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재형 뇌
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1 대한치과재료학회지 44(1) : , 2017 ISSN: (Print); (Online) Available online at 불소지속방출및생체적합성을가진불소바니쉬의개발 신경수 1, 김아진 2, 오승한 3,4, 배지명 3,4* 원광대학교치과대학병원 1, 서라벌대학교치위생과 2, 원광대학교치과대학치과생체재료학교실 3, 원광대학교생체재료 매식연구소 4 <Abstract> Development of fluoride varnish with sustained fluoride release and biocompatibility Kyung-Su Shin 1, Ah-Jin Kim 2, Seunghan Oh 3,4, Ji-Myung Bae 3,4* Wonkwang University Dental Hospital 1, Department of Dental Hygiene, Sorabol College 2, Department of Dental Biomaterials, College of Dentistry, Wonkwang University 3, Institute of Biomaterial Implant of Wonkwang University 4 The purpose of this study was to fabricate a biocompatible fluoride varnish with sustained fluoride release, and to compare it with commercial fluoride varnishes. For the experimental fluoride varnish, bis-gma (BG) or two types of rosin (KR-610: K0, KR-612: K2) were used as bases. Either ethyl acetate or ethanol was added as solvent and 5 wt% NaF was used. 5 mg of experimental F - varnishes and 2 commercial products, Cavity shield (CS) and Flor-opal (FO), were applied on a labial surface of bovine teeth (10 mm 7 mm). The amount of fluoride release was measured at 1 hr, 2 hrs, 3 hrs, 4 hrs, 8 hrs, 12 hrs, 1 day, 3 days, 5 days, 10 days, 15 days, 20 days and 30 days. MTT test was done with diluted F- varnishes using ethanol. Statistical analysis was done with one-way ANOVA and Duncan multiple range test (α=0.05). BG showed the highest fluoride release at 1 hr (P<0.05), while that of K0 was highest at 2 hrs (P<0.05). From 1 day to 5 days, experimental fluoride varnishes showed higher fluoride release than the commercial products (P<0.05), and there were no significant differences after 5 days (P>0.05). For MTT test, K0 and FO showed higher cell viability than other experimental groups (P<0.05), with no significant differences with K2 (P>0.05). Considering the sustained fluoride release and cell viability of the experimental rosin-based fluoride varnishes compared with commercial products, it will be appropriate for clinical application. Key words: fluoride varnish, fluoride release, cell viability, rosin-based Ⅰ. 서론치면에적용된불소는치아경조직의재광화 (remineralization) 를촉진하고탈회 (demineralization) 를억제하여치아우식을예방하는데효과적이다 (Hellig와 Lussi, 2001). Biofilm 내에서대사에의해생성된당이 ph를감소시켜법랑질이용해된다. 하지만 biofilm에불소가존재하고, ph가 4.5보다낮아지지않는다면, 표면의수산화인회석 (hydroxyapatite) 이용해됨 * Correspondence: 배지명 (ORCID ID: ) (54538) 전북익산시익산대로 460, 원광대학교치과대학치과생체재료학교실 Tel: , Fax: baejimy@wku.ac.kr Received: Jan. 26, 2017; Revised: Mar. 20, 2017; Accepted: Mar. 20, 2017 * 이논문은 2015 년도정부 ( 미래창조과학부 ) 의재원으로한국연구재단의지원을받아수행된기초연구사업임 (No. 2015R1A2A2A )

2 과동시에불화인회석 (fluorapatite) 이형성될수있다 (ten Cate와 Featherstone, 1991). 수산화인회석으로부터용해된칼슘과인은불화인회석을형성하여법랑질용해를감소시킨다. 탈회된법랑질이잇솔질로깨끗해지면타액은법랑질을재광화시킬수있고, 불소가존재할때이효과는향상된다. 결과적으로우식유발환경 (cariogenic challenge) 에노출된후, biofilm fluid 또는타액등의구강내환경에여전히불소가존재한다면, 감소된 ph 환경에서도법랑질에서상실된소량의칼슘과인은회복될수있다 (Cury 와 Tenuta, 2009). 우식과정의양상인탈회와재광화를촉진하는 ph-cycling 모델을사용하는실험에서도 0.03 ppm 보다많은불소가포함되어있을때재광화가증가한다고보고하였다 (Featherstone, 1999). 불소도포는불소함유치약, 불소도포용겔과폼, 양치액, 그리고불소바니쉬를포함하여다양한형태로이용할수있다 (Hazelrigg 등, 2003). 전문가불소도포의가장일반적인방법은산성불화인산 (Acidulated phosphate fluoride, APF) 겔을이용하는것이다 (Seppä 등, 1995). 하지만, APF 겔적용후, 얻어진대부분의불소는불화칼슘 (Calcium fluoride) 을형성하는데소모된다. 형성된불화칼슘은물과타액에쉽게용해되며, 구강내노출후 24 시간안에소실된다 (Rølla 등, 1933). 불소바니쉬는레진이나합성제재와함께사용되는불소도포제이다. 치아에도포되면, 오랫동안법랑질과접촉하여우식을억제한다 (Weintraub, 2003). 불소바니쉬는특별한도구없이빠르고쉽게적용할수있고, 도포전전문적인치아세정이필요없으며, 수분이있어도즉시건조된다. 따라서영유아를포함하여특별한관리가필요한사람에게안전하게사용할수있다. 또한, 다른고농도의도포용불화물은 분경과후에구강내에서소실되지만, 불소바니쉬는비교적장시간 ( 대개 1일 7일 ) 동안치아표면에붙어있게된다 (Jin, 2008). 수종의불소도포제의평균우식감소율을비교한 Newbrun(2001) 의연구에서 APF 겔이 22%, 2% 의불화나트륨용액은 29% 그리고 8% 불화주석용액은 32% 의평균우식감소율을보인반면, 불소바니쉬는 38% 의가장높은평균우식감소율을보였다. 하지만, 과량의불소사용은치아불소증 (dental fluorosis) 을유발할수있다. 치아불소증은치아형성기에발생한과량의불소섭취에의해법랑질발달이저해되어반점치나변색치가발생하는치아의형성장애이다. Denbesten과 Li(2011) 는상수도불소화에사용되는불소의농도는 mg/l ( 보통 1 mg/l) 이며, 식수에 1.5 mg/l (1.5 ppm) 이상의불소가포함되었을때, 치아불소증이발생한다고하였다. Mascarenhas(2000) 는 mg F/kg body weight 또는약 mg/day 농도의불소를섭취하였을때, 치아불소증이발생할수있다고보고하였다. Mascarenhas(2000) 는 mg F/kg body weight 또는약 mg/day 농도의불소를섭취하였을때, 치아불소증이발생할수있다고보고하였다. Beltrán-Aguilar 등 (2000) 은불소바니쉬는 22,600 ppm의불소를함유하고있고, 치아에도포하였을때평균 5.2 mg 의 F - 가적용된다고하였다. 또한불소바니쉬가도포된어떠한환자도독성수준을넘지않았다고하였다. APF gel은불소바니쉬에비해약절반만큼의불소를함유하고있지만, 구강내에도포되는양은더많아서불소섭취가단기간에일어나며혈장불소농도를상당히증가시킬수있다 (Bawden, 1998). 반면, 불소바니쉬의적용은수시간에걸쳐더적은양의불소를섭취하면서, 불소독성반응의가능성을제거할수있다 (Moon 등, 2004). 불소바니쉬는다른불소제재에비해오랫동안치아에남아있지만, 첫 7시간이내에급격한불소방출을보이고그이후로방출량이감소한다 (Shen 과 Autio-Gold, 2002). 또한몇가지불소바니쉬의로진성분은단시간에일어나는작열감같은알러지와연관이있다 (Beltrán-Aguilar 등, 2000). 따라서치아에부착되어오랜시간동안지속적으로유효한농도의불소를방출하면서, 생체적합성을가진새로운불소바니쉬의개발이필요하다. 이연구의목적은 bis-gma와로진을이용한실험용불소바니쉬를제작하고, 시판용불소바니쉬와실험용불소바니쉬의불소방출량과생체적합성을비교하는것이다. 22

3 Ⅱ. 재료및방법 1. 연구재료 1) 실험용불소바니쉬 Bis-GMA(NK Oligo, EMA-1020, Shin-Nakamura Chemical, Japan) 와두가지로진 (KR-610, Arakawa, Japan; KR-612, Arakawa, Japan) 을레진베이스로사용하여실험용불소바니쉬를제작하였다. Bis-GMA 65 wt.%, 용매로 ethyl Acetate(SIGMA-ALDRICH, USA) 30 wt.% 를첨가하여자가중합형 bis-gma 제재불소바니쉬를제작하였다. 두가지로진을각각 65 wt.%, 용매로에탄올 30 wt.% 를첨가하여두가지로진제재불소바니쉬를제작하였다. 세종류의실험용불소바니쉬는모두 5 wt.% NaF(Sigma-Aldrich, USA) 을불소의원료로사용하여 40 의물중탕하에기계식교반기 (RW 20 DZM.n, IKA, Germany) 로 30분간혼합하였다. 2) 시판용불소바니쉬제품본연구에서는 Flor-opal(Ultradent, South Jordan, USA) 과 Cavity shield(3m ESPE, MN, USA) 가실험용불소바니쉬와비교되었다. Table 1은본연구에서사용된불소바니쉬의성분을나타낸다. 2. 연구방법 1) 불소바니쉬의적용실험용불소바니쉬와시판용제품을적용하기위해, 치관부만절단된우치에서남아있는치주조직과치수를제거하고치수강에유틸리티왁스를채웠다. 균일한적용면을얻기위해우치순면에 10 7 mm의테이프를붙인후그이외의표면에매니큐어를도포하였다. 테이프를제거한후그부위에 5 mg의불소바니쉬를도포하였다. 시편은각불소바니쉬당 3개씩준비하였다. 실온에서 10분간경화시킨후, 10 ml의증류수가들어있는용기에불소바니쉬를도포한우치를넣어 37, 140 rpm의진탕항온수조 (JSSI-100C, JSR, Cheongwon, Korea) 에보관하였다. 불소바니쉬도포 8시간이후에우치의순면에회전법동작으로 10회잇솔질을하였고, 이후매 24시간마다동일한방법으로잇솔질을시행하였다. 2) 불소방출량측정불소바니쉬를적용한우치를증류수에보관한후로 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 8시간, 12시간, 1일, 3일, 5일, 10일, 15 일, 20일그리고 30일에 fluoride ion-selective electrode (9609BNWP, Thermo Scientific Orion, USA) 를사용하여불소방출량을측정하였다. 한시편당두번씩측정하여평균값을취하였고, 같은방법으로각각의불소바니쉬당세개의시편을측정하여평균을내었다. 매측정시마다불소바니쉬 Table 1. Information of fluoride varnishes used in this study Commercial products Experimental Fluoride varnish Product name Code Base (wt.%) Solvent (wt.%) Fluoride (wt.%) Other (wt.%) Flor-Opal (Ultradent, South Jordan, USA) Cavity shield (3M ESPE, MN, USA) FO CS Hydrogenated rosin (<60 %) Rosin (20-70 %) Polyamide resin (20-70 %) Bis-GMA based BG Bis-GMA (65%) Rosin based K0 KR-610 (65%) K2 KR-612 (65%) Ethyl alcohol ( %) Ethyl alcohol (4-30 %) Ethyl acetate (30%) Ethyl alcohol (30 %) Ethyl alcohol (30 %) This information is based on the safety data sheet of the products provided by the manufacturer NaF (4-6 %) NaF (1-10 %) NaF (5%) NaF (5 %) NaF (5 %) Methyl Salicylate (<0.7 %) Flavor (1-5 %)

4 가적용된우치는새로운 10 ml의증류수가들어있는용기에옮겨졌고, 위와동일한방법으로보관되었다. 3) ph 측정두가지의실험용불소바니쉬 (BG와 K0) 와두가지시판용제품 (FO와 CS) 의 ph를측정하였다. 불소방출량을측정할때와동일한시간에 ph electrode(8102bnumd, Thermo Scientific Orion, USA) 를사용하여 ph 를측정하였다. 한시편당두번씩측정하여평균값을취하였고, 같은방법으로각각의불소바니쉬당세개의시편을측정하여평균을내었다. 4) MTT 시험실험용불소바니쉬와시판용불소바니쉬들을각각에탄올에 50:50 비율로희석하였다. 이렇게얻어진용액들과 L929 세포를이용하여 MTT 시험을실시하였다. 대조군은세포와 RPMI 배지만을사용하였다. 결과값은대조군의 MTT 환원율을 100% 로표준화하여백분율로표시하였다. 5) 통계분석통계분석은 SPSS 프로그램 (SPSS 12.0; SPSS GmbH, Munich, Germany) 을이용하였다. 불소바니쉬의불소방출량과누적방출량, 그리고 ph를 Kruskal Wallis로신뢰수준 95% 에서분석하였으며, MTT 시험은각군을 one-way ANOVA를사용하여분석하였다 (α=0.05). 사후검정으로는 Duncan multiple range test를시행하였다. Ⅲ. 결과 1. 불소방출량우치에도포된각각의불소바니쉬의시간대별불소방출량은 Figure 1과 Table 2에나타내었다. Figure 2는각시간대별불소방출량을누적하여나타낸그래프이다. 각각의불소바니쉬의시간대별불소방출량을분석해보면, BG는도포후 1시간에서불소방출량이가장높았고 (p<0.05), 2시간후에통계적으로유의성있게불소방출량이감소하였다 (p<0.05) (Figure 1). K0는도포후 2시간에서유의성있게불소방출량이감소하였고 (p<0.05), 3일후에도불소방출량의유의성있는감소를보였다 (p<0.05). K2는 K0와 (a) (b) (c) (d) (e) Figure 1. Fluoride release of each fluoride varnish at each time period, (a) bis-gma based fluoride varnish, (b) KR-610 rosin based fluoride varnish, (c) KR-612 rosin based fluoride varnish, (d) Flor-opal and (e) Cavity shield. Different lowercase letters represent significantly different fluoride release among the time periods by Kruskal-Wallis Test and Duncan multiple range test at ɑ=

5 Table 2. Fluoride release of three experimental fluoride varnishes and two commercial fluoride varnishes used in this study Experimental Commercial BG K0 K2 FO CS 1 hr aa (3.58) ab (2.65) 7.33 ac (0.42) 3.07 ad (0.98) 0.39 D (0.17) 2 hrs 1.31 bbc (0.51) 4.00 ba (2.12) 2.20 bcb (0.44) 1.19 bcbc (0.22) 0.27 C (0.13) 3 hrs 0.46 bb (0.18) 1.30 bcab (0.44) 2.43 ba (1.53) 2.03 aba (0.75) 0.17 B (0.06) 4 hrs 0.46 bbc (0.25) 0.52 bcb (0.21) 0.34 cdbc (0.14) 2.37 aba (0.25) 0.14 C (0.04) 8 hrs 0.65 b (0.39) 0.57 bc (0.23) 0.91 bcd (0.09) 0.89 bc (0.10) 0.30 (0.14) 12 hrs 0.48 b (0.47) 0.29 bc (0.05) 0.56 bcd (0.14) 0.23 c (0.05) 0.15 (0.05) 1 day 0.18 bab (0.10) 0.37 bca (0.23) 0.36 cda (0.06) 0.08 cb (0.01) 0.10 B (0.08) 3 days 0.08 bab (0.03) 0.13 cb (0.03) 0.14 da (0.03) 0.02 cb (0.01) 0.08 AB (0.10) 5 days 0.24 ba (0.02) 0.06 cb (0.01) 0.35 cda (0.12) 0.01 cb (0.00) 0.08 B (0.12) 10 days 0.03 b (0.01) 0.08 bc (0.01) 0.04 d (0.01) 0.03 c (0.00) 0.30 (0.44) 15 days 0.05 b (0.01) 0.04 c (0.00) 0.06 d (0.00) 0.04 c (0.00) 0.09 (0.08) 20 days 0.05 b (0.01) 0.04 c (0.00) 0.04 d (0.00) 0.03 c (0.00) 0.05 (0.02) 30 days 0.04 b (0.00) 0.04 c (0.00) 0.04 d (0.00) 0.04 c (0.00) 0.04 (0.01) Different lowercase letters denote significant differences among each the time period (column) and different uppercase letters denote significant differences among the materials (row) by Kruskal-Wallis Test and Duncan multiple range test at ɑ=0.05. 같은양상으로, 도포후 2시간과 3일후에통계적으로유의성있게불소방출량이감소하였다 (p<0.05). 시판용불소바니쉬제품들중에서 FO는도포후 2시간과 12시간후에통계적으 로유의성있는불소방출량감소를보였다 (p<0.05). 반면 CS는실험한모든시간대에서유의성있는불소방출량의차이를보이지않았다 (p>0.05). Figure 2. Cumulative fluoride release of each fluoride varnishes used in this study. Different uppercase letters denote significant differences among the materials at each time period by Kruskal-Wallis Test and Duncan multiple range test at ɑ=

6 Table 3. ph of experimental fluoride varnishes and commercial products used in this study Experimental Commercial BG K0 FO CS 1 hr 5.24 A (0.13) 6.57 C (0.07) 6.35 BC (0.27) 6.23 B (0.06) 2 hrs 4.92 A (0.26) 6.19 B (0.10) 6.35 B (0.25) 6.27 B (0.13) 3 hrs 5.00 A (0.13) 6.29 B (0.06) 6.32 B (0.34) 6.17 B (0.18) 4 hrs 4.99 A (0.09) 6.41 B (0.14) 6.40 B (0.18) 6.29 B (0.07) 8 hrs 5.22 A (0.01) 7.02 B (0.07) 7.22 C (0.08) 7.13 BC (0.12) 12 hrs 5.24 A (0.03) 7.09 B (0.06) 7.14 B (0.10) 7.11 B (0.08) 1 day 5.10 A (0.09) 7.23 B (0.05) 7.22 B (0.10) 7.15 B (0.11) 3 days 5.23 A (0.05) 7.33 B (0.05) 7.45 C (0.12) 7.23 BC (0.07) 5 days 7.28 A (0.05) 7.44 AB (0.12) 7.61 B (0.08) 7.44 AB (0.14) 10 days 7.54 A (0.16) 7.68 A (0.10) 7.80 A (0.06) 7.57 A (0.18) 15 days 7.69 AB (0.11) 7.85 B (0.04) 7.78 AB (0.07) 7.63 A (0.09) 20 days 7.57 A (0.16) 7.80 B (0.05) 7.68 AB (0.04) 7.69 AB (0.05) 30 days 7.59 A (0.09) 7.71 AB (0.03) 7.84 B (0.08) 7.74 AB (0.17) Different uppercase letters denote significant differences among the materials (row) by Kruskal-Wallis Test and Duncan multiple range test at ɑ=0.05. 각시간대별로불소바니쉬의종류에따른불소방출량의차이는 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 1일, 3일그리고 5일에서통계적으로유의성있는차이를보였다 (p<0.05) (Table 2). 도포 1시간후에는 BG의불소방출량이가장높았고 (p<0.05), 2시간후에는 K0의불소방출량이가장높았다 (p<0.05). 불소바니쉬도포 1일에서 5일후까지, 대부분의실험용불소바니쉬의불소방출량은시판용불소바니쉬보다높았다 (p<0.05). 그이후에는불소바니쉬들간에유의성있 Figure 3. ph of experimental fluoride varnishes and commercial products used in this study. 26

7 는차이가없었다 (p>0.05). 누적불소방출량을비교해보면, BG가모든시간대에서가장높은불소방출량을보였다 (p<0.05) (Figure 2). 도포후 12시간이후부터 K0는 BG와유의성있는누적불소방출량의차이를보이지않았다 (p>0.05). K2는 12시간이후부터 K0와유의성있는누적불소방출량의차이가없었다 (p>0.05). FO의누적불소방출량은그다음이었고, CS는가장낮은누적불소방출량을보였다 (p<0.05). 2. ph 각시간대별로측정된 ph는 Figure 3와 Table 3에나타내었다. BG는도포후 3일까지다른불소바니쉬보다유의성있게낮은 ph를보였지만 (p<0.05), 도포후 5일에 ph가상승하여 K0 그리고 CS와유의성있는차이가없었다 (p>0.05). 3. MTT 시험불소바니쉬의 MTT 시험결과, 모든불소바니쉬는대조군에비해낮은세포활성도를보였다 (Figure 4). 실험군중에서는 K0와 FO이가장높은세포활성도를나타내었지만 (p<0.05), K2와유의성있는차이는없었다 (p>0.05). Ⅳ. 고찰이연구의목적은오랜기간동안지속적으로유효한농도의불소를방출하면서생체적합성을가진불소바니쉬를제작하고, 시중에시판되는불소바니쉬와이를비교하는것이었다. 본연구에서는 Bis-GMA 등을사용한자가중합형레진을기질로하는실험용불소바니쉬와두가지의로진을각각기질로하는실험용불소바니쉬를제작하였다. 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 8시간, 12시간, 1일, 3일, 5일, 10일, 15일, 20일그리고 30일에불소방출량과 ph를측정하였다. 또한각각의불소바니쉬는 MTT 시험을통해세포활성도를평가하였다. 불소바니쉬의불소방출량을비교해보면, 도포후 1시간후에는 BG가가장높은불소방출량을보였지만, 2시간후에는 K0가가장높은불소방출량을보였다 (p<0.05). 실험용불소바니쉬는도포후 1일에서 5일후까지시판용불소바니쉬보다대부분높은불소방출량을보였다. 본실험에서사용된대부분의불소바니쉬들은도포후처음 1시간동안가장높은불소방출량을보이고, 이후몇차례유의성있는불소방출량의감소를보였다. 그러나 CS는모든시간대에서유의성있는불소방출량의차이를보이지않았다. 누적불소방출 Figure 4. Cell viability (%) of three experimental fluoride varnishes and two commercial fluoride varnishes in comparison of the control. Different lowercase letters denote significant differences among each groups by ANOVA and Duncan multiple range test at ɑ=

8 량은실험용불소바니쉬들이기성제품보다유의성있게높은값을보였다. BG가초기에높은불소방출량을보인이유는자가중합형레진의중합도가낮을때, 불소가비교적쉽게레진기질을빠져나와유리될수있었기때문이라고생각된다. 레진의중합도가증가한이후에는불소가레진기질을뚫고유리되기어려워불소방출량이감소한다. 이것은불소염의용해도가낮고, 레진의견고한결합과부족한친수성구조때문이다 (Vermeersch 등, 2001). Rawls(1991) 의연구에따르면, 레진기질에서불소가유리되기위해서는일단물이이기질안으로분산되어야하고, 불소염이용해되어분산되어나와야한다고보고하였다. 따라서불소를오랜기간동안충분히방출하기위해서는레진조성을적절하게조절하여야한다. 본연구에서는오랜기간동안불소를방출시킬수있도록불소바니쉬의조성을결정하였다. BG는가장높은불소방출량을보인도포후 1시간이후를제외하면, 잇솔질을시작한도포후 8시간이후에도통계적으로유의성있는불소방출량감소를보이지않았다 (p>0.05). 이는자가중합형레진기질이치면과기계-화학적으로결합하여, 외부자극에도탈락되지않고지속적으로불소를방출할수있었기때문이라고생각된다. K0와 K2 그리고 FO는모두수첨로진 (hydrogenated rosin) 을사용하여, CS와달리하얀색을띄었으며, 도포후 CS 보다심미적이었다. 또한, K0와 K2 그리고 FO는 CS에비해유의성있게높은양의불소방출량을보였다 (p<0.05). 일반로진은용매내에서용해 (solubility) 가되는반면, 수첨로진은용매내에분해된입자들이관찰되는분해 (disintegration) 의형태를보인다 (Sousa-Neto 등, 1999). 수첨로진은로진의수소화 (hydrogenation) 로부터얻어진다. 수소가첨가되면서로진내무기이온들이포함된불순물이제거되고, 불포화된사슬화합물의이중결합은감소하며, 이러한결합의포화 (bond saturation) 는입자들의해리 (detachment) 를촉진한다 (Sousa-Neto 등, 1999). K0와 K2 그리고 FO의불소방출량이 CS보다높았던이유는수첨로진의특성으로인해기질의해리가촉진되어불소이온이좀더쉽게유리될수있었기때문으로생각된다. BG와달리, K0와 K2는잇솔질을시작한 8시간후한차례불소방출량의감소가보였다. Featherstone(1999) 은 0.03 ppm 보다많은양의불소가존재할때재광화가촉진된다고보고하였다. 따라서본연구에서는 0.03 ppm을치아우식예방에유효한불소농도로결정하였다. K0와 K2는유효불소농도인 0.03 ppm 이상의불소방출량을도포후 30일까지유지하였다. 반면, FO는도포후 2시간에서불소방출량이감소하였고, 잇솔질을시작한 8시간이후에, 도포후 12시간에서추가적으로유의성있는불소방출량의감소를보였다 (p<0.05). 그이후로도포후 3일과 5일후에서는 0.03 ppm 이하의가장낮은불소방출량을보였다. 따라서 FO는다른불소바니쉬들에비해장기간의우식예방효과가감소될것으로보인다. CS는본연구에서사용된불소바니쉬들중가장낮은불소방출량을보였다. 이것은 CS와다른두가지불소바니쉬를사용하여인공타액에침적후유리되는누적불소방출량을측정한 Shen 과 Autio-Gold(2002) 의연구와한국에서시판되는 6가지불소바니쉬의불소방출량을비교한 Kim 등 (2014) 의연구결과와유사하다. 또한 FO와 CS를포함하여 4가지의불소바니쉬들의불소방출량을비교한 Chau 등 (2014) 의연구결과에서, FO는도포후 31 시간까지 CS 보다높은불소방출량을보였지만, 그이후도포후 94시간까지 CS가 FO 보다더높은불소방출량을나타내었다. 본연구에서도이와비슷한양상으로, FO의불소방출량은도포후 1일까지 CS 보다높았지만, 3일이후부터는 CS와유의성있는차이가없었다 (p>0.05). CS는로진을주요한기질로써사용하고있는데, 이것은소나무로부터유래된 100 가지이상의복합혼합체이다. 이성분이함유된불소바니쉬는도포시노란색에서갈색의색깔을띠며, 환자에따라서는특유의냄새에불쾌감을느낄수있다 (Weintraub, 2003). 또한로진에의해 CS는높은점도를가지고있다 (Kim 등, 2014). 높은점도로인하여 CS에서다른불소바니쉬들에비해더적은양의불소가유리되었을거라고생각된다. 불소바니쉬들의 ph를비교해보면, BG는도포후 3일까지약 ph 5의가장낮은 ph를보였고, 5일에서 ph 값이약 7까지상승하였다. 반면, 나머지불소바니쉬들은도포직후부터약 6.5의 ph를보였으며, 8시간만에 ph가 7 이상으로상승하였다. Gregory-Head와 Curtis(1997) 는구강내일반적인산도는 ph 6.5이며, ph가 1.0씩낮아질때마다치아의 28

9 용해도가 7 8배증가한다고하였다. Humphrey 와 Williamson (2001) 은타액의일반적인 ph는 6 7 이며, 타액분비에따라분비량이적을때는 ph 5.3에서많을때는 ph 7.8의범위를가질수있다고하였다. 낮은 ph를갖는레진접착제들의안전성을비교한 Schmalz 등 (2002) 의연구에서 의 ph 값을갖는다양한레진제재들이세포독성을나타내지않는다고하였다. 그러나 Sposetti 등 (1986) 은 5 7의 ph를갖는불소용액이치과용도재표면을부식 (etch) 시키는데 96 시간이걸린다고보고하였다. 따라서심미적인수복물을위해서는도재표면에손상을피하기위해중성의불소용액이요구된다고하였다. BG는 3일까지낮은 ph값을유지한반면, 나머지불소바니쉬들은도포직후부터구강내일반적인산도인약 ph 6.5를나타내었다. 그러므로, BG는다른불소바니쉬에비해구강내환경에적합하지않을것으로생각된다. 그러나본연구에서는증류수에서만불소바니쉬들의 ph 값을측정하였으며, 인공타액에서는이러한 ph의변화가달라질수있다. 따라서인공타액에서불소바니쉬들의 ph 값을비교하는추가적인연구가필요하다. 생체적합성을비교하기위한 MTT 시험에서모든불소바니쉬들은대조군보다낮은세포활성도를보였다. 실험군에서는 K0와 FO가높은세포활성도를보였고 (p<0.05), CS와는유의성있는차이를보이지않았다 (p>0.05). 본실험에서사용된불소바니쉬들은불소의주원료로 NaF를사용하고있다. NaF는임상적으로광범위하게사용되고있지만, DNA 와단백질합성뿐만아니라세포성장을억제할수있다. Jeng 등 (1998) 의실험에서 2 mmol/l (40 ppm) 보다많은양의 NaF 는 oral mucosal fibroblasts에독성이있고단백질합성과, 세포 ATP level 그리고미토콘드리아기능을투여량에의존하는방식 (a dose-dependent manner) 로감소시켰다. 따라서, 본실험에서사용된불소바니쉬들의대조군보다비교적낮은수준의세포활성도는 NaF의독성에의한것으로생각된다. 또한, 불소바니쉬들의희석에쓰인에탄올이희석된불소바니쉬들의세포활성도에영향을줄수있었을것으로생각된다. 이에다양한용매에희석된불소바니쉬들의세포활성도를차후더연구해볼필요가있다. 치과재료의생체적합성시험은 3단계로구분할수있다. 제1군은세포에대한독성을평가하는시험이고, 제2군은소형동물을이용하는전신독성 시험, 유전독성과매식에대한국소반응시험등이다. 제3군은적용시험이라고도하며, 개와같은큰실험동물을이용하여치과재료를실제목적대로적용하고기능하도록한후, 그결과를평가하는것이다. 산화아연유지놀은세포독성시험에서는심각한독성을보여주나, 적용시험에서는양호한결과를나타내는것으로알려져있다. 이재료의안전성은상아질과이재료에서방출되는물질사이의상호관계에기인한것으로여겨진다 (Schmalz, 1997). 시판용으로허가된불소바니쉬들도 NaF를함유하고있고, K0와 K2는이와비슷한정도의세포활성도를보였다. 따라서, 실험용불소바니쉬도생체적합성에문제가없을것으로생각된다. 그러나보다임상적으로유효한결과를얻기위해서는적용시험등추가적인생체적합성시험결과가뒷받침되어야할것이다. CS의기질로사용된로진은몇몇연구에서접촉성알러지원으로작용한다고보고되고있다 (Beltrán-Aguilar, 2000; Downs와 Sansom, 1999). K0와 K2 그리고 FO의경우수첨로진을주요한레진기질로사용하고있다. Downs 와 Sansom(1999) 은수첨로진은로진- 양성환자에게보다덜한알러지반응을일으킨다고보고하였다. 따라서, K0와 K2는임상적으로로진에알러지반응을보이는환자들에도유용하게적용할수있을것으로생각된다. 본연구에서불소바니쉬들의불소방출량을비교해보면, 실험용불소바니쉬들은 FO 보다더오랫동안재광화를촉진하는유효농도인 0.03 ppm 이상의불소를방출하였다. 처음 1시간동안 BG의불소방출량이가장높았지만, 이후에 K0 그리고 K2와유의성있는불소방출량차이는보이지않았다. ph 측정결과, BG는 3일까지약 ph 5의낮은산도를보인반면, 다른불소바니쉬들은도포직후부터구강내와유사한약 ph 6.5이상을유지하였다. 생체적합성을비교하기위한 MTT 시험에서 K0는 FO과유사한세포활성도를보였고, K2 와는유의성있는차이가없었다. Ⅴ. 결론본연구에서는치아에오래부착되어불소를서서히유리할수있도록다양한레진조성을이용하여불소바니쉬를제작하였고이를시판용제품들과비교하였다. 불소바니쉬 29

10 들을구강내환경과유사하게노출시키기위해서, 우치에도포하여 37, 140 rpm의진탕항온수조에보관하면서잇솔질을시행하였다. 또한, 생체적합성을평가하기위해불소바니쉬희석액의 MTT 시험을실시하였다. 각각의불소바니쉬의불소방출량과 ph 그리고 MTT 시험결과를분석하여다음과같은결론을얻었다. 1. 실험용불소바니쉬들은시판용불소바니쉬보다더많은양의불소를오랫동안방출하였다. 2. 실험용 bis-gma 제재불소바니쉬는초기 1시간에가장높은불소방출량을보였지만, 이후에실험용로진제재불소바니쉬와유의성있는차이는없었다. 3. 실험용 bis-gma 불소바니쉬의 ph는초기 3일동안약 5의낮은산도를보인반면, 나머지불소바니쉬들은도포직후부터약 6.5의 ph 값을보였다. 4. 실험용로진제재불소바니쉬와 Flor-Opal은더높은세포활성도를보였다불소방출량과 ph 그리고세포활성도를함께고려해보았을때, 실험용로진제재불소바니쉬들은지속적인불소방출과시판제품보다양호한생체적합성으로임상적용에적합할것으로생각된다. Ⅵ. 참고문헌 Jin BH (2008). 불소바니쉬제품활용. J Korean Dental Association 46: Bawden JW (1998). Fluoride varnish: a useful new tool for public health dentistry. J Public Health Dent 58: Beltrán-Aguilar ED, Goldstein JW, Lockwood SA (2000). Fluoride varnish: A review of their clinical use, cariostatic mechanism, efficacy and safety. J Am Dent Assoc 131: Chau NP, Pandit S, Jung JE, Jeon JG (2014). Evaluation of Streptococcus mutans adhesion to fluoride varnishes and subsequent change in biofilm accumulation and acidogenicity. J Dent 42: Cury JA, Tenuta LM (2009). Enamel remineralization: controlling the caries disease or treating early caries lesions? Braz Oral Res 23: Denbesten P, Li W (2011). Chronic fluoride toxicity: dental fluorosis. Monogr Oral Sci 22: Downs AM, Sansom JE (1999). Colophony allergy: a review. Contact Dermatitis 41: Featherstone JD, (1999). Prevention and reversal of dental caries: role of low level fluoride. Community Dent Oral Epidemiol 27: Hazelrigg CO, Dean JA, Fontana M (2003). Fluoride varnish concentration gradient and its effect on enamel demineralization. Pediatr Dent 25: Hellig E, Lussi A (2001). What is the optimum fluoride concentration needed for the remineralization process? Caries Res 35: Humphrey SP, Williamson RT (2001). A review of saliva: normal composition, flow, and function. J Prosthet Dent 85: Jeng JH, Hsieh CC, Lan WH, Chang MC, Lin SK, Hahn LJ, Kuo MY (1998). Cytotoxicity of sodium fluoride on human oral mucosal fibroblasts and its mechanisms. Cell Biol Toxicol 14: Kim HN, Jeong MS, Kim SY, Kim JB, Jeong SH (2014). Evaluation of release of fluoride from dental varnishes marketed in Korea. J Korean Acad Oral Health 38: Mascarenhas AK (2000). Risk factors for dental fluorosis: a revies of the recent literature. American Pediatr Dent 22: Moon SK, Lee JC, Kim YJ, Lee SH, Hahn SH, Jang KT (2004). The effect of fluoride varnish and acidulated phosphate fluoride gel on artificial caries lesion A microcomputed tomographic study. J Korean Acad Pediatr Dent 31:

11 Newbrun E (2001). Topical fluorides in cares prevention and management: a north americal perspective. J Dent Educ 65: Rawls HR (1991). Preventive dental materials: sustained delivery of fluoride and other therapeutic agents. Adv Dent Res 5: Rølla G, Ogarrd B, Cruz Rde A (1993). Topical application of fluorides on teeth : new concepts of mechanisms of interaction. J Clin Periodontol 20: Schmalz G (1997). Concepts in biocompatibility testing of dental restorative materials. Clin Oral Investig 1: Schmalz G, Schuster U, Koch A, Schweikl H. (2002). Cytotoxicity of low ph dentin-bonding agents in a dentin barrier test in vitro. J Endod 28: Seppä L, Leppänen T, Hausen H (1995). Fluoride varnish versus acidulated phosphate fluoride gel a 3-year clinical trial. Caries Res 29: Shen C, Autio-Gold J (2002). Assessing fluoride concentration uniformity and fluoride release from three varnishes. J Am Dent Assoc 133: Sousa-Neto MD, Guimarães LF, Saquy PC, Pecora JD (1999). Effect of different grades of gum rosins and hydrogenated resins on the solubility, disintegration, and dimensional alterations of grossman cement. J Endod 25: Sposetti VJ, Shen C, Levin AC (1986). The effect of topical fluoride application on porcelain restorations. J Prosthet Dent 55: ten Cate JM, Featherstone JD (1991). Mechanistic aspects of the interactions between fluoride and dental enamel. Crit Rev Oral Biol Med 2: Vermeersch G, Leloup G, Vreven J (2001). Fluoride release from glass ionomer cements, compomers and resin composites. J Oral Rehabil 28: Weintraub JA (2003). Fluoride varnish for caries prevention: comparisons with other preventive agents and recommendations for a community-based protocol. Spec Care Dentist 23:

untitled

untitled Journal of Korean Academy of Oral Health 2014 September 38(3):131-137 http://dx.doi.org/10.11149/jkaoh.2014.38.3.131 Original Article 일부시판불소바니쉬의불소이온유리량비교 김한나, 정명수, 김세연, 김진범, 정승화 부산대학교치의학전문대학원예방치과학교실 Evaluation