DOI: /JKACD Basic research FRC- 포스트의표면처리가레진시멘트와의접착력에미치는영향 박찬현 박세희 김진우 조경모 * 강릉원주대학교치과대학치과보존학교실 ABSTRACT Effect of surface treatme

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현석 엽
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1 DOI: /JKACD FRC- 포스트의표면처리가레진시멘트와의접착력에미치는영향 박찬현 박세희 김진우 조경모 * 강릉원주대학교치과대학치과보존학교실 ABSTRACT Effect of surface treatment of FRC-Post on bonding strength to resin cements Chan-Hyun Park, Se-Hee Park, Jin-Woo Kim, Kyung-Mo Cho* Department of Conservative Dentistry, Gangneung-Wonju National University College of Dentistry, Gangneung, Korea Objectives: The purpose of this study was to evaluate the effect of surface treatment of FRC-Post on bonding strength to resin cements. Materials and Methods: Pre-surface treated LuxaPost (DMG), Rely-X Fiber Post (3M ESPE) and self adhesive resin cement Rely-X Unicem (3M ESPE), conventional resin cement Rely-X ARC (3M ESPE), and Rely-X Ceramic Primer (3M ESPE) were used. After completing the surface treatments of the posts, posts and resin cement were placed in clear molds and photo-activation was performed. The specimens were sectioned perpendicular to the FRC-Post into 2 mm-thick segments, and push-out strength were measured. The results of bond strength value were statistically analyzed using independent samples t-test and oneway ANOVA with multiple comparisons using Scheffe's test. Results: Silanization of posts affect to the bond strength in LuxaPost, and did not affect in Rely-X Fiber Post. Rely-X ARC showed higher value than Rely-X Unicem. Conclusions: Silanization is needed to enhance the bond strength between LuxaPost and resin cements. [J Kor Acad Cons Dent 2011;36(2): ] Key words: Dual-cure; LuxaPost; Rely-X Fiber Post; Resin cement; Silane -Received 28 January 2011; revised 23 February 2011; accepted 23 February 서 심한치아우식이나치아파절등으로인한근관치료시, 근관충전후 post 의사용이필요하다. 섬유강화형레진포스트 (Fiber-reinforced composite post, FRC- 포스트 ) 는 론 1990 년처음출시되어그동안많은임상가들에의해애용되어왔다. FRC- 포스트의장점으로는높은심미성, 근단부까지의빛전달로인한중합효과, 상아질과유사한탄성계수, 자연치와비슷한정도의응력분산등이있으며이러한특성에의해치근파절의가능성이줄어든다. 1 Park CH, DDS, Graduate school student; Park SH, DDS, PhD, Professor; Kim JW, DDS, PhD, Professor; Cho KM, DDS, PhD, Professor, Department of Conservative Dentistry, Gangneung-Wonju National University College of Dentistry, Gangneung, Korea *Correspondence to Kyung-Mo Cho, DDS, PhD. Professor, Dept. of Conservative Dentistry, Gangneung-Wonju National University College of Dentistry, 120 GangneungDaehangno, Gangneung, Gangwon, Korea TEL, ; FAX, ; , drbozon@gwnu.ac.kr 125

2 치관부봉쇄를하고, 전장관수복물혹은코어의지지를위해서는잔존치질과포스트사이에강한결합이필요하지만이전의실험에서나온결과는복합레진과 FRC 포스트사이의결합력이상아질과의결합력보다낮은것으로나타났고, 2 이를위해복합레진과포스트사이의결합력을향상시키기위한여러방법들이사용되었으며물리적으로여러미세입자를분사하여포스트의표면을거칠게하는방법과화학적으로 silane 적용과산에의한부식을하는방법, 또는물리적, 화학적방법을함께사용하는방법들이사용되고있다. 3,4 그중 silane의사용이가장널리연구되고있는데, Monticelli 등은 silane 적용이포스트와레진간의결합강도증가를가져온다고하였고, 5 Radovic 등은포스트의표면처리와 adhesive의적용이섬유포스트와레진시멘트사이의결합강도를증가시킨다고하였다. 6 반면, Perdigao 등은 silane coupling agent의사용이포스트의 push-out bond strength 증가를나타내지않는다고하였고, 7 Rathke 등은 silane 처리가포스트와상아질사이의강도에유의할만한영향을주지않지만, 포스트와 core resin 사이의강도는증진시킨다고하였다. 8 최근에는이런진료실에서의사용전처리이외에미리표면이 silane 처리되어출시된포스트도있지만아직이런포스트에대한연구가부족하고, 발표된논문도없는상태이다. 본연구는제작과정에서이미 silane 처리가되어있는 LuxaPost와 Rely-X Fiber Post에대해 silane 처리가어떠한영향을미치는가를알아보는것으로두 FRC-포스트에서 silane 처리유무가자가접착레진시멘트와전통형레진시멘트에결합하는능력에미치는영향을평가하고자하였다. 1. 실험재료 연구재료및방법 FRC- 포스트로직경 1.5 mm 의 LuxaPost (DMG, Hamburg, Germany) 와직경 1.6 mm 의 Rely-X Fiber Post (3M ESPE, St. Paul, MN, USA) 두가지를이용하였고, 자가접착레진시멘트로 Rely-X Unicem (3M ESPE) 과전통형레진시멘트인 Rely-X ARC (3M ESPE) 를사용하고, 표면처리를위한 silane 으로 Rely-X Ceramic Primer (3M ESPE) 를사용하였다. 각재료의구성성분은 Table 1 에나타내었다. 2. 시편제작 각각의포스트와레진시멘트의적용, 그리고 silane 처리의유무에따른실험군의분류는 Table 2 에나타내었다. Silane 처리를하는군은포스트를알코올솜으로닦은후건조시키고 microbrush 를이용하여 silane 을포스트의표면에도포한다음에 60 초간기다렸다가포스트의표면을건조시켰다. 표면처리를하지않는실험군의경우에는알코올솜으로포스트의표면을닦고건조시키는과정만시행하였다. 직경 7 mm 의투명한실리콘몰드에레진시멘트를채운뒤 FRC- 포스트가정중앙에오도록삽입하고할로겐광중합기 (XL 3000, 3M ESPE) 를이용하여 40 초간광중합을시행한다음에, 24 시간동안 36 의 100% 상대습도를유지하는빛이들어가지않는항온기에보관하였다. 그후미세절단기 (Accutom-50, Struers, R dovre, Denmark) Table 1. Composition of materials used in this study Material Type Composition LuxaPost Glass fiber Bis-GMA (bisphenol A diglycidyl ether dimethacrylate) Pre-silanized surface based quartz matrix Rely-X Fiber Post Glass fiber Epoxy-resin matrix, zirconia filler Rely-X Unicem Dual-cure Powder: Glass powder, initiator, silica sil., pyrimidine, Self-adhesive calcium hydroxide, peroxy compound, pigment Liquid: Methacrylated phosphoric ester, DMA (aliphatic dimethacrylate), acetate, stabilizer, initiator Rely-X ARC Dual-cure Bis-GMA, TEGDMA (triethyleneglycoldimethacrylate), Conventional functionalized DMA, silane-treated ceramic and silica fillers Rely-X Ceramic Primer Single bottle A silane, ethanol, water 126 Park CH et al.

LuxNoUni 4 LuxaPost No silane Rely-X ARC LuxNoARC 5 Rely-X Fiber Post Silane Rely-X Unicem RelySilUni 6 Rely-X Fiber Post Silane Rely-X ARC RelySilARC 7 Rely-X Fiber Post No silane Rely-X Unicem

3 Table 2. Experimental groups of this study Group FRC Post Surface treatment Resin cement 1 LuxaPost Silane Rely-X Unicem LuxSilUni 2 LuxaPost Silane Rely-X ARC LuxSilARC 3 LuxaPost No silane Rely-X Unicem LuxNoUni 4 LuxaPost No silane Rely-X ARC LuxNoARC 5 Rely-X Fiber Post Silane Rely-X Unicem RelySilUni 6 Rely-X Fiber Post Silane Rely-X ARC RelySilARC 7 Rely-X Fiber Post No silane Rely-X Unicem RelyNoUni 8 Rely-X Fiber Post No silane Rely-X ARC RelyNoARC Figure 1. Schematic drawing of moulds. Figure 2. 2-Schematic drawing of push-out strength test. 로포스트에서경사가없는부위의 2 mm 두께시편을만들었으며 (Figure 1), 시편을절단할때에는각포스트에서평행한부분을절단하여 FRC- 포스트의경사진부분을배제하였다. 3. Push-out bond strength 의측정 Push-out bond strength 를측정하기위한직경 1.2 mm 의장치를 Figure 2 와같이제작하여 Universal testing machine (R&B, Daejeon, Korea) 에장착하였다. 힘이가해지는속도는 0.5 mm/s 으로하였고, 시편에힘이가해져포스트가시편에서분리되거나시편이파절되는순간의힘이측정되도록하였다. 결합강도는힘이가해지는포스트의면적을계산하여 MPa 로나타내었다. 4. 통계분석 SPSS Ver 10.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 을사용하여동일한 FRC 포스트에서 silane 처리에따른레진시멘트와의결합강도를 independent samples t-test 로비 교하였고, 각실험군간의결합강도를 one-way ANOVA test 로비교분석하였으며 95% 유의수준에서 Scheffe s test 로사후검정하였다. 연구결과 각실험군의포스트에대한 silane 처리의유무와레진시멘트와의결합강도를 Table 3 에나타내었다. Rely-X Fiber Post 에 silane 처리를하지않고 Rely-X ARC 를사용한실험군에서가장높은결합강도가나타났고, Rely-X Fiber Post 에 silane 처리를하지않고 Rely-X Unicem 을사용한실험군에서가장낮은결합강도가나타났다. 전체실험군의통계적유의성검사를위한사후검정을위해 Scheffe's test 를시행한결과 RelySilARC 와 RelyNoARC 의결합강도가 RelyNoUni 와 LuxaNoUni 의결합강도에비해통계적으로유의하게높은수치를보였다. LuxaPost 사용시두가지시멘트에서각각 silane 처리를한실험군에서하지않은실험군에비해유의성있게높은결합강도를보였으나 Rely-X Fiber Post 사용시두가지시멘트에서 silane 처리는유의한차이를보이지않았다. 127

4 Table 3. Mean bonding strengths (MPa) between posts and resin cements FRC Post Surface treatment Resin cement N Mean ± SD* Min. Max. LuxaPost Silane Unicem ± 9.01 abc ARC ± 6.14 bc No Silane Unicem ± 7.00 a ARC ± 5.09 ab Rely-X Fiber Post Silane Unicem ± 3.63 ab ARC ± 2.16 c No Silane Unicem ± 6.12 a ARC ± 5.34 c *Different superscript letters mean statistical difference. 총괄및고안 결합강도를측정할때는주로 microtensile bond strength 나 push-out bond strength 를이용하며본실험에서는 push-out test 를실험방법으로이용하였다. 이전의한연구에서두가지실험방법을비교평가한결과 push-out test 가시편의손상이적고, 술자의기술적인면도적게적용되며, 실험결과의편차도적은것으로나타났다. 9 그러므로 push-out test 가 post 를이용한실험에서가장정확한방법인것으로여겨진다. Silane 처리는진료실에서시행할수있는 FRC 포스트의유지력향상을위한표면처리방법중하나이다. 하지만 silane 의사용시 system 의선택, 적용방법, 온도, 술자의기술등을충분히고려한후사용해야원하는효과를얻을수있다. 3 Silane 의형태는 unhydrolyzed multi-bottle 형태와 hydrolyzed single-bottle 형태두가지로분류할수있다. 이전에발표된여러연구에서 single bottle system 을사용하였을때 silane 처리에따른유의한결합력의증가를보였으나, 7,8,10 이에반해 multi-bottle system 을사용한경우 single-bottle system 을사용하였을때보다더높은결합강도를보이며더나은반감기를보인경우도있다. 11,12 Multi-bottle system 의경우 silane 과 adhesive 를혼합하는순간 silane 이 adhesive 의 acidic monomer 와반응해빠르게 hydrolysis 되고, 결국 siloxane bond 를형성해 silica 와결합하게되며이는 trialkoxysilane 을형성하여 prehydrolyzedsolution 을사용할때보다더효과적인결과를나타낸다고한다. 1 본실험에서는 single-bottle 의 silane 만을사용하여실험하였기때문에결합강도에대한 silane 의영향이적을가능성이있으므로추가적으로 multi-bottle 의 silane 을이용한연구가필요할것으로생각한다. 본연구에서는포스트와레진시멘트간의결합강도를치아에삽입하여평가하는방법을사용하지않고, 단지 FRC- 포스트와레진시멘트간의결합력만을평가하기위해몰드를제작하여사용하였기때문에치아를사용하였을때나타날수있는 configuration factor나근단부까지의중합심도, 포스트주변의레진시멘트두께를배제한채실험하였다. 그러므로향후임상적인상황을모사하는발거한치아에서의실험을추가적으로하여본연구의결과를확인할필요가있다. LuxaPost는출시된지오래되지않았고관련된연구논문이거의없다. 제조사에따르면 LuxaPost는미리 silane 처리가되어있기때문에진료실에서추가적인 silane 처리가필요없다고하였으나본실험의결과 silane 처리를하였을때 silane 처리를하지않았을때보다더높은결합강도를나타내었다. 따라서 LuxaPost를사용하더라도추가적으로 silane 처리를하는것이필요하다. 하지만 LuxaPost가미리 silane 처리된포스트를대표한다고할수는없고 silane 처리를추가로하는것이좋다는결과로보아미리 silane 처리가제대로안된것인지아니면실험에사용된 3M ESPE 사의제품과호환성에문제가있는것인지도앞으로해결해야나가야할문제이다. Rely-X Fiber Post는미세다공성표면으로되어있어레진시멘트와의접촉면적을증가시키고결국 post의유지를향상시킬수있다. 13 제조사에서는자사제품인 Rely-X Unicem과함께사용하는것을추천하고있지만이번연구결과 Rely-X Unicem 보다는 Rely-X ARC를사용하였을때, 높은결합강도가나타났다. 일부연구에서는 Self-adhesive resin cement는따로산부식을시행하지않기때문에 Rely-X Unicem을사용한연구에서낮은결합강도가나타난다고하였고, 14 적당한산부식을병행하는경우높은결합강도를나타내었다. 15 그러나과도한산부식을시행하는경우부분적으로섬유구조가파 128 Park CH et al.

5 괴되어포스트표면이균일하지않게되고결국포스트의기계적성질과임상적사용에영향을주어파절가능성을높이게된다 Jongsma 등은 Rely-X Unicem 의 methacrylated phosphoric ester 가섬유포스트와반응하여자가접착과정을거쳐결합이일어난다고하였다. 19 그리고 Gerth 등은 Bifix 에비해 Rely-X Unicem 이 hydroxyapatite 의 calcium 과의증가된화학적반응으로물리적성질이증가한다고하였으며구성성분중불소의영향으로이차우식에대한예방효과도있다고하였다. 20 재료의탄성계수도포스트와레진시멘트사이의결합강도에영향을준다. Self-adhesive resin cement 가 conventional resin cement 의탄성계수에비해더높기때문에파절이더잘일어난다고발표된연구가있다. 21 본실험에서 conventional resin cement 인 Rely-X ARC 는 Rely-X Unicem 에비해탄성계수가낮아서충격이가해졌을때, 충격을흡수하는능력이있기때문에더높은결합강도를나타낸것으로생각된다. 또한이중중합레진시멘트에서중합방법에따른결합강도에관한이전의연구에서자가중합을한경우에더우수한결합강도와계면을나타낸다고하였으므로 22 향후이에대한연구도필요할것으로생각된다. 본실험조건하에서의결과를임상적으로적용하면, 첫째, LuxaPost 를사용할때는 silane 처리를시행하고 Rely-X ARC 를이용하는것이좋고, 둘째, Rely-X Fiber Post 를사용할때는 silane 처리와관계없이 Rely-X ARC 를이용하는것이좋다. 셋째, Rely-X Unicem 을사용할때는 silane 처리를시행하고 LuxaPost 를이용하는것이좋고, 마지막으로 Rely-X ARC 를사용할때는 silane 처리하지않고 LuxaPost 를이용하는것이좋지않다. 하지만이러한결과를임상적으로적용하기위해서는 multi component silane 의사용, 물리적노화와화학적자극등을포함한장기간의연구, 그리고여러다른시멘트와의결합등을추가적으로시행하여야할것이다. 결 미리 silane 처리된포스트와그렇지않은포스트에추가적인 silane 처리를하였을때결합강도에영향이있는가를자가중합레진시멘트와전통적레진시멘트를이용한 push-out test 를통해알아보았고이에대한결과는아래와같다. 1. Rely-X Fiber Post 를사용한실험군에서 silane 처리와관계없이 Rely-X ARC 를적용하였을때, 다른실험군들에비해높은결합강도가나타났다. 2. LuxaPost 를사용한실험군에서각각의레진시멘트에 론 서 silane 처리를하였을때, 시행하지않은실험군에비해높은결합강도가나타났다. 이상의결과를바탕으로 LuxaPost 는사용하기전에 silane 처리를시행하는것이좋고, 레진시멘트는 Rely-X ARC 를이용하는것이더좋은수복예후를가질것으로생각한다. Acknowledgements 연구목적으로 Rely-X Fiber Post, Rely-X unicem, Rely-X ARC, Rely-X Ceramic Primer 를제공해주신 3M ESPE 관계자여러분과 LuxaPost 를제공해주신 DMG 관계자여러분께감사드립니다. REFERENCES 1. Aksornmuang J, Foxton RM, Nakajima M, Tagami J. Microtensile bond strength of a dure-cure resin core material to glass and quartz fibre posts. J Dent 2004;32: Ferrari M, Goracci C, Sadek FT, Monticelli F, Tay FR. An investigation of the interfacial strengths of methacrylate resin-based glass fiber post-core buildups. J Adhes Dent 2006;8: Monticelli F, Osorio R, Sadek FT, Radovic I, Toledano M, Ferrari M. Surface treatments for improving bond strength to prefabricated fiber posts: a literature review. Oper Dent 2008;33: Radovic I, Monticelli F, Goracci C, Cury AH, Coniglio I, Vulicevic ZR, Garcia-Godoy F, Ferrari M. The effect of sandblasting on adhesion of a dual-cured resin composite to methacrylic fiber posts: Microtensile bond strength and SEM evaluation. J Dent 2007;35: Monticelli F, Osorio R, Toledano M, Goracci C, Tay FR, Ferrari M. Improving the quality of the quartz fiber postcore bond using sodium ethoxide etching and combined silane/adhesive coupling. J Endod 2006;32: Radovic I, Monticelli F, Cury AH, Bertelli E, Vulicevic ZR, Ferrari M. Coupling of composite resin cements to quartz fiber posts: a comparison of industrial and chairside treatments of the post surface. J Adhes Dent 2008;10: Perdigäo J, Gomes G, Lee Ik. The effect of silane on the bond strengths of fiber posts. Dent Mater 2006;22: Rathke A, Haj-Omer D, Muche R, Haller B. Effectiveness of bonding fiber posts to root canals and composite core build-ups. Eur J Oral Sci 2009;117: Goracci C, Tavares AU, Fabianelli A, Monticelli F, Raffaelli O, Cardoso PC, Tay F, Ferrari M. The adhesion between fiber posts and root canal walls: comparison between microtensile and push-out bond strength measurements. Eur J Oral Sci 2004;112: Keum HJ, Yoo HM. Effect of surface treatments of fiber posts on bond strength to composite resin cores. J Kor Acad Cons Dent 2010;35:

6 11. Kamada K, Taira Y, Yoshida K, Atsuta M. Effect of four silane coupling agents on bonding of two resinmodified glass ionomer cements to a machinable ceramic. Dent Mater J 2007;26: Monticelli F, Osorio R, Tay FR, Sadek FT, Ferrari M, Toledano M. Resistance to thermo-mechanical stress of different coupling agents used as intermediate layer in resin-fiber post bonds. Am J Dent 2007;20: Erdemir U, Mumcu E, Topcu FT, Yildiz E, Yamanel K, Akyol M. Micro push-out bond strengths of 2 fiber post types luted using different adhesive strategies. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2010;110: Cho MW, Park SH, Kim JR, Choi KK. The bonding durability of resin cements. J Kor Acad Cons Dent 2007;32: Pavan S, dos Santos PH, Berger S, Bedran-Russo AK. The effect of dentin pretreatment on the microtensile bond strength of self-adhesive resin cements. J Prosthet Dent 2010;104: Valandro LF, Yoshiga S, de Melo RM, Galhano GA, Mallmann A, Marinho CP, Bottino MA. Microtensile bond strength between a quartz fiber post and a resin cement: effect of post surface conditioning. J Adhes Dent 2006;8: Vano M, Goracci C, Monticelli F, Tognini F, Gabriele M, Tay FR, Ferrari M. The adhesion between fibre posts and composite resin cores: the evaluation of microtensile bond strength following various surface chemical treatments to posts. Int Endod J 2006;39: Monticelli F, Toledano M, Tay FR, Cury AH, Goracci C, Ferrari M. Post-surface conditioning improves interfacial adhesion in post/core restorations. Dent Mater 2006;22: Jongsma LA, Kleverlaan CJ, Feilzer AJ. Influence of surface pretreatment of fiber posts on cement delamination. Dent Mater 2010;26: Gerth HU, Dammaschke T, Züchner H, Schäfer E. Chemical analysis and bonding reaction of RelyXUnicem and Bifix composites-a comparative study. Dent Mater 2006;22: Habekost Lde V, Camacho GB, Demarco FF, Powers JM. Tensile bond strength and flexural modulus of resin cements-influence on the fracture resistance of teeth restored with ceramic inlays. Oper Dent 2007; 32: Kim MH, Kim HJ, Cho YG. Effect of curing methods of resin cements on bond strength and adhesive interface of post. J Kor Acad Cons Dent 2009;34: Park CH et al.

7 국문초록 FRC- 포스트의표면처리가레진시멘트와의접착력에미치는영향 박찬현 박세희 김진우 조경모 * 강릉원주대학교치과대학치과보존학교실 연구목적 : Silane 처리가 FRC- 포스트와레진시멘트간의결합강도에미치는영향을알아보고자하였다. 연구재료및방법 : FRC- 포스트로 LuxaPost (DMG) 와 Rely-X Fiber Post (3M ESPE) 를사용하였으며자가접착레진시멘트인 Rely-X Unicem (3M ESPE) 과전통형레진시멘트인 Rely-X ARC (3M ESPE) 와의 Rely-X Ceramic Primer (3M ESPE) 를이용한표면처리유무에따른결합강도를 push-out test 를실시하여측정하고 independent samples t-test 및 one-way ANOVA 와 Scheffe 사후검정을 95% 유의수준에서실시하였다. 결과 : 실험결과 Rely-X Fiber Post 를사용한실험군에서 silane 처리와관계없이 Rely-X ARC 를적용하였을때, 다른실험군들에비해높은결합강도가나타났으며 LuxaPost 를사용한실험군에서각각의레진시멘트에대해 silane 처리를하였을때시행하지않은실험군에비해높은결합강도가나타났다. 결론 : 이상의실험결과로볼때미리 silane 처리된 LuxaPost 를사용하더라도 silane 처리를시행하는것이좋은것으로생각된다. 주요단어 : 레진시멘트 ; 실란 ; 이중중합 ; LuxaPost; Rely-X Fiber Post 131

ORIGINAL ARTICLE Fiber reinforced composite post 의표면처리에따른접착강도 노현식 노관태 우이형 배아란 * 경희대학교치의학전문대학원치의학과치과보철학교실

ORIGINAL ARTICLE Fiber reinforced composite post 의표면처리에따른접착강도 노현식 노관태 우이형 배아란 * 경희대학교치의학전문대학원치의학과치과보철학교실 ORIGINAL ARTICLE http://dx.doi.org/10.4047/jkap.2014.52.2.113 노현식 노관태 우이형 배아란 * 경희대학교치의학전문대학원치의학과치과보철학교실 Retentive bond strength of fiber-reinforced composite posts cemented with different surface treatments