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문제 정의
- 본 연구는 불소 바니쉬의 불소이온 유리량과 재광화율의 상관관계를 도출하였다. 비록 7일이라는 단기간의 실험이었지만 시중에서 판매되고 있는 6가지의 불소 바니쉬를 실험하였으며, 불소 바니쉬의 재광화 효과에 불소이온 유리량이 미치는 영향을 평가할 수 있었다.
- 이와 같은 불소 바니쉬의 불소이온 유리능력을 평가할 때 사람을 대상으로 한 경우 식이습관, 잇솔질 습관, 타액의 점도와 분비량에 따라 불소 바니쉬의 구강내 부착능과 씻김현상에 대한 개인당 편차가 커서 정확한 비교가 어려울 것으로 생각된다. 본 연구는 실험실적인 연구로 재광화 정도가 비슷한 시편을 얻기 위해 소의 치아를 사용하였으며 불소이온을 측정하는 과정에서 불소바니쉬가 도포된 시편이 담긴 인공타액을 매 3시간마다 1/2씩 교체함으로써 실제 구강환경을 재현하고자 노력하였다.
- 이 연구에서는 불소이온 유리량 뿐 아니라 불소 바니쉬의 재광화 능력도 동시에 평가하였다. 그리하여 불소이온 유리량과 불소 바니쉬에 의한 법랑질의 재광화 능력의 상관관계를 볼 수 있었다.
- 이와 같이 불소 바니쉬의 효능에 대한 여러 연구가 진행되어오고 있음에도 불구하고 시판중인 다양한 불소 바니쉬 제품에 대한 효과나 성능에 관해 비교, 평가한 연구는 미진한 실정이여서 임상가들은 근거기반의 불소 바니쉬 선택에 대한 정보가 여전히 부족한 상황이다. 이에 본 연구는 현재 시판되고 있는 불소 바니쉬 제품의 효능을 보다 정확히 평가하기 위해 실험실적으로 구강내 타액에 의한 씻김현상을 재현하여 이들의 불소 유리 능력을 측정하고 이와 함께 QLF를 이용하여 치질의 재광화 효과를 비교, 분석하고자 한다.
제안 방법
- 전극의 전위가 온도에 의해 변화되는 것을 방지하기 위하여 수집한 모든 인공타액 표본과 표준용액을 25℃의 동일한 온도에서 측정했다. 10개의 시편을 측정할 때마다 기기의 표준화를 시행하였으며 모든 측정은 세 번 측정하고 표준정량을 위해 세 번째 값을 선택하였다.
- QLF-D를 이용하여 시편들의 △F 값을 동일한 실험자가 암실에서 측정하였다. QLF-D 영상은 디지털 카메라(EOS550D, Canon, Tokyo, Japan)로 셔터 스피드 1/45초, 조리개값 3.
- 매 측정 시간마다 불소 바니쉬를 도포한 시편이 보관된 인공 타액 20 mL에서 0.5 mL를 분리하여 불소이온 농도를 측정하였다.
- 소의 절치를 저속핸드피스로 6 mm × 3 mm × 3 mm의 크기로 절단한 후 미리 제작된 아크릴 주형에 매몰하였다. 매몰된 시편을 silicon carbamide paper를 이용하여 400, 800, 2400 그리고 4000 grit까지 단계적으로 연마하였다. 연마 후 시편 표면적의 1/2인 3 mm × 3 mm에 nail varnish를 도포하였다.
- 발거된 소의 절치 중 파절이 없고, 건전한 법랑질 표면을 갖는 치아를 대상으로 시편을 제작하였다. 소의 절치를 저속핸드피스로 6 mm × 3 mm × 3 mm의 크기로 절단한 후 미리 제작된 아크릴 주형에 매몰하였다.
- 불소 바니쉬에 의해 재광화된 표면을 관찰하기 위해 주사전자현미경을 이용한 법랑질 표면구조를 촬영하였다. 재광화된 법랑질 표면양상을 평가하기 위해 탈회된 법랑질은 대조군으로서 사용되었다.
- 불소이온전극을 불소이온측정기(Orion 4-star, Thermo Scientific, USA)에 연결하고 낮은 농도의 표준용액부터 순서대로 보정하여 기준값을 불소이온측정기에 입력하였다. 불소농도는 불소이온측정기에 제조사의 지시에 따라 불소이온전극을 부착하고 불소 표준용액으로 기기의 표준화를 시행한 다음 측정하였다. 전극의 전위가 온도에 의해 변화되는 것을 방지하기 위하여 수집한 모든 인공타액 표본과 표준용액을 25℃의 동일한 온도에서 측정했다.
- 불소이온전극을 불소이온측정기(Orion 4-star, Thermo Scientific, USA)에 연결하고 낮은 농도의 표준용액부터 순서대로 보정하여 기준값을 불소이온측정기에 입력하였다. 불소농도는 불소이온측정기에 제조사의 지시에 따라 불소이온전극을 부착하고 불소 표준용액으로 기기의 표준화를 시행한 다음 측정하였다.
- , Japan)을 이용하였다. 시편들을 진공 데시게이터를 이용하여 충분히 건조시켜준 다음 Ion sputter (E-1030, Hitachi, Japan)를 이용하여 백금 코팅을 80초간 시행하였다. 표면이 코팅된 시편을 카본테이프를 이용하여 시료대 위에 장착한 후 주사전자현미경으로 10000배에서 관찰하였다.
- 6시간 뒤 어린이용 칫솔로 남은 불소를 제거하고 인공 타액을 교환하여 37℃ 항온기에 보관하였다. 시편을 인공 타액에 1주일 동안 위치시켰으며 인공 타액은 6시간마다 교체하였다.
- 5로 조절하여 제작하였다. 시편을 탈회 용액에 37℃로 72시간 동안 보관하여 초기 우식을 유발하였으며 탈회 용액은 24시간 마다 교체하였다.
- 1). 시편의 △F 값이 초기 치아우식증을 의미하는, -25 - -15 범위를 갖는 120개를 선택한 후 이 시편들을 무작위로 20개씩 6개의 군으로 배분하였다.
- 인공타액에 유리된 불소이온의 농도는 1시간, 2시간, 4시간, 8시간, 24시간, 72시간, 168시간 등 총 8회 측정하였으며 인공 타액은 매 3시간마다 총량의 1/2을 새로 교환해 주었다.
- 불소농도는 불소이온측정기에 제조사의 지시에 따라 불소이온전극을 부착하고 불소 표준용액으로 기기의 표준화를 시행한 다음 측정하였다. 전극의 전위가 온도에 의해 변화되는 것을 방지하기 위하여 수집한 모든 인공타액 표본과 표준용액을 25℃의 동일한 온도에서 측정했다. 10개의 시편을 측정할 때마다 기기의 표준화를 시행하였으며 모든 측정은 세 번 측정하고 표준정량을 위해 세 번째 값을 선택하였다.
- 제품당 10 mg의 바니쉬를 5 × 5 mm로 절단한 소의 치아 표면에 마이크로브러쉬를 이용하여 도포하였다.
- 탈회된 시편들을 QLF-D (QLF-D biluminatorTM, Inspektor Research system BV, Amsterdam, The Netherlands)를 이용하여 탈회 정도인 QLF의 △F 값을 측정하였다(Fig. 1). 시편의 △F 값이 초기 치아우식증을 의미하는, -25 - -15 범위를 갖는 120개를 선택한 후 이 시편들을 무작위로 20개씩 6개의 군으로 배분하였다.
- 시편들을 진공 데시게이터를 이용하여 충분히 건조시켜준 다음 Ion sputter (E-1030, Hitachi, Japan)를 이용하여 백금 코팅을 80초간 시행하였다. 표면이 코팅된 시편을 카본테이프를 이용하여 시료대 위에 장착한 후 주사전자현미경으로 10000배에서 관찰하였다.
대상 데이터
- QLF-D를 이용하여 시편들의 △F 값을 동일한 실험자가 암실에서 측정하였다. QLF-D 영상은 디지털 카메라(EOS550D, Canon, Tokyo, Japan)로 셔터 스피드 1/45초, 조리개값 3.2 그리고 ISO 1600으로 설정하여 촬영하였다. 컴퓨터 자동 저장 소프트웨어로 C3 v1.
- 불소이온전극(Orion 9609, Thermo Scientific, USA)의 보정을 위해 10 ppm, 1 ppm, 0.1 ppm, 0.01 ppm의 불소 표준용액을 사용했다. 준비된 불소 표준용액 5 mL와 TISAB III(Total Ionic Strength Buffer III) 0.
- 연구에 사용한 불소 바니쉬는 현재 국내에서 시판되고 있는 6가지 제품을 대상으로 하였다(Table 1).
- 일회 용량으로 포장된 제품을 각 제조사별로 20개씩 사용하였으며 모든 제품은 실험 24시간 전에 상온에 보관한 뒤 도포 직전에 개봉하여 사용하였다.
- 불소 바니쉬에 의해 재광화된 표면을 관찰하기 위해 주사전자현미경을 이용한 법랑질 표면구조를 촬영하였다. 재광화된 법랑질 표면양상을 평가하기 위해 탈회된 법랑질은 대조군으로서 사용되었다. 불소 바니쉬를 적용하여 168시간동안 재광화된 그룹들은 대조군인 탈회된 법랑질에 비해 매끈한 법랑질 표면과 많은 법랑질 결정, 그리고 법랑소주공간의 축소 등이 관찰된다.
데이터처리
- 그리고 불소이온 유리량과 법랑질 재광화의 상관관계를 알아보기 위해서 Spearman’s correlation analysis를 시행하였다.
- 시간에 따른 누적된 불소이온 유리량을 평가하기 위해서 Kruskal-Wallis test를 시행하였다. 탈회와 재광화 정도를 Wilcoxon matched-pairs signed ranks test를 사용하여 분석하였다.
- 2 그리고 ISO 1600으로 설정하여 촬영하였다. 컴퓨터 자동 저장 소프트웨어로 C3 v1.18 (Inspektor Research System BV)을, 분석 프로그램으로 QA v1.18 (Inspektor Research System BV)을 사용하였다. QLF-D로 측정한 △F 값의 재광화율(회복률)은 다음의 공식으로 구하였다.
- 탈회와 재광화 정도를 Wilcoxon matched-pairs signed ranks test를 사용하여 분석하였다. 탈회 후 불소 바니쉬 종류에 따른 군 간 재광화의 유의성 차이를 비교하기 위해 사후 검정으로 Mann Whitney Utest를 시행하였다. 그리고 불소이온 유리량과 법랑질 재광화의 상관관계를 알아보기 위해서 Spearman’s correlation analysis를 시행하였다.
- 시간에 따른 누적된 불소이온 유리량을 평가하기 위해서 Kruskal-Wallis test를 시행하였다. 탈회와 재광화 정도를 Wilcoxon matched-pairs signed ranks test를 사용하여 분석하였다. 탈회 후 불소 바니쉬 종류에 따른 군 간 재광화의 유의성 차이를 비교하기 위해 사후 검정으로 Mann Whitney Utest를 시행하였다.
이론/모형
- 법랑질 표면의 미세구조 분석을 위해 주사전자현미경(JEOL JSM-840A, JEOL CO., Japan)을 이용하였다. 시편들을 진공 데시게이터를 이용하여 충분히 건조시켜준 다음 Ion sputter (E-1030, Hitachi, Japan)를 이용하여 백금 코팅을 80초간 시행하였다.
성능/효과
- EnamelastTM, Clinpro White varnishTM, CavityShieldTM 그룹은 재광화된 법랑질 표면에 미세공(micropore)과 미세균열이 관찰되었으며 다른 불소 바니쉬 그룹에 비하여 법랑질 표면이 더 불규칙하였고 FluoroDose®, MI varnishTM, V varnishTM 그룹은 상대적으로 더 매끄러운(smooth) 표면을 보이고 있다(Fig. 4).
- MI varnishTM와 V varnishTM에서 누적 불소이온 유리량이 가장 높은(p < 0.05) 반면 CS varnishTM가 가장 낮은 누적 불소이온 유리량을 보였다(p < 0.05).
- 이 실험은 168시간동안의 불소이온 노출량을 누적시킨 결과로써 불소이온의 초기 유리량과 후기 유리량은 각각의 불소 바니쉬 제제에 따라서 차이가 있었다. V varnishTM는 가장 높은 재광화율을 보여주었고 불소이온 유리량도 두 번째로 높았지만 시간이 지날수록 불소이온 유리량이 떨어졌고, MI varnishTM는 지속적인 불소이온 유리 효과를 보여주었다. 그러나 여전히 V varnishTM와 MI varnishTM가 높은 이온 농도를 보여주고 있다.
- V varnishTM와 MI varnishTM에서 초기의 불소이온 유리량이 월등히 높았고 시간이 지날수록 불소이온 유리량이 감소하는 양상을 보였으나 다른 불소 제제는 시간 경과에 따른 불소이온 유리량이 상대적으로 덜 감소하였다. 그러나 각 측정시기에서 V varnishTM와 MI varnishTM가 다른 불소 바니쉬 제제에 비해 더 많은 불소이온 유리량을 보였다.
- VV 그룹과 MI 그룹은 다른 그룹들에 비해서 통계적으로 유의하게 높은 재광화율을 보여주었으며, CS 그룹은 통계적으로 가장 낮은 재광화율을 보여주었다(p < 0.05, Table 3).
- 또한 법랑질의 탈회와 재광화를 평가할 수 있는 여러 가지 방법들 중, 시편의 탈회 전후 표면미세경도 측정이나 편광현미경, 전자현미경 등을 이용한 관찰은 측정 부위를 정확히 다시 재현할 수 없는데 반해 QLF는 이전 촬영이 재현 가능하다는 장점이 있다. 각 시편들의 탈회 이전의 QLF 촬영과 재광화 이후의 QLF 촬영은 99%의 재현성으로 중첩(repositioning)되었다. 이런 높은 재현성으로 인해서 QLF ΔF 값의 변화로 얻어지는 재광화율에 신뢰성을 부여하였다.
- Ritwik 등31)은 5% NaF를 함유하는 네 종류의 불소 바니쉬인 Premier Enamel ProVarnishTM, Colgate PreviDentTM, Omni VarnishTM, Omni Varnish XTTM를 각각 발거된 치아에 적용하였고 인공 타액에 담근 후 불소 방출량을 48시간 동안 측정하였다. 그 결과에서 Premier Enamel ProVarnishTM가 가장 많은 불소이온을 유리하여 불소 이온 유리량이 제품에 따라 차이가 있음을 제시하기도 하였다.
- 에서 초기의 불소이온 유리량이 월등히 높았고 시간이 지날수록 불소이온 유리량이 감소하는 양상을 보였으나 다른 불소 제제는 시간 경과에 따른 불소이온 유리량이 상대적으로 덜 감소하였다. 그러나 각 측정시기에서 V varnishTM와 MI varnishTM가 다른 불소 바니쉬 제제에 비해 더 많은 불소이온 유리량을 보였다.
- 이 연구에서는 불소이온 유리량 뿐 아니라 불소 바니쉬의 재광화 능력도 동시에 평가하였다. 그리하여 불소이온 유리량과 불소 바니쉬에 의한 법랑질의 재광화 능력의 상관관계를 볼 수 있었다. 누적된 불소이온 유리량과 법랑질 재광화의 상관관계 분석에서 높은 양의 상관관계가 있었다.
- 누적 불소이온 유리량과 법랑질 재광화는 매우 높은 상관계수(0.89)를 보이는 양의 상관관계가 있었다(p < 0.05).
- 그리하여 불소이온 유리량과 불소 바니쉬에 의한 법랑질의 재광화 능력의 상관관계를 볼 수 있었다. 누적된 불소이온 유리량과 법랑질 재광화의 상관관계 분석에서 높은 양의 상관관계가 있었다. 비록 FluoroDoseTM와 Clinpro White varnishTM의 재광화율이 불소이온 유리량의 순서와 차이가 있었지만 두 그룹간의 재광화율에 통계적으로 유의한 차이가 존재하지 않았기 때문에 충분히 받아들일만한 결과라고 여겨진다.
- 누적된 불소이온 유리량과 법랑질 재광화의 상관관계 분석에서 매우 높은 상관계수(γ=0.89)를 보였고 따라서 높은 양의 상관관계가 있음을 알 수 있었다.
- 도포 후 10시간 이내의 경우 VV 그룹과 MI 그룹의 불소이온 유리량은 다른 그룹들에 비해서 월등히 높았지만(p < 0.05) 시간이 지날수록 불소이온 유리능력이 감소하는 양상을 보여준 반면 다른 그룹의 불소 바니쉬들은 168시간 까지 유리능력이 상대적으로 많이 감소하지 않았다(Fig. 3).
- 모든 불소 바니쉬 그룹에서 탈회 법랑질 시편의 불소 도포 후 ΔF값은 통계적으로 유의하게 증가하였다.
- 모든 불소 바니쉬 그룹에서 탈회된 시편의 불소 바니쉬 도포 후의 재광화율(RΔF)은 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다(p < 0.05, Table 2).
- 불소 바니쉬 그룹들의 불소이온 유리량을 누적으로 168시간이후 측정한 결과 MI varnishTM와 V varnishTM에서 유의하게 높은 값이 측정되었고, CavityShieldTM가 통계적으로 유의하게 가장 낮은 불소이온 누적 유리량을 보였는데 이는 같은 양의 NaF를 함유하고 있다고 하더라도 불소 바니쉬의 성분이나 물리화학적 성상에 따라 불소이온 유리량이 달라질 수 있음을 의미한다.
- 불소 바니쉬를 적용하여 168시간동안 재광화된 그룹들은 대조군인 탈회된 법랑질에 비해 매끈한 법랑질 표면과 많은 법랑질 결정, 그리고 법랑소주공간의 축소 등이 관찰된다. 불소 바니쉬가 적용된 그룹들 중 CavityShieldTM는 다른 불소 바니쉬에 비하여 법랑질 표면이 불규칙하여 법랑소주가 눈에 띄는 양상이 관찰되었고, V varnishTM, MI varnishTM는 상대적으로 매끈한 표면을 보여주었는데 이는 이 두 불소 바니쉬 그룹이 더 뛰어난 재광화 효과를 보여 표면 거칠기가 감소하였기 때문으로 생각된다.
- 본 연구는 불소 바니쉬의 불소이온 유리량과 재광화율의 상관관계를 도출하였다. 비록 7일이라는 단기간의 실험이었지만 시중에서 판매되고 있는 6가지의 불소 바니쉬를 실험하였으며, 불소 바니쉬의 재광화 효과에 불소이온 유리량이 미치는 영향을 평가할 수 있었다. 앞으로 장기간의 연구는 시간에 따른 불소이온 유리량이 재광화에 미치는 영향도 평가할 수 있을 것이다.
- 이상의 결과를 종합해 보면 본 연구에서는 V varnishTM와 MI varnishTM가 가장 높은 불소이온 유리량과 재광화 효과를나타냈다.
- 주사전자현미경을 이용한 법랑질 표면구조에서 불소 바니쉬를 적용하여 재광화된 그룹들은 탈회된 법랑질에 비하여 함몰된 법랑소주가 회복된 양상을 보였으며 이중 V varnishTM와 MI varnishTM가 다른 제제에 비하여 더 매끈한 표면을 보였다.
- 총 168시간 동안의 시간 경과에 따라 8회 측정된 누적 불소이온 유리량은 각 불소 바니쉬 그룹들 간에 서로 유의한 차이를 보였으며(p < 0.05), 최종 측정 시간인 168시간 경과시 측정한 누적 불소이온 유리량은 MI 그룹과 VV 그룹에서 유의하게 높았고 EL, CP, FD 그룹 순이었다.
- 탈회된 법랑질의 재광화율은 V varnishTM, MI varnishTM가 가장 높았으며(p <0.05) CS varnishTM가 가장 낮았다(p < 0.05).
후속연구
- EnamelastTM는 17시간 이후에 매 측정 시점에서 불소이온 농도가 V varnishTM나 MI varnishTM보다 높게 나타나 지속적인 유리능력이 매우 우수함을 보여주고 있다. 앞으로 일정 기간 동안 유리한 전체 불소이온량이 많은 경우가 더 효과적인지 혹은 지속적으로 유리하는 능력이 더 효과적인지에 대해서는 더 많은 연구가 필요하다고 생각된다. 장기간의 실험을 통한 재광화의 측정은 불소 바니쉬의 지속적인 불소이온의 유리능력의 평가를 가능하게 할 것이다.
- 비록 7일이라는 단기간의 실험이었지만 시중에서 판매되고 있는 6가지의 불소 바니쉬를 실험하였으며, 불소 바니쉬의 재광화 효과에 불소이온 유리량이 미치는 영향을 평가할 수 있었다. 앞으로 장기간의 연구는 시간에 따른 불소이온 유리량이 재광화에 미치는 영향도 평가할 수 있을 것이다.
- 앞으로 일정 기간 동안 유리한 전체 불소이온량이 많은 경우가 더 효과적인지 혹은 지속적으로 유리하는 능력이 더 효과적인지에 대해서는 더 많은 연구가 필요하다고 생각된다. 장기간의 실험을 통한 재광화의 측정은 불소 바니쉬의 지속적인 불소이온의 유리능력의 평가를 가능하게 할 것이다.
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