의 노치(notch)가 있는 loading stylus를 이용하여 결합계면의 복합레진측에 crosshead speed 5mm/min로 하중을 가하여 파절시의 전단결합강도를 측정하였다. 각 군당 10개의 시편을 제작하였다.
- 본 연구에 사용된 복합레진 Z250은 Z100 이후에 개발된 전치부와 구치부에 모두 이용할 수 있는 복합레진으로 TEGDEMA, UDMA, BIS-GMA로 주로 구성되어 있는데 단위무게 당이중결합 수의 감소로 중합시간이 단축되고 높은 분자량으로 중합수축이 감소했다고 제조회사는 보고하고 있다. 레진기질은 BIS-GMA, UDMA, BISEMA로 60%의 충전재가 함유되어있고 광개시제로는 캠포로퀴논을 사용한다.
- 본 연구에서 사용된 두 종류의 컴포머 중, Dyract AP는 두 가지 resin 성분인 UDMA(urethane dimethacylate)와 TCB(butane tetracarboxylic acid) momomer에 strontium fluoro-silicate glass, strontium fluoride, photo initiator, stabilizer를 포함하고 있다. 초기 경화 과정은 복합레진에서와 같이 methacrylate group을 통해서 monomer가 광중합되어 발생한다.
- 본 연구의 실험재료로 컴포머는 Dyract AP(Densply/Detrey, Konstanz, Germany)와 F2000 (3M Co., USA)을, 복합레진은 Z250(3M Dental Products, St Paul, Mn, USA)을 사용하였고, shade는 3가지 재료 모두 A3를 선택하였다. 접착제로는 Prime & Bond NT(De Trey/Dentsply, Konstanz, Germany)를 사용하였으며, 컴포머의 표면 거칠기 부여를 위해서 Super-Snap (Shofu, Japan) kit 중에서 course grit disk를 이용하였다 (Table 1).
데이터처리
- 측정된 각 실험재료의 결합 강도는 10개 군간의 차이가 있는지를 알아보기 위해 비모수 검정법인 Kruskal Wallis test를 시행하였고 두 군간의 비교를 위해 비모수 검정법인 MannWhitney test를 이용하였으며 통계분석은 SPSS 12.0을 이용했다.
이론/모형
- 컴포머가 상아질에 대한 접착이 좋고 습한 환경에서 중합할 수 있기 때문에 base material로 사용될 수 있다. 따라서 본 실험에 컴포머와 복합레진 sandwich model을 사용하였다.
성능/효과
- 1. 컴포머의 복합레진에 대한 전단결합강도를 측정한 결과, Dyract AP가 F2000 보다는 높은 전단강도 값을 보였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었으며(p>0.05), fresh 컴포머군 이 aged 컴포머군보다 결합강도가 높았다(p<0.05).
- 열순환을 시행한 군이 시행하지 않은 군보다 전반적으로 전단결합강도가 낮게 나타났으나 역시 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 10개의 군간의 전단결합강도를 살펴보면 Dyract AP에 접착제를 도포하고 Z250을 접착시킨 제 5군이 가장 높았으며, Dyract AP를 충전하고 1주일간 물에 보관한 후 건조시켜 표면을 roughening 한 후 Z250을 충전시킨 제 9군이 가장 낮았다(p<0.05)(Table 2, 3, Fig. 1).
- 10개의 군간의 전단결합강도를 살펴보면 Dyract AP에 접착제를 도포하고 Z250을 접착시킨 제 5군이 가장 높았으며, Dyract AP를 충전하고 1주일간 물에 보관한 후 건조시켜 표면을 roughening 한 후 Z250을 충전시킨 제 9군이 가장 낮았다(p<0.05)(Table 2, Fig. 1).
- 2. 각 군간의 전단결합강도를 측정한 결과 Dyract AP에 접착제를 도포하고 Z250을 접착시킨 제 5군이 가장 높았으며, Dyract AP를 충전하고 1주일간 물에 보관한 후 건조시켜 표면을 roughening 한 후 Z250을 충전시킨 제 9군에서 가장 낮았다(p<0.05).
- 3. 열순환을 시행한 군이 시행하지 않은 군보다 전단결합강도가 낮게 나타났으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
- 4. 각 재료들의 결합실패가 일어난 파절단면을 조직학적으로 관찰한 결과, 전반적으로 접착파괴를 보였으나, 접착제를 도포한 군에서는 응집파괴가 우세하게 나타났다.
- Mechanical roughening에 의해 미세기계적접착을 얻게되면 접착제가 이러한 retention area로 확산되어 높은 결합력을 얻을 수 있게 되는 것이다25). 그러나 전단결합강도에 대한 본 연구에서는 aged 컴포머를 이용한 군중에서 mechanical roughening만을 한 군이 전단결합강도가 가장 낮았으며, 접착제를 추가로 도포한 경우는 결합강도가 가장 높았으나, fresh 컴포머를 이용한 모든 군보다는 유의하게 낮았다(p<0.05). 그 이유는 aged 컴포머의 경우에 컴포머 표면에서 접착에 기여한 카르복실 그룹과 같은 기능 group이 안정화되어 화학적인 결합이 결여되어 있기 때문에 fresh 컴포머에 비해서 더 낮은 강도를 갖는 것으로 보인다.
- 05). 그리고 Dyract AP위에 Z250을 바로 충전한 1군보다 Dyract AP위에 접착제(bonding agent)를 도포하고 Z250을 충전한 5군이 높은 결합강도를 보였다(p<0.05).
- 이상의 결과 fresh 컴포머 위에 접착제 처리를 시행하여 수리용 수복재료를 사용함으로써 컴포머와 복합레진 간의 결합력을 증가시킬 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 fresh한 컴포머위에 복합레진을 즉시 충전하면 높은 결합력을 얻을 수 있었다. aged 컴포머와 복합레진간의 성공적인 결합력을 얻을려면 aged 컴포머의 표면을 mechanically roughening하고 접착제를 도포한 후 복합레진을 충전해야 할 것으로 사료된다.
- 또한 결합파절 시편에 대한 조직학적 관찰결과 각 재료의 파절양상이 제 1군에서 4군까지 그리고 제 9군은 모두 접착파괴(adhesive failure)를 나타냈으나, 제 5군과 6군은 모두가 응집파괴(cohesive failure)를 보였으며, 제 7군과 8군, 10군에서는 접착파괴와 응집파괴가 각각 절반씩 나타났다.
- 이번 연구 결과 복합레진을 컴포머 위에 즉시 적용하게되면 접착제를 사용하는 것이 좋은 결과를 나타낸다고 하겠다. 만약 컴포머 수복물이 그 위에 복합레진을 적용하기 전에 구강 내에서 1주일 또는 그 이상동안 유지되려면, 복합레진을 적용하기 전에 표면을 거칠게 만들고 그 위에 접착제를 바르는 술식이 추천된다고 하겠다.
- 이상의 결과 fresh 컴포머 위에 접착제 처리를 시행하여 수리용 수복재료를 사용함으로써 컴포머와 복합레진 간의 결합력을 증가시킬 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 fresh한 컴포머위에 복합레진을 즉시 충전하면 높은 결합력을 얻을 수 있었다.
- 전반적으로는 fresh 컴포머 군이 aged 컴포머 군보다 높은 결합강도를 보였다.
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