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문제 정의
- 본 연구는 복합레진의 표면 연마에 의한 표면 거칠기 정도가 표면 색상과 투명도에 어떠한 영향을 미치는가를 알아보고자 시행하였다.
- 이러한 가정 하에서 본 연구는 복합레진 표면 색상과 투명도가 복합레진의 표면 거칠기에 따라 어떠한 영향을 받는지 확인하고자 시 행하였다.
가설 설정
- 첫 번째는 shade guide 제작 시 표면의 높은 광택이나 낮은 Ra값을 가지고 제작된 shade guide는 실제 복합레진으로 수복된 표면에서 얻을 수 있는 표면 거칠기와 차이가 날 수 있으며, 표면 거칠기에 따른 표면 색상의 차이가 발생된다면 최상의 조건에서 시행된 shade matching이라 하더라도 오류가 발생될 수 있을 것이라는 가설이다. 두 번째는 구강 내에서 칫솔질 외 다른 많은 요인에 의해 수복물 표면이 마모되어 거칠어진 경우 레진 자체의 변색 등 다른 재수복 요인을 배제하더라도 마모에 의한 색상 및 투명도 차이에 의해 재수복이 필요할 수도 있으리 라는 가설이다.
- 첫 번째 가설은 이전의 연구 결과들과 본 연구결과를 통해 Sof-lex의 SF 디스크에 의해 얻어진 표면의 거칠기 정도라면 Mylar strip과 같은 정도의 표면 거칠기를 가진 주형에 의해 shade guide 제작 시 시각적으로 구분 가능한 색 차는 발생되지 않으리라 사료된다.
- 본 연구는 두 가지 가설 하에서 시행되었다. 첫 번째는 shade guide 제작 시 표면의 높은 광택이나 낮은 Ra값을 가지고 제작된 shade guide는 실제 복합레진으로 수복된 표면에서 얻을 수 있는 표면 거칠기와 차이가 날 수 있으며, 표면 거칠기에 따른 표면 색상의 차이가 발생된다면 최상의 조건에서 시행된 shade matching이라 하더라도 오류가 발생될 수 있을 것이라는 가설이다. 두 번째는 구강 내에서 칫솔질 외 다른 많은 요인에 의해 수복물 표면이 마모되어 거칠어진 경우 레진 자체의 변색 등 다른 재수복 요인을 배제하더라도 마모에 의한 색상 및 투명도 차이에 의해 재수복이 필요할 수도 있으리 라는 가설이다.
제안 방법
- 각 시편의 연마 전과 연마 후, 연마면의 색상 변화를 평가하기 위한 CIE L*a*b* 값과 투명도 변화를 평가하기 위한 백색 배경판과 흑색 배경판 상에서의 Y값을 spectropho- tometer인 Spectrolino를 사용해 측정하고 분석하였으며, 각 시편의 연마 전과 후의 평균 표면 조도 (Ra)값을 Surface Roughness Tester SJ-301 을 이용해 측정하여 다음의 결과를 얻었다.
- Paul, USA)의 서로 다른 거칠기를 갖는 C, M, F 및 SF 디스크로 시편의 한쪽 면을 연마하였으며, 연마를 시행하기 전 Mylar strip으로 압축된 면을 가진 시편을 대조군으로 하였다. 거칠기에 따른 투명도의 변화를 평가하기 위한 직경 6 mm, 두께 1 urn의 시편을 Charisma의 A3 shade로 제작하여, 한쪽 면을 600번, 1000번, 1500번 및 2000번 사포로 연마하였다.
- 유리판 위에 투명한 Mylar strip과 아크릴 주형을 위치시킨 후 복합레진을 2 - 3 mm 주입하고 기포가 생기지 않도록 레진 충전용 기구로 충전하고 가시광선 중합기 (Optilux 501, 13 mm tip diameter, Demetron, USA)를 사용해 60초 동안 광중합한 후, 나머지 부위에 다시 복합레진을 주입하고 윗면에 다시 Mylar strip과 슬라이드 글라스를 위치시키고 압축하여 여분의 레진을 제거하였다. 압축된 레진은 가시광선 중합기 (Optilux 501, Demetron, USA)를 사용해 양면을 각 60 초 동안 광중합 하였다.
- 02 倾의 시편을 완성하였다. 연마 시 각 부분이 일정한 두께를 얻을 수 있도록 직경 6.2 mm, 깊이 1 mm의 hole을 가진 직경 8 mm, 길이 100 mm의 금속 막대에 시편을 위치시키고 시계 방향으로 직경 30 倾정도의 원을 그리며 새로운 사포면에서 10회씩 회전하면서 연마하였다. Mylar strip으로 형성된 면을 가진 대조군은 정확한 두께의 시편 제작에 실패하여 연구에서 제외하였다.
- 모든 디스크는 1회 사용 시 10초 동안만 사용하였으며, 이는 디스크의 오랜 사용에 의한 표면 거칠기 변화의 오차를 줄이기 위함이다. 연마된 시편은 표면의 불순물과 연마된 가루를 제거하기 위해 Ultrasonic cleaner (Biosonic UC100, Coltene/ Whaledent, USA)을 이용해 15분 동안 세척한 후 건조시켰다.
- 원통형 시편을 제작하였다. 유리판 위에 투명한 Mylar strip과 아크릴 주형을 위치시킨 후 복합레진을 2 - 3 mm 주입하고 기포가 생기지 않도록 레진 충전용 기구로 충전하고 가시광선 중합기 (Optilux 501, 13 mm tip diameter, Demetron, USA)를 사용해 60초 동안 광중합한 후, 나머지 부위에 다시 복합레진을 주입하고 윗면에 다시 Mylar strip과 슬라이드 글라스를 위치시키고 압축하여 여분의 레진을 제거하였다. 압축된 레진은 가시광선 중합기 (Optilux 501, Demetron, USA)를 사용해 양면을 각 60 초 동안 광중합 하였다.
- 시편들은 한쪽 면을 약 10000 rpm의 속도로 회전하는 전기 구동 핸드피스에 장착된 4가지 거칠기의 SoFLex 디스크로 연마하였다. 이때 거칠기에 따른 SoFLex 디스크의 마모 정도와 복합레진 삭제량을 고려하여 가장 거친 Coarse 디스크는 10초, Medium 은 20초, Finee 30초, 그리고 Super血ee 40초 동안 연마하였다. 모든 디스크는 1회 사용 시 10초 동안만 사용하였으며, 이는 디스크의 오랜 사용에 의한 표면 거칠기 변화의 오차를 줄이기 위함이다.
- 중합된 시편을 10개씩 4개 군으로 나누고 Mylar strip 제거 후 아무런 표면 연마도 시행하지 않고 색상을 측정한 군을 대조군으로 하고 So仁Lex 디스크의 거칠기에 따라 C, M, F, 그리고 SF군으로 나누었다. 시편들은 한쪽 면을 약 10000 rpm의 속도로 회전하는 전기 구동 핸드피스에 장착된 4가지 거칠기의 SoFLex 디스크로 연마하였다.
- , Tokyo, Japan)을 사용하여 측정하였다. 측정 길이는 0.8 剛로 하였고, 측정 후 1 颐씩 평행 이동시켜서 각 시편 당 4회 측정 후 평균값을 구하였다. Ra 값은 측정 길이 내의 중심선으로부터 표면 윤곽까지의 모든 절대값들의 평균치로 정의되는 평균 표면 조도값을 나타낸다 (Figure 2).
- 하지만 본 연구는 재료의 contrast ratio의 절대값을 구하고자 하는 것이 아니고 표면 거칠기에 따른 각 군 간의 상대적인 contrast ratio의 차이를 확인하고자 하였기에 본 연구에서는 제작된 1 剛 두께의 복합레진 시편을 백색 배경판 (* L = 94.7, a* = 1.1, b* = -0.3)과 흑색 배경판 (* 1.= 16.9, a* = -0.4, b* = -0.9) 상에 위치시키고 색상 측정에 사용한 spectrophotometer인 Spectrolino를 이용해 시편의 3자극치 XYZ 값을 측정하고 3자극치 XYZ 값 중에서 Y값 (배경판상에서 시편의 반사강도)을 이용해 contrast ratio를 계산하였다.
- 혼합형 복합레진인 Charisma (Heraeus Kulzer GmbH, Domagen, Germany)의 Bl과 A3 색상과 미세입자 형 복합레진인 Esthet-X (DENTSPLY Caulk, Milford, USA)의 Bl과 B3 색상으로 거칠기에 따른 색상의 변화를 평가하기 위한 직경 8 倾, 두께 5 mni의 원통형 시편을 제작하고, 복합레진 연마 기구 SofeLex finishing & polishing system (3M, ESPE Dental Products, St. Paul, USA)의 서로 다른 거칠기를 갖는 C, M, F 및 SF 디스크로 시편의 한쪽 면을 연마하였으며, 연마를 시행하기 전 Mylar strip으로 압축된 면을 가진 시편을 대조군으로 하였다. 거칠기에 따른 투명도의 변화를 평가하기 위한 직경 6 mm, 두께 1 urn의 시편을 Charisma의 A3 shade로 제작하여, 한쪽 면을 600번, 1000번, 1500번 및 2000번 사포로 연마하였다.
대상 데이터
- 거칠기에 따른 색상 차이를 평가하기 위한 복합레진 시편은 색상 측정 시 배경색의 영향을 줄이기 위해 직경 8 mm,두께 5 皿의 아크릴 주형을 이용하여 각 제품의 shade 당 40개의 원통형 시편을 제작하였다. 유리판 위에 투명한 Mylar strip과 아크릴 주형을 위치시킨 후 복합레진을 2 - 3 mm 주입하고 기포가 생기지 않도록 레진 충전용 기구로 충전하고 가시광선 중합기 (Optilux 501, 13 mm tip diameter, Demetron, USA)를 사용해 60초 동안 광중합한 후, 나머지 부위에 다시 복합레진을 주입하고 윗면에 다시 Mylar strip과 슬라이드 글라스를 위치시키고 압축하여 여분의 레진을 제거하였다.
- 본 연구에는 표면 거칠기에 따른 표면 색상 차이를 평가하기 위해 Vita shade code를 사용하는 전치부 수복용 복합레진인 Esthet-X (DENTSPLY Caulk, Milford, USA) 의 Bl과 B3 shade와 전구치 혼용 혼합형 복합레진인 Charisma (Heraus Kulzer, Domagen, Germany)의 Bl 과 A3 shade를 사용하였다 (Table 1). 그리고 표면 거칠기에 따른 투명도의 차이를 평가하기 위한 연구에는 Charisma의 A3색상을 사용하였다.
- 01) 상에 시편을 위치시키고 D65 filter를 적용하여 10도 관찰자 각도로 각 시편의 CIE L*a*b* 값을 시편 당 3회 측정하여 평균값을 구하였다. 색상 측정에 사용한 Spectrolino는 4.5 颇의 측정구를 가지는 4570° ring optic DIN 5003 측정기하 방식을 적용한 기기로 표준광 A를 장착하고 있으며 측정 구에 D65 필터를 적용하여 측정하였다.
- 투명도 변화를 평가하기 위한 시편은 직경 6 mm, 두께 1.2 ran의 테프론 주형을 이용해 색상 변화 평가를 위한 시편 제작과 동일한 방법으로 40개의 시편을 제작하였다. 주형으로부터 제거된 시편은 4개의 군으로 나누어 각각 600번, 1000번, 1500번 및 2000번 사포 (Tamiya finishing abrasives, Tamiya Inc.
- 표면 거칠기의 차이를 부여하기 위해 복합레진 연마 기구인 SoFLex finishing and polishing system (3M, ESPE Dental Products, St. Paul, USA)의 4가지 다른 입자 크기의 디스크를 사용하였다. Sof-Lex 디스크는 polyester film에 aluminum oxide입자가 부착된 형태로 저속 치과용핸드피스에 장착하여 사용하도록 설계되어 있으며, aluminum oxide입자의 크기에 따라 Coarse (Dark orange 색상, 평균 입자 크기 : 100 imm), Medium (Orange 색상, 평균 입자 크기 : 29 yin), Fine (Light orange 색상, 평균 입자 크기 : 14 (jm), 및 Superfine (Yellow 색상, 평균 입자 크기 : 5 ㎛)으로 구성되어 있다.
데이터처리
- 이용해 백색의 배경판 (* L = 96.54, a* = -0.19, b* = 0.01) 상에 시편을 위치시키고 D65 filter를 적용하여 10도 관찰자 각도로 각 시편의 CIE L*a*b* 값을 시편 당 3회 측정하여 평균값을 구하였다. 색상 측정에 사용한 Spectrolino는 4.
- Student-Newman Keuls method로 사후검증하였다. L*a*b* 값과 Ra, 그리고 contrast ratio와 Ra 값 간의 관계는 선형 및 다항 회귀분석으로 분석하였다.
- 동일한 재료의 동일 색상에서 표면 처리 방법에 따른 L*a*b*, contrast ratio, 및 Ra값은 one-way ANOVA로비교분석하고 Student-Newman Keuls method로 사후검증하였다. L*a*b* 값과 Ra, 그리고 contrast ratio와 Ra 값 간의 관계는 선형 및 다항 회귀분석으로 분석하였다.
- 색상 변화를 평가하기 위해 제작된 시편과 투명도 변화를 평가하기 위해 제작된 시편의 연마 전과 후의 평균 표면 조도값 (Ra) 을 Surface Roughness Tester SJ-301 (Mytutoyo Manufacturing Ltd., Tokyo, Japan)을 사용하여 측정하였다. 측정 길이는 0.
이론/모형
- A3 shade를 사용하였다 (Table 1). 그리고 표면 거칠기에 따른 투명도의 차이를 평가하기 위한 연구에는 Charisma의 A3색상을 사용하였다.
- 본 연구에서 적용한 CIE L*a*b* 색공간은 측색으로 얻어진 값을 표시하는 방법으로 CIE (국제조명위원회)에서 1976년 정한 것이다. 이 색공간은 측색기로 계측된 3자 극치 XYZ 값으로부터 산출된 L*, a* 그리고 b* 값에 의한 3 차원 직교 좌표를 이용한다.
- 재료의 투명도는 반대 개념인 contrast ratio의 측정에 의해 결정하였다. Contrast ratio는 측정하고자하는 재료의 시편을 흑색 배경판 위에 올려놓았을 때와 반사율을 이미 알고 있는 백색표준판 위에 올려놓았을 때의 분산에 의한 빛의 반사의 비율로 정의한다.
성능/효과
- 1. L * 값은 재료와 색상에 상관없이 가장 거친 SoHex C 디스크로 연마한 군에서 가장 높은 값을 보였으며 (p< 0.05), Esthet-X B3군을 제외한 모든 군에서 Ra값과 높은 상관관계를 보이며 Ra값이 감소함에 따라 L * 값도 낮아졌다.
- 2. a * 값은 표면 거칠기에 따라 특정한 변화 양상을 보이지 않았으며 , Ra값과도 상관관계를 보이지 않았다.
- 3. b* 값은 Esthet-X Bl군을 제외한 모든 군에서 Sof-lex SF 디스크로 연마 시 가장 높은 값을 보였으며 (p < 0.05), Charisma Bl과 Esthet-X B3군에서 Ra값과 비교적 높은 상관관계를 보였다.
- 4. Contrast ratio는 1000번과 1500번 사포로 연마한 군 간을 제외한 모든 군 간에 유의한 차이를 보였으며 (p< 0.05), Ra값과 비교적 높은 상관관계를 보이며 (R2 = 0.801) 표면 거칠기가 감소함에 따라 contrast ratio도 감소하였다.
- Contrast ratio는 1000번 사포로 연마한 군과 1500번 사포로 연마한 군간에의 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며, 평균 표면 조도 (Ra)값은 각 군간에 유의한 차이를 보였다 (p< 0.05).
- 조도 (Ra)값은 Table 4와 같다. 모든 군에서 연마하지 않은 군과 SF 디스크로 연마한 군간에는 Ra값이 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며, CH-B1 군과 EX-B3 군은 SF 디스크로 연마한 군과 F 디스크로 연마한 군 간에도 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 모든 시편은 지문이나 불순물이 묻지 않도록 주의하였으며, 수분의 영향을 배제하기 위하여 건조 상태로 빛이 차단된 용기에 24시간 보관하였다.
- 2 mm 두께의 시편을 사용하였으며, 이는 황과 이의 연구纱에서 언급된 배경색의 영향을 받지 않을 수 있는 시편의 두께에 미치지 못하며 , 이를 근거로 Chung의 연구는 표면 거칠기에 따라 표면의 색상이 변화된 것과 투명도의 변화에 따른 배경색의 영향이 복합적으로 작용하였으리라 생각된다. 본 연구결과 표면 거칠기의 정도는 투명도와 비교적 높은 상관 관계를 가진다. 따라서 실제 임상에서 발생되는 표면 거칠기의 변화에 따른 색상의 변화는 실제 표면 색상의 변화와 투명도 변화에 따른 배경색의 영향이 복합적으로 작용하여 나타난다고 추론 가능하다.
- 몇몇 연구 % 39>에서 보고되었듯이 기기로 측정된 색차와 인간의 눈으로 감지할 수 있는 색차 범위는 2 - 3 이상이다. 본 연구에서 SoMex 디스크를 사용해 표면 연마 시 표면 거칠기에 따라 가장 거친 디스크로 연마한 군과 Mylar strip으로 형성된 표면간에는 눈으로 인지 가능한 색차를 보이고 있다. Chung關의 연구에서와 유사하게 본 연구에서도 표면 거칠기가 증가하면 L* 값이 증가되었으며 이는 평균 표면 조도값과도 비교적 높은 상관 관계를 보였다.
- 표면 조도값을 보였다고 하였다a。. 본 연구에서도 연마를 시행하지 않은 군이 가장 낮은 Ra값을 보였으나 통계적으로 Sof-lex SF 디스크로 연마한 군과 유의한 차이를 보이지 않았다. 이는 다른 연구에서는 Sof-lex와 같은 aluminium oxide 디스크를 단계적으로 사용하-여 굵은 입자를 가진 디스크로 연마 시 발생한 자국이 완선히 제거되지 않아서 일거라 추정하며, 본 연구에서와 같이 SF 디스크를 Mylar strip으로 형성된 면에 바로 적용시 더 낮은 Ra값이 얻어졌으리라 생각된다.
- 칫솔질에 의해서 표면 거칠기는 증가하게 된다. 이 연구에서는 500 g의 하중 하에 20 剛의 이동거리와 150 rpm의 속도로 20, 000회 마모를 시킨 결과 혼합형 광중합 복합레진인 ZT00과 ceromer인 Artglass, Targis 및 Sculpture 모두에서 평균 표면 조도 Ra 값이 증가하였으며, 마모 후 Ra 값은 0.19에서 1.44까지로 본 연구에서 Sof-lex F 디스크 이상의 거칠기로 연마한 군과 1500번 이상의 사포로 연마한 군의 Ra값을 보였다. 이는 Weitman과 Eames'와 Bollen 등©이 제시한 치태 침착 등의 문제점도 발생시키지만 표면의 색소 침착, 자체의 변색 등과 복합적으로 작용해 기존의 색상과는 다른 색상의 레진으로 시각적으로도 구분 가능하게 되리라 사료된다.
- 이상의 결과는 복합 레진의 표면 거칠기는 복합레진의 표면 색상과 투명도에 영향을 미치며 , 이는 수복 후 마모에 의해 표면 색상과 투명도의 변화를 초래할 수 있음을 시사한다.
- 측정된 L* 값은 거친 연마 기구로 표면 처리한 군이 모든 재료와 색상에서 가장 큰 값을 보였으며 연마 기구의 입자가 작아짐에 따라 감소하는 양상을 보였다 (p < 0.05). a* 값은 각 군간에 차이를 보이지 않았으며 , b* 값은 연마 기구의 입자가 작아짐에 따라 증가하는 양상을 보였다 (Figure 3-5).
- 색차는 Table 3과 같다. 표면 처리를 하지 않고 Mylar strip으로 형성된 표면과 SF 디스크로 연마한 군 간에는 시각적으로 인지하기 힘든 색차를 보였으며, 특히 Esthet-X군은 SF 디스크로 연마 시 Charisma에 비해 더 낮은 색차를 보或다 (p< 0.05). 그리고 거친 디스크로 연마할수록 연마하지 않은 군과 더 큰 색차를 보였다.
후속연구
- 결론적으로 거친 표면에 의해 발생되는 많은 문제점들을 최소화하기 위해서는 최상의 활택을 얻을 수 있는 연마 방법을 개발하는 것이며, 이전의 많은 연구5기, 에서 보고된 것처럼 현재 임상에서 사용하고 있는 다양한 연마 기구들 중에서는 Sof~Lex 디스크와 같은 aluminum oxide 디스크를 건조한 상태에서的, planar motione으로 사용하는 방법이 가장 효과적일 것이다. 하지만 이 방법도 복합 레진에 한정해 적용되며 자가 중합형 혹은 광중합형 글래스 아 이오노머 시멘트나 컴포머와 같이 복합레진에 비해 표면 연마가 어려운 다른 심미수복 재료에는 matrix strip의 적절한 응용이나 다른 연마 방법의 모색이 더 필요할 것이다2『如.
- 본 연구의 결과를 종합해보면 Sof-lex와 같은 연마 기구를 이용해 복합레진 수복 시 얻을 수 있는 표면의 활택 정도는 Shade matching 시 발생할 수 있는 shade guide와 복합레진 수복물의 표면 거칠기 차이에 의한 색차의 오류를 극복할 수 있을 정도의 표면 활택을 얻을 수 있으리라 사료되나, 칫솔질 등과 같은 마모에 의한 표면 거칠기의 변화는 투명도와 색상의 변화를 유발해 시각적으로도 인지 가능한 색상의 변화를 초래할 수 있으리라 사료되며, 이후 색상 변화와 투명도 변화간의 상관관계 등의 더 많은 연구를 통해 지속적인 심미성을 유지할 수 있는 방법에 대한 모색이 필요하리 라 생각된다.
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