35% 과산화수소에 제2인산칼슘를 함유한 치아미백제가 치아의 색과 경도에 미치는 영향 Effect of 35% Hydrogen Peroxide with Dicalcium Phosphate Dihydrate on the Tooth Whitening and Microhardness원문보기
이 연구는 전문가 미백(in-office bleaching)에 사용하는 35% 과산화수소(hydrogen peroxide, HP)를 제2인산칼슘(dicalcium phosphate dihydrate, DCPD)와 혼합하여 치아의 미백 효과와 미세경도를 평가하고자 하였다. 소구치로부터 30개의 치아시편을 제작하여 3군으로 분류하였다(n=10). 35%과산화수소에 DCPD를 0.1, 1wt% 첨가하여 실험군으로 하고 하루 60분간 치아미백을 실시하였다. 치아 미백제에 pH를 측정하였고, 미백 적용한 치아 표면에는 색과 미세경도를 측정하였다. pH는 DCPD 함유한 군에서 DCPD의 함유량이 증가할수록 함유되지 않은 군에 비해 pH 수치가 증가하였다. 색조변화량 (${\Delta}$E)을 비교한 결과, 미백 전에 비해 미백 후 색조 변화를 보였고(p<0.05), 결과적으로 색 변화에 있어 DCPD를 함유한 군과 함유되지 않은 군 사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 법랑질의 표면미세경도를 분석한 결과, 모든 군에서 미백 후 미세경도의 감소를 보였고(p<0.05), DCPD를 혼합한 군은 함유되지 않은 군에 비해 경도 감소의 폭이 훨씬 적게 나타났다. 이상의 결과로부터 DCPD를 함유한 35%과산화수소의 치아미백제는 치아미백 효과가 있고, pH를 상승시켜서 법랑질의 표면 경도를 덜 감소시키므로 치아미백제의 구성성분으로 실용할 수 있을 것으로 사료된다.
이 연구는 전문가 미백(in-office bleaching)에 사용하는 35% 과산화수소(hydrogen peroxide, HP)를 제2인산칼슘(dicalcium phosphate dihydrate, DCPD)와 혼합하여 치아의 미백 효과와 미세경도를 평가하고자 하였다. 소구치로부터 30개의 치아시편을 제작하여 3군으로 분류하였다(n=10). 35%과산화수소에 DCPD를 0.1, 1wt% 첨가하여 실험군으로 하고 하루 60분간 치아미백을 실시하였다. 치아 미백제에 pH를 측정하였고, 미백 적용한 치아 표면에는 색과 미세경도를 측정하였다. pH는 DCPD 함유한 군에서 DCPD의 함유량이 증가할수록 함유되지 않은 군에 비해 pH 수치가 증가하였다. 색조변화량 (${\Delta}$E)을 비교한 결과, 미백 전에 비해 미백 후 색조 변화를 보였고(p<0.05), 결과적으로 색 변화에 있어 DCPD를 함유한 군과 함유되지 않은 군 사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 법랑질의 표면미세경도를 분석한 결과, 모든 군에서 미백 후 미세경도의 감소를 보였고(p<0.05), DCPD를 혼합한 군은 함유되지 않은 군에 비해 경도 감소의 폭이 훨씬 적게 나타났다. 이상의 결과로부터 DCPD를 함유한 35%과산화수소의 치아미백제는 치아미백 효과가 있고, pH를 상승시켜서 법랑질의 표면 경도를 덜 감소시키므로 치아미백제의 구성성분으로 실용할 수 있을 것으로 사료된다.
The purpose of this study was to evaluate tooth whitening and microhardness after treatments with tooth bleaching agents containing dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) and 35% hydrogen peroxide (HP) which were used in-office bleaching. Thirty enamel specimens were obtained from human premolars and ...
The purpose of this study was to evaluate tooth whitening and microhardness after treatments with tooth bleaching agents containing dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) and 35% hydrogen peroxide (HP) which were used in-office bleaching. Thirty enamel specimens were obtained from human premolars and randomly divided into 3 groups(n=10). Tooth bleaching agents were prepared with DCPD (0 g for controls, 0.1 g and 1 g for experimental groups) and HP solution (35% HP). All groups were applied to enamel surfaces for 60 min for 1 day. The pH of each tooth bleaching agent was measured. Tooth color, microhardness of enamel surfaces were also measured. The tooth bleaching agents containing DCPD showed a significant increase in pH compared to the ones without DCPD(p<0.05). Paired t-tests showed significant difference in color values of enamel before and after bleaching in all the groups(p0.05). In all groups, tooth hardness after bleaching showed a significant decrease in microhardness (p<0.05). However, the DCPD concentration increased in the bleaching, microhardness values slightly decreased. Based on the above results, tooth bleaching agents containing DCPD and 35%HP were equally effective. Due to increases in pH and effective reduction of tooth surface decalcification, the surface characteristics are exposed to a reduced degree of negative effects, resulting in fewer constituent enamel alterations. Thus, commercial availability of the constituents of tooth whitening materials can be achieved.
The purpose of this study was to evaluate tooth whitening and microhardness after treatments with tooth bleaching agents containing dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) and 35% hydrogen peroxide (HP) which were used in-office bleaching. Thirty enamel specimens were obtained from human premolars and randomly divided into 3 groups(n=10). Tooth bleaching agents were prepared with DCPD (0 g for controls, 0.1 g and 1 g for experimental groups) and HP solution (35% HP). All groups were applied to enamel surfaces for 60 min for 1 day. The pH of each tooth bleaching agent was measured. Tooth color, microhardness of enamel surfaces were also measured. The tooth bleaching agents containing DCPD showed a significant increase in pH compared to the ones without DCPD(p<0.05). Paired t-tests showed significant difference in color values of enamel before and after bleaching in all the groups(p0.05). In all groups, tooth hardness after bleaching showed a significant decrease in microhardness (p<0.05). However, the DCPD concentration increased in the bleaching, microhardness values slightly decreased. Based on the above results, tooth bleaching agents containing DCPD and 35%HP were equally effective. Due to increases in pH and effective reduction of tooth surface decalcification, the surface characteristics are exposed to a reduced degree of negative effects, resulting in fewer constituent enamel alterations. Thus, commercial availability of the constituents of tooth whitening materials can be achieved.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 전문가 미백에 사용하는 35% 과산화수소를 대조군으로 선택하여 여기에 각 각 DCPD를 혼합하여 실험군으로 하고 첨가량(0.1, 1 wt %)에 따른 법랑질의 색, 경도를 측정하여 DCPD를 함유한 치아미백제의 미백효과와 법랑질의 경도에 대해 연구하고자 한다.
제안 방법
35% 과산화수소 100ml에 DCPD를 비율별(0.1%, 1%)로 첨가하였다[표 1]. 이 재료를 균일하게 혼합하기 위해 stirring을 사용하였다.
본 연구에서 제조한 미백제를 pH meter(Orion Star™, Thermo scientific, USA)를 사용하였다. 각 각의 용액에 magnetic bar를 넣어 24시간 stirring을 시키고 전극을 넣어 parafilm으로 공기를 차단하고 pH를 측정하였다.
30개의 시편을 각 각 10개 씩 나누어 3군으로 분류하였다. 각 군의 시편을 미백 처리 전 색과 경도를 측정하였다. 시편은 건조 후, 본 연구에서 제조한 미백제 250㎕ 을 올려 습윤 상태를 유지하기 위해 증류수 1㎖을 넣어 15분 동안 incubator에 보관했다.
이 용액을 1회용 주사기 여과장치에 거른 후 식혀 시편을 24시간 동안 침적 후, 시편을 꺼내어 증류수로 세척하고, 공기를 5초간 불어 건조하였다. 각각의 시편들을 초기 색과 경도를 측정하였다.
색조 색차계로 시편을 측정 시 감지부는 가능한 한 시편의 정 중앙을 향하도록 하여 색차 측정을 하였다. 먼저 감지부에 흡광통을 밀착해 영점조정을 한 후 표준 백색판에 감지부를 밀착시켜 표준조정을 하고, 시편을 감지부에 밀착시켜 색상을 측정하였다. 측정은 치면과 감지부를 밀착시켜 3번을 측정하고 평균치를 계산하였다.
시편 당 window의 상, 하, 좌, 우 4점을 선정하여 측정하였으며, 미백 전에 측정한 VHN 평균치가 균일한 경도를 가지는 시편들을 대상으로 미백 실험에 사용하였다. 미세경도 감소율 (percentage microhardness loss, PML)은 미백 전 미세경도 값은 VHN(B)로, 미백 후 미세경도 값은 VHN(A)로 나타내어 PML을 구했다. 식은 다음과 같다.
법랑질 색조변화 측정은 색조색차계를 사용하여, 미백 전과 후의 시간별로 실시하였다. 색조 색차계로 시편을 측정 시 감지부는 가능한 한 시편의 정 중앙을 향하도록 하여 색차 측정을 하였다.
법랑질 표면의 미세경도는 미세경도측정기를 사용하여 측정하였다. 시편 표면에 수직이 되게 200 g의 하중으로 10초 동안 압인하여 VHN(vickers hardness number)을 측정하였다.
본 연구에서 제조한 미백제를 ICP(inductively coupled plasma spectrometer; ICP, OPTIMA 4300DV, Perkin-Elmer, USA) 방법을 이용하여 해당 그룹 내의 칼슘과 인 성분을 분석하였다. 본 연구에 사용된 미백제의 칼슘과 인의 이온함량은 함량 분석을 하였으며 각각 5㎖ 씩 정량하여 칼슘과 인의 함량을 측정하였다.
본 연구에서 제조한 미백제를 ICP(inductively coupled plasma spectrometer; ICP, OPTIMA 4300DV, Perkin-Elmer, USA) 방법을 이용하여 해당 그룹 내의 칼슘과 인 성분을 분석하였다. 본 연구에 사용된 미백제의 칼슘과 인의 이온함량은 함량 분석을 하였으며 각각 5㎖ 씩 정량하여 칼슘과 인의 함량을 측정하였다.
본 연구에서는 전문가 미백에 사용하는 35% 과산화수소를 대조군으로 선택하고, 여기에 각 각 DCPD를 0.1, 1wt %를 함유시켜 실험군으로 분류하여 원소분석, pH 측정, 법랑질의 색 및 경도를 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
법랑질 색조변화 측정은 색조색차계를 사용하여, 미백 전과 후의 시간별로 실시하였다. 색조 색차계로 시편을 측정 시 감지부는 가능한 한 시편의 정 중앙을 향하도록 하여 색차 측정을 하였다. 먼저 감지부에 흡광통을 밀착해 영점조정을 한 후 표준 백색판에 감지부를 밀착시켜 표준조정을 하고, 시편을 감지부에 밀착시켜 색상을 측정하였다.
법랑질 표면의 미세경도는 미세경도측정기를 사용하여 측정하였다. 시편 표면에 수직이 되게 200 g의 하중으로 10초 동안 압인하여 VHN(vickers hardness number)을 측정하였다. 시편 당 window의 상, 하, 좌, 우 4점을 선정하여 측정하였으며, 미백 전에 측정한 VHN 평균치가 균일한 경도를 가지는 시편들을 대상으로 미백 실험에 사용하였다.
Leonard 등[25]은 미백효과가 미백제의 적용시간과 적용부위, 미백하기 전의 치아 색에 의해 차이가 발생하며, 미백효과를 판정하기 위해서는 치아를 유사하게 변색시키는 것이 중요하다고 하였다. 이에 본 연구에서는 black tea를 이용하여 치아를 변색시킨 후 미백제에 의한 미백효과를 CIE L* a* b* 측정체계를 이용하여 확인하였다. 모든 군을 1시간 동안 미백하고 색 변화를 측정한 결과, 미백 전에 비해 미백 후에 모든 군에서 색 변화가 나타났다.
먼저 감지부에 흡광통을 밀착해 영점조정을 한 후 표준 백색판에 감지부를 밀착시켜 표준조정을 하고, 시편을 감지부에 밀착시켜 색상을 측정하였다. 측정은 치면과 감지부를 밀착시켜 3번을 측정하고 평균치를 계산하였다. 그리고 CIE 평균값 L*, a*, b* 값을 구하였다.
치아의 협설면을 활용하기 위해 diamond disk로 치아를 근원심, 협면과 설면을 각 각 4 × 4 × 3㎜ 로 자르고, 시편을 포매하기 위하여 지름 10㎜, 높이 5㎜의 원통형 아크릴 링에 편평하게 포매 하였다.
대상 데이터
각 군당 10개의 시편을 이용하여 총 30개의 시편이 본 실험에 이용되었다. 30개의 시편을 각 각 10개 씩 나누어 3군으로 분류하였다.
건전한 법랑질 표면을 가진 소구치 20개 선택하여 치근을 제거하였다. Sulieman 등[15]의 방법을 이용하여 시편변색을 하기위해 CEYLON black tea(WHITTARD of CHELSEA, ENGLAND)를 준비하였다.
본 연구에 미백제를 제조하기 위해 35% 과산화수소(Sigma-Aldrich Co., Ltd, U.S.A)와 DCPD(Junsei Chemical Co., Ltd, Japan)를 사용하였다.
본 연구에서 제조한 미백제를 pH meter(Orion Star™, Thermo scientific, USA)를 사용하였다.
시편 표면에 수직이 되게 200 g의 하중으로 10초 동안 압인하여 VHN(vickers hardness number)을 측정하였다. 시편 당 window의 상, 하, 좌, 우 4점을 선정하여 측정하였으며, 미백 전에 측정한 VHN 평균치가 균일한 경도를 가지는 시편들을 대상으로 미백 실험에 사용하였다. 미세경도 감소율 (percentage microhardness loss, PML)은 미백 전 미세경도 값은 VHN(B)로, 미백 후 미세경도 값은 VHN(A)로 나타내어 PML을 구했다.
치아의 협설면을 활용하기 위해 diamond disk로 치아를 근원심, 협면과 설면을 각 각 4 × 4 × 3㎜ 로 자르고, 시편을 포매하기 위하여 지름 10㎜, 높이 5㎜의 원통형 아크릴 링에 편평하게 포매 하였다. 치아시편을 자동연마기(Polisher DP-1, Dae Heung Science, KOREA)를 사용하여 silicon carbide paper # 600, #1200, #1800, #2400, #4000 순으로 연마하였다.
데이터처리
실험을 통하여 수집된 자료들은 SPSS 11.0 통계 package program을 이용하여 법랑질 표면 색조 및 미세경도 변화를 paired t-test, one-way ANOVA 분석을 시행하였고, 사후 검정으로는 유의수준 5%에서 Tukey's 검정을 시행하여 각 군 간의 평균 차이를 검정하였다.
이론/모형
Jiang 등[7]과 Sulieman 등[15]의 방법에 의해 35% 과산화수소에 DCPD를 이용하여 연구하였다.
건전한 법랑질 표면을 가진 소구치 20개 선택하여 치근을 제거하였다. Sulieman 등[15]의 방법을 이용하여 시편변색을 하기위해 CEYLON black tea(WHITTARD of CHELSEA, ENGLAND)를 준비하였다. 증류수 100㎖을 80℃ 로 가열한 후 black tea를 10동안 담가 우렸다.
성능/효과
1. 치아 미백제의 칼슘과 인의 이온함량을 분석한 결과 DCPD를 함유한 비율에 따라 칼슘과 인의 비율은 1.1-1.2 정도를 보였다.
2. 치아 미백제의 pH를 측정한 결과, DCPD가 함유되지 않은 군의 pH가 가장 낮았고, DCPD가 함유된 군의 pH는 대조군에 비해 수치가 증가하였다.
3. DCPD를 함유된 군과 함유되지 않은 군 간의 색 계수(L* , a* , b* )값을 비교한 결과, 모든 군에서 미백 전에 비해 미백 후 색조 변화를 보였다(p<0.05). 색조 변화량(△E)를 비교한 결과 실험군과 대조군사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.
Sullivan 등[22]은 구강 내 pH가 낮아지면 치아의 무기질함량에 영향을 주어 칼슘과 인의 성분 감소를 보인다고 하였다. 35% 과산화수소에 DCPD를 함유한 군의 pH는 증가하였고(4.7, 4.8), DCPD가 함유되지 않은 군의 pH는 가장 낮았다. 낮은 pH를 가진 치아미백제는 치아 표면의 탈회를 일으키고[7], 경도 저하[7][18], 치아의 형태학적 변화[8][9][18-20]를 일으킨다고 하였다.
4. 법랑질의 표면미세경도를 분석한 결과, DCPD가 함유되지 않은 군에서는 시간 경과에 따라 많은 경도 감소를 보였다(p<0.05), 하지만 DCPD가 혼합한 군은 함유되지 않은 군에 비해 경도 감소의 폭이 훨씬 적게 나타났다.
05). L*값은 증가하여 밝기가 향상됐으며, a*와 b* 값 감소하여 전체적으로 미백의 효과를 보였다(p<0.05). 색조 변화량(△E)를 비교한 결과 DCPD가 함유된 군과 함유되지 않은 군 사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.
미백한 치아의 탈광화 정도를 알아보는 방법으로 미세경도 측정법이 이용되고 있다. 경도 측정 결과 실험한 모든 군에서 미백 전에 비해 미백 후 미세경도의 감소가 보였다. 따라서 본 연구에서는 DCPD가 함유되지 않은 군은 pH 수치가 낮아 치아 표면의 탈회로 치아의 무기질 감소가 되어 미세경도의 감소로 나타났고, DCPD가 함유된 미백제는 칼슘과 인이 첨가되어 pH 수치가 증가되었고 치아 표면의 무기질 감소를 줄여 미세경도가 덜 감소했다고 사료된다.
대조군 A1에 비해DCPD 함량을 0.1%, 1%로 증가시켰을 때 pH 수치는 증가하였다 (p<0.05).
05). 따라서 DCPD가 함유된 치아미백제는 함유되지 않은 미백제와 동일한 수준의 미백효과가 있었다.
경도 측정 결과 실험한 모든 군에서 미백 전에 비해 미백 후 미세경도의 감소가 보였다. 따라서 본 연구에서는 DCPD가 함유되지 않은 군은 pH 수치가 낮아 치아 표면의 탈회로 치아의 무기질 감소가 되어 미세경도의 감소로 나타났고, DCPD가 함유된 미백제는 칼슘과 인이 첨가되어 pH 수치가 증가되었고 치아 표면의 무기질 감소를 줄여 미세경도가 덜 감소했다고 사료된다. Zantner 등[10]의 연구에서는 미백 전에 비해 미백 후 12-40% 정도의 미세경도 감소를 보였고, 본 연구에서 5-13% 정도 감소를 보였다.
이에 본 연구에서는 black tea를 이용하여 치아를 변색시킨 후 미백제에 의한 미백효과를 CIE L* a* b* 측정체계를 이용하여 확인하였다. 모든 군을 1시간 동안 미백하고 색 변화를 측정한 결과, 미백 전에 비해 미백 후에 모든 군에서 색 변화가 나타났다. L* 값은 미백 후 많은 증가를 보였고, b* 값과 a* 값은 감소되어 전체적으로 미백 효과를 보였다.
a* 값의 변화는 +(빨간색) 방향에서 -(녹색) 방향으로 변화하였고, b* 값은 미백 후 +(노란색) 방향에서 - (파란색) 방향으로 감소되었다. 미백 처리에 따른 b* 값의 변화는 a* 값의 변화보다 컸고 치아의 색조가 노란색이 감소됨을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 미백제에 함유된 DCPD가 치아미백에 방해가 되지 않으며 오히려 미백을 증진시키는 것을 알 수 있었다.
본 연구에 사용된 치아 미백제의 칼슘과 인의 이온함량을 분석한 결과 DCPD를 함유한 비율에 따라 칼슘과 인의 비율은 1.1-1.2 정도를 보였다[표 2].
본 연구에서 제조된 미백제의 성분 분석을 한 결과, 35% 과산화수소에 DCPD가 함유된 비율에 따라 칼슘과 인의 함량이 증가하였다. 칼슘과 인의 비율은 1.
실험군과 대조군 모두에서 미백 전에 비해 미백 후 미세경도 값이 유의하게 감소되었다(p<0.05).
미백 처리에 따른 b* 값의 변화는 a* 값의 변화보다 컸고 치아의 색조가 노란색이 감소됨을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 미백제에 함유된 DCPD가 치아미백에 방해가 되지 않으며 오히려 미백을 증진시키는 것을 알 수 있었다. Ruyter 등[26]은 인간의 눈으로 인지 가능한 치아변색은 ΔE* 값이 3.
이상의 결과로부터 DCPD를 함유한 35% 과산화수소 치아미백제는 치아미백 효과가 있고 pH를 상승시켜 탈회된 법랑질의 표면과 성분 변화에 덜 영향을 줌으로 치아미백제의 구성성분으로 실용할 수 있을 것으로 사료된다.
후속연구
본 연구는 착색의 방법에 있어 구강 내 조건이 그대로 적용된 것이 아닌 in vitro 실험으로 진행되었기 때문에 미백효과에 약간의 차이가 있을 수 있으며, 타액으로 인한 재광화 효과를 배제한 실험으로 추후 in vivo 상태의 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현재 사용 중인 치아 미백제의 주 성분은?
치아미백은 초기에는 무수치 표면에 백색물질을 도포하거나 내면을 채우는 것에서부터 기원하여 1868년 생활치 미백술이 처음으로 소개되었고, 초기에 사용되는 약제는 수산(oxalic acid)을 사용하다가 Harlan에 의해 과산화수소(hydrogen peroxide, HP)가 널리 사용되기 시작하였다[1]. 현재 사용 중인 치아 미백제는 주성분인 과산화수소, 과산화 요소(carbamide peroxide), 과붕산나트륨(sodium perborate) 등 다양한 재료가 이용 되고 있다. 치아미백이란 과산화수소가 주성분으로 물과 활성산소로 분해되고, 이렇게 생성된 활성산소는 치아의 변색을 초래하는 착색물질과 화학반응을 하여 미백효과를 갖게 된다[2].
치아미백술 중, 자가미백이란?
치아미백술의 종류로는 자가 미백(home bleaching)과 전문가 미백(in-office bleaching)으로 나뉜다. 자가 미백은 10-15% 내외의 저농도 과산화요소를 이용하여 환자의 구강에 맞게 제작된 미백장치에 환자가 직접 미백제를 적용시키는 미백술이다[3]. 전문가 미백은 진료실에서 고농도의 과산화수소를 사용하여 1주일에 1회, 또는 2-3주 치료가 보편적이며, 적용시간은 20분에서 1시간정도로 제조사에 따라 차이가 있다[4].
치아미백술의 종류는 무엇으로 구분되는가?
치아미백술의 종류로는 자가 미백(home bleaching)과 전문가 미백(in-office bleaching)으로 나뉜다. 자가 미백은 10-15% 내외의 저농도 과산화요소를 이용하여 환자의 구강에 맞게 제작된 미백장치에 환자가 직접 미백제를 적용시키는 미백술이다[3].
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