ISSN (print) J Korean Acad Pediatr Dent 40(4) 2013 Microleakage and Anticariogenic Effect of S

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영은 금
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1 ISSN (print) Microleakage and Anticariogenic Effect of S-PRG Filler-containing Pit and Fissure Sealant Seungwoo Shin, Jongsoo Kim Department of Pediatric Dentistry, School of Dentistry, Dankook University Abstract Pit and fissure sealant prevents biofilm accumulation, plays a role in forming a barrier to acidic substance made by the bacteria. The Surface reaction-type pre-reacted glass ionomeri(s-prg) filler was developed in S-PRG filler releases fluoride continuously and does not decompose under wet conditions. The aim of this study was to test the microleakage and anticariogenic effect to adjacent enamel of S-PRG filler-containing pit and fissure sealant. Sound premolars and molars were used in this study. A S-PRG filler-containing pit and fissure sealant, Beautisealant (Shofu, Japan) was used for this experiment, the composite resin sealant Concise (3M ESPE, USA) was used as control. For the microleakage test, all teeth surface were double coated with finger nail varnish, with the exception of a 1.0 mm window around the restoration margins. The teeth were immersed in 2% methylene blue solution for 24 hours and then rinsed in tap water. For the anticariogenic effect evaluation, all tooth were immersed in artificial carious solution for 9 days and rinsed with tap water. Each tooth was embedded in orthodontic acrylic rein and subsequently sectioned longitudinally in a bucco-lingual direction with a lowspeed diamond saw. The cut sections were examined using a stereomicroscope. Differences in microleakage between the two groups were not different significantly. But the S-PRG filler-containing pit and fissure sealant showed higher anticariogenic effect than that of flowable resin sealant. Key words : S-PRG filler, Giomer, Anticariogenic effect, Microleakage Ⅰ. 서론치아우식예방을위한방법으로식이조절, 잇솔질교습, 불소이용그리고치면열구전색등이있다. 이중치면열구전색은치아교합면의열구에발생하는우식을예방하는효과적인방법으로알려져있다 1). 치면열구전색은생물막의축적을물리적으로막아주며박테리아에의해형성되는산물질에화학적장벽역할을한다 2). 치면열구전색제의우식예방효과는 Cueto와 Buonocore 3), Gwinnett와 Ripa 4) 의연구에따르면영구치에서 91~99% 로 다양하게보고되고있다. 1924년 Hyatt 5) 는치아우식의위험성이높은치면열구부위에보존적 Ⅰ급와동을형성후아말감으로충전하는예방적치아수복술을소개하였고, Bodecker 6) 는열구밀봉을위해열구를탐침을사용해청소후 Oxyphosphate cement를사용하여전색하였다. 그후 Bowen 7) 이잘분해되지않으며산부식된법랑질에잘붙는 Bis-GMA(Bisphenol-A diglycidyl methacrylate) 를합성해치면열구전색제로사용하였다. 불소의사용은법랑질의경도를증가시키고, 경도가증가되면산에대한용해도가감소해항우식효과를얻을수있기때문 Corresponding author : Jongsoo Kim Department of Pediatric Dentistry, School of Dentistry, Dankook University, 119 Dandaero, Dongnamgu, Cheonan, , Korea Tel: / Fax: / jskim@dku.edu Received July 3, 2013 / Revised August 23, 2013 / Accepted September 7, 2013 The present research was conducted by the research fund of Dankook University in

2 에 8-11), 치면열구전색제에불소를첨가하여부가적인항우식효과얻으려는시도가계속되어왔고, 현재여러종류의불소방출치면열구전색제가시판되고있다 12). 이중글래스아이오노머시멘트는장기간의불소유리로인한법랑질탈회예방과수복물주위이차우식을억제하는작용이있어서이차우식이빈발하는소아의수복재로서광범위하게사용되어져왔지만, 복합레진에비해물성과치질과의결합력, 심미성등이떨어지고조작이불편한단점들이보고되었다 12). 1999년 Robert 등 13) 은 S-PRG(Surface reaction-type pre-reacted glass ionomer) 필러기술을개발하였다. S- PRG 필러는수분존재하에서스스로분해되지않으면서, 지속적으로불소를유리한다. 복합레진에 S-PRG 필러를첨가함으로써복합레진과유사한물성과글래스아이오너머시멘트의불소방출능력에버금가는광중합형자이오머가개발되었다 14). 광중합형자이오머를이용한치면열구전색제의불소방출및재충전에관한비교연구들이보고되고있으나, 자이오머치면열구전색제의항우식효과에관한연구는부족하다생각해본연구를시작하게되었다. 이에저자는 S-PRG 필러를포함하는치면열구전색제의미세누출및인접법랑질에대한항우식효과를기존의유동성레진치면열구전색제와비교분석하였다. Ⅱ. 연구재료및방법 1. 연구재료교정치료를위해발거된소구치, 대구치를시진과탐침으로검사하여충전물, 파절, 표면결함이없고, Soprolife (Soprolife, USA) 를통해치아우식증이존재하지않는소구치 20개, 대구치 20개를실험대상으로사용하였다. S-PRG 필러를함유해지속적으로불소를유리하는 S-PRG 치면열구전색제인 Beautisealant (Shofu, Kyoto, Japan) 를실험군으로, 불소가포함되지않는유동성레진치면열구전색제 Concise (3M ESPE, USA) 를대조군으로선정하였다 (Table 1). 지시에따라적용하였다. 시편은증류수에넣어 37, 습도 100% 의항온항습기에 24시간보관후 5 와 55 의수조에서각각 30초씩교대로 500회의열순환시행하였다. 충분한건조후소구치에한해치면열구전색제변연에 1 mm를제외한치면전체에손톱광택제 (Nail varnish) 를 2회도포후건조시켰다. 2) 미세누출실험손톱광택제를도포한치아를 2% 메틸렌블루용액에 24시간담근후꺼내어흐르는물에깨끗이세척해여분의색소를제거하였다. 색소를제거한치아를교정용투명레진에매립후주수하에서저속절단기를사용하여치아장축에평행하게근심과원심에협설방향으로절단시행하여각치아당 2개의시편을제작하였다. 노출된절단면은 Ovrebo와 Raadal 15) 의기준에따라각절단면에서관찰된최고점을그치아의색소침투도로평가하였다 (Table 2). 3) 인공우식용액의제조우식용액은 1987년 White 등 16) 이합성 polymer gel을이용해만든것을사용하였다. 인공우식용액은 50 cc 1 M 젖산 (Sigma, USA) 에 2차증류수를첨가하여 500 cc로만들고, 여기에 50% 수산화나트륨용액 (Sigma, USA) 을첨가하여 ph 를 5.0으로조절하였다. 위용액에 1.5 g calcium phosphate tribasic(sigma, USA) 을첨가하는데, 20% 염산용액으로 ph가 5.0을유지한상태로 30분간교반기에서용해시켰다. 용해가끝난용액은여과지에여과한후 1% Carbopol 907 stock solution 200 ml와 50 cc 1.0 M 젖산을첨가하고, 증류수를넣어 1000 cc보다조금적은양이되도록만들었다. 여기에 50% 수산화나트륨용액을첨가하여 ph 5.0을맞추었다. 마지막으로 1000 cc가되도록증류수를첨가하여완성시켰다. 4) 항우식효과실험 1987년 White 등 16) 이실험에사용한방법에따라 0.1 M 젖산에인산칼슘 (Sigma, USA) 과 1% 카보폴 907 (Noveon 2. 연구방법 1) 시편제작불소가포함되어있지않은퍼미스와저속핸드피스의러버컵을이용하여실험대상치아를세척하였다. 10개의소구치와 10개의대구치에는 S-PRG 치면열구전색제를, 10개의소구치와 10개의대구치에는유동성레진치면열구전색제를제조사의 Table 2. Penetration score and criteria of marginal seal Score Criteria 0 No penetration 1 Penetration down to half of the length of the fissure 2 Penetration extending beyond half the length of the fissure 3 Penetration into underlying fissure Table 1. Composition of sealant Control (Concise ) Experimental (Beautisealant ) Primer : Acetone, Distilled water, Carboxylic acid monomer, Phosphoric acid monomer Etchant : 37% Phosphoric acid Composition Liquid : S-PRG filler based on fluoroboroaluminosilicate glass, UDMA, TEGDMA, Liquid : TEGDMA, BIS-GMA Micro fumed silica 248

절단된시편은주수하에실리콘카바이드페이퍼에서활택시행후활택면을바닥으로향하게하여슬라이드글라스에부착시킨후시편이부착된슬라이드글라스를특별히고안된기구에끼워반대면을다시활택시행하였다. 소깊이는 30.5 ± 2.0 μm, 유동성레진치면열구전색제는 70.8 ± 5.1 μm 였으며둘사이에는통계학적으로유의한차이 (p < 0.05) 를보였다 (Table 4).

3 Inc, Ohio, USA) 를첨가한후 ph 5.0으로조절한인공우식용액을제조하였다. 제조된우식용액을용기에나누어담은후준비된시편을넣고밀봉후 37 로고정된항온항습기에 9일간보관하여우식을유발시켰다. 각각의시편은하루에 1회씩흔들어주었다. 우식이유발된 20개의시편을생리식염수로충분히세척한다음시편절단이용이하게교정용투명레진에매립하였고각각의치아는주수하에서 microtom를사용하여치아장축에평행하게협설방향으로근심, 중앙, 원심총 3개로절단하였고, 절단된시편은주수하에실리콘카바이드페이퍼에서활택시행후활택면을바닥으로향하게하여슬라이드글라스에부착시킨후시편이부착된슬라이드글라스를특별히고안된기구에끼워반대면을다시활택시행하였다. 소깊이는 30.5 ± 2.0 μm, 유동성레진치면열구전색제는 70.8 ± 5.1 μm 였으며둘사이에는통계학적으로유의한차이 (p < 0.05) 를보였다 (Table 4). 5) 편광현미경관찰및우식병소의깊이측정준비된시편은증류수침적하에서디지털편광현미경 (Nikon eclipse E200, Japan) 으로 100~400배율하에서관찰하고최적의영상을컴퓨터에 JPEG 파일형식으로저장하였다. 촬영된이미지는영상분석프로그램 (Able Image Analyser, USA) 에서조직학적형상을관찰하고병소의깊이를측정하였다. 병소의깊이는치면열구전색제변연 20 μm 하방의깊이를기준으로측정하였다. 6) 통계분석통계분석은 SPSS 17.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 을이용하여미세노출의정도는 Chi-square test를, 측정된우식의깊이는 Mann-Whitney test를이용해두군간의유의성을검증하였다. 각통계방법은 95% 의유의수준을사용하였다. Ⅲ. 연구성적 1. 미세누출의실험유동성레진치면열구전색제의경우침투가관찰되지않은시편은 16개, 열구 1/2 이내에침투가관찰된시편은 2개, 1/2 이상침투가관찰된시편은 1개, 열구하방까지침투가관찰된경우는 1개였으며, S-PRG 치면열구전색제의경우침투가관찰되지않은시편은 15개, 열구 1/2 이내에침투가관찰된시편은 1개, 1/2 이상침투가관찰된시편은 2개, 열구하방까지침투가관찰된경우는 2개였다 (Fig. 1). 두군사이에통계학적유의한차이는관찰되지않았다 (Table 3)(p < 0.05). 2. 항우식효과의평가 Fig 1. Samples of each marginal seal score after dye immerse. A. Score - 0 ( 100), B. Score - 2 ( 100), C. Score - 3 ( 100), D. Score - ( 100). Table 3. Distribution of microleakage Flowable resin sealant S-PRG sealant A Fig. 2. Polarizing microscope image of caries. A. S-PRG sealant, B. Flowable resin sealant ( 100). B 각군의우식병소양상을편광현미경으로관찰해본결과 S- PRG 치면열구전색제주위에국한된적은병소깊이를관찰할수있었으나, 유동성레진치면열구전색제는일정한병소의깊이가관찰되었다 (Fig. 2). S-PRG 치면열구전색제변연의병 Table 4. Mean depth of caries lesion Flowable resin sealant S-PRG sealant Depth of lesion 70.8 ± 5.1 μm 30.5 ± 2.0 μm 249

4 Ⅳ. 총괄및고찰치면열구전색시별도의유지구를형성해주지는않기때문에치면열구전색제는교합력, 마모, 습도의변화에쉽게영향을받아통상적인수복물에비해탈락률이높다. 또한불완전한치면열구전색은이차우식을유발하는데이러한이차우식은수복물실패의가장흔한원인요소이며 17), 특히구강위생관리능력에한계가있는소아환자의경우에는그빈도가더욱높은것으로알려져있다 12). 이러한문제를극복하고자유지율의증가와전색제탈락후열구내치질의내산성증가노력의일환으로불소를첨가해항우식효과를증진시키려는시도가계속되었다. 그결과물로컴포머와레진광화형글라스아이오너머가나왔으나, 컴포머의물성, 불소유리두가지모두에서만족할만한결과를보여주지못하였고, 레진광화형글라스아이오너머도물리적한계로인해임상에서의사용이제한적이다 14). Beautisealant 는 Robert 등 13) 이개발한 S-PRG 필러기술을이용한새로운충전재료인자이오머실란트이다. 레진기질에 S-PRG 필러를함유시킴으로써복합레진의심미성과물성을가지고있고글라스아이오노머의장점인불소유리능력도있다고한다. Ying 등 18) 과 Shimazu 등 19) 의연구를보면자이오머가불소를유리한다는사실을알수있지만실제임상에서이러한불소의유리가항우식효과를가져올지에대한의구심에본연구를시행하였다. 수복재의항우식효과를확인하기위해서는일반적으로인위적인우식병소의유발이필요한데이런우식병소는자연병소와구조적으로유사하며균일하고재현성이있어야한다 20). 인공우식병소를유발시키는방법에는여러가지가있으나본실험에서사용한우식용액은 1987년 White 등 16) 이합성폴리머젤을이용해만든것으로효과적으로건전표층을유지하면서, 균질의조직학적형태와병소깊이조절이가능한인공우식유발용액이다. Carbopol 907을이용한인공우식용액은탈회 9일후약 80 μm 라는두드러지게깊은병소깊이를보여 16) 본연구에서는치아시편을인공우식용액에 9일간보관하였다. 치면열구전색제변연 20 μm 하방의깊이가 S-PRG 치면열구전색제는 30.5 ± 2.0 μm, 유동성레진치면열구전색제는 70.8 ± 5.1 μm 의깊이를보였다. White 15) 등의실험에서인공우식용액에치아를적용했을때약 80 μm 의깊이를보인데반해본실험에서는약 70 μm 의인공우식병소깊이가관찰되었다. 유동성레진치면열구전색제의우식병소깊이가불소유리가전혀없음에도얕은것으로보아이는치면열구전색제의항우식효과와상관없이치면열구전색제가물리적장벽으로서역할을하고있기때문으로생각된다. 또한두재료간에우식의양상차이가관찰되었는데 S-PRG 치면열구전색제의경우치면열구전색제에서멀어질수록우식의깊이가증가하다일정해지는양상을보인데반해유동성레진치면열구전색제의경우는치면열구전색제로부터의거리와상관 없이일정한깊이의우식병소가관찰되었다. 이러한양상의차이는 S-PRG 필러에서유리된불소가항우식용액에의해탈회된인접법랑질의재광화를촉진해이러한항우식효과가나타났다고생각된다. 이외에도 S-PRG 필러에서는스트론튬이온이유리되는데스트론튬은치아법랑질의광화에중요한역할을하며 21), 최근의연구에따르면스트론튬은불소와상호작용을통해치아법랑질재광화효과를증대시켜치아의탈회를감소시킨다고한다 22). 미세누출점수 0을기준으로미세누출을비교해보면, Ganesh 등 23) 이시행한실험에서는 45%, Lim 등 24) 이시행한실험에서는 70% 의실험결과를보였다. 본실험에서는 80% 로다른실험에비해더높은성공률을보였는데이는아마도주변의실험환경과실란트적용후광중합을시행하기전에추가적으로탐침을사용해열구깊이치면열구전색제를적합하고, 면봉을이용해과잉의치면열구전색제를제거한기술적인요소에그차이가있는게아닌가생각된다. 이러한탐침의사용은실험결과의차이를유발할수있지만본실험에서는두군모두에서다음의과정을시행했기에실험결과의유의성평가에큰영향을주진않았을것으로사료된다. 필러함량의증가는수복물의점도를증가시키는데이러한점도의증가는수복물의침투도를떨어뜨리며이는수복물의미세누출을증가시키는결과를가져온다. 유동성레진치면열구전색제의경우는필러의함량이적은데반해 S-PRG 치면열구전색제는 S-PRG 필러를함유하고있기때문에미세누출결과가차이가날것으로예상했지만본실험에서는두재료간의유의한차이는관찰되지않았다. 이는 S-PRG 치면열구전색제에사용되는프라이머가치면열구전색제의침투와치면과의결합을돕기때문이아닐까생각된다. 항우식효과를평가하는방법은탈회깊이측정외에도치면열구전색제인접법랑질의무기물의조성변화, 경도변화, 불소침투깊이측정등이있는데다음연구에서는좀더다각적인분석이추가적으로필요하다고생각된다. Ⅴ. 결론 S-PRG 치면열구전색제와유동성레진치면열구전색제의변연봉쇄성과항우식효과를조사한결과, 다음과같은결론을얻을수있었다. S-PRG 치면열구전색제의 75%, 유동성레진치면열구전색제의 80% 에서미세누출이일어나지않았으며두군사이에통계학적으로유의한차이는관찰되지않았다 (p > 0.05). 하지만우식의깊이는 S-PRG 치면열구전색제를적용한법랑질에서는 30.5 ± 2.0 μm, 유동성레진치면열구전색제를적용한법랑질에서는 70.8 ± 5.1 μm 를보였으며이는통계학적으로도유의한차이를보였다 (p < 0.05). 250

5 References 1. Beauchamp J, Caufield PW, Crall JJ : Evidencebased Clinical Recommendations for the use of Pitand-fissure Sealants: A Report of the American Dental Association Council on Scientific Affairs. J Am Dent Assoc, 139:257-68, Feigal RJ, Donly KJ : The use of pit and fissure sealants. Pediatr Dent, 28:143-50, Cueto EI, Buonocore MG : Sealing of pits and fissures with an adhesive resin: its use in caries prevention. J Am Dent Assoc, 75: , Gwinnett AJ, Ripa LW : Penetration of pit and fissure sealants into conditioned human enamel in vivo. Arch Oral Biol, 18: , Hyatt TP : Occlusal fissures: Their frequency and danger. How shall they be treated? Dent Items Interest, 46:493, Bodecker CF : The eradication of enamel fissures. Dent Items Interest, 51:859, Bowen RL : Composite and sealant resin-past, present and future. Pediatric Dent, 4:10, Benelli Em, Serra MC, Rodrigues Al Jr., Cury JA : In situ anticariogenic potential od glass ionomer cement. Caries Res, 27: , Qvist V, Laurberg L, Poulsen A, Teglers PT : Eightyear study on conventional glass ionomer and amalgam restorations in primary teeth. Acta Odontol Scand, 62:37-45, Berg JH, Donly KJ, Posnick WR : Glass ionomer-silver restorations: a demineralization-remineralization concept. Quintessence Int, 19: , Derkson GD, Richardson AS, Jinks GM : Clinical evaluation of a restoration containing fluoride: twoyear results. Pediatr Dent, 11: , Berg JH : The continuum of restorative materials in pediatric dentistry, A review for the clinician. Pediatr Dent, 20:93-100, Roberts TA, Miyai K, Ikemura K : Fluoride ion sustained release preformed glass ionomer filler and dental compositions containing the same. United States Patent No , Kim JS : Compressive strength and microhardness of flowable composite resin and flowable giomer. J Korean Acad Pediatr Dent, 39: , Ovrebo RC : Microleakage in fissures sealed with resin or glass ionomer cement. Scand. J Dent Res, 98:66-69, White DJ : Use of synthetic polymergels for artificial carious lesion preparation. Caries Res, 21: , Mjor IA : Frequency of secondary caries at various anatomical locations. Oper Dent, 10:88-92, Wang Y, Kaga M : In release and buffering capacity of S-PRG filler-containing pit and fissure sealant in lactic acid. Nano Biomedicine, 3: , Shimaz K : Evaluation of the ion-releasing and recharging abilities of a resin-based fissure sealant containing S-PRG filler. Dental material journal, 30: , Arends J, Bousch JJ : Demineralization and remineralization evaluation techniques. J Dent Res, 71: , Mishima H, Kozawa Y : SEM and EDS analysis of calcospherites in human teeth. Eur J Oral Sci, 106: , Thuy TT, Nakagaki H, Robinson C, et al. : Effect of strontium in combination with fluoride on enamel remineralization in vitro. Arch Oral Biol, 53: , Ganesh M : Comparative evaluation of the marginal sealing ability of fuji vii and concise as pit and fissure sealants. J contemporary dental practice, 4:10-18, Im E : A study of microleakeage and penetration ability of a pit and fissure sealant applied on carious fissures. J Korean Acad Pediatr Dent, 37: ,

6 국문초록 S-PRG filler 를함유한치면열구전색제의미세누출및항우식효과 신승우 김종수 단국대학교치과대학소아치과학교실 치면열구전색은생물막의축적을물리적으로막아주며박테리아에의해형성되는산물질에화학적장벽역할을한다. 1999년 S-PRG(Surface reaction-type pre-reacted glass ionomer) 필러기술이개발되었는데 S-PRG 필러는수분존재하에서스스로분해되지않으면서, 지속적으로불소유리가가능하다. 이에저자는S-PRG 필러를포함하는치면열구전색제의미세누출및인접법랑질에대한항우식효과를기존의유동성레진치면열구전색제와비교해보고자한다. 건전한소구치, 대구치를실험대상으로사용하였다. S-PRG 필러를함유해불소를유리하는치면열구전색제 Beautisealant (Shofu, Japan) 를실험군으로, 유동성레진치면열구전색제 Concise (3M ESPE, USA) 를대조군으로선정하였다. 미세누출실험을위해실란트변연 1 mm를제외한나머지치아에손톱광택제를 2회도포후 2% 메틸렌블루용액에 24시간동안보관후수세하였다. 항우식효과의평가는인공우식용액에 9일간보관후수세후시행하였다. 수세한시편들은투명레진에매립후현미경관찰을위해절단하였다. 통계분석은미세노출의정도는 Chisquare test를, 측정된우식의깊이는 Mann-Whitney test를이용해두군간의유의성을검증하였다. S-PRG 치면열구전색제와유동성레진치면열구전색제의미세누출차이는관찰되지않았지만, S-PRG 치면열구전색제는유동성레진치면열구전색제보다더높은항우식효과를보이는것으로나타났다. 주요어 : S-PRG 필러, 자이오머, 항우식효과, 미세누출 252

J Korean Acad Pediatr Dent 39(4) 2012 광을받고있으며이를뒷받침하는많은연구들이발표되고있다. 저자는새로개발된유동성자이오머의물성이기존유동성복합레진에어느정도근접했는지에초점을맞추고압축강도와표면미세경도를측정한후비교분석하여다소의지견을얻었기에보고하는바이다

J Korean Acad Pediatr Dent 39(4) 2012 광을받고있으며이를뒷받침하는많은연구들이발표되고있다. 저자는새로개발된유동성자이오머의물성이기존유동성복합레진에어느정도근접했는지에초점을맞추고압축강도와표면미세경도를측정한후비교분석하여다소의지견을얻었기에보고하는바이다 http://dx.doi.org/10.5933/jkapd.2012.39.4.383 대한소아치과학회지 39(4) 2012 유동성자이오머와복합레진의압축강도및표면미세경도비교 김종수 단국대학교치과대학소아치과학교실 국문초록본연구의목적은유동성자이오머인 Beautifil flow와유동성복합레진인 Filtek TM Z350, Z350XT의압축강도와표면미세경도를비교평가하는것이었다.