Bonding agent의 종류 및 적용 방법에 따른 교정용 브라켓의 전단결합강도에 관한 연구 Effect of Different Types of Bonding Agent and Application Methods on Shear Bond Strength of Orthodontic Bracket원문보기
맹출 장애 치료를 위해 교정력을 이용한 매복치의 맹출 유도를 시행하며, 이 과정 중 여러 원인에 의해 부착 실패가 일어날 수 있다. 이 연구의 목적은 산부식 레진 접착 시스템과 자가 산부식 접착 시스템을 이용하여 전단 결합 강도를 평가해보고, 접착 과정 중, 프라이머 도포 후 광중합 단계를 생략하여 시간 절약이 전단 결합 강도에 미치는 영향을 평가해보고자 하였다. 발거된 사람의 상악 전치부 40개 치아를 대상으로 I군과 II군은 산부식 후 프라이머로 Transbond$^{TM}$ XT Light cure Adhesive primer를 적용 하였으며 III군과 IV군은 Transbond$^{TM}$ Plus Self Etching primer을 적용 하였다. I군과 III군은 제조사의 지시 사항대로, II군과 IV군은 접착제 도포 후 광중합 단계를 줄여 부착을 시행하였다. 그 후 전단결합강도와 접착제 잔류 지수(Adhesive Remnant Index, ARI)를 이용하여 기록하였다. 전단결합강도는 I군, II군, III군 그리고 IV군 순으로 컸으며 대조군인 I군과 실험군 간에만 유의차가 있었다(p < 0.05). ARI 지수는 I군, III군, IV군 그리고 II군 순으로 대조군에서 치면과 레진 사이의 결합력이 컸다. 대조군이 유의하게 전단결합강도가 높았으나 다른 군에서도 임상적으로 유용한 전단결합강도를 가진다.
맹출 장애 치료를 위해 교정력을 이용한 매복치의 맹출 유도를 시행하며, 이 과정 중 여러 원인에 의해 부착 실패가 일어날 수 있다. 이 연구의 목적은 산부식 레진 접착 시스템과 자가 산부식 접착 시스템을 이용하여 전단 결합 강도를 평가해보고, 접착 과정 중, 프라이머 도포 후 광중합 단계를 생략하여 시간 절약이 전단 결합 강도에 미치는 영향을 평가해보고자 하였다. 발거된 사람의 상악 전치부 40개 치아를 대상으로 I군과 II군은 산부식 후 프라이머로 Transbond$^{TM}$ XT Light cure Adhesive primer를 적용 하였으며 III군과 IV군은 Transbond$^{TM}$ Plus Self Etching primer을 적용 하였다. I군과 III군은 제조사의 지시 사항대로, II군과 IV군은 접착제 도포 후 광중합 단계를 줄여 부착을 시행하였다. 그 후 전단결합강도와 접착제 잔류 지수(Adhesive Remnant Index, ARI)를 이용하여 기록하였다. 전단결합강도는 I군, II군, III군 그리고 IV군 순으로 컸으며 대조군인 I군과 실험군 간에만 유의차가 있었다(p < 0.05). ARI 지수는 I군, III군, IV군 그리고 II군 순으로 대조군에서 치면과 레진 사이의 결합력이 컸다. 대조군이 유의하게 전단결합강도가 높았으나 다른 군에서도 임상적으로 유용한 전단결합강도를 가진다.
Attachment of the orthodontic bracket conducted during the window opening procedure can result in failure due to various adverse conditions such as blood or saliva contamination, or other wet conditions. For the success of the bracket attachment, reduction of total operation time is crucial. The pur...
Attachment of the orthodontic bracket conducted during the window opening procedure can result in failure due to various adverse conditions such as blood or saliva contamination, or other wet conditions. For the success of the bracket attachment, reduction of total operation time is crucial. The purpose of this literature is to evaluate the differences between the final resultant shear bond strength of the conventional method of using phosphoric acid and self-etching primer, and that of the operation time-reduced method in which the curing step is omitted subsequent to the primer application. A total of 40 human maxillary incisors were prepared. Group I(control group) and II were etched with 37% phosphoric acid and Group III and IV were conditioned with self-etching primer. Attachment of the group I and III was conducted by manufacturer's instructions. The operation time of Group II and IV was reduced by eliminating the curing step after the primer application. The resultant shear bond strength of each group was measured and an adhesive remnant index (ARI) was recorded. The mean shear bond strength of group I, II, III, and IV were 14.16 MPa, 8.33 MPa, 8.29 MPa, and 6.48 MPa respectively. Significant differences could only be found between the control group and the experimental groups (p < 0.05). The ARI indicated no significant difference among all groups.
Attachment of the orthodontic bracket conducted during the window opening procedure can result in failure due to various adverse conditions such as blood or saliva contamination, or other wet conditions. For the success of the bracket attachment, reduction of total operation time is crucial. The purpose of this literature is to evaluate the differences between the final resultant shear bond strength of the conventional method of using phosphoric acid and self-etching primer, and that of the operation time-reduced method in which the curing step is omitted subsequent to the primer application. A total of 40 human maxillary incisors were prepared. Group I(control group) and II were etched with 37% phosphoric acid and Group III and IV were conditioned with self-etching primer. Attachment of the group I and III was conducted by manufacturer's instructions. The operation time of Group II and IV was reduced by eliminating the curing step after the primer application. The resultant shear bond strength of each group was measured and an adhesive remnant index (ARI) was recorded. The mean shear bond strength of group I, II, III, and IV were 14.16 MPa, 8.33 MPa, 8.29 MPa, and 6.48 MPa respectively. Significant differences could only be found between the control group and the experimental groups (p < 0.05). The ARI indicated no significant difference among all groups.
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문제 정의
본 연구의 목적은 다양한 접착 시스템 적용 및 접착 단계 변화로 접착 시간을 감소시켜주었을 때 임상적으로 유용한 결합 강도를 가지는지 알아보는 것이다. 임상적으로 유용한 결합 강도는 Reynolds[19]에 의하면 6 - 8 MPa이 적절하다고 하였으며, Knoll 등[20]은 7 MPa이 적절하다고 하였다.
이에 본 연구에서 산부식 레진 접착 시스템과 자가 산부식 접착 시스템을 이용하여 전단 결합 강도를 평가해보고, 접착 과정 중에서 프라이머 도포 후의 광중합 단계를 생략하여 시간 절약한 경우, 전단 결합 강도에 미치는 영향에 대해서 평가해보고자 한다.
제안 방법
Transbond™ Plus Self Etching primer을 사용한 Ⅲ군과 Ⅳ군은 20초간 치면 세척 후에 프라이머 적용을 하였다. Ⅰ군과 Ⅲ군은 제조사의 지시대로 부착을 시행하였으며, Ⅱ군과 Ⅳ군은 제조사의 지시사항보다 한 단계를 줄여 프라이머 도포하고 광중합 단계를 생략하고 바로 교정용 브라켓을 부착 후 광중합을 시행하였다. 타이머를 이용하여 각 군마다 걸리는 평균 시간을 측정하였다(Table 3).
Ⅰ군은 대조군으로 전통적인 레진 접착제를 이용하여 부착하였고 Transbond™ XT Light cure Adhesive primer을 사용한 Ⅰ군과 Ⅱ군은 37% 인산으로 30초간 산부식을 하고 20초간 세척을 한 후 프라이머 적용을 하였다. Transbond™ Plus Self Etching primer을 사용한 Ⅲ군과 Ⅳ군은 20초간 치면 세척 후에 프라이머 적용을 하였다.
본 연구는 산부식 레진 접착 시스템(Ⅰ군)과 자가 산부식 접착 시스템(Ⅲ군)을 이용하여 전단 결합 강도를 평가하고 접착 과정 중에서 프라이머 도포 후의 광중합 단계를 생략하여 시간 절약한 경우(Ⅱ, Ⅳ군) 전단 결합 강도를 평가한 것으로 다음과 같은 결론을 얻었다.
완성된 시편을 열순환기(Thermocycling machine, 동경기연, Japan)를 이용하여 5℃와 55℃에서 각각 30초동안 적용하는 방법으로 총 500회의 열순환 과정을 시행하였다. 열순환 시행 후 24시간 동안 상온의 증류수에 보관하였다.
일정한 시편 제작을 위하여 123Design(Autodesk®, USA) 프로그램을 이용하여 가로 22.7 mm, 세로 17.3 mm, 높이 12 mm의 주형을 디자인하여 3D 프린터(DELTA KIT 250, S3D, KOREA)를 이용하여 Poly lactic acid 필라멘트로 주형을 제작하였다(Fig. 1, 2).
치아 순면과 버튼 부착 계면이 crosshead의 장축과 평행이 되도록 시편을 고정시킨 후 만능 시험기(Kyung-Sung Testing Machine Co., KOREA)를 이용하여 50 kgF load cell로 cross-head speed 1 mm /min의 조건으로 버튼이 떨어질 때까지의 최고 하중을 측정한 후 이 측정치를 브라켓 면적(9.62 mm2)으로 나누어 MPa (N/mm2)로 환산하였다(Fig. 3).
대상 데이터
법랑질의 파절과 결손 부위가 없으며 우식이나 충전물이 없는 발거된 사람의 상악 전치부 40개 치아의 협면을 대상으로 하였다. 교정용 브라켓은 곡면이 있는 mesh 형태의 하면으로 직경 3.5 mm의 교정용 버튼(Tomy, Japan)을 사용하였다. 접착제로는 광중합형 교정용 레진 접착제로 Transbond™ XT(3M Unitek, USA)을 이용 하였으며, 산부식에는 37% 인산(3M, USA)을, 프라이머는 제조회사에서 권장하는 Transbond™ XT Light cure Adhesive primer(3M Unitek, USA)와 Transbond™ Plus Self Etching primer(3M Unitek, USA) 두가지를 이용하였다(Table 1).
법랑질의 파절과 결손 부위가 없으며 우식이나 충전물이 없는 발거된 사람의 상악 전치부 40개 치아의 협면을 대상으로 하였다. 교정용 브라켓은 곡면이 있는 mesh 형태의 하면으로 직경 3.
5 mm의 교정용 버튼(Tomy, Japan)을 사용하였다. 접착제로는 광중합형 교정용 레진 접착제로 Transbond™ XT(3M Unitek, USA)을 이용 하였으며, 산부식에는 37% 인산(3M, USA)을, 프라이머는 제조회사에서 권장하는 Transbond™ XT Light cure Adhesive primer(3M Unitek, USA)와 Transbond™ Plus Self Etching primer(3M Unitek, USA) 두가지를 이용하였다(Table 1). 광중합기는 Elipar FreeLight2(3M ESPE, USA)을 사용하였으며 치아 10개마다 Radiometer(dentAmerica, USA)를 사용하여 광원의 조도를 일정하게 유지하였다.
데이터처리
통계 처리는 SPSS 프로그램(Version 17.0, SPSS Inc., USA)을 사용하여 측정된 전단 결합 강도와 접착제 잔류 지수의 분석을 위하여 Kruskal-Wallis test로 유의성 검증 후 Mann-Whitney test로 사후 검정을 시행하였다(p < 0.05).
이론/모형
접착 파절 후 교정용 브라켓에 남아 있는 접착제를 광학 현미경을 이용하여 10배 배율로 관찰하여 접착제가 남아 있는 양상을 Årtun과 Bergland[28]의 접착제 잔류지수(Adhesive Remnant Index, ARI)를 이용하여 기록하였다.
성능/효과
48 MPa로 모든 군에서 임상적으로 적절한 결합 강도를 나타내었다. 또한 대조군이 유의하게 높은 결합강도를 나타내어 인산을 이용한 산부식을 한 군에서 유의하게 전단 결합 강도가 높은 것을 알 수 있었다. 또한 Ⅱ군이 Ⅲ군보다 더 높은 평균 전단 결합 강도 수치가 나왔으나 유의차가 없었으며 Ⅱ군이 Ⅲ군 보다 표준 편차가 큰 것으로 보아 Ⅲ군이 Ⅱ군에 비해 일정한 전단 결합 강도를 가지는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서 평균 결합 강도는 Ⅰ군은 14.16 MPa, Ⅱ군은 8.33MPa, Ⅲ군은 8.29 MPa 그리고 Ⅳ군은 6.48 MPa로 모든 군에서 임상적으로 적절한 결합 강도를 나타내었다. 또한 대조군이 유의하게 높은 결합강도를 나타내어 인산을 이용한 산부식을 한 군에서 유의하게 전단 결합 강도가 높은 것을 알 수 있었다.
05). 하지만 단계를 줄여 산부식 레진 접착 시스템을 적용한 군(Ⅱ군)과 자가 산부식 접착 시스템을 적용한 군(Ⅲ군)에서 비슷한 전단 결합 강도를 보였으며 임상적으로 유용한 접착 강도를 나타내었다. 단계를 줄인 자가 산부식 접착 시스템(Ⅳ군)은 가장 낮은 전단결합강도를 보였으나 임상적으로 유용한 접착 강도를 보였다.
후속연구
이 연구의 한계점은 완벽한 접착 환경 하에 시행하였기 때문에 수술 시의 구강내 습도, 온도, 산도, 그리고 접착 스트레스를 재연하기 힘들어 실제 임상 결과와 다를 수 있다. 또한 치아 보관 용액의 차이로 실제 타액의 환경과 다르다는 점이 있으며 시편에 교정용 브라켓 부착 시 적용하는 부착 강도가 실제 구강 내에서 부착 강도가 다를 수 있어 여러 오차를 만들 수 있으므로 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
이 연구의 한계점은 완벽한 접착 환경 하에 시행하였기 때문에 수술 시의 구강내 습도, 온도, 산도, 그리고 접착 스트레스를 재연하기 힘들어 실제 임상 결과와 다를 수 있다. 또한 치아 보관 용액의 차이로 실제 타액의 환경과 다르다는 점이 있으며 시편에 교정용 브라켓 부착 시 적용하는 부착 강도가 실제 구강 내에서 부착 강도가 다를 수 있어 여러 오차를 만들 수 있으므로 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
‘산부식-수세-접착’의 5세대 접착제의 원리는 무엇인가?
교정용 브라켓의 접착은 레진접착제를 이용하는 ‘산부식-수세-접착’의 5세대 접착제를 가장 많이 이용하며 이는 법랑질 프리즘 사이에 작은 구멍으로 접착제가 법랑질 표면으로 침투할 수 있도록 하여 생긴 기계적인 결합을 기초로 한다[6]. 하지만 인산을 이용한 레진 접착제를 이용할 경우 치아 탈회 및 우식 가능성 및 치면을 완전 건조해야 하므로 술식이 복잡하고 임상적 단계가 많아 시간이 많이 걸리는 단점이 있다[7].
자가 산부식 접착 프라이머의 장점은 무엇인가?
이러한 점 때문에 다른 접착 시스템인 자가 산부식 접착 프라이머(self-etching primer)가 전통적인 산부식법을 대체하기 위해 개발되었으며 수세와 건조 등 복잡한 과정을 생략할 수 있어, 접착 술식 중 일어날 수 있는 시간 및 오차를 줄이는 장점을 가진다. 산성 프라이머는 주성분인 methacrylated phosphoric acid ester로 산 성분이 도말층을 녹여 교원 섬유와 수산화인회석 결정을 피막화하여 단량체 침투와 함께 중합이 되어 접착이 가능하게 한다.
자가 산부식 접착 프라이머의 접착 원리는 무엇인가?
이러한 점 때문에 다른 접착 시스템인 자가 산부식 접착 프라이머(self-etching primer)가 전통적인 산부식법을 대체하기 위해 개발되었으며 수세와 건조 등 복잡한 과정을 생략할 수 있어, 접착 술식 중 일어날 수 있는 시간 및 오차를 줄이는 장점을 가진다. 산성 프라이머는 주성분인 methacrylated phosphoric acid ester로 산 성분이 도말층을 녹여 교원 섬유와 수산화인회석 결정을 피막화하여 단량체 침투와 함께 중합이 되어 접착이 가능하게 한다. 하지만 여러 연구에 의하면 산부식 접착 시스템보다 결합 강도가 약하다고 하였다[9,10].
참고문헌 (29)
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