Poly-ether-ketone-ketone (PEKK) 포스트로 수복한 근관 치료 치아의 정적 파절 저항성 및 파절 형태에 관한 평가 Evaluation of static fracture resistances and patterns of pulpless tooth restored with poly-ether-ketone-ketone (PEKK) post원문보기
목적: 본 연구의 목적은 주조 금속 포스트, 기성 섬유강화형 포스트 그리고 치과영역에서 새롭게 주목 받고 있는 재료인 polyetherketoneketone(PEKK)으로 제작한 포스트로 수복된 근관 치료 치아의 파절 강도 및 파절 양상에 대해 조사하는 것이다. 재료 및 방법: 총 21개의 하악 소구치를 포스트 재료에 따라 각각 7개씩 3개의 군으로 무작위로 분류하였다. 그룹 A는 주조 금속 포스트 코어; 그룹 B는 기성 섬유강화형 포스트 및 레진 코어; 그룹 C는 밀링된 PEKK 포스트 코어로 수복하였다. 모든 시편은 금속관으로 수복하였다. 각각의 시편들을 제작 후 만능 시험기를 사용하여 2 mm/min 속도로 치아 장축에 대해 135도의 정적 하중을 가하여 파절 강도를 측정하고, 파절 양상에 대해 조사하였다. 결과 분석은 유의수준${\alpha}=.05$에서 Kruskal-Wallis test 후 사후검정으로 Mann-Whitney U test를 시행하였다. 결과: PEKK 포스트 파절 강도는 주조 금속 포스트와 기성 섬유강화형 포스트에 비해 낮은 값을 보였다. 파절양상에 있어서는 육안과 현미경, 방사선 사진을 통해 살펴본 결과 금속 포스트 코어에서는 치근파절의 양상이 대부분 나타난 반면 기성 섬유 강화형포스트는 포스트의 탈락이 주로 발생하였다. PEKK 포스트 코어의 경우 치아와 포스트가 함께 파절되는 양상이 주로 나타났다. 결론: 치관부 치질이 심하게 손상된 치아 수복 시 적절한 재료의 선택이 필요하며, PEKK 포스트의 임상적 적용을 위해서는 강도 향상에 대한 연구가 더 필요할 것으로 보인다.
목적: 본 연구의 목적은 주조 금속 포스트, 기성 섬유강화형 포스트 그리고 치과영역에서 새롭게 주목 받고 있는 재료인 polyetherketoneketone(PEKK)으로 제작한 포스트로 수복된 근관 치료 치아의 파절 강도 및 파절 양상에 대해 조사하는 것이다. 재료 및 방법: 총 21개의 하악 소구치를 포스트 재료에 따라 각각 7개씩 3개의 군으로 무작위로 분류하였다. 그룹 A는 주조 금속 포스트 코어; 그룹 B는 기성 섬유강화형 포스트 및 레진 코어; 그룹 C는 밀링된 PEKK 포스트 코어로 수복하였다. 모든 시편은 금속관으로 수복하였다. 각각의 시편들을 제작 후 만능 시험기를 사용하여 2 mm/min 속도로 치아 장축에 대해 135도의 정적 하중을 가하여 파절 강도를 측정하고, 파절 양상에 대해 조사하였다. 결과 분석은 유의수준 ${\alpha}=.05$에서 Kruskal-Wallis test 후 사후검정으로 Mann-Whitney U test를 시행하였다. 결과: PEKK 포스트 파절 강도는 주조 금속 포스트와 기성 섬유강화형 포스트에 비해 낮은 값을 보였다. 파절양상에 있어서는 육안과 현미경, 방사선 사진을 통해 살펴본 결과 금속 포스트 코어에서는 치근파절의 양상이 대부분 나타난 반면 기성 섬유 강화형포스트는 포스트의 탈락이 주로 발생하였다. PEKK 포스트 코어의 경우 치아와 포스트가 함께 파절되는 양상이 주로 나타났다. 결론: 치관부 치질이 심하게 손상된 치아 수복 시 적절한 재료의 선택이 필요하며, PEKK 포스트의 임상적 적용을 위해서는 강도 향상에 대한 연구가 더 필요할 것으로 보인다.
Purpose: The purpose of present study was to investigate fracture strength and mode of failure of endodontically treated teeth restored with metal cast post-core system, prefabricated fiber post system, and newly introduced polyetherketoneketone (PEKK) post-core system. Materials and methods: A tota...
Purpose: The purpose of present study was to investigate fracture strength and mode of failure of endodontically treated teeth restored with metal cast post-core system, prefabricated fiber post system, and newly introduced polyetherketoneketone (PEKK) post-core system. Materials and methods: A total of 21 mandibular premolar were randomly grouped into 3 groups of 7 each according to the post material. Group A was for metal cast post core; Group B for prefabricated glass fiber post and resin core; and Group C for milled PEKK post cores. All specimens were restored with metal crown. The fracture strength of each specimen was measured by applying a static load of 135-degree to the tooth at 2 mm/min crosshead speed using a universal testing machine. After the fracture strength measurement, the mode of failure was observed. The results were analyzed using Kruscal-Wallis test and post hoc Mann-Whitney U test at confidence interval ${\alpha}=.05$. Results: Fracture resistance of PEKK post core was lower than those of cast metal post and fiber reinforced post with composite resin core. In the aspect of fracture mode most of the root fracture occurred in the metal post core, whereas the post detachment occurred mainly in the fiber reinforced post. In the case of PEKK post core, teeth and post were fractured together. Conclusion: It is necessary to select appropriate materials of post for extensively damaged teeth restoration and clinical application of the PEKK post seems to require more research on improvement of strength.
Purpose: The purpose of present study was to investigate fracture strength and mode of failure of endodontically treated teeth restored with metal cast post-core system, prefabricated fiber post system, and newly introduced polyetherketoneketone (PEKK) post-core system. Materials and methods: A total of 21 mandibular premolar were randomly grouped into 3 groups of 7 each according to the post material. Group A was for metal cast post core; Group B for prefabricated glass fiber post and resin core; and Group C for milled PEKK post cores. All specimens were restored with metal crown. The fracture strength of each specimen was measured by applying a static load of 135-degree to the tooth at 2 mm/min crosshead speed using a universal testing machine. After the fracture strength measurement, the mode of failure was observed. The results were analyzed using Kruscal-Wallis test and post hoc Mann-Whitney U test at confidence interval ${\alpha}=.05$. Results: Fracture resistance of PEKK post core was lower than those of cast metal post and fiber reinforced post with composite resin core. In the aspect of fracture mode most of the root fracture occurred in the metal post core, whereas the post detachment occurred mainly in the fiber reinforced post. In the case of PEKK post core, teeth and post were fractured together. Conclusion: It is necessary to select appropriate materials of post for extensively damaged teeth restoration and clinical application of the PEKK post seems to require more research on improvement of strength.
따라서 본 연구의 목적은 치관부 소실이 광범위한 치아에서 다양한 물성의 포스트 시스템과 금속 크라운으로 수복한 후 비스듬한 정적 하중을 가한 상태에서 파절강도를 조사하고, 육안 및 현미경, 방사선 사진에서 파절의 위치 및 특성에 대해 조사하는 것이다. 귀무가설은 각 포스트와 코어 시스템 간에 파절강도의 차이가 없으며, 파절의 위치 및 특성에도 차이가 없다는 것이다.
가설 설정
따라서 본 연구의 목적은 치관부 소실이 광범위한 치아에서 다양한 물성의 포스트 시스템과 금속 크라운으로 수복한 후 비스듬한 정적 하중을 가한 상태에서 파절강도를 조사하고, 육안 및 현미경, 방사선 사진에서 파절의 위치 및 특성에 대해 조사하는 것이다. 귀무가설은 각 포스트와 코어 시스템 간에 파절강도의 차이가 없으며, 파절의 위치 및 특성에도 차이가 없다는 것이다.
제안 방법
모든 시편은 만능 시험기(Lloyd LRX, Lloyd Instruments, Fareham, UK)을 사용하여 2 mm/min의 속도로 135도의 비스듬한 압축 하중을 가했으며 (Fig. 2) 초기 파절이 발생할 때까지 지속하였다. 압축 하중은 교두와 중심와의 중앙에 가할 수 있도록 위치를 조정했다.
본 연구에서 각각의 시편에 치주인대와 유사한 탄성계수를 지니는 폴리비닐실록산 인상재(Imprint II Garant light body, 3M, St. Paul, MN, USA)로 인공적인 치주인대를 재현 하였다.12 Kern 등13은 인공적인 치주인대의 재현이 파절 강도 값에 영향을 미치지 않는다고 보고된 바 있기도 하나, 본 연구에 들어가기 전 파일럿 실험을 진행 시 치주인대를 하지 않은 채로 레진 블록에 매몰을 한 경우 파절이 모두 치아의 cervical 부위에서만 진행되었고, 파절 저항성도 치주인대를 재현한 시편보다 2 - 3배 정도더 높았다.
본 연구에서는 세 종류의 포스트로 수복한 하악 소구치에서의 파절강도 및 파절 특성을 비교 평가하였다. 연구결과는 PEKK 밀링 포스트 코어가 가장 낮은 평균 파절 강도를 보여 첫 번째 귀무가설은 일부 성립되지 못하였다.
모든 치아에 대해서 협설측, 근원심측 방사선사진을 촬영하여 치아의 형태적 변이가 있거나 근관협착이 있는 치아는 표본에서 제외하였다. 표본의 크기를 표준화 하기 위해 백악-법랑 경계 상방의 치관 부위를 주수 하에 다이아몬드 버(NTI-Kahla, Thuringen, Germany)를 이용하여 삭제하고 디지털 캘리퍼스(digital caliper)를 사용해 치근단에서 절단부위까지 13 mm로 통일시킨 후 임의로 3개의 그룹으로 나누었다(n = 7). 각 그룹의 치아를 협설측, 근원심측 길이를 측정하고, 통계학적으로 차이가 없음을 확인하였다(Kruskal-Wallis test: P > .
대상 데이터
서울성모병원에 내원한 환자들로부터 6개월 이내로 발치된 21개의 단근관의 하악 소구치 치아를 얻은 후 사용되기 전까지 4°C 생리 식염수에 보관하였다. 모든 치아에 대해서 협설측, 근원심측 방사선사진을 촬영하여 치아의 형태적 변이가 있거나 근관협착이 있는 치아는 표본에서 제외하였다.
데이터처리
Type 1: 크라운 파절; Type 2: 크라운코어 경계면 파절(크라운 탈락); Type 3: 치근-포스트 파절; Type 4: 포스트-상아질 경계면 파절(포스트 탈락); Type 5: 치근파절 각 그룹별 시편들의 파절 강도는 통계분석 프로그램(IBMSPSS statistics 20, IBM, Armonk, NY, USA)을 이용하여 분석하였다. 각 실험 군별 파절 강도 값의 통계적 유의성은 비모수 검정인 Kruskal-wallis test를 통해 분석하였고, 사후검정은 Mannwhitney U test를 통해 시행하였다 (α = .05).
성능/효과
주조 금속 포스트 코어에서는 치근파절의 양상이 대부분 나타난 반면 기성 섬유강화형 포스트는 포스트의 탈락이 주로 발생하였다. PEKK 포스트 코어의 경우 치아와 포스트가 함께 파절되는 양상이 주로 나타났다. 따라서 본 연구의 한계 내에서 PEKK 포스트의 임상적 적용은 강도 향상에 대한 추가적인 연구가 뒷받침 되어야 할 것으로 보인다.
세 종류의 포스트로 수복한 하악 소구치에서의 파절강도 및 파절 특성에 대한 비교 평가 실험을 하여 다음과 같은 결론을 얻었다. PEKK 포스트 파절 강도는 주조 금속 포스트 코어와 기성 섬유강화형 포스트에 비해 낮은 값을 보였다. 주조 금속 포스트 코어에서는 치근파절의 양상이 대부분 나타난 반면 기성 섬유강화형 포스트는 포스트의 탈락이 주로 발생하였다.
PEKK 포스트 파절 강도는 주조 금속 포스트 코어와 기성 섬유강화형 포스트에 비해 낮은 값을 보였다. 주조 금속 포스트 코어에서는 치근파절의 양상이 대부분 나타난 반면 기성 섬유강화형 포스트는 포스트의 탈락이 주로 발생하였다. PEKK 포스트 코어의 경우 치아와 포스트가 함께 파절되는 양상이 주로 나타났다.
후속연구
은 PEKK 포스트의 3차원적 유한요소 분석을 시행했는데 PEKK 포스트 코어 수복을 진행한 군에서는 기성 금속 또는 기성 섬유강화형 재료를 이용해 포스트 코어 수복을 진행한 군에 비해 치아의 cervical 부위와 포스트의 근첨부위에서 응력이 덜 집중되어 치근의 파절 문제에 있어서 더 나은 결과를 보이며, 이 응력이 포스트나 크라운 접착부위로 더 잘 전달되어 수복물의 탈락 가능성이 더 높아질 수 있다고 보고하였다. 그러나 본연구의 결과를 보면 PEKK으로 수복한 군에서는 대부분의 파절 양상이 치아와 함께 포스트가 파절되는 양상이 발생하였으며 이를 통해 제조사에서 제공한 PEKK 강도에 대한 재평가와 강도보강이 필요할 것으로 사료된다.
PEKK 포스트 코어의 경우 치아와 포스트가 함께 파절되는 양상이 주로 나타났다. 따라서 본 연구의 한계 내에서 PEKK 포스트의 임상적 적용은 강도 향상에 대한 추가적인 연구가 뒷받침 되어야 할 것으로 보인다.
본 실험에서 PEKK 포스트를 밀링하는 방식으로 제작하였는데, 전통적인 기공과정인 pressing으로도 제작할 수 있으며, 이에 따른 물성 차이에 대한 비교실험이 필요할 것으로 보인다. 또한 치아의 파절과 관련된 최근의 연구들을 보면, 단발성의 파절력을 이용하는 것보다는 피로 파절을 일으키는 주기적 하중(cyclic loading)이 연구에 자주 사용되고 있으나,5 본 연구에서는 진행하지 않은 한계점이 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
기성 섬유 강화형 포스트는 어떠한 제약이 있을 수 있는가?
포스트에 관한 이전의 연구들은5-7 파절 강도에 있어서는 실험 방법에 따라 다양한 결과들이 발표되었으나 파절 양상에 있어서는 금속 포스트 코어는 치아에 비해 높은 탄성계수를 가지고 있어서 치아의 수직 파절이 종종 발생하며, 기성 섬유 강화형 포스트는 탄성계수가 금속보다 낮아서 재수복이 가능한 형태의 탈락이 발생한다는 것이 공통적으로 보고된다. 하지만 기성 섬유 강화형 포스트는 기성품의 형식으로 제작되기 때문에 근관 모양에 따라 제약이 있을 수 있으며, 상아질보다 탄성계수가 여전히 높아 접착된 포스트 코어 시스템이 탈락하는 경우가 종종 발생하게 된다.8
Poly-ether-ketone-ketones (PEKKs)의 특징은 무엇인가?
최근 Poly-ether-ketone-ketones (PEKKs)라는 새로운 물질이 소개되었는데, 파절 저항성과 응력분배 등의 면에서 기존의 재료에 비해 유리하며 상아질과 유사한 압축강도(PEKK: 246 Mpa, Dentin: 297 Mpa) 및 상아질 보다 낮은 탄성계수(PEKK: 5.1 GPa, Dentin: 18.6 Gpa)를 보이는 것으로 보아 기존의 치과용 재료를 대체할 수 있을 것으로 보고되고 있다.9,10 또한 표면 처리를 통해 복합 레진과의 접착도 가능하며, 밀링(milling)이나 프레싱(pressing) 등을 통해 다양한 제작 방식이 가능하기 때문에 인상 채득 과정을 거쳐서 치아 근관의 형태와 상부의 적합성을 높인다면 접착 과정이 더욱 단순화 될 수 있으며 치근 파절이 많이 나타나는 주조 금속 포스트의 단점 또한 보완할 수 있을 것으로 사료된다.
Poly-ether-ketone-ketones (PEKKs)이 보완할 수 있는 단점은 무엇인가?
6 Gpa)를 보이는 것으로 보아 기존의 치과용 재료를 대체할 수 있을 것으로 보고되고 있다.9,10 또한 표면 처리를 통해 복합 레진과의 접착도 가능하며, 밀링(milling)이나 프레싱(pressing) 등을 통해 다양한 제작 방식이 가능하기 때문에 인상 채득 과정을 거쳐서 치아 근관의 형태와 상부의 적합성을 높인다면 접착 과정이 더욱 단순화 될 수 있으며 치근 파절이 많이 나타나는 주조 금속 포스트의 단점 또한 보완할 수 있을 것으로 사료된다. 하지만 현재까지 PEKK을 포스트 및 코어 재료로써 기존 재료의 대체 가능성 여부에 대한 연구는 거의 없는 실정이다.
참고문헌 (15)
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Okada D, Miura H, Suzuki C, Komada W, Shin C, Yamamoto M, Masuoka D. Stress distribution in roots restored with different types of post systems with composite resin. Dent Mater J 2008;27:605-11.
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Lee KS, Shin JH, Kim JE, Kim JH, Lee WC, Shin SW, Lee JY. Biomechanical evaluation of a tooth restored with high performance polymer PEKK post-core system: A 3D finite element analysis. Biomed Res Int 2017;2017:1373127.
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