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문제 정의
- 이에 저자는 치아 우식 예방에 가장 효과적인 불소 유리 수복재와 불소 유형을 알아보기 위해 불소 유리 수복재에 APF 젤과 불소 바니쉬를 도포한 후 불소 유리 양상과 주사전자 현미경 관찰을 통한 표본의 표면 거칠기를 비교 평가하고자 본 연구를 진행하였다.
- 은 부주의하게 불소를 도포할 경우 혈장내 불소 농도를 증가 시켜 간과 신장의 기능에 영향을 줄 수 있다고 했다. 본 연구에서는 불소 도포제 불소바니쉬와 APF 젤을 수복재에 적용한 후 불소 유리의 변화와 수복재 표면을 비교 관찰하여 치아 우식 억제에 끼치는 영향을 알아보고자 하였다.
- 본 연구에서 불소 유리 측정 기간 동안 실험 시간 설정에 맞추어 주사전자현미경으로 관찰하는 것이 가장 큰 어려움 중의 하나였으며, 불소 도포후의 변화를 더 관찰하지 못하여 아쉬움으로 남았다. 실제 환자에게 적용하여 연구할 수 있는 실험 방법의 개발도 필요하리라 사료되었다.
제안 방법
- 아무 처리도 하지 않은 군과 1.23% APF gel(Topical Fluoride Gel®, ANB Inc, USA)을 1분간 1회 적용한 군, 불소 바니쉬 (Fluor protector®, Ivoclar Vivdent, Austria)를 1분간 1회 적용한 군으로 나누었다.
- 불소 유리량 측정 시에는 시편이 담긴 용기에서 꺼내어 동량의 TISAB Ⅲ®(Total Ionic Strength Adjusting Buffer, IsteK, Japan)용액을 잘 섞어 준 후 pH/ISE meter(750P, Istek, Japan)에 부착된 불소 전극(Istek, Japan)을 사용하여 각각의 용액 내에서 유리된 불소 농도를 측정하였다.
- 각 재료마다 10개씩 총 50개의 시편을 둥근 모양으로 제작하였다. 시편은 철판 몰드를 사용하여 두께 1 ㎜, 직경 6 ㎜의 크기로 만들었고, 시편의 기포 발생을 줄이기 위해 유리판으로 압접하여 편평한 표면을 만들었다. 사용된 수복재를 살펴보면, 대조군으로 불소가 포함되어 있지 않은 복합레진 Z350®(3M/ESPE, USA)을 사용하였으며, 실험군으로는 불소 유리 수복재로인 유동성 복합레진, 컴포머, 광중합형 글라스 아이오노머, 자가중합형 글라스 아이오노모를 사용하였다.
- 사용된 수복재를 살펴보면, 대조군으로 불소가 포함되어 있지 않은 복합레진 Z350®(3M/ESPE, USA)을 사용하였으며, 실험군으로는 불소 유리 수복재로인 유동성 복합레진, 컴포머, 광중합형 글라스 아이오노머, 자가중합형 글라스 아이오노모를 사용하였다. 연구 재료들을 철판 몰드에 채우고 광중합기를 이용하여 1분씩 양면에서 중합시켰고, 자가중합형 글라스 아이오노머는 실온에서 5분 동안 화학적으로 중합시켰다. 시편은 24시간동안 100% 습도에서 보관시켰다.
- 제작된 시편에 3 ㎖의 탈 이온수를 채운 다음, 37℃로 고정된 항온 항습기에 보관하였다. 불소 유리량 측정은 보관 후 7일 간은 1일 간격으로, 이후 31일 간은 3일 간격으로 측정하였으며, 보관하는 동안 하루에 한번씩 1분 동안 시편을 자석 교반기 위에 놓고 흔들어 주었다. 그 후 불소 도포 하루 전에 최종 측정을 다시 한 번 시행하였다.
- 그 후 불소 도포 하루 전에 최종 측정을 다시 한 번 시행하였다. 각 시편은 불소 유리량 측정 기간 동안 매일 새로운 탈 이온수로 교환해 주었으며, 주사 전자현미경 관찰을 위한 시편도 동일하게 탈 이온수로 교환해 주었다. 불소 유리량 측정 시에는 시편이 담긴 용기에서 꺼내어 동량의 TISAB Ⅲ®(Total Ionic Strength Adjusting Buffer, IsteK, Japan)용액을 잘 섞어 준 후 pH/ISE meter(750P, Istek, Japan)에 부착된 불소 전극(Istek, Japan)을 사용하여 각각의 용액 내에서 유리된 불소 농도를 측정하였다.
- 불소 유리량 측정 시에는 시편이 담긴 용기에서 꺼내어 동량의 TISAB Ⅲ®(Total Ionic Strength Adjusting Buffer, IsteK, Japan)용액을 잘 섞어 준 후 pH/ISE meter(750P, Istek, Japan)에 부착된 불소 전극(Istek, Japan)을 사용하여 각각의 용액 내에서 유리된 불소 농도를 측정하였다. 측정하는 동안 용액은 자석 교반기 위에 올려놓고 저어 매 측정시마다 0.1ppm, 1ppm, 10ppm 불소 표준 용액(Istek, Japan)으로 표준화 과정을 시행하였다.
- 불소 유리측정 후 시편을 다음과 같은 방법으로 불소 도포하였다. 10개의 시편을 가지고 불소 유리 실험을 하고 이중 5개는 불소 재흡수에 5개는 주사전자현미경 관찰을 시행하였다.
- 각 군 별 표본에 불소를 처리한 후 1일, 7일, 14일, 21일, 28일의 총 4주 동안 실험 1의 방법과 동일하게 불소 유리량을 측정하였다.
- 불소 유리량 측정과 불소 재흡수 능력 비교 실험은 동일하게 처리된 시편들을 불소 재흡수 능력 실험을 위해 불소 처리 후 1일, 7일, 14일, 28일 총 4주간 주사전자현미경으로 비교 관찰하였다.
- 주사전자현미경(JSM LV5410, Japan)을 이용하여 가속 전압 20 kVp 하에서 1000배, 2000배 비율로 시편의 표면을 관찰하였다.
- 보통 30일정도면 불소 유리가 완료되는 것으로 여겨져 이 시기에 불소를 도포했던 이전의 실험들5-10)과 달리 요즘 주로 임상에서 쓰이는 수복 재료들은 불소 방출의 완료 시기가 좀 더 길어 본 실험에서는 45일 후에 불소도포를 시행하였다.
- 현재 임상에서 널리 사용되고 있는 복합레진, 유동성 복합레진, 컴포머, 광중합형 글라스 아이오노머, 자가중합형 글라스아이오노머에서 유리되는 불소의 양을 측정하고, 불소 유리가 완료된 후 APF젤과 불소 바니쉬를 도포한 후 불소 유리의 변화와 주사 전자현미경을 이용한 시편의 표면 거칠기의 비교 평가를 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
대상 데이터
- 사용된 수복재를 살펴보면, 대조군으로 불소가 포함되어 있지 않은 복합레진 Z350®(3M/ESPE, USA)을 사용하였으며, 실험군으로는 불소 유리 수복재로인 유동성 복합레진, 컴포머, 광중합형 글라스 아이오노머, 자가중합형 글라스 아이오노모를 사용하였다.
- 본 연구에 사용된 재료를 Table 1에 표기하였다. 각 재료마다 10개씩 총 50개의 시편을 둥근 모양으로 제작하였다. 시편은 철판 몰드를 사용하여 두께 1 ㎜, 직경 6 ㎜의 크기로 만들었고, 시편의 기포 발생을 줄이기 위해 유리판으로 압접하여 편평한 표면을 만들었다.
- 현재 임상에서 사용되고 있는 복합레진, 유동성 복합레진, 컴 포머, 광중합형 글라스 아이오노머, 자가중합형 글라스 아이오노머를 본 연구에 사용하였다. 38일 동안 복합레진을 제외한 모든 재료에서 다양한 불소 유리량이 나타났다.
- 1980년 후반과 1990년대 초반에 소위 광중합 글라스 아이오노머로 불리는 재료들이 시장에 선보였다. 화학적인 관점에서볼 때, 이 복합적인 재료는 두 가지 다른 구성을 보인다.
데이터처리
- 각각의 재료에 따른 기간별 불소 유리량을 Levene’s test를 이용하여 분산 동질성(variance homogeneity)여부를 확인하고, One-way ANOVA test로 유의성 검정을 시행한 후 Dunnett’s t-test로 사후 검정하였다.
성능/효과
- 3. 주사전자현미경적 소견은 불소를 도포시키지 않은 대조군에 비해 불소를 도포시킨 실험군이 거친 표면을 나타냈다. APF 젤보다 불소 바니쉬 도포 후의 표면이 매끄러웠다.
- 불소 바니쉬와 APF 젤 도포 후 1일 측정치에서 유의한 차이를 보이지만(p<0.05), 전반적으로 낮은 측정치를 나타냈다.
- 1은 측정기간에 따른 불소 유리량의 변화를 나타낸 도표이다. 유동성 복합레진은 1 ppm이하로, 컴포머는 1-2 ppm, 글라스 아이오노머는 2-8 ppm 으로 지속적인 유리가 관찰되었고, 유동성 복합레진군이 다른 실험군에 비하여 유의하게 낮은 불소 유리량을 나타내었다. 자가중합 글라스 아이오노머와 광중합 글라스 아이오노머 사이에는 유의한 차이를 나타내지 않았다.
- 자가중합 글라스 아이오노머와 광중합 글라스 아이오노머 사이에는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 광중합 글라스 아이오노머가 제일 많은 불소를 유리시켰으며 그 양상도 매우 불규칙한 것을 관찰할 수 있었다.
- 자가중합 글라스 아이오노머와 광중합 글라스 아이오노머 사이에는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 광중합 글라스 아이오노머가 제일 많은 불소를 유리시켰으며 그 양상도 매우 불규칙한 것을 관찰할 수 있었다.
- 현재 임상에서 사용되고 있는 복합레진, 유동성 복합레진, 컴 포머, 광중합형 글라스 아이오노머, 자가중합형 글라스 아이오노머를 본 연구에 사용하였다. 38일 동안 복합레진을 제외한 모든 재료에서 다양한 불소 유리량이 나타났다. 유동성 복합레진은 1 ppm이하로, 컴포머는 1-2 ppm, 글라스 아이오노머는 2-8 ppm으로 지속적인 유리가 관찰되었고, 유동성 복합레진군이 다른 군에 비하여 유의하게 낮은 불소 유리량을 나타내었다 (p<0.
- 38일 동안 복합레진을 제외한 모든 재료에서 다양한 불소 유리량이 나타났다. 유동성 복합레진은 1 ppm이하로, 컴포머는 1-2 ppm, 글라스 아이오노머는 2-8 ppm으로 지속적인 유리가 관찰되었고, 유동성 복합레진군이 다른 군에 비하여 유의하게 낮은 불소 유리량을 나타내었다 (p<0.05). 자가중합 글라스 아이오노머와 광중합 글라스 아이오노머 사이에는 유의한 차이를 나타내지 않았다(p>0.
- 광 중합 글라스 아이오노머가 제일 많은 불소를 유리시켰으며 그 양상도 매우 불규칙한 것을 관찰 할 수 있었다. 불소 도포 후의 불소 유리량의 차이는 이들 각각의 재료 뿐만 아니라 도포제의 종류에 따라 불소 유리량에 있어서도 차이가 있었다. 불소 바니쉬보다 APF 젤 도포후가 더 많은 불소 유리 양상을 보였다.
- 불소 도포 후의 불소 유리량의 차이는 이들 각각의 재료 뿐만 아니라 도포제의 종류에 따라 불소 유리량에 있어서도 차이가 있었다. 불소 바니쉬보다 APF 젤 도포후가 더 많은 불소 유리 양상을 보였다. 불소 도포 첫날의 불소 유리에서 불소 바니쉬는 0.
- 은 글라스 아이오노모로부터의 불소 유리는 치면 세균막내에서 Mutans Streptococcus에 대항하는 항균작용을 보인다고 하였다. 본 연구 결과에서 알 수 있듯이 글라스 아이오노머는 불소를 재흡수하여 상당량을 다시 유리할 수 있는 능력이 있고, 대략 6주간에 걸쳐 지속적으로 유리되었다.
- 그러나 글라스 아이오노머가 수복재로 선호되지 않는 이유는 수분에 대한 민감성, 낮은 기계적 강도와 마모 저항성을 갖기 때문이다4). 글래스 아이오노머는 수복 후 초기에 재료가 경화되고 반응하면서 대량의 이온 방출이 되는데 이전의 연구와 동일하게, 본 연구에서도 처음 24시간 이내에 최대의 불소 유리가 일어난 이후 급격히 감소하는 양상을 보여주었다. 이는 다른 여러 논문5,9,11,13) 에서와 같이 첫날에 관찰된 고농도의‘burst effect’로 불린다.
- . 본 연구에서도 불소 바니쉬와 APF 젤 도포 후의 주사전자현미경으로 관찰한 표면 거칠기 평가에서 글라스 아이오노머가 가장 증가된 양상을 보여 주었다. 불소 바니쉬 도포후의 주사전자현미경 소견에서 APF 젤 도포 후 표면보다 필러 입자의 소실이나 분해가 적은 것을 볼 수 있었다.
- 본 연구에서도 불소 바니쉬와 APF 젤 도포 후의 주사전자현미경으로 관찰한 표면 거칠기 평가에서 글라스 아이오노머가 가장 증가된 양상을 보여 주었다. 불소 바니쉬 도포후의 주사전자현미경 소견에서 APF 젤 도포 후 표면보다 필러 입자의 소실이나 분해가 적은 것을 볼 수 있었다.
- 1. 불소 유리 수복재에서 38일간 측정된 불소 유리량은 유동성 복합레진은 1 ppm이하로, 컴포머는 1-2 ppm, 글라스아이오노머는 2-8 ppm으로 지속적인 유리가 관찰되었다. 실험 45일 후 복합레진을 제외한 모든 재료에서 그 이전과 비교했을 때 불소 유리량이 매우 낮게 측정되었다.
- 불소 유리 수복재에서 38일간 측정된 불소 유리량은 유동성 복합레진은 1 ppm이하로, 컴포머는 1-2 ppm, 글라스아이오노머는 2-8 ppm으로 지속적인 유리가 관찰되었다. 실험 45일 후 복합레진을 제외한 모든 재료에서 그 이전과 비교했을 때 불소 유리량이 매우 낮게 측정되었다.
- 2. 불소 바니쉬와 APF 젤 도포 후의 불소 유리 비교 시 APF 젤 도포후가 더 높았다(p<0.05).
- 이상의 결과를 종합해 볼 때, 치아 우식증이 빈발하는 소아 환아의 수복재 선택 시 2차 우식 예방 효과를 도모하기 위한 불소 유리량을 고려한다면 글라스 아이오노머 충전재가 적극 추천되며, 충전재의 표면 거칠기에 미치는 영향을 고려해 볼 때 불소 바니쉬가 APF젤보다 우수한 것으로 나타났다. 따라서 불소 적용 방법을 선택할 때에는 환자의 구강내 환경, 식이 습관 등 환자 개개인의 구강 환경을 적절히 평가하여 적용하는 것이 중요하다.
- 4주 후 측정치에서 다소 증가하는 양상을 보였고, 특히 APF 젤 도포 후 컴포머와 글라스 아이오노머에서 측정값이 증가하였다.
- 불소 바니쉬와 APF 젤 도포 후 재료별 평균 유리량을 살펴보면, 실험 1일째에 불소 유리량이 가장 높게 나타났다. APF 젤 도포 후 실험 1일째에 불소 유리는 글라스 아이오노머군이 다른 군에 비해 높게 나타났다.
- 반면 불소 바니쉬 도포 후 실험 1일째 글라스 아이노오머군이 가장 낮은 불소 유리량을 보였다. 실험 2주와 3주째의 불소 유리량 측정치를 살펴보면, 모든 군에서 매우 유사한 불소 유리 양상이 나타났다. 불소 바니쉬와 APF 젤의 재흡수 능력 비교에서는 불소 바니쉬 도포 후의 불소 유리량이 전체적으로 낮은 측정치를 나타냈고, 안정적인 불소 유리 양상을 보였다(Fig.
- 실험 2주와 3주째의 불소 유리량 측정치를 살펴보면, 모든 군에서 매우 유사한 불소 유리 양상이 나타났다. 불소 바니쉬와 APF 젤의 재흡수 능력 비교에서는 불소 바니쉬 도포 후의 불소 유리량이 전체적으로 낮은 측정치를 나타냈고, 안정적인 불소 유리 양상을 보였다(Fig. 4-6).
- 가속 전압 20 kVp 하에서 2000배의 비율로 확대된 소견이다. 복합레진의 표면 거칠기가 가장 적게 관찰되었고, 컴포머는 복합레진보다 크고 불규칙하고 각진 필러의 양상이 관찰되었다.
- 불소 바니쉬와 APF 젤 도포 1일 후 복합레진은 기질이 소실 되어 대조군에 비해 필러가 더 두드러진 양상을 볼 수 있었다. 불소 바니쉬와 APF 젤 도포 1일 후의 실험군 사이에서 주사전자현미경 소견은 차이가 나지 않았다(Fig.
- 1주일 후 APF 젤 실험군에서 불소 바니쉬의 실험군보다 필러가 더 두드러진 주사전자현미경 소견을 보였다(Fig. 12, 13). 복합레진의 변화는 컴포머에 비해 필러의 차이가 미미하였다.
- 복합레진의 변화는 컴포머에 비해 필러의 차이가 미미하였다. 2주, 4주 후의 거의 모든 실험군에서 불소 바니쉬 도포 후의 사진이 더 매끄러운 양상을 나타내었다. 특히 4주 후는 불소 바니쉬와 APF 젤의 차이가 두드러지게 나타나 보였다(Fig.
후속연구
- 각 수복재의 불소 유리량이 기간별, 환경별로 어떠한 양상을 보이는 지에 대한 기초적 연구 자료는 이후 수복재 관련 실험에 대한 훌륭한 지표가 될 수 있을 것으로 사료되었다.
- 본 연구에서 불소 유리 측정 기간 동안 실험 시간 설정에 맞추어 주사전자현미경으로 관찰하는 것이 가장 큰 어려움 중의 하나였으며, 불소 도포후의 변화를 더 관찰하지 못하여 아쉬움으로 남았다. 실제 환자에게 적용하여 연구할 수 있는 실험 방법의 개발도 필요하리라 사료되었다.
- 앞으로도 우식 병소에 대한 불소 효과를 비교 평가하는 연구가 계속 이루어져야 할 것으로 사료되며, 실제 임상에서 개개인에 따라 다른 환경의 차이를 고려하여 우식을 억제하는 최적의 불소 농도, 불소 유리량, 불소 유리 기간에 대한 추가적인 임상 연구가 심도있게 논의 되어야겠다.
- 따라서 불소 적용 방법을 선택할 때에는 환자의 구강내 환경, 식이 습관 등 환자 개개인의 구강 환경을 적절히 평가하여 적용하는 것이 중요하다. 가장 우수한 적용 방법을 선택하기 위해서는 구강내 환경에 대한 고려 사항이 보강된 연구들이 계속 진행되어야 할것으로 사료된다.
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