선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 표면의 화학적 결합 및 변화를 확인하기 위하여 X-선 광전자 분광법(XPS; K-Alpha, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA)를 이용하여 표면 분석을 시행하였다. 대조군과 실험군 표면의 C 1s와 O 1s를 측정 하여 표면의 C와 OH- 변화를 확인하고자 하였다.
- 또한, 레진 인레이가 지니는 성질과 구강 내 환경에 따라 변색의 위험성이 있기 때문에 색 변화에 관한 추가적인 연구도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 복합레진 인레이의 표면처리방법에 따른 표면의 특성 변화 및 색 변화를 비교하고자 하였다
- 본 연구는 레진 인레이 표면의 처리방법에 따른 표면의 특성 및 색 변화에 대해 알아보고자 하였고 다음과 같은 결과를 도출하였다.
- 본 연구에서는 표면 조도, 색 변화, 화학적 변화 시험을 시행하여 플라즈마 처리를 통한 레진 인레이 표면의 특성 변화를 관찰하고자 하였으며, 본 연구의 결과로 플라즈마 처리는 레진 인레이의 표면 처리에 적합한 방법이라고 파악되었다. 지금까지의 결과를 종합하였을 때, 플라즈마 처리를 통한 레진 인레이의 표면 개질이 성공적으로 이루어졌다고 판단된다.
- 하지만, 현재 표면 특성에 관한 기초적인 연구는 부족한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 실란 처리와 플라즈마 처리 후의 표면 특성 및 색 변화에 관하여 관찰하였다.
제안 방법
- 표면 처리에 따른 각 시편 표면의 색 변화를 확인하기 위하여 분광광도계(CM-3500d, Minolta, Kyoto, Japan)를 사용하였다. 대조군과 실험군간의 표면의 색조측정을 위하여 표준 백색판으로 표준을 설정하고 각시편의 L*, a*, b* 값을 구한 후, 하단 공식에 의해 △E*값을 도출하여 색조 차이 값을 계산하였다. 한 개의 시편당 세 번씩 반복측정을 하였다.
- 표면의 화학적 변화를 확인하기 위하여 XPS측정하였다. 대조군과, 플라즈마 처리군, 실란 처리군의 XPS분석은 Carbon의 변화량으로 확인하였다. 대조군에 비교하여 284.
- 대조군을 제외한 실험군(실란 처리군, 플라즈마 처리군)의 표면에 먼저 알루미나 500 µm 샌드블라스팅을 30초간 표면처리를 하였다.
- 표면 처리 후 대조군과 실험군의 표면 조도 변화를 하기 위하여 표면 거칠기를 측정하였다. 비접촉 방식 의 광학적 표면 조도 측정기(ContourGT, Bruker, Tuscon, AZ, USA)를 이용하여 VSI 모드에서 측정하였다. 산술평균 조도(Ra) 값을 기록하였으며, 단위는 nm로 표현하였다.
- 대조군을 제외한 실험군(실란 처리군, 플라즈마 처리군)의 표면에 먼저 알루미나 500 µm 샌드블라스팅을 30초간 표면처리를 하였다. 샌드블라스팅 처리 후, 실란처리 그룹은 제조사의 설명에 따라 실란을 1방울 적용하여 10초 후 건조하였으며, 플라즈마 처리군은 질소가스를 사용하여 2 L/min 속도로 1분동안 처리하였다. 각 처리 후 레진 시 멘트(Rely X, 3M ESPE, St.
- 하지만, 레진 인레이는 치질과 접착할 수 있는 시멘트의 사용이 필수적이고, 레진의 2차 중합은 화학적 결합을 위해 이용될 잔존 자유 탄소결합의 양을 감소시켜 레진 인레이와 시멘트 사이의 화학적 결합을 감소시킨다고 보고되었다[19,20]. 이에, 기존의 레진을 기계적 혹은 화학적으로 표면 처리하여 결합강도를 증가시키는 방법을 개발하고자 많은 연구가 이루어져 왔고, 복합레진 인레이 내면을 샌드블라스팅 및 실란 처리하는 것이 인레이의 접착강도 증가에 도움을 준다고 하여 본 연구에서도 제작된 인레이 내면에 샌드 블라스팅 처리를 시행하였다[21,22].
- 표면의 전처리 방법에 따라 3개의 그룹으로 나누었다. 표면 전처리를 하지 않은 군을 대조군으로 하였다. 실험군으로는 실란을 처리한 군, 플라즈마를 처리한 군으로 분류하였으며, 대조군과 실험군은 각각 10개의 시편으로 실험하였다.
- 표면 처리 후 대조군과 실험군의 표면 조도 변화를 하기 위하여 표면 거칠기를 측정하였다. 비접촉 방식 의 광학적 표면 조도 측정기(ContourGT, Bruker, Tuscon, AZ, USA)를 이용하여 VSI 모드에서 측정하였다.
- 표면 처리에 따른 각 시편 표면의 색 변화를 확인하기 위하여 분광광도계(CM-3500d, Minolta, Kyoto, Japan)를 사용하였다. 대조군과 실험군간의 표면의 색조측정을 위하여 표준 백색판으로 표준을 설정하고 각시편의 L*, a*, b* 값을 구한 후, 하단 공식에 의해 △E*값을 도출하여 색조 차이 값을 계산하였다.
- 표면의 화학적 변화를 확인하기 위하여 XPS측정하였다. 대조군과, 플라즈마 처리군, 실란 처리군의 XPS분석은 Carbon의 변화량으로 확인하였다.
- 대조군과 실험군간의 표면의 색조측정을 위하여 표준 백색판으로 표준을 설정하고 각시편의 L*, a*, b* 값을 구한 후, 하단 공식에 의해 △E*값을 도출하여 색조 차이 값을 계산하였다. 한 개의 시편당 세 번씩 반복측정을 하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 재료는 복합레진 인레이(TESCERATMATL ,Bisco, Inc., Schaumburg, USA, Table 1)이며, 직경 10 mm, 두께 2 mm인 원형 시편을 사용하였다. 제조사의 설명에 따라 중합 후, 시편들은 2000 번 SiC 연마지를 이용하여 습식 연마한 후 건조시켰다.
- 표면 전처리를 하지 않은 군을 대조군으로 하였다. 실험군으로는 실란을 처리한 군, 플라즈마를 처리한 군으로 분류하였으며, 대조군과 실험군은 각각 10개의 시편으로 실험하였다. 대조군을 제외한 실험군(실란 처리군, 플라즈마 처리군)의 표면에 먼저 알루미나 500 µm 샌드블라스팅을 30초간 표면처리를 하였다.
데이터처리
- 표면 거칠기, 색 변화의 실험 결과 값은 (평균값 ± 표준편차)로 나타내었으며, 각 실험군 간의 유의차를 알아보기 위하여 SPSS 21.0 (IBM Co., Armonk, NY, USA) 소프트웨어를 이용하여 일원배치 분산 분석 시행 후 Tuckey 사후 검정을 시행하였다(p<0.05).
이론/모형
- 표면의 화학적 결합 및 변화를 확인하기 위하여 X-선 광전자 분광법(XPS; K-Alpha, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA)를 이용하여 표면 분석을 시행하였다. 대조군과 실험군 표면의 C 1s와 O 1s를 측정 하여 표면의 C와 OH- 변화를 확인하고자 하였다.
성능/효과
- 1. 표면 거칠기 시험결과, 대조군, 플라즈마 처리군, 실란처리군 간 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05).
- 2. 색 변화 시험결과, 대조군과 실험사이에는 유의한 색변화가 없었지만, 실험군인 실란 처리군과 플라즈마 처리군 간 유의한 차이가 있었다(p<0.05).
- 3. 화학적 변화 시험결과, 플라즈마 처리군의 표면에서 Hydrocarbon이 감소되고, OH가 증가되는 양상을 나타내었다.
- 대조군과 실란처리군, 플라즈마 처리군의 표면 거칠기의 순서는 대조군 < 플라즈마처리군 < 실란처리군 순으로 높게 나타났다 [Table 2].
- 7 eV에서 Carbon-carbon (C-H, C-C)그룹이 플라즈마 처리군은 낮게 나타났으며, 실란 처리군은 대조군과 유사하였다. 또한 288.9 eV에서 나타난 carboxyl group (COOH, O-C=O)은 플라즈마 처리군이 가장 낮게 나타났으며 실란 처리군은 대조군과 유사한 결과를 확인할 수 있었다. [fig 1].
- 먼저 표면 조도의 결과, 실험군은 샌드블라스팅 처리를 하였으므로 대조군에 비교하여 거칠기가 증가되어 나타났다. 또한 실란 처리를 한 군이 플라즈마 처리를 한 군보다 더욱 거칠게 나타났으며, 유의차 있는 증가를 나타내었다. 이상적인 거칠기는 결합력을 증진시킬 수 있지만 과도한 거칠기는 접착계면의 응력 집중을 유발하여 결합력을 오히려 감소시킬 뿐 아니라 표면의 균열을 야기하여 재 수복이 요구된다고 보고되었다[24].
- 또한 실란 처리를 한 군이 플라즈마 처리를 한군보다 더욱 거칠게 나타났으며, 유의차 있는 증가를 나타내었다(p<0.05).
- 이처럼 플라즈마 처리는 peroxide radicals의 형성을 촉진하여 레진 인레이 표면에 C-O, C=O와 같은 functional group이 결합하고, 화학적인 표면을 제공하는 역할을 하였다[13,28]. 또한, O 1s peak에서는 hydroxyl group(OH, 532.8 eV)이 급격하게 증가되며, 친수성 그룹을 폴리머 표면에 결합시켜 접촉각을 감소시키며 표면이 친수성으로 개질이 된 것을 확인할 수 있었다. 특히 친수성은 결합력을 증진시키는 데 매우 중요한 요소일 수 있으며, 플라즈마 처리로 인하여 표면의 접촉각이 줄어들며 친수성 표면을 생성한다는 선행 연구 결과의 원인을 밝힐 수 있었다[29].
- 마지막으로 표면의 화학적 변화를 분석해본 결과, 플라즈마 처리 후 표면의 C 1s peak에서 hydrocarbon (284.8 eV) intensity가 감소한 것을 확인할 수 있었고, C-O, C=O의 결합이 관찰되었다. 이처럼 플라즈마 처리는 peroxide radicals의 형성을 촉진하여 레진 인레이 표면에 C-O, C=O와 같은 functional group이 결합하고, 화학적인 표면을 제공하는 역할을 하였다[13,28].
- 먼저 표면 조도의 결과, 실험군은 샌드블라스팅 처리를 하였으므로 대조군에 비교하여 거칠기가 증가되어 나타났다. 또한 실란 처리를 한 군이 플라즈마 처리를 한 군보다 더욱 거칠게 나타났으며, 유의차 있는 증가를 나타내었다.
- 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하여 보면, 레진 인레이의 표면 처리로 플라즈마를 사용하면 실란 처리를 하는 방법보다 표면의 거칠기, 색 변화 등의 특성이 유의하게 낮으며, 화학적 변화로 인하여 임상적으로 유효한 결합강도를 가질 수 있어 유용성 및 편리성이 증가될 것으로 사료된다.
- 3이상이라고 보고되었다[27]. 본 연구의 색 변화 실험 결과에서는 대조군에 비교하여 실란 처리군, 플라즈마 처리군의 △E*값은 1이하로 매우 미미하게 나타나 색 변화의 임상적인 의미는 없는 것으로 사료된다. 실험군간의 값을 비교하였을 때는 실란 처리군의 색 변화가 플라즈마 처리군보다 통계적으로 더 높은 값을 나타내었지만(p<0.
- 실험군간의 값을 비교하였을 때는 실란 처리군의 색 변화가 플라즈마 처리군보다 통계적으로 더 높은 값을 나타내었지만(p<0.05), 두 군 모두 전체 △E* 값이 1이하이므로 우려할만한 수준은 아니라고 예상된다.
- 실험군간의 색 변화를 보았을 때 실란 처리군과 플라즈마 처리군 사이에서는 실란 처리군의 색 변화가 유의하게 높은 값을 나타내었다(p<0.05).
- 본 연구에서는 표면 조도, 색 변화, 화학적 변화 시험을 시행하여 플라즈마 처리를 통한 레진 인레이 표면의 특성 변화를 관찰하고자 하였으며, 본 연구의 결과로 플라즈마 처리는 레진 인레이의 표면 처리에 적합한 방법이라고 파악되었다. 지금까지의 결과를 종합하였을 때, 플라즈마 처리를 통한 레진 인레이의 표면 개질이 성공적으로 이루어졌다고 판단된다. 이는 표면의 화학적 산소함량의 증가와 카본의 감소를 통 하여 이루어진 결과인 것으로 본 연구의 화학적 변화 실험을 통하여 밝혀졌다[30].
- [fig 1]. 표면의 hydroxyl group의 변화를 확인하기 위하여 O1s 를 확인한 결과 플라즈마 처리군에서 532.8-532.0 eV에서 hydroxyl group (OH)이 가장 높게 나타났으며 이어서 대조군, 실란 처리군 순으로 나타났다[fig. 2].
후속연구
- 더불어, 본 연구의 결과는 레진 표면의 개질을 위해 플라즈마를 활용한 기초 연구로서 그 의의가 있으며, 향후 상온 대기압 플라즈마의 임상적 사용에 큰 도움이 되는 결과가 아닐 수 없다. 그러나 본 연구는 실험실적인 결과로서 이를 뒷받침할 수 있는 임상적인 결과를 평가할 필요가 있다. 또한, 추후 연구에서는 표면의 정확한 측정 및 분석 결과를 위하여 주사전자현미경을 이용하여 표면 변화를 관찰해보는 것이 필요하고, 유효성을 평가하기 위한 지속적인 연구도 필요할 것으로 생각된다.
- 하지만, 본 연구에서 사용한 기체는 자유라디칼 발생이 효과적이고, 공기 중 안정한 상태인 질소를 사용하였고, 상온 대기압 플라즈마는 합리적인 가격과 조작 및 휴대가 간편한 장점을 갖고 있어 진료실 체어 사이드에서도 간단하게 활용될 수 있는 가능성이 있다. 더불어, 본 연구의 결과는 레진 표면의 개질을 위해 플라즈마를 활용한 기초 연구로서 그 의의가 있으며, 향후 상온 대기압 플라즈마의 임상적 사용에 큰 도움이 되는 결과가 아닐 수 없다. 그러나 본 연구는 실험실적인 결과로서 이를 뒷받침할 수 있는 임상적인 결과를 평가할 필요가 있다.
- 두 번째로 색 변화를 측정하였는데, 레진의 특성상 표면의 색 변화가 있을 경우 추후 문제가 될 수 있으므로 주의하여야 할 점이었다. 색 변화는 △E* 단위를 이용하여 양적으로 표현하였다[25,26].
- 하지만, 기존의 연구들은 표면 처리 후에 결합강도가 증가함을 보고하였으나 표면의 어떤 특성변화가 결합강도에 영향을 끼쳤는 지에 관한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 또한, 레진 인레이가 지니는 성질과 구강 내 환경에 따라 변색의 위험성이 있기 때문에 색 변화에 관한 추가적인 연구도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 복합레진 인레이의 표면처리방법에 따른 표면의 특성 변화 및 색 변화를 비교하고자 하였다
- 그러나 본 연구는 실험실적인 결과로서 이를 뒷받침할 수 있는 임상적인 결과를 평가할 필요가 있다. 또한, 추후 연구에서는 표면의 정확한 측정 및 분석 결과를 위하여 주사전자현미경을 이용하여 표면 변화를 관찰해보는 것이 필요하고, 유효성을 평가하기 위한 지속적인 연구도 필요할 것으로 생각된다.
- 이번 실험은 한 가지 기체의 사용 및 시간 설정으로 인하여 다양한 상황에서의 플라즈마 효과를 알아보기에는 부족하였다. 하지만, 본 연구에서 사용한 기체는 자유라디칼 발생이 효과적이고, 공기 중 안정한 상태인 질소를 사용하였고, 상온 대기압 플라즈마는 합리적인 가격과 조작 및 휴대가 간편한 장점을 갖고 있어 진료실 체어 사이드에서도 간단하게 활용될 수 있는 가능성이 있다. 더불어, 본 연구의 결과는 레진 표면의 개질을 위해 플라즈마를 활용한 기초 연구로서 그 의의가 있으며, 향후 상온 대기압 플라즈마의 임상적 사용에 큰 도움이 되는 결과가 아닐 수 없다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.