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치의학석사학위논문 칫솔질방법과세치제의종류에따른 상아질마모도비교 Comparison of dentin abrasivity between electric toothbrush and manual toothbrush with various dentifrices 2017 년 2 월 서울대학교대학원 치의학과 김동원
국문초록 칫솔질방법과세치제의종류에 따른상아질마모도비교 서울대학교대학원치의학과 김동원 연구목적 : 잇솔질은치면플라크제거에효과적이며필수적인방법이다. 하지만과도한잇솔질은상아질을노출시킬수있으며이는상아질과민증 (dentin hypersensitivity) 과연관이될수있다. 본연구의목적은전동칫솔과수동칫솔에의한상아질마모도비교및연마제함량이다른세치제들간상아질마모도차이를비교하는것이다. 연구방법 : 본연구는교정치료목적으로발치된건전한소구치로제작한 i
시편 (n=48) 을이용하여, 6개의실험군과 2개의대조군으로나누어 ISO 규정에의거하여상아질마모도시험을진행하였다. 각시편들은 150g 의하중하에수동칫솔의경우 50,000회, 전동칫솔의경우 270분간마모실험을진행하였다. 형상분석기기 (MTS 3D profiling system; MTS, MN, USA) 를이용하여상아질마모도값을측정하였으며, 이결과를이원배치분산분석 (two-way analysis of variance) 를통해분석하였다. 결과 : 상아질마모는증류수와 Oral B Triumph 5000 전동칫솔을사용한 Gruop1에서가장낮았으며, 333 토탈클리닉케어세치제와 Oral B prohealth manual brush를사용한 Group8에서가장높은값을보였다. 칫솔질의방법에따른상아질마모도는유의한차이를보이지않았으며 (p=0.741), 세치제에따른상아질마모도는유의한차이 (p < 0.001) 를보였다. 칫솔질방법과세치제간에교호작용은유의하지않은결과를보였다. 결론 : 전동칫솔과수동칫솔의사용으로구분한칫솔질방법에따른상아질마모도는유의한차이를보이지않았다. 세치제의경우, 연마제의함량에따라상아질마모도에유의한차이를보였으며, 연마제의함유량이높을수록더많은마모도를보였다. 세치제의연마제함량은전동칫솔과 ii
수동칫솔에의한상아질마모도의차이에영향을미치지않았다. 주요어 : 전동칫솔, 수동칫솔, 세치제, 연마제, 상아질민감증 (dentin hypersensitivity), 상아질마모도 학번 : 2013-22090 iii
목차 국문초록... i 목차...ⅳ 그림목차... v I. 서론... 1 II. 연구대상및방법... 3 1. 시편제작... 4 2. 세치제및칫솔에따른시편분류... 5 3. 시편마모과정... 6 4. MTS profiling 및마모도측정방법... 7 5. 통계분석방법... 7 III. 실험결과... 8 iv
IV. 고찰... 9 V. 결론... 12 참고문헌... 14 Abstract... 23 그림목차 표 1. 실험에사용된세치제의종류와주성분...17 표 2. 칫솔과세치제에따른시편분류...18 표 3. Mean (±SD) dentin loss (microns) in the experimental groups...19 표 4. Result of two-way ANOVA...20 그림 1. 시편제작에사용된소구치및완성된시편...21 그림 2. 칫솔과세치제에따른상아질마모도...22 v
Ⅰ. 서론 치면세균막관리법들중가장기본적인관리법으로알려진칫솔질은치아우식증과치주조직병을관리하기위한가장기본적인방법이며, 이는치면치태 (plaque) 의제거에필수적인방법이다.(1, 2) 칫솔질에사용되는세치제에는일반적으로연마제가함유되어있으며, 이는치태 (plaque) 의제거와착색과치석과같은치아의다른표면침착물들을제거하는효과를가져치약의주요성분중하나이다.(3) 이러한연마제는특히법랑질에서는미미한마모효과를가지지만상아질에서는현저한마모효과를보인다.(4, 5) 따라서일반적으로과도한칫솔질은상아질을노출시킬수있으며, 노출된상아질은법랑질층과는다르게빠르게마모가일어나게된다. 이와같은과도한상아질의마모는상아질민감증 (dentin hypersensitivity) 으로이어질수있다. 실제로상아질과민증은치은퇴축으로인한상아질노출에서비롯되며, 비우식성치경부결손 (non-caries cervical lesion) 등으로상아질손실이동반된경우그발생위험은더욱높아지는경향을보인다고밝혀져있다.(6) 비우식성치경부결손의대표적인원인으로는칫솔질에따른치아의 마모를생각할수있다.(7, 8) 치아의마모에영향을미칠수있는요인 - 1 -
으로세치제내에포함된연마제의함량을생각해볼수있으며, 실제로연마제의함량에따라치아경조직의손실을일으킬수있다고보고되고있다.(9) 또한, 전동칫솔또한널리보급되고많은인구가사용하고있는시점에서수동칫솔과전동칫솔중어떤것을사용하는지여부또한치아경조직마모에영향을미치는요소로생각해볼수있다. Sorensen 과 Nguyen의연구에서는수동칫솔과전동칫솔이세치제와함께사용시전동칫솔에비해수동칫솔이건전한상아질시편에더욱높은마모를일으킨다는것을밝혔다.(10) Efraimsen 등의연구에서는증류수하에서상아질마모도실험진행결과, 전동칫솔과수동칫솔간에마모도차이는존재하지않음을밝혔다.(11) A. Wiegand 등의연구에서는, bovine dentin을이용한실험에서다양한전동칫솔을이용한마모도실험결과, 부식된상아질과건전한상아질모두수동칫솔보다전동칫솔에서더높은마모도를보였다.(12) 하지만, 아직까지연마제의함량이다양한시판된세치제를이용하여이에따른전동칫솔과수동칫솔의상아질마모도차이를비교한실험은없었다. 상아질과민증 (dentin hypersensitivity) 은성인인구중약 25 % 이 상을차지하는치과질환으로전체구강악안면통증중에서도많은비율 을차지하고있다.(8, 13) 또한, 인구의고령화가진행됨에따라치주질 - 2 -
환의증가와이에따른상아질의노출정도가증가하고있는시점에서치아경조직상실과이에따른상아질과민증을예방하기위한관심을높일필요가있다. 따라서치아경조직상실에영향을미치는요인인세치제의종류와칫솔질의방법에따른상아질마모도차이를알아볼필요가있으며, 세치제의연마제의함량이전동칫솔과수동칫솔에의한마모도에영향을미치는지도살펴봐야한다. 이연구의귀무가설은다음과같다. 1) 전동칫솔을사용하는것과수동칫솔을사용하는방법에따른상아질마모의정도는차이가없다. 2) 세치제의연마제함량은상아질마모에영향이없다. 3) 세치제의연마제함량은전동칫솔과수동칫솔사용의방법에따른상아질마모도차이에영향을미치지않는다. Ⅱ. 연구대상및방법 본연구의시편제작, 마모도실험및검사와측정의모든과정은 ISO(International Organization for Standardization) 11609 규정에의 거하여시행되었다. - 3 -
1. 시편제작 치아우식에이환이되지않거나마모또는 crack이없는교정치료목적으로발치된소구치를택하여시편을제작하였다. 각소구치의백악법랑경계 (cemento-enamel junction) 를기준으로교합면측 3 mm, 치근단측 3 mm씩을남겨놓고치아의교합면과뿌리쪽을각각절단하였다. 이를통해원형의온전한상아질면을얻었다. 노출된상아질면을위로향하게하여절단된치아를원형의아크릴주형 ( 외경 20 mm, 내경 16 mm, 높이 8 mm) 중앙에위치시키고자가중합형아크릴릭레진 (Ortho-jet Acrylic: Lang Dental Manufacturing Company, Wheeling, IL, USA) 으로매몰하여 24시간이상자가중합이이루어지도록하였다. 그후상아질표면이온전히노출되고균일한표면을얻을때까지시편표면을냉각수공급하에연마지 (CC261: DEERFOS, 서울, 대한민국 ) 를이용하여 p100부터시작하여단계적으로연마하였다. 마지막으로 p1200의사포를이용하여폴리싱을하였다. 이와같은방법을반복하여총 48개의시편을제작하였으며, 멸균증류수 (JW중외제약, 서울, 대한민국 ) 에보관하였다. - 4 -
2. 세치제및칫솔에따른시편분류 칫솔의종류는전동칫솔과수동칫솔로두종류의실험군 (Oral-B Triumph 5000; Ora-B Prohealth Manual Tooth Brush) 으로나뉘었다. 전동칫솔의운동방식은상하운동과좌우회전, 3차원입체운동이같이일어나며, 일반적으로사용되는세정모드로실험을진행하였다. 전동칫솔에서사용된칫솔모의경우그단면이불균일한것을감안하여돌출된부분을제거하여표면을균일하게만들어실험에사용하였다. 실험에서사용된세치제종류의경우, 시판되는액상세치제와페이스트형세치제로총 3가지군 ( 가그린검가드 : 동아제약, 서울, 대한민국 ; 메디안미백케어 : 아모레퍼시픽, 서울, 대한민국 ; 333 클리닉토탈케어 : 동아제약, 서울, 대한민국 ) 으로나뉘었으며, 대조군으로는멸균증류수 (JW중외제약, 서울, 대한민국 ) 을사용하였다. 세치제는 ISO 실험기준에따라세치제 15 g과멸균증류수 40 ml를교반기상에서 30분간혼합하여현탁액 (slurry) 를제조하여사용하였다. 사용된각세치제들의주성분은아래 < 표 1> 과같다. 이와같은요인들로시편들은 < 표 2> 와같이총 8개의그룹으로 6개씩무작위로분류되었다. - 5 -
3. 시편마모과정 수동칫솔의마모실험의경우해당제품의칫솔모를분리후연마기에적합시켜서적용하였다. 현탁액을수조내에채우고상아질시편이최소 3 mm이상잠기도록고정하여이때칫솔모의왕복운동 (stroke) 이시편표면에평행하게가해질수있도록하였다. 전동칫솔마모실험의경우, 해당전동칫솔의칫솔모가시편위에놓이도록고정한후, 위와마찬가지로시편이최소 3 mm이상잠기도록하였다. 수동칫솔의실험은총 50,000 stroke (3회/ 초 ) 가시행되었으며, 전동칫솔의경우총 270분간마모실험을진행하였다. 이는 1달동안하루에 3분씩 3번칫솔질을하며, 초당 3번칫솔질은한다고가정하였을때수동칫솔의실험횟수와대응된다. ISO실험기준에따라전동칫솔과수동칫솔모두 150 g의하중이시편에가해진채로진행되었다. 마모실험을마친후에는시편을흐르는물에세척한후폴리염화비닐테이프를제거하여, 표면형상측정기 (MTS 3D profiling system; MTS, MN, USA) 를이용하여형상측정을시행하였다. - 6 -
4. MTS profiling 및마모도측정방법 실험전시편의한기준점으로부터가로 4 mm, 세로 2 mm의크기에해당하는직사각형모형의단면을형상분석기기 (MTS 3D profiling system; MTS, MN, USA) 를사용하여 profiling을시행하였다. 그후프로파일링한영역의가로양 1 mm를포함시켜셀룰로이드테이프로테이핑을하여세로로 2 mm 폭에해당하는상아질면만을노출시켰다. 그후앞서설명한과정에따라마모도실험진행하였으며, 실험이끝난후테이핑을벗겨낸후다시같은영역에대해 profiling을진행하였다. 실험전과후의측정값을 fitting하여마모된정도의수치를얻었다. 5. 통계분석방법 통계프로그램 IBM SPSS statistics V. 23 (SPSS Inc. Chicago, IL, USA) 소프트웨어를이용하여분석하였으며, two-way ANOVA 모형을 설정하였으며, 사후검정은 Duncan test 를통해실행하였다. - 7 -
Ⅲ. 실험결과 실험결과, 각그룹의상아질마모도는 < 표 3> 과같다. 결과에서볼수있듯이, 그룹8(Ora-B Prohealth Manual Tooth Brush, 333클리닉토탈케어 ) 이가장높은마모도를보였으며, 그룹1(Oral-B Triumph 5000, 증류수 ) 이가장낮은마모도를보였다. < 그림 2> 를통해서도확인할수있듯이, 수동칫솔과전동칫솔군에서모두증류수, 가그린검가드, 메디안덴탈아이큐미백케어, 333 클리닉토탈케어순으로마모도가증가하는양상을보였다. SPSS를이용한분석결과, two-way ANOVA에서교호작용은존재하지않았으며, 상수항이포함된모형이통계적으로유의함을확인할수있다. 즉, 세치제의연마제함량이늘어날수록전동칫솔과수동칫솔의마모도차이또한증가한다는가설은기각됨을확인할수있다. < 표 4> 에서볼수있듯이유의한이원배치분산분석모형에서전동칫솔과수동칫솔사이에마모도차이는유의하지않았으며, 세치제의종류에따른마모도차이만존재하였다. Duncan의사후검정을통해확인결과, 증류수와가그린검가드사이에는마모도차이가없었으며, 이두세치제와메디안덴탈아이큐미백케어, 333 클리닉토탈케어세치제와는각각다 - 8 -
차이가있음을확인하였다. 또한, 메디안덴탈아이큐미백케어와 333 클 리닉토탈케어의경우에도마모도가유의한차이를보였다. Ⅳ. 고찰 이번연구의목적은연마제함량이다른세치제들을사용하여, 전동칫솔과수동칫솔의서로다른두방법을적용했을때발생한상아질마모도의차이를비교하고자함이었다. 마모도실험결과, 전동칫솔과수동칫솔에따른상아질마모도의차이는유의하지않았다. 전동칫솔이일반적으로치아를더마모시킬것이라는일부선입견과일치하지않는결과이다. 또한, 진동형전동칫솔의경우, 수동칫솔보다더적은마모도를보인다는연구결과들과는다른결과이다.(10, 14) 이는본실험에서사용한전동칫솔의운동방식이회전방식으로진동형방식과다른운동형태를띄기때문이며, 칫솔모의뻣뻣함 (bristle stiffness), 가해지는하중의설정값차이에의한것이라생각된다. 선행연구들과본실험의결과를통해상아질과민증 (dentin hypersensitivity) 을예방하기위해전동칫솔을사용하지않도록권고하는것은의미가없다고볼수있다. - 9 -
전동칫솔의운동방식은다양한데, 본실험에서사용한 oscillatingrotating motion 외에도 rotating motion, sonic, ultrasonic 등을가지고있다. Buchel B. 등의연구에따르면, oscillating-rotating motion을가지는전동칫솔이 sonic 전동칫솔보다통계적으로더유의하게치태 (plaque) 를제거하는데더효과적이며, sonic power brush와비교시, oscillating-rotating power brush의치태 (plaque) 제거점수의평균이 5배에달한다고나와있다.(15) 치주질환을가진환자에서도치태 (plaque) 제거효과는 counter-rotational과 oscillation-rotating 칫솔에서수동칫솔보다더명백한효과를보였으며, sonic brush에서는유의한결과를보이지않았다.(16) He T 등의연구에따르면, 건강한 25명의성인을대상으로한임상실험결과여러가지치태 (plaque) 제거점수가 oscillating-rotating power brush가통계적으로유의하게 ultrasonic 전동칫솔에비해높음을알수있다.(17) 치주질환을가진환자의경우, 회전형전동칫솔과수동칫솔의치태 (plaque) 제거를비교할시 10개의연구결과들에서치은출혈과염증의감소에더큰효과를보인것으로나타났다.(16) Heasman PA 등의연구결과에따르면, 159개의주제에대한메타분석결과는 12개월간수동칫솔을사용한그룹이 12개월간전동칫솔을사용한그룹보다더큰 - 10 -
치은퇴축을가지게된다.(18) 치은퇴축이일어나는경우상아질침식증을가져오기쉽고, 이로인해상아질과민증이발생하기쉽다. 따라서, 위와같은결과는많은환자들에게전동칫솔을권유할수있는근거가될수있다. 이와는반대로치약군에서는유의한차이를보이고있다. 치약의마모도는연마제의함량, 연마제입자의크기, 입자의표면구조와그제품내의다른화학적성분의영향에의해결정된다.(19) 본연구에서사용된치약의성분을살펴본결과연마제의함량에서차이가나며이같은함량의차로인해상아질마모도의차이가존재한다고볼수있다. 연마제의함량이많은치약일수록통계적으로유의하게더많은마모가일어남을확인할수있었다. 노출된상아질의마모는치수와의물리적거리를감소시키며상아질표면에노출된상아세관의수와직경을증가시키게된다. 이에따라세균, 온도및기계적자극이치수로쉽게도달하여상아질과민증의발생및진전이일어날수있게된다.(20) 따라서상아질민감증 (dentin hypersensitivity) 을예방하기위해서는연마제함량이적은액상치약을사용하는것이바람직하다. 하지만세치제에배합하는연마제는적어도치아표면에서치태 (plaque) 의제거능력과직접적연관이있기때문에전반적인치아의건강을위해서는치태 (plaque) 의 - 11 -
제거능력도같이고려해야하므로전반적인구강위생상태에따른치약의 선택이중요하다고할수있다. 본연구의한계점으로는전동칫솔과수동칫솔에가해지는하중을똑같이설정한것이다. Annette Wiegand의연구에따르면, 수동칫솔의칫솔질힘은 1.6 ± 0.3 N으로진동형전동칫솔의칫솔질힘인 0.9 ± 0.2 N보다유의하게높음을보였다.(14) 비록본연구에서사용된전동칫솔과는그운동방식이다르지만수동칫솔을사용할때와전동칫솔을사용할때실제환자에게는적용되는힘이다를수있음을생각해봐야한다. 본연구는수동칫솔과전동칫솔에따른상아질마모도의차이가세치 제의종류와관계없이존재하지않는다는사실을실질적으로검증하였다 는데의의가있다. Ⅴ. 결론 1. 전동칫솔과수동칫솔의사용으로구분한칫솔질방법에따른상아질 마모도는유의한차이를보이지않았다. - 12 -
2. 세치제의경우, 연마제의함량에따라상아질마모도에유의한차이 를보였으며, 연마제의함유량이높을수록더많은마모도를보였다. 3. 세치제의연마제함량은전동칫솔과수동칫솔에의한상아질마모도 의차이에영향을미치지않았다. - 13 -
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표 1. 실험에사용된세치제의종류와주성분 제품명제조사주성분 분량 (100g 중 함량 ) 가그린검가드 동아제약 일불소인산나트륨 0.76 염화세틸피리디늄 0.05 토코페롤아세테이트 0.2 333 클리닉토탈케어메디안덴탈아이큐미백케어 동아제약 아모레 퍼시픽 덴탈타입실리카 18 일불소인산나트륨 0.38 토코페롤아세테이트 0.09 콜로이드성 7 이산화규소과산화수소수 (35%) 2.14-17 -
표 2. 칫솔과세치제에따른시편분류 Group 칫솔세치제 1 2 3 4 5 6 7 8 Oral-B Triumph 5000 (electric toothbrush) Oral-B Triumph 5000 (electric toothbrush) Oral-B Triumph 5000 (electric toothbrush) Oral-B Triumph 5000 (electric toothbrush) Ora-B Prohealth Manual Tooth Brush Ora-B Prohealth Manual Tooth Brush Ora-B Prohealth Manual Tooth Brush Ora-B Prohealth Manual Tooth Brush 증류수가그린검가드메디안덴탈아이큐미백케어 333 클리닉토탈케어증류수가그린검가드메디안덴탈아이큐미백케어 333 클리닉토탈케어 - 18 -
표 3. Mean (±SD) dentin loss (microns) in the experimental groups Electric brush Oral B Manual brush Oral B Distilled water¹ 2.99 (0.98) 4.07 (2.29) Tooth paste_gum¹ 6.83 (2.25) 3.21 (1.36) Tooth paste_ 미백케어 ² 29.46 (8.88) 22.34 (14.00) Tooth paste_333³ 51.05 (31.53) 55.42 (14.82) ¹ Duncan 의사후검정결과, group 1 로분류 ² Duncan 의사후검정결과, group 2 로분류 ³ Duncan 의사후검정결과, group 3 로분류 - 19 -
표 4. Result of two-way ANOVA Source Sum of square df mean square F p-value Adjusted model 19499.847 4 4874.962 27.084 <0.001 Constant 23022.798 1 23022.798 127.91 <0.001 Brush 19.873 1 19.873 0.11 0.741 Paste 19479.974 3 6493.325 36.076 <0.001 Error 7739.664 43 179.992 Sum 50262.308 48 Adjusted Sum 27239.51 47-20 -
그림 1. 시편제작에사용된소구치및완성된시편 - 21 -
Dentin abrasivity(unit: μm ) 그림 2. 칫솔과세치제에따른상아질마모도 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 증류수가그린검가드미백케어 333 클리닉 Tooth paste Oral B Triumph 5000 (electric tooth brush) Oral B Prohealth manual brush - 22 -
Abstract Comparison of dentin abrasivity between electric toothbrush and manual toothbrush with various dentifrices Dong Won Kim Department of dentistry The Graduate School Seoul National University Objectives: Tooth brushing is an essential and effective method to control dental plaque. However, excessive tooth brushing can expose dentin, which is closely associated with dentin hypersensitivity. The purpose of this study is to compare dentin abrasivity of electric tooth brush and manual tooth brush with - 23 -
various dentifrices. Methods: From 48 sound premolars which are not affected by dental caries, abrasion and crack, 48 specimens were prepared. Specimens were distributed 6 experimental groups and 2 control groups, and then submitted to controlled tooth brushing with 50,000 reciprocating action (3 times/sec) for manual hand brush and 270 minutes for electric tooth brush under 150g loading. Mean surface roughness (Ra) value of each specimen was measured by using surface shape measurement device after finishing the experiment. The mean surface roughness (Ra) values were statistically analyzed by two-way analysis of variance (ANOVA) and post hoc Duncan s test for each group (α=0.05). Results: The gruop1 (Distilled water, Oral B Triumph 5000) showed the lowest dentin abrasivity, and the group 8 (333 total clinic care, Oral B pro-health manual brush) showed the highest dentin abrasivity. There is no significant difference in dentin abrasivity between manual tooth brush and electric tooth brush (p=0.0741). However, there is significant difference in dentin abrasivity - 24 -
between various dentifrices (p<0.001). The interaction between the dentifrice factor and the tooth brush type factor. Conclusion: No significant difference was observed between electric tooth brush and manual tooth brush. In case of dentifrice, significant difference was found between various dentifrices which contain different amount of abrasives. Keyword: electric tooth brush, manual tooth brush, dentifrice, abrasives, dentin abrasivity, dentin hypersensitivity Student Number: 2013-22090 - 25 -