박세희 1 * 서현우 2 홍찬의 3 강릉원주대학교치과대학 1 치과보존학교실, 2 소아청소년치과학교실, 3 플랜트치과병원치과보존과 ABSTRACT AN EVALUATION OF ROTATIONAL STABILITY IN ENDODONTIC ELECTRONIC MOTORS Se-Hee Park 1 *, Hyun-Woo Seo 2, Chan-Ui Hong 3 1 Department of Conservative Dentistry, 2 Department of Pediatric Dentistry, College of Dentistry, Gangneung-Wonju National University, Wonju, Korea, 3 Department of Conservative Dentistry, Plant Dental Hospital, Daejeon, Korea The purpose of this study was to evaluate a rotational stability of endodontic electronic motors by comparing the changes of rotational speed, depending on the number of usages and with/without static load. Twelve new endodontic electronic motors were used in this study. Non contact type digital tachometer was used for measuring the rotational speed of handpiece. True RMS Multimeter was used for measuring the voltages and the electric currents. All measurements were recorded every 10 seconds during 10 minutes and repeated 9 times. Five repetition was done per each electronic motor. To statistical analysis, student t-test, repeated measures and Scheffe's post-hoc tests were performed. In the same motor group, there was no significant difference in all measurements. In all groups, there was no significant difference in the amount of rotational speed changes depending on the number of usages and with/without static load. In the limitation of this study, the results showed that all kinds of endodontic electronic motors in this study had an established rotational stability. Therefore they could be safely used in root canal treatment with a reliable maintenance of rotational speed, regardless of the number of usages and with/without load. [J Kor Acad Cons Dent 35(4):246-256, 2010] Key words: Rotational stability, Electronic motor, Rotational speed, RPM, Endomate TC, X-Smart -Received 2010.4.28., revised 2010.5.12., accepted 2010.6.11.- Ⅰ. 서론 좁고만곡된근관의 3 차원적인충전을위한근관형성과정은근관치료의성공을위한가장중요한과정으로, 근관내치수잔사및감염상아질을제거하고, 근단공을가능한한작게보존하면서, 치경부로갈수록넓어지는깔대기모양을만들어줘야한다. 1) 근관의해부학적구조는매우다양하고, *Corresponding Author: Se-Hee Park Department of Conservative Dentistry College of Dentistry, Gangneung-Wonju National University, 123 Chibyon-dong Gangwon-do, Korea Tel: +82-33-640-2760 Fax: +82-33-640-3103 E-mail: drendo@gwnu.ac.kr 거의모든부분에서만곡이있으며보기에직선이근관조차도근단부 1/3 에서는만곡이나불규칙한구조를가지고있다. 2) 근관의만곡도가증가할수록근관형성시근관이직선화되는경향이있어 ledge, zip, 근관천공, 근관변이등의가능성이커져이상적인근관형성에많은어려움이따른다. 3,4) 이러한문제점들을해결하기위하여다양한근관형성방법과근관기구의발전이계속되어왔으나, 유연성과경사도가적은 stainless steel (SS) 파일로경사도가큰근관을형성해야하므로과정이복잡하고, 숙련되기까지많은노력이필요하며, 근관의크기와경사도를조절하기가힘든단점이있다. 5) 1988 년 Walia 등 6) 에의해 Nickel Titanium (NiTi) 합금으로근관형성용파일이제작된이래로높은유연성과파 이논문은 2007 년도강릉원주대학교치과병원협동임상연구비 (2007-0234) 지원에의하여수행되었음. 246
절저항성등의장점을가지고있는 NiTi 파일이 SS 파일을대신하여광범위하게사용되고있다. 일반적으로 NiTi 파일은 SS 파일에비해근관형성능력이우수하다고여겨지고있으며, Glosson 등 7) 은 NiTi 파일이 SS 파일에비해근관의중심을유지하는능력이더뛰어나며, 더둥근형태의근관을형성할수있고, transportation이나 ledge를줄일수있다고하였고, Serene 등 8) 은기존의 SS 파일에비해 NiTi 파일을사용한경우근관형성시간을 20% 단축할수있으며, 구치부에서근관형성시유의할만한향상이있었다고보고한바있다. 이러한 NiTi 파일들의장점들로인해지난 15년간회전식 NiTi 파일들은전문가들의기본장비가되었고, 근래에는전문가뿐만아니라일반의들사이에서도용이한근관형성을위해널리사용되고있다. 9) 그러나회전식 NiTi 파일들의사용이점점증가됨에따라, 파일의파절은보다빈번하게발생하는경향이있고, 10,11) 근관세정과근관형성, 근관충전의목적을방해하는중요한요인으로작용하여, 1,12) 근관치료의결과에악영향을미칠수있다. 10,13-15) 또한파일의파절은예상하지못한상황에서갑작스럽게발생하고, 파절후제거하거나우회하는데상당한시간과노력이소요되어임상가들에게정신적피로를가중시키게되므로 16) 파절을예방하는것이최우선이라고할수있다. 그러나 SS 파일과달리 NiTi 파일은날이풀어지거나예각으로꺾이는현상과같이시각적인삭제날의어떠한변형없이도파절되어, 육안으로 NiTi 파일을평가하는방법만으로는 NiTi 파일의수명을예측하기어렵다는문제가있다. 16) 2002년 Cohen 등 17) 은회전속도는 NiTi 파일의변형이나파절에영향을미치는중요한요인이고, 회전식 NiTi 파일은 stress fracture ( 피로파절 ) 를방지하기위해서항상일정한속도로사용되어야하며, air-driven 모터에비해보다일정하고정확한회전속도를유지할수있는전기모터의사용을권장하였다. 최근에임상가들사이에서널리사용되고있는무선전기모터는기존의유선전기모터들에비해저렴하고, 가벼우며, 선이없어사용하기가편리하다는장점이있다. 이들무선전기모터에서전원으로사용되는충전식배터리는여러조건들에의하여출력의변동이있을수있으며, 이는 airdriven 모터에서공기압의변화와유사하다고볼수있다. 2003년 Yared 등 18) 은 air-driven 모터에서공기압의저하는회전속도의감소를유발시키고, 회전기구의삭제력의저하를초래하여, 파일의파절이나변형을야기할수있다고보고하였는데, 무선전기모터를이용한근관형성과정에서충전식배터리의출력변화에따른회전속도의변화도이와같은결과를야기할수있다고생각되어진다. 회전식 NiTi 파일을이용한근관형성시제조사는일반적으로 250-350 rpm의회전속도를지켜줄것을요구하고있 다. 그러나국내외여러실험들에서, 기준회전속도 (rpm) 범위내에서발생하는 NiTi 파일의파절이나변형이회전속도에따라주목할만한차이가있음을밝힌바있고, 19,20-22) 회전속도와근관형성기구의파절에대한관계에대해연구할필요성이있음을지적하고있다. 19,23) 또한최근의여러연구에서근관치료용전기모터의실제출력이미리설정한값과다르다는것을보고하고있으나, 24-26) 근관치료용전기모터의반복사용이나하중유무에따른회전속도의변화에대한연구는전무한실정이다. 따라서본연구에서는근관치료용전기모터들의반복적인사용과하중의유무에따른실제회전속도를측정하고, 반복사용과시간에따른회전속도의변화를비교하여근관치료용전기모터의회전안정성을평가하고자하였다. 1. 실험장비및설정 Ⅱ. 연구재료및방법 상품으로판매되어사용한적이없는 4 종의근관치료용전기모터각 3 대씩총 12 대를대상으로하였으며, 유선전기모터인 TECNIKA (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland) 와 AEU-25 (Aseptico inc., Woodinville, WA, USA), 유무선겸용전기모터인 X-Smart (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland), 무선전기모터인 Endomate TC (NSK Nakanishi inc., Tochigi, Japan) 을사용하였다. 각전기모터의설정치와측정종류는다음과같다. TEC- NIKA 는 1:16 의감속비를가지는 ATR-16M (Advanced Technology Research, Pistoia, Italy) 핸드피스를장착하고, 300 rpm 의회전수와, 320 g/cm 의 torque 로설정 ( 최대 torque 인 800 g/cm 의 40%) 하였고, AEU-25 는 1:8 의감속비를가지는 AHP-88MN (10608MBP type, Anthogyr, Sallanches, France) 핸드피스를장착하고, 300 rpm 의회전수와, 320 g/cm 의 torque 설정후에사용하였다. X-Smart 는 1 : 16 의감속비를가지는 F16R (NSK Nakanishi inc., Tochigi, Japan) 핸드피스를장착하였고, AC adapter 와충전식배터리를전원으로이용한두종류의전원에따라각각 300 rpm 의회전수와, 3.0 N/cm 의 torque 설정후에사용하였다. Endomate TC 는 1: 16 의감속비를가지는 NML-W (NSK Nakanishi inc., Tochigi, Japan) 핸드피스를장착하고, 제조사의지시에따른방법대로 27) 312.5 rpm 의회전수와, 3.0 N/cm 의 torque 설정후에사용하였다. 유선전원으로안정된전원공급을받는 TECNIKA 와 AEU-25 는실제회전속도만을기록하였으며, X-Smart 와 Endomate TC 는실제회전속도와전압, 전류를기록하였다 (Table 1). 247
Table 1. Motor preset values and measured item Motor Preset Measured Item Reduction Actual Electric rpm Torque Voltages ratio rpm Currents TECNIKA 1 : 16 300 320 g/cm AEU-25 1 : 8 300 320 g/cm X-Smart P 1 : 16 300 3.0 N/cm X-Smart B 1 : 16 300 3.0 N/cm Endomate TC 1 : 16 312.5 3.0 N/cm P: Power supplied from AC adapter B: Power supplied from rechargeable battery 회전속도의측정은비접촉식회전계인 TM-5000 (Line Seiki Co., Tokyo, Japan) 을이용하여측정하였는데, 이장비는 0.1 rpm 의해상능과 ± 0.001% ± 1 digit rpm m/min 의정확도를가지고있으며, 반사지에서반사된빛을 Photoelectric part 에서감지하여회전속도를표시하므로실험도중에장치의위치변경이없다는장점이있다. 전압과전류의측정은듀얼채널로써전압과전류의동시측정이가능하며 universal serial bus (USB) 를통하여 PC 에의 data logging 이가능한 True RMS Multimeter 인 EXTECH Model 380900 (Extech Instruments Corp., Waltham, MA, USA) 를이용하여측정하였다. 2. 하중부여 하중의부여여부에따른두가지조건하에서실험을진행하였으며, 하중을부여하지않은 ( 비하중하 ) 조건에서는자유회전시의변화를측정관찰하였고, 하중을부여하는 ( 정하중하 ) 조건에서는회전식기구의회전에따른저항성을평가하는미국치과의사협회 (ADA, American Dental Association) 와미국규격협회 (ANSI, American National Standards Institute) 의 No.28 규정에따라파일의장축에서 30 경사진유리판에파일의첨단 5 mm 가구부려져균일하게접촉하도록고정하고회전에따른변화를측정관찰하였다. 28) 3. 분당회전수및전압과전류의측정 모든전기모터는비하중하회전과정하중하회전에서시간에따른실제회전수를측정기록하였고, 무선전기모터는실제회전수와내부회로에서의시간에따른전압과전류를측정기록하였다 (Table 1). 전기모터의핸드피스부분을바이스를이용하여견고하게 고정을하고반사지를붙인원형러버디스크를장착하였다. 비접촉식회전계인 TM-5000 을반사지와 5 cm 의간격으로마주보게바이스를이용하여견고하게고정하였다. 10 초간격으로 10 분동안의기록과 5 분의휴식을 9 회반복하였으며, 각각의전기모터당 5 번씩측정하였다. 정하중하회전시의회전속도의측정은반사지를붙인러버디스크를 ProFile (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland).06taper #25 파일의 shank 부위에장착하고, 파일의장축에서 30 경사진유리판에파일팁의 5 mm 가휘어진채로균일하게접촉하면서회전하도록견고하게고정한후측정하였다 (Figure 1). 충전식배터리를전원으로사용이가능한 X-Smart 와 Endomate TC 는실제회전속도를측정하는동시점의전압과전류값을측정하였는데, X-Smart 는 AC adapter 와충전식배터리사용시의비교를위해내부회로에서핸드피스의마이크로모터로직접연결되는 (+) 전선과 (-) 전선에듀얼채널멀티미터를연결하여측정하였고, 내부회로가하나의기판으로되어있는 Endomate TC 는전원공급부를따로설치하고내부회로로전원이공급되는단자에연결하여측정하였다. 사용하는충전식배터리의반복적인사용과충전에따라충전용량 (charging capacity) 이감소되는경향인메모리효과 (memory effect) 에따른영향을최소화하기위해서각각의무선전기모터의측정후에배터리 refresh 과정을통하여메모리효과를없게하려고최대한노력하였다. 4. 회전속도와전압및전류의변화분석 각전기모터들의실제회전속도를설정회전속도와비교하기위해 student t-test 를시행하였고, 하중의유무와반복사용에따른회전속도및전압, 전류의변화를알아보기위해 two-way repeated measure 와 Scheffe 의사후분석을 248
a b Ⅲ. 연구결과 1. 실제회전속도 c d 각전기모터에서측정된실제회전속도는 Table 2 와같다. AEU-25 를제외한모든종류의전기모터에서제조사에서지시한설정회전속도보다낮은실제회전속도가기록되었으며, 모든전기모터의실제회전속도는설정회전속도와통계적으로유의한차이를보였다 (p < 0.05). 한편 Endomate TC 를제외한모든전기모터에서하중부여여부에따른실제회전속도의차이는통계적으로유의한차이를보이지않았으나, Endomate TC 는정하중하회전에서통계적으로유의하게낮은회전속도를보였다 (p < 0.05). 2. 반복사용에따른회전속도의변화 Figure 1. Diagram of measuring method. a: Measurement of TECNIKA and AEU-25, under the unloading condition. b: Measurement of TECNIKA and AEU-25, under the loading condition. c: Measurement of X-Smart and Endomate TC, under the unloading condition. d: Measurement of X-Smart and Endomate TC, under the loading condition. 시행하였다. 모든통계는 SPSS TM version 15.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 을이용하여 95% 의신뢰구간에서시행되었다. 동일종류의모터들간의반복측정분석을통한비교에서동일하중조건에서반복사용에따른회전속도의변화는통계적인유의한차이를보이지않아동일종류의모터들간에는같은회전속도의변화를보임을알수있었다 (Table 3). Table 3. P-values in changes of rotational speed in same kind of motors Unload Load TECNIKA 1.000 1.000 AEU-25 0.988 0.339 X-Smart P 0.473 0.085 X-Smart B 0.974 0.936 Endomate TC 0.994 0.388 P: Power supplied from AC adapter B: Power supplied from Rechargeable battery Repeated measure analysis, significantly different at p < 0.05. Table 2. Mean values (± standard deviation) of actual rotational speed Load Unload Preset rpm TECNIKA.66 ± 0.76 a.39 ± 0.11 a 300 AEU-25 302.32 ± 0.04 b 302.34 ± 0.29 b 300 X-Smart P 276.49 ± 0.90 c 278.85 ± 1.04 c 300 X-Smart B 269.93 ± 1.50 d 274.93 ± 1.01 cd 300 Endomate TC 238.09 ± 1.35 e 244.4 ± 1.90 f 312.5 P: Power supplied from AC adapter B: Power supplied from Rechargeable battery Student t-test analysis, significantly different at p < 0.05. The different letter means significant difference between groups. 249
290 a 290 b 305 c 305 d 300 300 295 295 290 290 e f g h 260 i 260 j 255 255 245 245 240 240 235 235 Figure 2. Actual rotational speed (rpm) of each electronic motors. horizontal axis: The number of measuring times ( 10 seconds), vertical axis: Rotational speed (RPM). a: Actual rotational speed of TECNIKA, under the unloading condition. b: Actual rotational speed of TECNIKA, under the loading condition. c: Actual rotational speed of AEU-25, under the unloading condition. d: Actual rotational speed of AEU-25, under the loading condition. e: Actual rotational speed of X-Smart (AC adapter), under the unloading condition. f: Actual rotational speed of X-Smart (AC adapter), under the loading condition. g: Actual rotational speed of X-Smart (Battery), under the unloading condition. h: Actual rotational speed of X-Smart (Battery), under the loading condition. i: Actual rotational speed of Endomate TC, under the unloading condition. j: Actual rotational speed of Endomate TC, under the loading condition. 유선전기모터로서안정적인전원의공급을받는 TEC- NICA 와 AEU-25 의 10 분씩 9 회의반복사용에따른회전속도는아주미미한변화가관찰되었지만하중여부에상관없이일관되게유지되는것을보였고, 반복사용에따른회전속도의변화도통계학적유의성을보이지않았다 (Figure 2. a-d). AC adapter 에서전원을얻는유선전기모터인 X-Smart 의경우시간에따라기록된회전속도는 초반 60 초간 10 rpm 정도의회전속도의저하가보였으나, 그후에는안정적인회전속도의유지가관찰되었고, 반복사용에따른통계적인유의성은나타나지않았다 (Figure 2. e, f). 충전식배터리에서전원을얻는무선전기모터인 X- Smart 의경우관찰되어진초반 60 초간의급격한회전속도의저하와이후의안정적인회전속도의유지는유선전기모터인 X-Smart 의결과와유사했다. 정하중하조건에서반 250
복사용에따른전반적인회전속도의저하가관찰되었으나, 반복측정분석결과반복사용에따른회전속도의변화에있어서통계적인유의성은나타나지않았다 (Figure 2. g, h). Endomate TC 의경우시간에따라기록된회전속도는정하중하조건에서유의성있게낮은회전속도가관찰되었고, 모든조건에서초반 90 여초간급격한회전속도의저하와이후의안정된회전속도의유지가관찰되었으며, 첫번째사용할때보다두번째이후의사용에있어서전반적인회전속도의저하가관찰되었으나, 반복사용에따른회전속도의변화에있어서통계적인유의성은보이지않았다 (Figure 2. i, j). 3. 반복사용에따른전압과전류의변화 모든전기모터의모든조건에서시간에따라기록된전압의반복사용에따른변화 (Figure 3) 는동일한양상을보였고각각통계적으로유의한차이가없었으며, 반복사용에따른전류의변화 (Figure 4) 도각각통계적으로유의한차이가없었으나, 하중부여에따라유의성있게더높은전류가소비됨이관찰되었다 (p < 0.05, Table 4). 5.10 a 5.10 b 5.08 5.08 5.06 5.06 5.04 5.04 5.03 c 5.03 d 5.015 5.015 5.01 5.01 2.80 e 2.80 f 2.75 2.75 2.70 2.70 2.65 2.65 2.60 2.60 2.55 2.55 2.50 2.50 Figure 3. Actual DC voltage (V) depending on repeated using. a: X-Smart (AC adapter) under the unloading condition. b: X-Smart (AC adapter) under the loading condition. c: X-Smart (Battery) under the unloading condition. d: X-Smart (Battery) under the loading condition. e: Endomate TC under the unloading condition. f: Endomate TC under the loading condition. 251
a b 25.00 25.00 20.00 20.00 c d 25.00 25.00 20.00 20.00 60.00 e 60.00 f 55.00 55.00 50.00 50.00 45.00 45.00 Figure 4. Actual DC current (ma) depending on repeated using. a: X-Smart (AC adapter) under the unloading condition. b: X-Smart (AC adapter) under the loading condition. c: X-Smart (Battery) under the unloading condition. d: X-Smart (Battery) under the loading condition. e: Endomate TC under the unloading condition. f: Endomate TC under the loading condition. Ⅳ. 총괄및고안 근관형성과정은근관치료의성공과실패에영향을미치는중요한요소이다. 만곡된근관의이상적인근관형성을위해최근에는회전식 NiTi 파일을이용한근관형성이일반적인방법으로대두되고있으나, 회전식 NiTi 파일의사용의증가에따라늘어나고있는파일의파절에대한관심도증대되고있다. 회전식 NiTi 파일의파절에영향을미치는요인들에대한많은연구들이이루어지고있으며, 회전속도, 29-31) 토크, 30-33) 피로파절, 32,34-39) 파일의형태, 40-42) 파일의사용법 41,42) 그리고사용자의숙련도 29-31,43) 등의요인들이 NiTi 파일들의변형이나파절에관여하는것으로생각되어지고있다. Table 4. Comparison of voltages and currents depending on repeated using and with/without loading Loading 5.0746 a X-Smart P Unloading 5.0877 a DC Loading 21 a Voltages X-Smart B (V) DC Endomate TC Unloading Loading Unloading 5.0199 a 2.6087 a 2.6820 a X-Smart P Loading 33.7019 b Unloading 20.7078 c Currents X-Smart B Loading 32.9500 b (ma) Endomate TC P: Power supplied from AC adapter Unloading Loading Unloading 21.0474 c 54.9576 d 34.7762 b B: Power supplied from Rechargeable battery Repeated measure analysis, significantly different at p < 0.05. The different letter means significant difference between groups (p < 0.05). 252
사용의편리성으로임상가들사이에서널리사용되고있는무선전기모터는충전식배터리를전원으로사용하고있으며, 최근에개발된무선전기모터들은메모리효과 (memory effect) 가적다고알려져있는 nickel-metal hydrate (Ni-MH) 충전지를충전식배터리로사용하고있다. Ni-MH 충전지는기존에널리사용되던 nickel-cadmium (Ni-Cd) 충전지의 cadmium 등이심각한환경오염의유발하는유해물질로인식되어, 점차사용이규제되고있다. 또한낮은에너지저장밀도로전지로서의효율성이부족함에따라카드뮴음극을 metal hydrate (MH) 로대체한것으로, 유해물질을사용하지않고, 방전전압이 1.2-1.3 V로 Ni-Cd 충전지와유사하면서전지용량이 1.5-2 배로에너지밀도가크고, 메모리효과가적으며단위에너지당가격이저렴하다는많은장점이있어가장널리사용되고있는 2차전지이다. 44) 그러나기존의 Ni-Cd 충전지의 nickel ( 니켈 ) 양극을그대로사용하고, 단지카드뮴음극을 MH로대체한것이기때문에전지의특성이 Ni-Cd 충전지와매우유사한특성이있어 44,45) 사용횟수나, 잔존용량, 온도등에따라서출력이변할수있으며, 그연장으로회전속도가변할수있는경향이있다. 2004년 Berutti 등 46) 은 low-torque 모터에서의자동역회전 (autoreverse) 기능에의한갑작스러운근관내파일의정지및역회전은불필요한스트레스의축적을야기하여결과적으로파일의수명을단축시킨다고보고하였고, 2005 년 Bahia 등 47) 은파일내부의스트레스누적은 NiTi 파일의초탄성 (super-elasticity) 에변화를주지는않지만피로파절을유발할수있다고보고하였다. 이는 air-driven 모터에서공기압의변화가파일의파절을초래한다는보고 18) 와유사하다볼수있으며, 무선전기모터에서충전식배터리의출력변화에의한근관내에서회전하고있는기구의갑작스러운회전속도의변화도 NiTi 기구내부에불필요한스트레스를쌓이게할수있다고생각된다. 전기모터의출력에대한기존의연구들은설정된토크값보다높은출력의토크값이측정되었다는보고 24-26) 는있었으나, 회전속도의변화에대해서는보고된바가없었다. 이에본연구에서는수종의전기모터에서하중부여여부와반복사용에따라출력되는실제회전속도를측정 기록하고, 반복사용과시간에따른변화를관찰하여회전속도를유지하는것에대한회전안정성의평가를시행하였다. 실험과정에서측정된실제회전속도는한종류의모터를제외하고는설정된값보다유의성있게낮은값을보였는데, 이는 Kobayashi 등 48) 의결과와유사한결과를보였다. 1997년 Kobayashi 등 48) 은충전식배터리를이용한무선전기모터인 Tri Auto ZX의성능을측정한실험에서설정값보다유의하게낮고, 일정한범위 (240- rpm) 안에서변화하는회전속도를보고한바있으며, 40 rpm 이내의미 미한회전속도의변화는임상사용에있어무의미하다고하였다. Endomate TC 를제외한모든전기모터에서하중부여에따른실제회전속도는통계적으로유의한차이를보이지않았으나, Endomate TC 의경우, 정하중하조건에서통계적으로유의하게낮은회전속도를보였다 (p < 0.05). 또한 Endomate TC 는모든경우에서설정회전속도보다 20% 이상감소된 250 rpm 이하의낮은회전속도가기록되었으며, 이는일반적으로제조사가권장하는회전속도인 250-350 rpm 에미치지못하는속도이다. 회전속도가파일의파절에미치는영향이없다는보고 23,31) 와보다높은회전속도에서는파일의빠른파절을야기한다는보고 19,21,30,49) 도있었지만, 권장회전속도내에서는회전속도가클수록파일이전진할때잔사가파일과잘분리되어파일이후퇴할때수월하게빠져결과적으로인장력이작게작용한다는보고 22) 와회전속도가클수록절삭효율이증가되고근관형성소요시간이감소하여효율적인근관형성이가능하다는보고 20,50,51) 등을고려해볼때, Endomate TC 의경우일반적인설정값인 312.5 rpm 으로설정시에는근관형성의효율이감소되리라생각되어, 권장범위안의회전속도를보이기위한설정값을알아보기위하여본연구와같은방법으로추가실험을시행하였고, 그결과는다음과같다. 제조사의지시에따른방법 24) 에의하여 375 rpm 의회전속도로설정하였을때비하중하실제회전속도는평균 300.62 ± 3.47 rpm, 정하중하실제회전속도는평균 286.44 ± 4.39 rpm 이었으며, 반복사용에따른회전속도의변화는초반 40 초간 15 rpm 정도의회전속도의저하와이후의안정된회전속도의유지가관찰되었고, 반복사용에따른회전속도의변화는통계적인유의성을보이지않았다 (p = 0.998). 그러므로 Endomate TC 를사용할때는제조사의지시에따른방법 24) 에따라 375 rpm 의회전속도로설정하여야권장회전속도범위내에서효율성있는근관형성을할수있다고보인다. 1998 년 Petka 52) 는 60 분간의일회근관치료에서근관성형에는 10 분이소요된다고보고한바있다. 이에따라본실험에서는하루에최대 9 명의환자를일회근관치료를한다고가정하였을때첫환자와마지막환자를치료할때에회전속도의유지에차이가있는지에대한평가를시행하였는데, 실험에사용된모든전기모터들은모든조건에서반복사용과시간의흐름에따른회전속도의변화는유의한차이를보이지않았다. X-Smart 는소독을위한핸드피스의교체등의사유로인한회전속도의변동을표준화하기위하여 calibration 기능을탑재하고있다. 회전속도의변동이본실험에미칠수있는부정적인영향을최소화하기위하여실험을시작하기이전에각전기모터에핸드피스를연결한후 calibration 작 253
업을시행하였다. 예비실험의결과 calibration 작업이각전기모터의회전속도에미치는영향은유의한차이는없었으나, 임상에서새제품을처음사용시에는적게나마나타날수있는회전속도의변동을표준화하기위하여 calibration 과정을거치는것이보다안전하리라생각된다. 유선전기모터로서안정적인전원을갖는 TECNIKA 와 AEU-25 를제외하고, 회전속도를측정하는동시점에서의전기모터내부의전압과전류값도기록 관찰하여전기모터내부의전원의안정성에대한평가를시행하였다. X- Smart 는 AC adapter 와배터리사용시의비교를위해마이크로모터로직접연결되는전원공급선을단락시켜측정하였고, Endomate TC 는내부회로가하나의기판으로되어있어서전원공급선의단락이불가능하여회로에전원이공급되는단자에서측정을시행하였다. 예비실험에서 Endomate TC 의장시간사용시충전식배터리에서약간의온도상승이관찰되었는데, 온도상승의정도가미미하였지만과열로인식됨으로써실험에미칠수있는영향을최소화하기위해원래의충전식배터리를사용한전원공급부를따로설치하여실험에사용하였다. 충전식배터리의메모리효과 (memory effect) 에의한부정적인영향을최소화하기위하여각각의무선전기모터의사용후에배터리의완전방전과완전충전을해주는배터리 refresh 과정을시행하였다. X-Smart 는기기자체에내장되어있는 refresh 기능을이용하였고, Endomate TC 는방전기능이있는 Ni-MH 충전식배터리전용충전기인 Sanyo NC-MQR03 (Sanyo Electric Co., Japan) 을사용하였다. 하중부여조건에관계없이모든전기모터에서측정된전압과전류의반복사용과시간에따른변화는각각통계적으로유의한차이를보이지않았다. 모든전기모터에서전압의변화는동일한양상을보였으며, 하중부여에따라유의성있게더높은전류가소비됨이관찰되었고, 이는하중에의해핸드피스에부여되는토크에의한것으로사료된다. Ⅴ. 결론 본연구는수종의근관치료용전기모터의반복적인사용과하중의유무에따른실제회전속도를측정하여설정회전속도와비교하고, 반복사용과시간에따른회전속도의변화를반복측정분석법을이용한비교를통해근관치료용전기모터의회전안전성을평가하여다음과같은결과를얻었다. 1. 동일종류의전기모터들사이의모든측정결과들은차이를보이지않았다. 2. 모든전기모터의모든조건에서반복사용과시간의흐름에따른회전속도의변화는차이를보이지않았다. 이상의결과에서, 본실험에서사용된모든근관치료용전기모터는반복사용이나하중의여부에상관없이일정한회전속도를유지해야하는회전안정성의조건에충족됨을알수있었으며, 반복사용과시간에따른신뢰성있는회전속도와안정적인전압및전류의유지가가능하리라생각된다. References 1. Schilder. Cleaning and shaping the root canal. Dent Clin North Am 18:269-296, 1974. 2. Skidmore AE, Bjorndal AM, Root canal morphology of human mandibular first molar. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 32:778-784, 1971. 3. Lim KC, Webber J. The effect of root canal preparation on the shape of the curved root canal. Int Endod J 18:233-239, 1985. 4. Kesseler JR, Peters DD, Lorton L. Comparison of the relative risk of molar root perforations using various endodontic instrumentation techniques. J Endod 9:437-439, 1983. 5, Weine F, Kelly R, Lio P. The effect of preparation procedures on the original canal shape and on apical foramen shape. J Endod 1:255-262, 1975. 6. Walia H, Brantely WA, Gerstein H. An initial investigation of the bending and torsional properties of nitinol root canal files. J Endod 14:346-35, 19881. 7. Glosson CR, Haller RH, Dove SB, del Rio CE. A comparison of root canal preparations using Ni-Ti hand, Ni-Ti engine-driven, and K-flex endodontic instruments. J Endod 21:146-151, 1995. 8. Serene TP, Adams JD, Saxena A. Nickel-titanium instruments: applications in endodontics. St. Louis, Mosby. 67-78, 1995. 9. Averbach RE, Kleier DJ. Endodontics in the 21st century: the rotary revolution. Compend Contin Educ Dent 22:27-34, 2001. 10. Spili P, Parashos P, Messer HH. The impact of instrument fracture on outcome of endodontic treatment. J Endod 31:845-50, 2005. 11. Parashos P, Gordon I, Messer HH. Factors influencing defects of rotary nickel-titanium endodontic instruments after clinical use. J Endod 30:722-725, 2004. 12. Schilder H. Filling root canals in three dimensions. Dent Clin North Am 11:723-744, 1967. 13. Crump MC, Natkin E. Relationship of broken root canal instruments to endodontic case prognosis: a clinical investigation. J Am Dent Assoc 80:1341-1347, 1970. 14. Hulsmann M, Schinkel I. Influence of several factors on the success or failure of removal of fractured instruments from root canals. Endod Dent Traumatol 15: 252-258, 1999. 15. Souter NJ, Messer HH. Complications associated with fractured file removal using an ultrasonic technique. J Endod 31:450-452, 2005. 16. Sattapan B, Nervo GJ, Palamara JEA, Messer HH. Defect in rotary nickel-titanium files after clinical use. J Endod 26:161-165, 2000. 17. Cohen S, Burns RC. Pathways of the pulp. 8th ed. St. Louis, Mosby. 533-534, 2002. 254
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국문초록 박세희 1 * 서현우 2 홍찬의 3 강릉원주대학교치과대학 1 치과보존학교실, 2 소아청소년치과학교실, 3 플랜트치과병원치과보존과 수종의근관치료용전기모터들의반복사용과시간에따른회전속도의변화를비교하여근관치료용전기모터의회전안정성을평가하고자하였다. 시간에따라변화하는실제회전속도및전압과전류를측정하고, Student t-test 를통한실제회전속도와, 반복측정분석을통한상관관계를비교분석하였다. 동일종류의전기모터들사이의모든측정결과들은차이를보이지않았다. 모든전기모터에서반복사용과시간의흐름에따른회전속도의변화는차이를보이지않았다. 이상의결과로, 본실험에사용된모든전기모터는일정한회전속도를유지해야하는회전안정성의조건에충족됨을알수있으며, 반복사용과시간에따른신뢰성있는회전속도와안정적인전압및전류의유지가가능하리라생각된다. 주요단어 : 회전안정성, 전기모터, 회전속도, RPM, Endomate TC, X-Smart 256