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문제 정의
- 이 연구의 목적은 CP, MIP, SEP를 사용하였을 때의 치아와 브라켓 전단결합강도를 비교하고 타액 오염 여부와 타액 오염의 시기가 전단결합강도에 미치는 영향을 평가하는 것이다.
- 이 연구에서는 CP, MIP, SEP를 사용하였을 때의 브라켓 전단결합강도를 비교하고 타액 오염 여부와 타액 오염 시기가 전단결합강도에 미치는 영향을 평가하였다.
- 이 연구에서는 CP, MIP, SEP를 이용한 브라켓 전단결합강도를 측정하고 비교하였으며 타액의 오염이 전단결합강도에 미치는 영향에 대해서도 조사하였다.
제안 방법
- 이 연구에서는 인간 치아의 법랑질과 물리적 성질과 조성이 유사한 소의 하악 절치를 사용하였다[13,14]. 135개의 치아를 발치 후 사용 전 까지 0.
- 56 mm²인 하악 전치용 스탠다드 금속 브라켓(Tomy Inc, Japan)을 사용하였다. 통상적인 산부식 접착법을 위하여 37% 인산(3M, USA)을 사용하였고, 접착제로는 광중합형 레진인 Transbond XT adhesive (3M Unitek, USA)를 사용하였다. 산부식 접착을 사용한 군에는 프라이머로 Transbond XP primer (3M Unitek, USA)와 Transbond Moisture insensitive primer (3M Unitek, USA)를 사용하였다.
- 총 135개의 치아를 표면에 있는 치석 및 유기물질을 스케일러로 제거한 후, 불소가 포함되지 않은 퍼미스를 이용하여 세척 하고 고속 절삭 다이아몬드 디스크를 이용하여 치근을 절단하 였다. 치아의 고정을 위하여 3D 프린터로 제작한 가로 23.
- 1). 치아는 아크릴릭 레진을 이용하여 순측 치관이 보이도록 주형에 매몰하였고, 레진 경화 시 발생 하는 열을 분산시키기 위하여 차가운 증류수에 30분 동안 보관 하였다. 순측 법랑질 표면과 블록 하단을 평행하게 하기 위하여 300, 600, 1200 grit 실리콘 카바이드 연마지를 이용하여 순차적으로 연마하였다.
- 치아는 아크릴릭 레진을 이용하여 순측 치관이 보이도록 주형에 매몰하였고, 레진 경화 시 발생 하는 열을 분산시키기 위하여 차가운 증류수에 30분 동안 보관 하였다. 순측 법랑질 표면과 블록 하단을 평행하게 하기 위하여 300, 600, 1200 grit 실리콘 카바이드 연마지를 이용하여 순차적으로 연마하였다.
- 37% 인산을 15초간 적용하여 산부식한 후 10초 간 수세 후 5초간 완전히 건조하였다. IA군은 건조된 표면에 CP를 도포 후 2초 동안 가볍게 압축공기를 적용하였다. IB군은 산부식 후 건조된 표면에 Microbrush를 이용하여 인공 타액을 치아 표면에 5초간 부드럽게 도포하고 과량의 인공 타액은 멸균된 면구를 이용하여 제거한 후 CP를 도포하였다.
- IA군은 건조된 표면에 CP를 도포 후 2초 동안 가볍게 압축공기를 적용하였다. IB군은 산부식 후 건조된 표면에 Microbrush를 이용하여 인공 타액을 치아 표면에 5초간 부드럽게 도포하고 과량의 인공 타액은 멸균된 면구를 이용하여 제거한 후 CP를 도포하였다. IC군은 산부식과 CP를 먼저 적용한후 B군과 마찬가지로 인공 타액으로 오염시켰다.
- II군의 시편들은 산부식 후 법랑질 표면처리제로 MIP를 사용 하여 교정용 브라켓을 접착하였다. 제조사의 지시에 따라 산부식 후 법랑질을 완전히 건조시키지 않고 MIP를 적용하였다.
- II군의 시편들은 산부식 후 법랑질 표면처리제로 MIP를 사용 하여 교정용 브라켓을 접착하였다. 제조사의 지시에 따라 산부식 후 법랑질을 완전히 건조시키지 않고 MIP를 적용하였다. MIP 도포 후 2초간 가볍게 압축공기를 적용하였다.
- III군의 시편들은 SEP를 사용하여 교정용 브라켓을 접착하였다. SEP를 제조사의 지시에 따라 건조된 법랑질에 도포 후 2초간 가볍게 압축공기를 적용하였다. IIIB군은 SEP 도포 전 인공 타액을 적용하였고 IIIC군은 SEP 도포 후 인공 타액을 적용하였다.
- 브라켓을 치아 표면에 위치시킨 후 여분의 접착제는 탐침으로 제거하였다. Valo curing (Ultradent, Utah, USA)을 이용하여 브라켓의 근심면, 원심면에서 각각 5초씩 광중합을 시행하였다(Table 2).
- 모든 시편은 브라켓 접착 후 37℃ 증류수에서 24시간 동안 보관하였다. 법랑질 표면과 브라켓 간의 전단결합강도를 측정하기 위하여 만능 시험기(Kyung-sung Testing machine Co., Ansan, KOREA)을 사용하였다. 브라켓 기저부와 기구의 장축이 평행 하도록 시편을 고정시켰다(Fig.
- 2). 50 kg의 힘에 1 mm/min의 Cross-head speed 속도로 브라켓이 탈락하는 순간의 최고 하중(N)을 측정하였다. 최고 하중은 브라켓 기저부의 면적(11.
- 브라켓 접착 계면의 파절 양상을 조사하기 위해 전단결합강도 측정 후 브라켓의 기저면을 광학현미경을 이용하여 40배율로 관찰하였다. 기저면에 잔존하는 레진의 양에 따라 Artun과 Bergland[15]의 접착제 잔류 지수(Adhesive Remnant Index, ARI) 를 응용하여 기록하였다(Table 3).
- 브라켓 접착 계면의 파절 양상을 조사하기 위해 전단결합강도 측정 후 브라켓의 기저면을 광학현미경을 이용하여 40배율로 관찰하였다. 기저면에 잔존하는 레진의 양에 따라 Artun과 Bergland[15]의 접착제 잔류 지수(Adhesive Remnant Index, ARI) 를 응용하여 기록하였다(Table 3).
- Table 6는 각 군의 ARI 지수의 분포를 나타낸다. 전단결합강도와 마찬가지로 9개의 군을 3군씩 통계 분석을 시행하였다. 통계 분석 결과, 모든 경우에서 통계적으로 유의한 분포의 차이를 보이지 않았다.
- 연구의 재료로 인간의 치아를 대신하여 우치를 사용하였다. 소는 총 8개의 하악 절치와 24개의 상하악 구치를 가지고 있다.
대상 데이터
- 교정용 브라켓은 기저면의 면적이 11.56 mm²인 하악 전치용 스탠다드 금속 브라켓(Tomy Inc, Japan)을 사용하였다.
- SEP로는 Transbond Plus self etching primer (3M Unitek, USA)를 사용하였다(Table 1). 인공 타액은 Xerova (Kolma Korea, Korea)를 사용하였다.
- 총 135개의 치아를 표면에 있는 치석 및 유기물질을 스케일러로 제거한 후, 불소가 포함되지 않은 퍼미스를 이용하여 세척 하고 고속 절삭 다이아몬드 디스크를 이용하여 치근을 절단하 였다. 치아의 고정을 위하여 3D 프린터로 제작한 가로 23.0 mm, 세로 17.0 mm, 높이 12.0 mm를 가진 두께 2.0 mm의 poly lactic acid 주형을 제작하였다(Fig. 1). 치아는 아크릴릭 레진을 이용하여 순측 치관이 보이도록 주형에 매몰하였고, 레진 경화 시 발생 하는 열을 분산시키기 위하여 차가운 증류수에 30분 동안 보관 하였다.
- 제작 된 135개의 시편을 무작위로 45개씩 3개의 군으로 나누고 각기 다른 프라이머를 사용하였다. 각 군은 타액 오염 시기에 따라 3개의 하위군으로 나누었다(Table 2).
- 이 연구는 생체 외 연구이며 타액의 구성성분을 표준화하기 위하여 인공 타액을 사용하였다. 그러나 인공 타액과는 다르게 실제 사람의 타액에는 수종의 단백질이 포함되어 있으며, 사람마다 다양한 성상의 타액을 가지고 있기 때문에 이러한 생체 외 연구 결과와 실제 구강내의 타액 오염의 영향은 일치하지 않을 수 있다.
데이터처리
- 사용한 프라이머에 따른 전단결합강도와 타액 오염 시기에 따른 전단결합강도에 대한 유의성 검증을 위하여 Kruskal-Wallis test를 사용하였고, 사후 검정을 위하여 Mann-Whitney’s U test 를 시행하였다.
- 각 군의 ARI 지수의 비교를 위하여 Fisher’s exact test를 이용하였다.
- 각 군의 ARI 지수의 비교를 위하여 Fisher’s exact test를 이용하였다. 통계 분석은 통계 프로그램인 SPSS (ver. 24.0, SPSS Corp., Armonk, USA)을 이용하였다.
성능/효과
- Table 4는 각 군의 브라켓 탈락 시 전단결합강도를 측정한 결과이다. 한 종류의 프라이머 내에서 타액 오염 시기에 따른 전단 결합강도의 유의성을 분석하였는데, CP를 사용한 군에서는 타액 오염이 없던 IA군과 타액 오염이 있던 두 군(IB, IC)간에 통계적으로 유의하게 전단결합강도의 차이를 보였다. MIP를 사용한 군중에는 타액 오염이 없던 IIA군이 가장 높은 전단결합강도를 보였으나 타액 오염이 있던 두 군과 통계적으로 유의한 결과는 보이지 않았다.
- 전단결합강도와 마찬가지로 9개의 군을 3군씩 통계 분석을 시행하였다. 통계 분석 결과, 모든 경우에서 통계적으로 유의한 분포의 차이를 보이지 않았다.
- 이 연구에서 평균 전단결합강도는 CP를 사용하고 타액 오염이 없던 IA군이 17.76 MPa로 가장 높은 값을 보였고, CP 도포 전타액 오염이 있던 군이 8.51 MPa로 가장 낮은 값을 보였다. 이는 산부식 된 법랑질이 타액으로 오염 되면 소수성 프라이머의 침투를 방해하기 때문에 적절한 길이의 레진 태그 형성에 실패하고 이는 부족한 기계적 결합을 야기하기 때문이다[17].
- 상아질 접착제를 기반으로 만들어 졌으며 산부식 전처리가 필요한 제 5세대 접착시스템에 해당된다[8,20]. 연구 결과, MIP를 사용한 군에서는 타액 오염 여부가 심각한 결합 강도의 감소를 초래하지 않았다. IA군과 IIA군을 비교한 결과, 통계적으로 유의한 차이는 없었지만 CP를 사용한 군에서 더 높은 전단결합강도를 보였다.
- 연구 결과, MIP를 사용한 군에서는 타액 오염 여부가 심각한 결합 강도의 감소를 초래하지 않았다. IA군과 IIA군을 비교한 결과, 통계적으로 유의한 차이는 없었지만 CP를 사용한 군에서 더 높은 전단결합강도를 보였다. 이러한 결과로 볼 때 타액 오염을 완벽히 차단할 수 있는 환경에서는 MIP보다는 CP를 사용하는 것이 더 높은 결합 강도를 얻을 수 있으므로 유리하다.
- 42 MPa의 결합 강도를 보여 수분 오염 시에도 임상적으로 유용한 값을 보인다고 밝혔다. 이 연구에서는 SEP를 사용한 군은 타액 오염과 관계없이 거의 유사한 결합 강도를 보였다. 이러한 결과로 볼 때, 타액 오염을 막을 수 없는 경우에선 SEP의 사용이 더 유리한 것으로 보인다.
- 이 연구에서는 SEP를 사용한 군은 타액 오염과 관계없이 거의 유사한 결합 강도를 보였다. 이러한 결과로 볼 때, 타액 오염을 막을 수 없는 경우에선 SEP의 사용이 더 유리한 것으로 보인다. 그러나 타액 오염이 없는 경우에는 CP를 사용하였을 때가 현저하게 높은 값을 보이므로 적절한 상황을 선별해서 사용해야 할 것이다.
- 또 다른 연구에서 Cacciafesta 등[29]의 연구에서는 이와 반대되는 결과를 보였다. 이 연구에서는 CP를 사용한 경우는 프라이머 적용 전 타액 오염이 일어난 군이 프라이머 적용 후 타액 오염이 일어난 군에 비하여 낮은 결합 강도를 보였으며 MIP와 SEP를 사용한 군 에서는 프라이머 도포 전 타액 오염이 일어난 군이 미미하지만 더 높은 결합 강도를 보였다. 그러나 모든 프라이머에서 타액 오염 시기는 결합 강도의 유의한 차이는 보이지 않았다.
- 접착제 잔류 지수를 평가하였을 때, 가장 높은 평균 결합강도를 보인 IA군에서 더 높은 점수가 많이 관찰되었다. 이는 이전의 여러 연구 결과와 일치하며, 치면과 높은 결합 강도를 보일 때 접착 레진의 파절이 레진과 브라켓 계면 사이에서 더 많이 일어난다는 것을 의미한다[17,28].
- 이 연구에서는 CP가 MIP, SEP보다 타액 오염에 의해 전단결합 강도가 유의하게 낮아지는 결과를 보여주었다. SEP는 타액 오염이 있는 경우에는 CP보다 더 높은 전단결합강도를 가지지만 건조한 환경에서는 유의하게 낮은 값을 보이므로 적절한 상황에서 선별하여 사용하는 것이 필요하다.
- SEP는 타액 오염이 있는 경우에는 CP보다 더 높은 전단결합강도를 가지지만 건조한 환경에서는 유의하게 낮은 값을 보이므로 적절한 상황에서 선별하여 사용하는 것이 필요하다. MIP는 건조한 환경에서 CP 와 유사한 전단결합강도를 가지며 타액 오염에도 덜 취약하다는 결과를 보여주었다. 그러므로 소아 청소년의 교정에서 수분의 격리가 어려운 상황에서는 CP보다 MIP의 사용이 더 유용할 것으로 사료된다.
- Table 5는 타액 오염 시기에 따라 각 프라이머 간의 전단결합 강도의 유의성을 분석한 결과이다. 타액 오염이 없는 상황에서 CP, MIP, SEP를 사용하였을 때 전단결합강도는 CP, MIP, SEP 순서로 높게 나타났으며 IA군과 IIIA군 사이에 통계적 유의성을 보였다. 프라이머 도포 전 타액 오염이 있는 군에서는 CP를 사용한 군이 가장 낮은 전단결합강도를 보였고 MIP와 SEP를 사용한 군은 유사한 값을 보였다.
후속연구
- 그러나 인공 타액과는 다르게 실제 사람의 타액에는 수종의 단백질이 포함되어 있으며, 사람마다 다양한 성상의 타액을 가지고 있기 때문에 이러한 생체 외 연구 결과와 실제 구강내의 타액 오염의 영향은 일치하지 않을 수 있다. 추가적으로 브라켓을 접착하는 중에 타액에 의한 오염이 일어났을 때, 오염을 제거하는 방법과 접착 단계를 어느 단계부터 다시 시행하는 것이 효율적인지에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.
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