Giomer 의불소유리양상및미세경도에관한연구 김상민 박호원 이주현 서현우 강릉원주대학교치과대학소아치과학교실및구강과학연구소 국문초록 Giomer는글라스아이오노머의불소유리능력과복합레진의물리적성질을동시에가지고있는새로운형태의치과용수복재료로소개되고있다. 그러나, 최근에시판되고있는 giomer의실제불소유리수준과지속적인불소유리에따른물성저하에관한연구는아직까지미흡한실정이다. 이에본연구에서는 giomer의시간경과에따른불소유리량과미세경도를측정하고기존에소개된불소유리수복재료인레진강화형글라스아이오노머및컴포머와비교하여다음과같은결과를얻었다. 1. 복합레진을제외한모든수복재에서불소유리가관찰되었으며첫째날유리량이가장높았고이후급격히감소하여 7 일후부터는완만하게유지되는양상을보였다. 2. 31일간누적불소유리량은 III군 ( 레진강화형글라스아이오노머 ) 에서 57.941 ppm으로가장높았으며 II군 ( 컴포머 ) 에서 14.643 ppm, I군 (giomer) 에서 2.957 ppm 순으로높은유리량을보였다. 3. 수복재의미세경도는 IV군 ( 복합레진 ) 에서가장높았으며 I군, II군, III군순으로높게측정되었다. 4. 시간경과에따라미세경도는 7일째소폭상승하였다가 31일째다소감소하는양상을보였으나 1일째와비교시차이는없었다 (p>0.05). 이번연구결과, giomer(beautifil II) 는컴포머 (F2000 Compomer) 에비하여낮은불소유리량과유사한미세경도를보였다. 주요어 : 자이오머 (Giomer), PRG 필러, 불소유리, 미세경도 Ⅰ. 서론치아우식은치과질환중가장흔한만성질환으로, 이중이차우식은상당한빈도를차지하고있다 1). 이차우식은일반적으로수복물실패의가장흔한원인요소이며 2), 특히구강위생관리능력에한계가있는소아환자의경우에는그빈도가더욱높은것으로알려져있다 3,4). 이러한이차우식의발생은수복물과치아계면의미세누출및불소유리능력등에의해좌우되는데 5), 특히수복물에서의지속적인불소유리능력은이차우식의예방에있어임상적으로매우중요하다 6). 불소는다양한기전을통하여우식발생을억제하고초기우식의재석회화를촉진하는것으로알려져있다. 불소의항우식작용은불화인회석형성에의한내산성증가, 미생물의효소생성억제및항균작용등에의해나타난다 7). 불소를유리하는대표적인수복물로는글라스아이오노머가있으나 8) 복합레진에비해용해도가높고초기물성이취약하다는단점이있다 9,10). 이로인해글라스아이오노머의장점인불소유리능력은유지하면서단점으로지적된취약한물성을개선하고자하는시도들이있어왔다. 1990년대초에소개된레진강화형글라스아이오노머는기존의글라스아이오노머시멘트에레진성분을첨가하여광중합을통해수분오염및물성을개선하고자개발되었다 11). 레진강화형글라스아이오노머는기존의글라스아이오노머시멘트와유사한불소유리및항우식효과를지니며, 광중합반응으로초기강도가결정되므로글라스아이오노머의단점이었던수분민감도가광중합이후감소하고, 초기에는높은표면강도를보이는것으로보고되었다 10,12). 하지만여전히낮은물리적성질과치질과의결합력의한계로인해임상적용에제한이있다 10,13). 교신저자 : 박호원강원도강릉시지변동 123 번지 / 강릉원주대학교치과대학소아치과학교실 / 033-640-3158 / pedo@gwnu.ac.kr 원고접수일 : 2010 년 08 월 08 일 / 원고최종수정일 : 2010 년 10 월 18 일 / 원고채택일 : 2010 년 10 월 21 일 * 본연구는강릉원주대학교치과병원 2010 년도학술연구조성비지원으로이루어졌음. 429
J Korean Acad Pediatr Dent 37(4) 2010 다중산강화복합레진인컴포머는복합레진과글라스아이오노머의단점들을상호보완하기위한목적으로개발되었다 14). 컴포머는산성화된이중기능성레진단량체와 fluoroaluminosilicate glass 입자로구성되어초기광중합후구강내수분을흡수하여이차적인산-염기반응의결과로불소를유리한다고알려져있다 10,15). 그러나, 글라스아이오노머에비해낮은불소유리와복합레진에비해취약한물리적성질이단점으로지적된바있다 10). 최근에 pre-reacted glass ionomer(prg) technology를이용한 Giomer (Glass Ionomer + Polymer) 라는불소유리광중합레진제제가개발되었다 16). PRG filler는수분이있는조건하에서 fluoroaluminosilicate glass(fasg) 와 polyalkenoic acid(paa) 사이의산-염기반응에의해 siliceous hydrogel을형성하고이를동결건조시켜얻은 xerogel을분쇄후실란처리하여특정크기의입자로제조된다 17,18). Giomer는글라스아이오노머의불소유리능력과복합레진의물리적성질을동시에가지고있는새로운형태의치과용수복재료로소개되고있다 16). 그러나, 최근에시판되고있는 giomer의실제불소유리수준과지속적인불소유리에따른물성저하에관한연구는아직까지미흡한실정이다. 이에본연구에서는 giomer의시간경과에따른불소유리량과미세경도를측정하고기존에소개된불소유리수복재료인레진강화형글라스아이오노머및컴포머와비교하여새로소개된 giomer의임상적유용성을평가하고자한다. Ⅱ. 연구재료및방법 1. 연구재료실험군으로는 giomer인 Beautifil II(Shoufu Inc., Japan) 를 I군으로, 컴포머인 F2000 Compomer(3M ESPE, USA) 를 II군으로, 레진강화형글라스아이오노머인 GC Fuji II LC Capsule(GC Co., Japan) 을 III군으로설정하였다. 대조군으로는복합레진인 Filtek TM Z350(3M ESPE, USA) 을 IV군으로설정하였다 (Table 1). 광중합기는할로겐중합기인 Curing light XL 3000(3M ESPE, USA) 을사용하였고, 광도적정을위해 Radiometer (Dent-America, USA) 를사용하여 10회마다한번씩반복측정하여조사하였다. 불소유리량측정을위해 ph/ise meter(720a+, Thermo Orion, USA) 와불소이온전극 (9609BNWP, Thermo Orion, USA) 을사용하였다. 시편표면의미세경도측정을위해 Hardness testing machine(hm-125, Mytutoyo, Japan) 을사용하였다. 2. 연구방법 1) 시편제작시편제작을위해내경 5 mm, 높이 2 mm 공간을형성한 10 20 2 mm 직육면체테플론주형을제작하여사용하였다. 주형에각시료를채우고투명한 mylar strip으로덮은후유리판을위치시켜편평한면이되도록하였다. 각시편은제조사의지시에따라 40초간광중합을시행하였다. 각재료마다 10개씩총 40개의시편을제작하였다. 3 ml 탈이온수를채운폴리에틸렌튜브에각시편을넣고 Parafilm(American National Can, USA) 으로밀봉하여연구기간동안 37 로고정된항온기 (SIB-1, SEO-KWANG SCIENTIFIC CO., Korea) 에보관하였다. 2) 불소유리량측정보관후처음 7일간은 1일간격으로, 이후부터 31일까지는 3 일간격으로불소유리량을측정하였다. 각시편은유리된불소 Table 1. Materials used in this study and sample grouping (N=10) Group Material Composition Manufacturer I Beautifil II IIBis-GMA, TEGDMA (Giomer) Fluoroboroaluminosilicate glass Shoufu Inc., Japan Fluoroaluminosilicate glass II F2000 Compomer colloidal silica (Compomer) UDMA 3M ESPE, USA GDMA Polyacrylic acid 2-Hydroxyethyl metahacrylate III GC Fuji II LC Capsule Proprietary ingredient GC Co., Japan (Resin-modified glass-ionomer) 2,2,4 trimethyl hexamethylene-dicarbonate TEGDMA Alumino-silicate glass IV Filtek TM Z350Bis-GMA, UDMA, Bis-EMA (Composite resin) Zirconia-silica filler 3M ESPE, USA Bis-GMA: bisphenol A glycidylmethacrylate, TEGDMA: triethylene glycol dimethacrylate, UDMA: urethane dimethacrylate, GDMA: glycerol dimethacrylate, Bis-EMA: Ethoxylated bisphenol A dimethacrylate *N= number of specimen 430
량측정후새로운탈이온수로교환해주었다. 불소유리량측정을위해폴리에틸렌튜브에서시편을꺼낸후동량의 TISAB II 용액 (Total Ionic Strength Adjustment Buffer, Thermo Orion, USA) 을미세피펫 (Nichipet EX, NICHIRYO, Japan) 을사용하여첨가한후자기혼합기로혼합하였다. 제조사의지시에따라 ph/ise meter에불소이온전극을부착하여용액내에유리된불소농도를측정하였다. 매측정시마다측정에앞서 0.1 ppm, 1 ppm, 2 ppm, 10 ppm의불소표준용액 (Thermo Orion, USA) 으로농도보정과정을시행하였다. 3) 미세경도측정각시편은저장후 1일, 7일, 31일에미세경도측정을시행하였다. Hardness testing machine을이용하여측정부위에 200 g의하중을 10초간적용하였다. 시편에형성된다이아몬드형압흔의장축길이를측정하여미세경도 (Vicker s Hardness Number, VHN) 를구하였다. 각시편당 3 부위를측정하여평균치를산정하였다. 4) 통계분석각재료에따른기간별불소유리량및미세경도의측정치를윈도우용 SPSS 17.0K 프로그램을이용하여통계분석하였다. One-way ANOVA로유의성을검정하고 Scheffe s test로사후검정을시행하였다. 유의수준은 0.05로하였다. Ⅲ. 연구성적 1. 불소유리량측정결과대조군을제외한모든실험군에서불소유리량은첫째날가장높게측정되었고이후급격히감소하여 7일이후부터는완만하게유지되는양상을보였다 (Table 2, Fig. 1). 31일동안누적불소유리량은 III군에서 57.941±1.270 ppm으로가장높았으며다음으로 II군 (14.643±0.546 ppm), I군 (2.955± 0.195 ppm) 순으로높게측정되었다. 누적불소유리량은각군간차이를보였다 (p<0.05). IV군인 Filtek TM Z350에서는불소유리가관찰되지않았다 (Table 3, Fig. 2). Table 2. Daily fluoride release from 1 to 31 days (Mean±SD ppm) Day Group (n=10) 1 3 7 13 31 I 0.720±0.082 0.215±0.033 0.065±0.013 0.057±0.011 0.035±0.005 II 3.005±0.111 0.749±0.093 0.609±0.047 0.358±0.021 0.234±0.019 III 10.372±0.611 3.600±0.433 2.317±0.236 1.431±0.108 0.943±0.106 IV 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Table 3. Cumulative fluoride release over 31 days (Mean±SD ppm) Group (n=10) Cumulative fluoride release I 2.955±0.195 a II 14.643±0.546 b III 57.941±1.270 c IV 0.000 d *values in columns having the same letter were not significantly different (P>0.05) Fig. 1. Daily fluoride release(ppm) over 31 days. Fig. 2. Cumulative fluoride release(ppm) over 31 days. 431
J Korean Acad Pediatr Dent 37(4) 2010 2. 미세경도측정결과 미세경도는대조군인 IV군에서가장높았으며, 그다음으로 I 군, II군, III군순으로높게측정되었다. 미세경도는각군간차이를보였으나 (p<0.05), I군과 II군사이에는차이가없었다 (Table 4). 기간별로미세경도는 1일후와비교시 7일후에 I, IV군에서는거의차이가없었으나 II, III군에서는다소증가하였다. 31일후에는모든군에서 1일후와비교시다소감소되는양상을보였지만측정시기에따른통계적으로유의한차이는보이지않았다 (Fig. 3). Table 4. The mean microhardness (Mean±SD VHN) Day Group 1 7 31 (n=10) I 63.237±3.841 a 63.723±1.818 a 61.813±2.903 a II 60.697±2.530 a 61.427±3.653 a 60.630±2.545 a III 32.757±2.466 b 33.490±2.204 b 31.383±1.461 b IV 72.830±4.736 c 72.907±2.962 c 72.097±1.819 c *values in columns having the same letter were not significantly different (P>0.05) Fig. 3. The changes of surface microhardness values(vhn). Ⅳ. 총괄및고찰 이차우식은구강내수복물의실패와재수복의가장흔한원인중하나로알려져있으며, 특히우식활성도가높은소아환자에서는더욱높은발생을보인다 2-4). 이차우식의발생빈도에관해 Klausner 등 19) 은 5511개의아말감수복중 53% 에서이차우식의발생을보고한바있으며, Wilson 등 20) 은글라스아이오노머수복물의재수복원인으로이차우식이 30% 정도를차지한다고하였다. Bernardo 등 21) 은 472명의소아를대상으로한연구에서수복물실패의주요원인으로이차우식을지적하였으며아말감수복물과복합레진수복물에서각각 66.7%, 87.6% 를차지한다고보고하였다. 이차우식은치아-수복물계면의완벽한변연봉쇄를이뤄미세누출을방지하고 5) 수복재로부터의불소유리를통한항우식작용을통해예방할수있다 6). 수복재로부터유리된불소는불화인회석형성을통해치질의내산성을증가시키고우식유발세균의효소생성을억제하는등의기전을통해치질의재광화를촉진시켜이차우식을예방하는것으로알려져있다 7). 글라스아이오노머는불소를유리하는대표적인수복재로서 alumino-silicate glass의강도, 불소유리성질과 polyacrylic acid의생체적합성, 치질에대한부착능력을결합하기위한목적으로개발되었으며이두성분의산-염기반응을통해경화된다 22). 글라스아이오노머는우수한불소유리및재충전능력을보이는데, Hicks 등 23) 은글라스아이오노머로수복시우식병소본체의깊이는 17%, 주변의외부병소깊이는 37% 까지감소됨을보고하였고이는불소가음이온과교환, 유리되어인접치면의우식저항성을증가시키기때문이라고하였다. Okida 등 24) 은글라스아이오노머가다른치과용수복재료에비해치아-수복물계면으로부터더넓은범위까지탈회저항성을보이며이는재료자체의불소농도에의존한다고하였다. 하지만, 이런장점에도불구하고글라스아이오노머는복합레진에비해마모저항성, 인장강도, 심미성등이떨어지고수분에민감하여조작이불편한단점이있어교합압이가해지는부위나높은심미성을요구하는부위에는사용이제한적이다 9,10). 이러한한계점들을극복하고자글라스아이오노머의장점과복합레진의장점을겸비한수복재의개발에대한노력들이이어져왔으며, 1990년대초에레진강화형글라스아이오노머와컴포머가소개되어임상에서사용되고있다. 그러나, 기대와는달리복합레진보다낮은물성과글라스아이오노머보다미약한불소유리량으로인해역시임상적사용에제한이있는실정이다 10,13). 최근에소개된 giomer는 pre-reacted glass ionomer(prg) filler를포함한불소유리광중합레진제제로서제조사에서는기존의복합레진이나컴포머와는다른새로운범주의재료로설명하고있다. PRG filler는 fluoroaluminosilicate glass (FASG) 와 polyalkenoic acid(paa) 사이의완전한 (Full reaction type) 혹은부분적인 (Surface reaction type) 반응에의해제조되며글라스코어, 글라스아이오노머층, 표면변형층의 3가지층을이룬다 16,18). 글라스아이오노머층에서는 Sr 2+, Al 3+ 2-3-, SiO 3, BO 3, Na +, F - 이온이유리되어 giomer의불소유리및재충전능력에있어핵심적인역할을한다 25,26). 제조사에의하면 giomer는컴포머와비슷한정도의불소유리능력과복합레진에견줄만한물성을지니며우수한생체적합성, 심미성, 항치태작용및낮은수축률등이장점으로제시되고있다 16). Kamijo 등 27) 은레진기질에 PRG filler 첨가시재료의불소유리및재충전능력이향상되며이는 filler의함량과비례함을보고하였으며, Yap 등 28) 은 giomer가복합레진이나컴포머등의수복재보다유의하게높은표면경도를보이며열순환후에경도가증가됨을관찰한바있다. Roberts 등 17) 은기존의불소유리수복재의 filler로주로사용된 NaF는많은양의 432
불소를유리하지만나트륨이온과불소이온의용출로인해재료자체의구조적붕괴을야기한다고하였다. 이에반해 PRG filler는미리반응된 hydrogel 내부에서불소이온과반대양이온의리간드교환을통해지속적으로불소를유리하므로내구성이유지되는것으로알려져있다 18). 이번연구에서불소를함유하는치과용수복재의불소유리량을측정한결과복합레진을제외한모든수복재에서불소유리가관찰되었으며불소유리량은첫째날가장높았고이후 3 일동안급격히감소하여 7일이후부터는완만한상태로일정불소량이유지되는양상을보였다. Xu와 Burgess 29) 는수종의불소유리수복재의불소유리양상에관한연구에서소위 burst effect 라불리는초기의높은불소유리에이은이후3 일간의급격한유리량감소와장기간동안에낮은수준으로유지되는불소유리양상을관찰하였다. 또한전통적인글라스아이오노머와레진강화형아이오노머는 burst effect 이후불소유리량이지속적으로감소되는반면컴포머와불소유리복합레진은낮은수준이지만불소유리량이일정한수준으로유지되었다. 이러한현상은각수복재의초기불소유리량의차이에기인하는것으로생각된다. 여러문헌들에서도이와유사한불소유리양상이보고된바있으며 26,27,30-32), 이번연구에서도이러한양상을확인하였다. 불소유리량은불소를함유하는수복재들간에유의한차이를보였다. III군인 GC Fuji II LC Capsule에서가장높은유리량을보였으며, I군인 Beautifil II에서가장낮은유리량을보였고 7일이후의불소유리량은상당히미약한수준이었다. 이는 giomer는컴포머보다우수하거나유사한정도의불소유리및재충전능력을보인다고한제조사에서제시한자료 16) 와차이를보이는데이자료에서비교한컴포머제품은 Dyract AP(DeTrey Dentsply, Germany) 로서여러문헌들에서낮은불소유리및취약한물성이지적된바있다. Al-Naimi 등 33) 은중성타액조건에서 Dyract AP가 GC Fuji II LC에비해약 1/6 1/7 정도낮은불소유리를보인다고하였다. 황등 34) 은같은컴포머계열인 F2000 Compomer와 Dyract AP의불소유리량비교시 F2000 Compomer에서대략 6배정도높은초기불소유리를관찰하였으며불소유리의관점에서보면 F2000 Compomer가 Dyract AP보다우수한재료라고하였다. 이번연구에서초기불소유리량은 Beautifil II에비해 GC Fuji II LC Capsule은 10 15배, F2000 Compomer는 3 5 배정도높은수치를보여 Beautifil II는 F2000 Compomer보다낮은수준의불소유리량을보이는것으로나타났다. Yap 등 35) 의연구에의하면 giomer와같이불소를유리하는복합레진은연구기간중상당히미미한불소유리를보였으며 2주후부터는불소유리가중지되었다고하였으나, 본연구에서 Beautifil II는낮은농도이긴하지만연구기간동안지속적인불소유리를관찰할수있었다. 수복재의불소유리에영향을미치는요인에는수복재의분류와불소함유량, 용해도, 필러의조성과양등의재료내적인요인과저장용액, ph, 시편표면적, 재료혼합과정등의외적 인요인이있다 12,27,36). Wiegand 등 12) 은글라스아이오노머, 레진강화형글라스아이오노머, 컴포머, 복합레진으로이어지는연속된스펙트럼에서일반적으로글라스아이오노머방향으로갈수록높은불소유리를보이며, 복합레진방향으로갈수록우수한물성을보인다고하였다. Giomer는연속된스펙트럼상에서컴포머와복합레진사이의재료로분류할수있으므로컴포머보다낮은불소유리량을예상해볼수있다. 대체로수복재의불소함유량이높을수록불소유리량역시증가하는것으로알려져있으나컴포머와불소유리복합레진의경우불소함유량이높다고해서불소유리량이글라스아이오노머나레진강화형글라스아이오노머보다높은것은아니다. 컴포머와불소유리복합레진은주된경화반응이광중합으로서중합후불소는레진기질내의필러입자에강하게결합되어자유롭지않게된다 37). Giomer 또한광중합에의한초기경화후에는이와유사한양상을보일것으로추측된다. 수복재의불소유리기전과관련하여레진기질내로수분이유입되면필러입자로부터불소가유리되어농도차에의해주변으로확산이일어난다 12). Giomer에적용된 PRG filler의주성분인 fluoroaluminosilicate glass 자체는 strontium fluoride(srf 2) 나 ytterbium trifluoride(ybf 3) 보다높은용해도로인해더많은양의불소를유리한다고알려져있다 29). 하지만 PRG filler는제조시실란처리를거치게되며이로인해필러와레진기질과의결합이향상되어수분흡수가적어용해도가낮아진다. 또한 Beautifil II 자체의용해도는 -2.8 μg/mm 3 으로 ISO 기준 (7.5 μg/mm 3 ) 이나치과용수복재인 Z100 TM (2.75 μg/mm 3 ), Dyract(0.2 μg/mm 3 ) 보다낮은수준이다 16). 따라서이러한 PRG filler의수분에대한안정성및 Beautifil II의낮은용해도가낮은불소유리와관련이있는것으로생각된다. 불소저장고로서수복재의능력은수복재의종류와흡수성, 불소에대한노출빈도, 적용한불화제제의종류와농도등에의존한다 12,31,38,39). Preston 등 38) 은재료의흡수성에따라불소의흡수및재충전깊이가결정되며상대적으로비흡수성의재료는표면부위에만불소를흡수하는반면에흡수성이높은재료는내부깊이로이온을흡수함을보고하였다. Attar와 Onen 31) 는글라스아이오노머가컴포머보다유의하게높은불소재충전능력을보이며이는컴포머가글라스아이오노머보다복합레진에더욱근접한재료이기때문이라고하였다. 여러문헌보고에의하면일반적으로초기불소유리가높은재료일수록우수한재충전능력을보이지만초기불소유리량에는미치지못하는것으로알려져있다 26,27). 현재까지수복물주위의이차우식을예방하기위한최소한의불소농도또는가장이상적인불소농도는알려져있지않다 40). DeSchepper 등 41) 은 20 ppm의농도에서세균에대한항균효과를보고하였고 Xu와 Burgess 29) 는 In vitro 연구에서수복재로부터 1개월동안 200 300 μg/cm 2 정도불소가유리된다면이차우식을완전히억제할수있다고하였다. 여러문헌에의하면미량의불소라도탈회용액내에서법랑질의용해속 433
J Korean Acad Pediatr Dent 37(4) 2010 도및광물질소실을감소시킬수있음이알려져있으나 42,43), 적정불소농도에관한연구는제한적인상황이기때문에임상적으로는지속적으로높은불소유리를보이는재료가선호되고있다. 이번연구결과 Beautifil II는 F2000 Compomer, GC Fuji II LC Capsule보다연구기간동안유의하게낮은불소유리를보였으나낮은농도이지만지속적으로유리되는양상을보였다. 이는연속된스펙트럼상에서복합레진쪽으로갈수록낮은불소유리를보인다는기존의연구들과일치하며초기광중합후이차적으로수분흡수를통한산-염기반응이일어나는컴포머와달리 giomer의경화반응은복합레진과유사하게광중합반응에의존하기때문인것으로추측된다. Beautifil II의필러함유량은무게비 83.3%, 부피비 68.6% 정도로이번연구에사용된다른재료들에비해비슷하거나높은수준이다 44). 여러문헌보고에의하면불소유리필러함유량이높다고하여불소유리또한높은것은아닌것으로알려져있다. 그러나실제구강내에수복된재료에서는사용에따른지속적인마모로인해불소유리필러함유량이높은재료에서더높은불소유리를보일가능성이있을것으로생각되며마모도에따른불소유리에관한추가적인연구가필요하리라생각된다. Xu와 Burgess 29) 는불소유리와물리적성질은음의상관관계를보이며이는불소유리및재충전능력에있어중요한역할을하는재료의다공성이물리적성질에는악영향을미치기때문이라고하였다. 이들은수복재를탈이온수에 2개월동안보관하였을때 48% 의압축강도감소를보고한바있으나 Bayindir와 Yildiz 45) 는증류수에 60일동안보관후에도재료의미세경도는차이가없다고하여시간경과에따른물성변화에관한평가가필요하리라생각되었다. 이번연구결과각재료의미세경도는시간경과에따른유의성있는변화는관찰되지않았다. 7일후미세경도측정시 Beautifil II와 Filtek TM Z350에서는큰변화가없었으나 F2000 Compomer와 GC Fuji II LC Capsule은다소증가되는경향을보였다. 이는복합레진계통의재료는광중합후약24시간후암반응이대부분완료되는반면에글라스아이오노머계통의재료에서는수분흡수를통한경화반응이광중합후에도장기간지속되기때문인것으로생각된다. 31일후에는모든재료에서미세경도의감소가관찰되었는데재료의수분흡수및불소유리에따른물성저하의가능성을암시한다고볼수있다. 이번연구의한계점으로첫째, 시편의저장매체로탈이온수만사용했다는점을들수있다. 여러문헌들에서대체로산성조건에서불소유리가증가함을보고하고있다 46-48). 산성용액과타액내에서의불소유리양상은탈이온수와는차이가있을것으로생각되므로각기다른저장매체에서의불소유리에관한추가적인연구가필요하리라생각된다. 둘째, 이번연구에서 31일후미세경도는다소낮은값을보였는데이는장기적으로보았을때수복재의물성저하가우려되는부분이다. 이차우식은주로수복후오랜시간에걸쳐발생하므로장기간의불소유리및미세경도변화에관한연구가필요할것으로생각한다. 셋째, 재료의불소재충전능력을평가하지않았다는점을들 수있다. 일반적으로초기불소유리가높은재료일수록우수한재충전능력을보이는것으로보고되고있으나 26,27) giomer는컴포머보다재충전능력이우수하다고알려져있다 16). 따라서불소제제적용후시간경과에따른 giomer의불소재충전능력에대한추가적인연구가필요할것으로생각된다. Ⅴ. 결론 PRG-technology를적용한 giomer와기존의불소유리수복재료인레진강화형글라스아이오노머, 컴포머의시간경과에따른불소유리량과미세경도를측정, 비교하였으며그결과다음과같은결론을얻었다. 1. IV군을제외한모든군에서불소유리량은첫째날가장높게측정되었고이후급격히감소하여 7일이후부터는완만하게유지되는양상을보였다. 2. III군에서가장높은불소유리량을보였으며 II군, I군순으로높은유리량을보였다. 불소유리량은각군간차이를보였다 (p<0.05). IV군에서는연구기간동안불소유리가관찰되지않았다. 3. 미세경도는 IV군에서가장높게측정되었으며 I군, II군, III군순으로높게측정되었다. 미세경도는각군간차이를보였으나 (p<0.05), I군과 II군사이에는차이가없었다 (p>0.05). 4. 미세경도는 31일후모든군에서다소감소되는경향을보였으나통계적으로유의한차이는없었다. 최근에새로개발된 giomer는컴포머와유사한불소유리및레진에버금가는물성을보일것으로기대하였으나본연구결과, giomer(beautifil II) 는컴포머 (F2000 Compomer) 에비하여낮은불소유리량과유사한미세경도를보이므로, 임상적적용에앞서이에대한충분한고찰이필요할것으로생각된다. 참고문헌 1. Kidd EA, Toffenetti F, Mjör IA : Secondary caries. Int Dent J, 42:127-138, 1992. 2. MacInnis WA, Ismail A, Brogan H : Placement and replacement of restorations in a military population. J Can Dent Assoc, 57:227-231, 1991. 3. Varpio M : Clinical aspects of restorative treatment in the primary dentition. Swed Dent J Suppl, 96:1-47, 1993. 4. Berg JH : The continuum of restorative materials in pediatric dentistry-a review for the clinician. Pediatr Dent, 20:93-100, 1998. 5. Hattab FN, Mok NY, Agnew EC : Artificially formed carieslike lesions around restorative materials. J Am Dent Assoc, 118:193-197, 1989. 6. Ten Cate JM : Fluorides in caries prevention and 434
control: empiricism or science. Caries Res, 38:254-257, 2004. 7. Fejerskov O, Ekstrand J, Burt BA : Fluoride in dentistry. 2nd edition. Copenhagen: Munkshaard, 187-251, 1996. 8. Wilson AD, Kent BE : A new translucent cement for dentistry. The glass ionomer cement. Br Dent J, 132:133-135, 1972. 9. Guggenberger R, May R, Stefan KP : New trends in glass-ionomer chemistry. Biomaterials, 19:479-483, 1998. 10. Harry FA : 심미수복원리와임상술식, 지성출판사, 서울, 55-92, 2003. 11. Wilson AD : The development of glass ionomer cement. Dent update, 4:401-412, 1977. 12. Wiegand A, Buchalla W, Attin T : Review on fluoride-releasing restorative materials-fluoride release and uptake characteristics, antibacterial activity and influence on caries formation. Dent Mater, 23:343-362, 2007. 13. McCabe JF : Resin-modified glass-ionomers. Biomaterials, 19:521-527, 1998. 14. Lavis JF, Peters TC, Makinson OF, et al. : Changes to Dyract restorative resin immersed in various media. Am J Dent, 10:133-136, 1997. 15. Eliades G, Kakaboura A, Palaghias G : Acid-base reaction and fluoride release profiles in visible lightcured polyacid-modified composite restoratives (compomers). Dent Mater, 14:57-63, 1998. 16. Koirala S, Yap A : A clinical guide to direct cosmetic restorations with Giomer, Dental Tribune International GmbH, Leipzig, 2008. 17. Roberts TA, Miyai K, Ikemura K, et al. : Fluoride ion sustained release preformed glass ionomer filler and dental compositions containing the same. United States Patent No. 5,883,153;1999. 18. Ikemura K, Tay FR, Endo T, et al. : A review of chemical-approach and ultramorphological studies on the development of fluoride-releasing dental adhesives comprising new pre-reacted glass ionomer (PRG) fillers. Dent Mater J, 27:315-339, 2008. 19. Klausner LH, Green TG, Charbeneau GT : Placement and replacement of amalgam restorations: a challenge for the profession. Oper Dent, 12:105-112, 1987. 20. Wilson NH, Burke FJ, Mjö r IA : Reasons for placement and replacement of restorations of direct restorative materials by a selected group of practitioners in the United Kingdom. Quintessence Int, 28:245-248, 1997. 21. Bernardo M, Luis H, Martin MD, et al. : Survival and reasons for failure of amalgam versus composite posterior restorations placed in a randomized clinical trial. J Am Dent Assoc, 138:775-783, 2007. 22. Francisconi LF, Scaffa PM, de Barros VR, et al. : Glass ionomer cements and their role in the restoration of non-carious cervical lesions. J Appl Oral Sci, 17:364-369, 2009. 23. Hicks MJ, Flaitz CM, Silverstone LM : Secondary caries formation in vitro around glass ionomer restorations. Quintessence Int, 17:527-532, 1986. 24. Okida RC, Mandarino F, Sundfeld RH, et al. : In vitro-evaluation of secondary caries formation around restoration. Bull Tokyo Dent Coll, 49:121-128, 2008. 25. Tay FR, Pashley EL, Huang C, et al. : The glassionomer phase in resin-based restorative materials. J Dent Res, 80:1808-1812, 2001. 26. Itota T, Carrick TE, Yoshiyama M, et al. : Fluoride release and recharge in giomer, compomer and resin composite. Dent Mater, 20:789-795, 2004. 27. Kamijo K, Mukai Y, Tominaga T, et al. : Fluoride release and recharge characteristics of denture base resins containing surface pre-reacted glass-ionomer filler. Dent Mater J, 28:227-233, 2009. 28. Yap AU, Wang X, Wu X, et al. : Comparative hardness and modulus of tooth-colored restoratives: a depth-sensing microindentation study. Biomaterials, 25:2179-2185, 2004. 29. Xu X, Burgess JO : Compressive strength, fluoride release and recharge of fluoride-releasing materials. Biomaterials, 24:2451-2461, 2003. 30. Verbeeck RM, De Maeyer EA, Marks LA, et al. : Fluoride release process of (resin-modified) glassionomer cements versus (polyacid-modified) composite resins. Biomaterials, 19:509-519, 1998. 31. Attar N, Onen A : Fluoride release and uptake characteristics of aesthetic restorative materials. J Oral Rehabil, 29:791-798, 2002. 32. 박지영, 김종수, 김승오 : 수종의불소함유수복재의불소유리및압축강도에관한연구. 대한소아치과학회지, 35:469-476, 2008. 33. Al-Naimi OT, Itota T, Hobson RS, et al. : Fluoride release for restorative materials and its effect on biofilm formation in natural saliva. J Mater Sci Mater Med, 19:1243-1248, 2008. 435
J Korean Acad Pediatr Dent 37(4) 2010 34. 황규선, 김종수, 권순원 : 컴포머의불소유리및항우식효과에관한비교연구. 대한소아치과학회지, 29:1-10, 2002. 35. Yap AU, Khor E, Foo SH : Fluoride release and antibacterial properties of new-generation tooth-colored restoratives. Oper Dent, 24:297-305, 1999. 36. Silva KG, Pedrini D, Delbem AC, et al. : Microhardness and fluoride release of restorative materials in different storage media. Braz Dent J, 18:309-313, 2007. 37. Vermeersch G, Leloup G, Vreven J : Fluoride release from glass-ionomer cements, compomers and resin composites. J Oral Rehabil, 28:26-32, 2001. 38. Preston AJ, Higham SM, Agalamanyi EA, et al. : Fluoride recharge of aesthetic dental materials. J Oral Rehabi, 26:936-940, 1999. 39. 배익현, 김재문, 정태성등 : 글라스아이오노머수복재의불소유리및재흡수양상. 대한소아치과학회지, 32:136-143, 2005. 40. Karantakis P, Helvatjoglou-Antoniades M, Theodoridou-Pahini S, et al. : Fluoride release from three glass ionomers, a compomer, and a composite resin in water, artificial saliva, and lactic acid. Oper Dent, 25:20-25, 2000. 41. DeSchepper EJ, White RR, von der Lehr W : Antibacterial effects of glass ionomers. Am J Dent, 2:51-56, 1989. 42. Hattab FN, el-mowafy OM, Salem NS, et al. : An in vivo study on the release of fluoride from glassionomer cement. Quintessence Int, 22:221-224, 1991. 43. Clarkson BH, Wefel JS, Feagin FF : Fluoride distribution in enamel after in vitro caries-like lesion formation. J Dent Res, 65:963-966, 1986. 44. Lien W, Vandewalle KS : Physical properties of a new silorane-based restorative system. Dent Mater, 26:337-344, 2010. 45. Bayindir YZ, Yildiz M : Surface hardness properties of resin-modified glass ionomer cements and polyacid-modified composite resins. J Contemp Dent Pract, 5:42-49, 2004. 46. Sales D, Sae-Lee D, Matsuya S, et al. : Short-term fluoride and cations release from polyacid-modified composites in a distilled water, and an acidic lactate buffer. Biomaterials, 24:1687-1696, 2003. 47. Itota T, Al-Naimi OT, Carrick TE, et al. : Fluoride release from aged resin composites containing fluoridated glass filler. Dent Mater, 21:1033-1038, 2005. 48. Attin T, Buchalla W, Siewert C, et al. : Fluoride release/uptake of polyacid-modified resin composites (compomers) in neutral and acidic buffer solutions. J Oral Rehabil, 26:388-393, 1999. 436
Abstract FLUORIDE RELEASE AND MICROHARDNESS OF GIOMER ACCORDING TO TIME Sang-Min Kim, Ho-Won Park, Ju-Hyun Lee, Hyun-Woo Seo Department of Pediatric Dentistry, Oral Science Research Center, College of Dentistry, Gangneung-Wonju National University The aim of this study was to evaluate the fluoride release and microhardness of Beautifil II as giomer(group I), F2000 Compomer as compomer(group II), GC Fuji II LC Capsule as resin-modified glass ionomer(group III) and Filtek TM Z350 as composite resin(group IV) according to time. Forty discs(5 mm diameter and 2 mm height) were prepared for each material. Each disc was immersed in 3 ml of de-ionized water within polyethylene tube and stored at 37. Evaluations were performed by ph/ise meter for analysis of fluoride release and hardness testing machine for analysis of microhardness over 31 days. The results can be summarized as follows : 1. For all groups except group IV, the greatest fluoride release was observed after the first day of the study period and then dramatically diminished over time. On the 7th day of the study period, fluoride release level was stabilized. 2. Group III showed the highest fluoride release among test groups and then group II, group I were followed. Significant difference in cumulative fluoride release over 31 days was found between each groups. Group IV showed no fluoride release during study period. 3. Group IV showed the highest microhardness among test groups and then group I, group II, group III were followed. Significant difference in microhardness was found between each group, except between group I and group II. 4. After 31 days, microhardness was slightly diminished in every group. However, no significant difference was found. Key words : Giomer, PRG-technology, Fluoride release, Microhardness 437