본 연구는 복합레진의 연마방법에 따른 표면특성을 평가하기 위해, microhybrid 레진(Filtek$^{TM}$ Z250)과 nanofill 레진(Filtek$^{TM}$ Z350)을 연마 전, abrasive disk(Sof-lex) 연마 후, polishing brush(Occlubrush) 연마 후로 나누어 분석하였다. 그 결과 레진 표면조도는 연마 후 증가하였는데, 미세조도는 연마방법에 따른 차이가 없었으나 거시조도는 Occlubrush를 이용한 경우 현저하게 커졌다(p < 0.05). Sof-lex 연마의 경우 레진의 filler까지 연마되어 표면이 보다 균일한 형상을 보였으나 Occlubrush 연마시편은 기질층이 뜯겨져 나간 불균일한 형상을 보였다. 두 연마방법 간의 미세경도 유의차는 없었으며(p > 0.05), 연마 후 경도 값이 약 25% 상승하였다. 결론적으로, 복합레진의 표면경도 향상을 위하여 적합한 연마가 필요하며, Sof-lex를 이용한 연마가 더 우수한 것으로 사료된다.
본 연구는 복합레진의 연마방법에 따른 표면특성을 평가하기 위해, microhybrid 레진(Filtek$^{TM}$ Z250)과 nanofill 레진(Filtek$^{TM}$ Z350)을 연마 전, abrasive disk(Sof-lex) 연마 후, polishing brush(Occlubrush) 연마 후로 나누어 분석하였다. 그 결과 레진 표면조도는 연마 후 증가하였는데, 미세조도는 연마방법에 따른 차이가 없었으나 거시조도는 Occlubrush를 이용한 경우 현저하게 커졌다(p < 0.05). Sof-lex 연마의 경우 레진의 filler까지 연마되어 표면이 보다 균일한 형상을 보였으나 Occlubrush 연마시편은 기질층이 뜯겨져 나간 불균일한 형상을 보였다. 두 연마방법 간의 미세경도 유의차는 없었으며(p > 0.05), 연마 후 경도 값이 약 25% 상승하였다. 결론적으로, 복합레진의 표면경도 향상을 위하여 적합한 연마가 필요하며, Sof-lex를 이용한 연마가 더 우수한 것으로 사료된다.
The aim of this study was to evaluate the surface characteristics of composite resins polished with two different polishing methods. 30 disk-shaped specimens were prepared with microhybrid (Filtek$^{TM}$ Z250) and nanofilled (Filtek$^{TM}$ Z350) resins respectively, and classif...
The aim of this study was to evaluate the surface characteristics of composite resins polished with two different polishing methods. 30 disk-shaped specimens were prepared with microhybrid (Filtek$^{TM}$ Z250) and nanofilled (Filtek$^{TM}$ Z350) resins respectively, and classified into three groups: not polished as controls, polished by an abrasive disk (Soflex), and polished by a polishing brush (Occlubrush). Surface roughness was increased after polishing. In terms of micro-roughness, there were no significant differences between the two polishing methods. But macro-roughness values were markedly increased in the Occlubrush group (p 0.05). And the hardness value increased about 25% after polishing. In conclusion, the method of polishing should be chosen deliberately in view of the hardness characteristics of composite resins. Sof-lex is recommended to improve the surface characteristics of polished resins.
The aim of this study was to evaluate the surface characteristics of composite resins polished with two different polishing methods. 30 disk-shaped specimens were prepared with microhybrid (Filtek$^{TM}$ Z250) and nanofilled (Filtek$^{TM}$ Z350) resins respectively, and classified into three groups: not polished as controls, polished by an abrasive disk (Soflex), and polished by a polishing brush (Occlubrush). Surface roughness was increased after polishing. In terms of micro-roughness, there were no significant differences between the two polishing methods. But macro-roughness values were markedly increased in the Occlubrush group (p 0.05). And the hardness value increased about 25% after polishing. In conclusion, the method of polishing should be chosen deliberately in view of the hardness characteristics of composite resins. Sof-lex is recommended to improve the surface characteristics of polished resins.
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문제 정의
본 연구에서는 복합레진 종류와 연마방법에 따른 레진 표면 특성을 분석하고자 하였다. Microhybrid와 nanofill 복합레진을 이용하였으며, abrasive disk와 polishing brush를 사용하여 연마하였다.
제안 방법
마지막으로 미세경도기, Micro-vickers(Shimadzu HMV, Kyoto, Japan)를 이용하여 레진의 표면경도를 분석하였다. 4.9 N의 힘을 10초 동안 가하였으며, 레진 시편 각 군에서 5개씩의 시편을 선택하여 한 시편에서 네 곳의 경도를 측정하여 그 평균값을 분석했다.
본 연구에서는 복합레진 종류와 연마방법에 따른 레진 표면 특성을 분석하고자 하였다. Microhybrid와 nanofill 복합레진을 이용하였으며, abrasive disk와 polishing brush를 사용하여 연마하였다. 복합레진의 표면특성으로는 표면의 미세조도(micro-roughness), 거시조도(macro-roughness), 표면형상(morphology), 그리고 미세경도(micro-hardness)를 분석하였다.
복합레진 연마는 abrasive disk인 Sof-lex disk(3M ESPE, USA)와 polishing brush인 Occlubrush point(Kerr, USA) 를 이용하였으며(Table 2), 연마 방법에 따른 표면 특성 차이를 알아 보기 위하여 시편을 세 군으로 나누었다: 1) 연마 하지 않은 시편, 2) Sof-lex disk로 연마한 시편, 그리고 3) Occlubrush로 연마한 시편. Sof-lex disk는 저속 핸드피스(4000-5000 rpm)를 사용하여 가장 거친 disk부터 세밀한 disk까지(150, 360, 600 and 1200 grit size) 단계별로 15초씩 연마 하였고, 술자 한 명이 비슷한 압력으로 시행하였다. 열 발생을 막기 위하여 주수 하에 실시하였으며, 각 단계 사이에 10초 이상 물로 세척하여 마모제 잔존물이 레진 표면에 남아 있지 않도록 하였다.
공초점레이저현미경, Confocal Laser Scanning Microscope(CLSM: LSM 5 pascal EXCITER, Carl Zeiss, Obercohen, Germany)의 40배 현미경으로 약 450 μm × 450 μm 영역의 표면조도를 분석하였다.
5-30 kV이고, 20-500,000배율의 영상을 얻을 수 있다. 레진 시편 각 그룹에서 5개씩의 시편을 선택하여, 가속전압 15 kV 하에서 500배, 1,000배, 5,000배 영상을 얻었다.
레진 표면의 미세조도와 표면형상을 3차원적으로 분석하기 위하여 원자현미경, Atomic Force Microscope(AFM: XE100, Park systems, Seoul, Korea)을 이용하였다. 이 장비의 최대 분석 범위는 50 μm × 50 μm × 25 μm(각각 x, y, z 방향)이고, 해상도는 수평 2~3 Å, 수직 0.
마지막으로 미세경도기, Micro-vickers(Shimadzu HMV, Kyoto, Japan)를 이용하여 레진의 표면경도를 분석하였다. 4.
복합레진의 연마에 따른 표면특성을 평가하기 위하여, 레진 종류와 연마방법에 따른 표면조도, 표면형상, 미세경도에 대한 평가를 시행하였다. FiltekTM Z250과 FiltekTM Z350을 이용하였으며, 연마 전의 시편을 대조군으로 하여 Sof-lex disk 연마와 Occlubrush 연마를 시행하였다.
Microhybrid와 nanofill 복합레진을 이용하였으며, abrasive disk와 polishing brush를 사용하여 연마하였다. 복합레진의 표면특성으로는 표면의 미세조도(micro-roughness), 거시조도(macro-roughness), 표면형상(morphology), 그리고 미세경도(micro-hardness)를 분석하였다.
아크릴 판에 직경 3 mm, 깊이 2 mm의 원통 모양의 몰드에 복합레진을 충전하고 mylar strip을 이용하여 표면을 압접한 상태에서, LED 광중합기(Valo, Ultradent, USA)로 20초씩 광중합 하였다. 각 레진에 대해 30개씩의 총 60개의 시편을 제작하였다.
Sof-lex disk는 저속 핸드피스(4000-5000 rpm)를 사용하여 가장 거친 disk부터 세밀한 disk까지(150, 360, 600 and 1200 grit size) 단계별로 15초씩 연마 하였고, 술자 한 명이 비슷한 압력으로 시행하였다. 열 발생을 막기 위하여 주수 하에 실시하였으며, 각 단계 사이에 10초 이상 물로 세척하여 마모제 잔존물이 레진 표면에 남아 있지 않도록 하였다. Occlubrush도 저속 핸드피스를 이용하여 주수 하에 20초 동안 연마하였다.
원자현미경과 공초점레이저현미경을 이용하여 미세조도(ra)와 거시조도(Ra)를 평가하였다(Table 3). 전반적으로 원자현미경에 의한 조도가 공초점레이저현미경의 값보다 작게 측정되었고, 연마방법 중에서는 연마를 하지 않은 시편의 조도가 가장 작았다.
표면형상을 다양한 배율로 관찰하기 위하여 주사전자현미경, Field Emission-Scanning Electron Microscopy(FE-SEM: S-4700, Hitachi horiba, Tokyo, Japan)분석을 하였는데, 이 장비의 해상도는 1.5 nm(15 kV), 2.1 nm(1 kV)이며, 가속 전압 범위는 0.5-30 kV이고, 20-500,000배율의 영상을 얻을 수 있다. 레진 시편 각 그룹에서 5개씩의 시편을 선택하여, 가속전압 15 kV 하에서 500배, 1,000배, 5,000배 영상을 얻었다.
대상 데이터
복합레진의 연마에 따른 표면특성을 평가하기 위하여, 레진 종류와 연마방법에 따른 표면조도, 표면형상, 미세경도에 대한 평가를 시행하였다. FiltekTM Z250과 FiltekTM Z350을 이용하였으며, 연마 전의 시편을 대조군으로 하여 Sof-lex disk 연마와 Occlubrush 연마를 시행하였다. 레진 연마 후 표면 특성이 변하는 경향과 그 이유에 대해 고찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
아크릴 판에 직경 3 mm, 깊이 2 mm의 원통 모양의 몰드에 복합레진을 충전하고 mylar strip을 이용하여 표면을 압접한 상태에서, LED 광중합기(Valo, Ultradent, USA)로 20초씩 광중합 하였다. 각 레진에 대해 30개씩의 총 60개의 시편을 제작하였다.
공초점레이저현미경은 원자현미경에 비하여 분석 속도가 빠르고, 더 넓은 영역을 측정할 수 있다는 장점이 있다. 레진 시편은 각 군에서 3개씩 시편을 선택하여 각 시편 당 5지점을 측정하였다.
본 연구에 쓰인 복합레진은 Table 1과 같다. 임상적으로 널리 사용되는 microhybrid 복합레진인 FiltekTM Z250(3MESPE, USA)과 nanofill 복합레진인 FiltekTM Z350(3MESPE, USA)에 대한 실험을 진행하였다. 두 복합레진은 유기질과 무기질 filler 성분이 유사하지만, filler의 크기와 분포가 다르다.
데이터처리
Non-contact mode를 이용하여, 0.5 Hz 속도로 30 μm × 30 μm scan 하여 표면 영상을 얻었으며, XEI(image processing and analysis program) 프로그램을 통하여 평균 미세조도와 3차원 영상을 분석할 수 있었다.
시료간의 표면조도와 미세경도 값의 유의차를 검증하기 위하여, 유의수준 95%에서 일원배치분산분석(ANOVA)을 시행하였다. 통계 분석은 standard statistical software package (SPSS 18.
시편의 전반적인 거칠기를 평가할 수 있는 거시조도 값으로 일원배치 분산분석을 시행하였다. 그 결과, 연마방법에 의한 조도 차이가 통계적으로 유의 하였으며(p < 0.
이론/모형
표면조도의 정량적인 분석을 위하여 본 논문에서는 원자현미경과 공초점레이저현미경을 이용하였다. 원자현미경은 해상도가 높아 미세한 영역(micro-roughness)을 분석할 수 있고 3차원 영상을 얻을 수 있는데 반해, 공초점레이저현미경은 해상도는 다소 떨어지지만 더 넓은 영역(macro-roughness)을 빠른 시간 내에 분석할 수 있는 장점이 있다.
성능/효과
시편의 전반적인 거칠기를 평가할 수 있는 거시조도 값으로 일원배치 분산분석을 시행하였다. 그 결과, 연마방법에 의한 조도 차이가 통계적으로 유의 하였으며(p < 0.05), 복합레진 종류에 따른 차이는 없었다(p > 0.05).
이러한 차이는 레진 표면의 형상에 비하여, 원자현미경 분석 영역이 30 μm × 30 μm로 좁기 때문이라고 생각되는데, 적합한 조도 평가를 위해서는 전체 표면을 대표할 수 있는 균일한 형상을 보이는 너비를 분석하여야 한다. 따라서 전체적인 표면 조도는 더 넓은 영역을 측정한 공초점레이저현미경의 결과를 분석하는 것이 타당하다. 원자현미경 분석에서는 복합레진의 filler에 의한 미세한 표면조도 차이를 비교할 수 있는데, 연마하지 않은 시편을 비교해보면, Z350이 Z250에 비해 더 거침을 알 수 있다.
그러나 복합레진의 연마가 필요한 이유는 표면 경도 때문이다. 본 실험 결과 연마 후 표면경도가 약 25% 증가 하였는데, 연마 전에는 레진 표면이 filler가 없는 유기질 층으로 되어 있어 경도가 낮고 연약했지만, 연마 후에 단단한 filler가 표면에 드러남으로 인해 표면경도가 증가하였다.
연마방법에 따른 결과를 살펴보면, Sof-lex disk로 연마 한 경우 저배율 영상에서 레진 표면은 더 균일한 형상을 보이고, 고배율 영상에서 filler와 유기질층이 함께 깎이면서 균일하게 연마 되었음을 알 수 있다. 그에 반해 Occlubrush를 적용한 경우, 표면이 군데 군데 뜯겨져 나가서 불균일한 형상을 보이며 크고 불규칙한 스크래치가 관찰되었다.
1-1 μm의 glass와 수십 nm의 silica 입자가 혼재되어 있다. 이는 기존의 microfill 복합레진 보다 filler의 함량을 높여 내마모성과 안정성을 향상시킬 수 있었다. 최근에는 filler 입자 크기를 수 nm까지 줄인 nanofill 복합레진도 상용화되어 있는데, filler를 수십 nm까지 작게 만들어 복합레진의 기계적 성질을 향상시켜서 응력을 많이 받는 구치부 수복에도 적합하다.
이상의 결과를 종합해 보면 mycrohybrid 복합레진과 nanofill 복합레진 모두 연마 후 표면조도와 표면경도가 증가하였고, Occlubrush에 비하여 연마제의 경도가 큰 Sof-lex disk로 연마한 경우, 표면특성이 더 우수하였다. 본 연구는 실험실 조건에서 한정적인 실험만을 행한 한계가 있으므로, 추후 실제 치아에 복합레진을 적용하고 다양한 구강조건에서 변화하는 표면특성에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.
각 시편의 미세경도 값은 Table 4와 같은데, 두 레진 모두에서 연마 후 경도가 약 25% 증가하였다. 일원배치분산분석 결과, 연마 전후에 경도 차이가 유의하였으며(p < 0.05), 연마 방법에 의한 차이는 없다고 결론 내릴 수 있다. 또한 복합레진 종류에 의한 차이도 유의하지 않았다(p > 0.
원자현미경과 공초점레이저현미경을 이용하여 미세조도(ra)와 거시조도(Ra)를 평가하였다(Table 3). 전반적으로 원자현미경에 의한 조도가 공초점레이저현미경의 값보다 작게 측정되었고, 연마방법 중에서는 연마를 하지 않은 시편의 조도가 가장 작았다. 거시조도 값은 두 레진 모두에서 다음과 같은 순서를 보였다: none polishing < Sof-lex disk polishing < Occlubrush polishing.
전자현미경 분석을 통한 표면형상을 살펴보면, 연마를 하지 않은 시편의 표면은 filler가 없는 층이 관찰되고 매우 평탄한 형상을 보였다. 그 층 아래로 filler가 희미하게 드러나 보이는데, Z250의 경우 지름 수십 nm - 수 μm의 filler들이 혼재되어 나타났고, Z350은 수십 nm의 filler 입자와 약 20 μm의 덩어리가 관찰된다.
3과 같다. 전자현미경 영상에서와 같이 연마를 하지 않은 시편의 표면은 매끈하였으나, 연마 후에 표면이 거칠어짐을 확인할 수 있었다. Soflex disk로 연마한 시편은 표면이 균일하고 filler가 표면에 나타나 보이며, 연마로 인한 스크래치가 적은 편이었다.
후속연구
이상의 결과를 종합해 보면 mycrohybrid 복합레진과 nanofill 복합레진 모두 연마 후 표면조도와 표면경도가 증가하였고, Occlubrush에 비하여 연마제의 경도가 큰 Sof-lex disk로 연마한 경우, 표면특성이 더 우수하였다. 본 연구는 실험실 조건에서 한정적인 실험만을 행한 한계가 있으므로, 추후 실제 치아에 복합레진을 적용하고 다양한 구강조건에서 변화하는 표면특성에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.
이상의 연구 결과를 종합해 보면, 복합레진의 표면경도 향상을 위하여 적합한 연마가 필요하며, Sof-lex disk를 이용한 연마가 더 우수한 것으로 사료된다. 그리고 복합레진 간의 표면특성은 유사한 양상을 보였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
성공적인 복합레진의 조건은?
치아의 성공적인 수복을 위하여 수복재료는 치아와 같은 광택과 매끄러운 표면을 가져야 하며, 구강 환경에서 오래 유지되어야 한다. 심미적이고 내구성 있는 수복을 위하여 치과용 복합레진이 오랫동안 연구되어 왔으며, 임상적으로 성공적인 복합레진은 표면이 매끄럽고, 마모에 강해야 하며, 시간이 지나서도 색이 안정적이어야 한다1-3). 매끄러운 복합레진 표면은 심미적일 뿐 만 아니라 변색이나 치태 침착을 최소화 시키며 마찰계수를 줄여 마모에 대한 저항성을 높여준다.
기존 microfil 복합레진보다 microhybrid 복합레진에 향상된 기능은?
1-1 μm의 glass와 수십 nm의 silica 입자가 혼재되어 있다. 이는 기존의 microfill 복합레진 보다 filler의 함량을 높여 내마모성과 안정성을 향상시킬 수 있었다. 최근에는 filler 입자 크기를 수 nm까지 줄인 nanofill 복합레진도 상용화되어 있는데, filler를 수십 nm까지 작게 만들어 복합레진의 기계적 성질을 향상시켜서 응력을 많이 받는 구치부 수복에도 적합하다.
연마의 다단계 방법과 한 단계 방법이란?
최종 수복물의 표면 거칠기와 변연적합성 뿐만 아니라 레진 자체의 물리화학적인 성질도 수복물의 특성에 영향을 미치는데, 이러한 성질들이 수복한 치아의 치태 침착, 치주 질환, 복합레진의 변색과 부패에 영향을 줄 수 있다7). 매끄러운 복합레진 표면을 얻기 위해 다양한 마무리와 연마방법이 연구되어 왔는데8-12), 연마는 미세한 diamond bur, abrasive disk, silicon이 입혀진 rubber cup 등을 이용한 다단계 방법과 silicon carbide brush 등을 이용한 한 단계 방법이 있다. 최근의 한 단계 방법은 다단계 방법만큼의 연마 효과가 있는 것으로 알려져 있다13-16).
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