엔진의토크조절능력과니켈-티타늄파일의삭제성향이근관성형에미치는영향 노형미 허복 김현철 박정길 * 부산대학교치과대학치과보존학교실 ABSTRACT THE EFFECT OF DIFFERENT FLUTE DESIGN AND TORQUE-CONTROLLED MOTOR ON THE SHAPING ABILITY OF SIMULATED RESIN ROOT CANALS Hyoung-Mee Roh, Bock Huh, Hyeon-Cheol Kim, Jeong-Kil Park* Department of Conservative Dentistry, School of Dentistry, Pusan National University The purpose of this study was to compare the shaping ability of the two different Ni-Ti file systems and the two different engine systems in simulated canals. A total of four groups of each 10 were tested. Each group was instrumented with HeroShaper and Endo- Mate2 (Group HE), HeroShaper and Tecnika (Group HT), ProFile and Endo-Mate2 (Group PE), and ProFile and Tecnika (Group PT). Canal preparation time was recorded. The images of pre- and post- instrumented root canals were scanned and superimposed. The amounts of increased width and centering ratio were measured and calculated at apical 1, 3 and 5 mm levels. These data were statistically analyzed with one-way ANOVA and Duncan s multiple range test The results of this study were as follows; 1. Canal preparation time of HT group was the shortest (p < 0.05). 2. The amount of increased canal width in HE group was significantly larger than PT group at apical 1 mm level (p < 0.05). At apical 3 mm level, PT group was significantly smaller than other groups (p < 0.05). At apical 5 mm level, PE group was significantly larger than PT group (p < 0.05). 3. The amount of centering ratio in HE group was significantly larger than other groups (p < 0.05). At apical 5 mm level, HT group was significantly larger than PE group and PT group (p < 0.05). Under the condition of this study, torque-controlled endodontic motor is safer than no torque controlled motor, especially when the active file is used. [J Kor Acad Cons Dent 30(6):486-492, 2005] Key words: Centering ratio, Ni-Ti file, Shaping ability, Torque-controlled endodontic motor - Received 2005.7.21., revised 2005.10.12., accepted 2005.10.13. - * Corresponding Author: Jeong-Kil Park Department of Conservative Dentistry College of Dentistry, Pusan National University, 1-10, Ami-dong, Seo-gu, 602-739, Busan, Korea, 602-739 Tel: 82-51-240-7454 E-mail: jeongkil@pusan.ac.kr Ⅰ. 서론 근관치료과정중근관성형은근관계내의조직잔사와세균과같은모든내용물을제거하고미세누출이생기지않도록성공적으로근관충전을할수있는형태를만드는과정이다. 본연구는 2004 년도부산대학교교내학술연구비 ( 신임교수연구정착금 ) 에의한연구임. 486
엔진의토크조절능력과니켈 - 티타늄파일의삭제성향이근관성형에미치는영향 근관성형은전통적으로스테인레스스틸수동형기구를사용해서시행되어왔으며, 1988년에니켈-티타늄파일이처음소개된후니켈-티타늄파일과엔진구동형핸드피스를사용한방법의장점이알려지면서최근에널리사용되고있다. 특히만곡된근관에서스테인레스스틸수동형기구는근관의변형을일으키기쉬우며이로인해 ledge, zipping, perforation과같은시술상의문제를야기할수있다 1). 엔진구동형니켈-티타늄파일을사용하는경우유연성이커서만곡된근관에도잘들어가며 crown-down technique을사용하므로치관부를먼저성형하여근관의변위나근관장의길이변화가적다 2,3). 그러나니켈-티타늄파일은수동형파일처럼날이풀어지거나예각으로꺾이는등의시각적으로나타나는파일의피로도나손상정도를인지하기어려워서파절위험이있는파일이근관내에서부러지는것을막기어렵다 4). 그리고수동형파일에비해그정도는덜하지만만곡근관의직선화, 근단공부위에서의근관변위도나타난다. 이러한파일의변형이나파절을예방하기위해각제조사들은토크설정이되는엔진을고안하였다. 토크조절엔진을사용할경우설정된토크에서저항이느껴질때근관내에서파일이정지하고역회전하는능력이있기때문에파일이근관에끼이거나변형, 파절되는경향을줄일수있다. 토크조절이안되는엔진으로사용하는파일은삭제능 (cutting action) 의조절이어렵기때문에기구의끼임, 변형, 파절이증가하는경향이있으며토크조절이되면기구의삭제능이감소하고근단부로의진행이좀더어려울수있다 5). 그리고파일의디자인을다양하게고안하여파일의변형이나파절을예방하고삭제능을조절하려는시도도이루어졌는데, 제조사들은파일의디자인에서주로 rake angle을달리하여삭제능의향상을도모하거나 radial land의유무나폭을달리하여근관의변위정도및파일의파절정도를줄일수있다고말하고있다. 일반적으로 rake angle이양의값을가진경우삭제능이높아지며 radial land를가지는경우근관의변위정도가작다고보고되고있다 6-10). 이연구의목적은현재시판되고있는다양한니켈-티타늄파일중 rake angle과 radial land에서차이를보이는 ProFile (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland) 과 HeroShaper (Micromega, Besancon, France) 및토크조절이가능한 Tecnika (ATR, Pistola, Italy) 와조절이불가능한 Endo-Mate2 (NSK, Nakanishi, Japan) 엔진을이용하여레진모형상에서근관을형성한후각각의성형효율과근관의변위정도에미치는영향을알아보고자하는것이다. Ⅱ. 재료및방법 근관길이가 17 mm이고 Schnieder 법 11) 으로측정시평균 40 도의단일만곡을가지는동일한규격의투명한레진모형 (Endo Training Bloc; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland) 40 개를사용하였다. 본실험을위해사용한파일은 ProFile 과 HeroShaper 였으며엔진은 Endo-Mate2 와 Tecnika 였다. 40 개의레진모형을각각 10 개씩각파일과엔진의조합으로 Table 1 과같이네군으로나누었다. 1. 술전이미지채득 레진모형을재현가능한위치에유지하면서 Scanjet C8510A (Hewlett-Parkord, California, USA) 스캐너를이용하여근관성형전에근관형태의이미지를채득하였다. 술후이미지와의비교를위해술전에는청색잉크를주입하여이미지를채득하였다. 2. 근관성형 근관마다새파일을사용하여 crown down technique 으로근관을성형하였는데각단계의파일을사용하기전에근관을 RC-Prep (Stone Pharmaceuticals, Philadelphia, USA) 으로채워윤활제로사용하였다. 각파일사용후에는잔사로인해근단공이막히지않도록 #10 K 파일로근단공개방을유지하였고, 생리식염수로단계마다세척하였는데이때근단부까지충분한세척이되도록 27 gauge 의 ENDO-EZE irrigation needle (Ultradent, South Jordan, USA) 을사용하였다. 수동형 #10 K 파일을이용하여근관장을측정하였으며근관장은레진모형의근단공까지로정하였다. HeroShaper 를사용한군은 Endoflare,.06 #20,.04 #20 파일로근관상부를성형한후.04 #20,.04 #25 파일로근관장까지성형을마무리하였다. ProFile 을사용한군은 OS3,.06 #25,.04 #25 파일로근관상부를성형한후.04 #20,.04 #25 파일로근관장까 Table 1. Classification of groups Group Numbers of resin block Method HE 10 HeroShaper + Endo-Mate2 HT 10 HeroShaper + Tecnika PE 10 ProFile + Endo-Mate2 PT 10 ProFile + Tecnika 487
지성형하였다. 토크조절이되는 Tecnika 엔진을사용한군에서는제조사의지시대로 300 rpm 의속도와토크 30 (Tecnika motor setting value) 으로설정한후근관성형하였으며토크조절이되지않는 Endo-Mate2 를사용한군은일정한속도를유지하면서근관성형하였다. 모든근관성형이끝난후염료의주입을용이하게하기위해페이퍼포인트를이용해근관내부를건조시켰다. 각근관형성의단계는 Table 2 에요약되어있다. 3. 술후이미지채득 켰다. 근단공으로부터의수직이동거리 1, 3 그리고 5 mm위치에수평선을긋고그선상에서측정값을얻었다 (Figure 1). 4. 근관성형의평가 1) 근관성형시간각파일과엔진의근관성형능력을비교하기위해근관성형시의소요시간을측정하였다. 이때파일교체시간과세척시간을포함하지않은순수근관형성시간만을측정하였다. 술전이미지와의비교를위해 Vitapex (Neodental Chemical, Tokyo, Japan) 를주입하고스캔하여저장하였다. 저장한자료를 Adobe Photoshop 6.0 (Adobe, California, USA) 을이용하여술전, 술후이미지를중첩시 2) 삭제량근단공으로부터각각 1, 3 그리고 5 mm지점에서술전, 술후이미지의근관을기준으로각지점에서만곡내측의삭제길이와만곡외측의삭제길이를더하여기구조작에의한순수삭제량을산출하였다 (Figure 2). Table 2. Preparation sequence HeroShaper ProFile Endoflare to resistance OS3 to resistance.06 #20 to resistance.06 #25 to resistance.04 #20 to resistance.04 #25 to resistance working length measuring working length measuring.04 #20 to working length.04 #20 to working length.04 #25 to working length.04 #25 to working length 3) 중심이동률 (centering ratio) 중심이동률은근관이원래의근관중심을유지하도록하는기구의특성을반영하는값이며, Figure 2 에서와같이각기준점에서만곡내측의삭제길이, 만곡외측의삭제길이를측정하고공식 [centering ratio = (X1-X2)/Y 100] 을이용하여계산하였다 12-14). 5. 통계처리 One-way ANOVA 를이용하였고, 95% 신뢰도의 Duncan s multiple range test 로사후검증하였다. Figure 2. This drawing represents a measuring method. X1 represents the maximum extent of canal movements Figure 1. Determination of the enlarged canal shape at three levels. in one direction and X2 is the movement in the opposite direction. Y is the diameter of the final canal preparation. 488
엔진의토크조절능력과니켈 - 티타늄파일의삭제성향이근관성형에미치는영향 1. 근관성형시간 Ⅲ. 실험결과 근관성형시간은네군이각각유의한차이가있었으며 HT 군이가장짧았고 HE 군, PT 군, PE 군순으로짧았다 (p < 0.05, Table 3). 2. 삭제량 1 mm지점에서는 HE, HT, PE, PT 군순으로크게나타났으며, HE 군과 PT 군간에만차이가있었다 (p < 0.05). 3 mm지점에서는 HT, PE, HE, PT 군순으로크게나타났으며 PT 군과다른세군과차이가있었다 (p < 0.05). 5 mm지점에서는 PE, HT, HE, PT 군순으로크게나타났으며 PE 군과 HE 군, PE 군과 PT 군, HT 군과 PT 군간에차이가있었다 (p < 0.05, Table 4). 3. 중심이동률 1 mm지점에서는 HE, PT, HT, PE 군순으로크게나타났으며, HE 군과다른세군과차이가있었다 (p < 0.05). 3 mm지점에서는유의한차이가없었으며, 5 mm지점에서는 HT, HE, PE, PT 군순으로나타났으며, HT 군은 PE 군과 PT 군간에차이가있었다 (p < 0.05, Table 5). Ⅳ. 총괄및고찰 근관형성과정에서여러가지수동형기구혹은엔진구동형기구를사용할수있다. 2% taper 를가진스테인레스스틸수동형기구만으로깔때기모양의근관형태를만드는것은어렵지만, taper 가더큰니켈 - 티타늄엔진구동형기구를사용하면이러한어려움이줄어들고스테인레스스틸수동형파일에비해중심을잘유지하면서근관을형성할수있다 15,16). 니켈 - 티타늄파일의디자인과엔진의토크조절유무는근관성형능력에영향을줄수있으며, 본실험에서는만곡된근관을가진레진모형을이용하여근관성형후근관성형시간, 삭제량, 중심이동률을비교함으로써그영향을알아보았다. 레진모형을사용하는경우실제치아의상아질과는성상이많이달라서절대적인값을산출하기에는무리가있지만근관의만곡이나폭, 길이의표준화가가능하여많은실험에서사용되고있다. Table 3. Preparation time (seconds) Groups HE HT PE PT Mean ± S.D. 104.7 ± 9.0 92.3 ± 8.3 168.1 ± 10.9 131.1 ± 6.0 ANOVA analysis, significantly different at p < 0.05. Table 4. Increased canal width (Mean ± S.D., μm) Level 1 mm 3 mm 5 mm Group HE 354 ± 37 a 271 ± 20 a 297 ± 22 b,c Group HT 274 ± 52 a,b 289 ± 35 a 322 ± 41 a,b Group PE 207 ± 38 a,b 277 ± 62 a 336 ± 29 a Group PT 153 ± 56 b 212 ± 24 b 292 ± 20 c Table 5. Centering ratio of each group (Mean ± S.D., %) Level 1 mm 3 mm 5 mm Group HE 36.9 ± 14.8 a 12.8 ± 5.9 19.4 ± 6.3 a,b Group HT 19.1 ± 8.2 b 9.7 ± 8.2 25.9 ± 14.0 a Group PE 18.1 ± 6.9 b 11.7 ± 8.2 15.8 ± 8.2 b Group PT 25.2 ± 8.9 b 13.6 ± 6.0 12.4 ± 7.1 b ANOVA analysis, significantly different at p < 0.05. a, b, c: For between-group comparisons among vertically aligned rows, VALUES that are not significantly different are annotated with the same letter. ANOVA analysis, significantly different at p < 0.05. a, b, c: For between-group comparisons among vertically aligned rows, VALUES that are not significantly different are annotated with the same letter. 489
파일의디자인중에서근관성형에영향을주는요소로 rake angle, radial land 의유무와폭그리고 tip 의형태등이있는데파일의 rake angle 이양의값을가지는 active file 인경우주로 cutting action 을하며 planning action 을주로하는음의값을가진파일에서보다삭제력이좋으며성형시간에큰영향을미친다. 만곡근관에서의변위정도에영향을주는요소로는 radial land 의유무나폭의정도와, tip 의형태를들수있다. 현재시판되는대부분의니켈 - 티타늄파일들은 non-cutting tip 을가지므로변위의가장큰요소로는 radial land 의유무나폭의정도가될것이다. Radial land 를가지는경우근관성형시근관의변위를최소화하면서삭제가이루어진다고알려져있다 17). 엔진의토크조절유무도근관성형에영향을주는데토크조절이되는엔진의경우설정된파일이근관에서회전시설정된토크에서저항이느껴질때근관내에서파일이정지하고역회전하는능력이있으며다시원래의회전방향으로돌아가게된다. 본실험에서사용한 Tecnika 는설정된토크에도달한경우경고음이울려서파일이순간적인역회전하는것을술자가느끼기에유리하며, 이때파일을근관에서제거하여 flute 에끼인 debris 를세정하고파일을다시근관에적용하면된다. 또한토크는근관에기구가끼이거나변형, 파절되는것의변수가되며보통토크조절이되는엔진에서토크는니켈 - 티타늄엔진구동형기구의탄성한계보다약간낮게설정함으로써기구가받는응력을줄일수있고따라서기구의변형과파절을최소화할수있다 18). Endo-Mate2 는매우낮은토크값을갖는자동역회전기능이없는엔진으로근관성형시파일이근관벽에서저항을느끼게되어근단부로의원활한진행이어려우며이러한토크조절이되지않는엔진으로사용한파일은근단부로힘을가하게되며기구의끼임이나변형, 파절이발생하기쉽다 5). 본실험에서도 Endo-Mate2 엔진을사용한 6 개의파일에서변형이발생하였으며파일의끼임도자주발생하였다. 이번실험에서근관성형시걸리는시간은엔진의토크설정에관계없이 active file 인 HeroShaper 를사용한경우에짧았고, 같은파일사이에서는토크조절이되는엔진으로사용하는경우짧았다. 이는 positive rake angle 을가지는 HeroShaper 에서삭제효율이높음을보여주며토크조절이되지않는엔진에서는파일의끼임이나변형으로인해삭제시간에영향을주었음을보여준다. 삭제량은 1 mm지점에서는 HeroShaper 와 Endo- Mate2 를사용한경우 ProFile 과 Tecnika 를사용한경우보다유의할만하게많았는데이것은우선 active file 인 HeroShaper 가 passive file 인 ProFile 보다삭제량이많게나타났다. 또한토크조절이되는엔진으로사용한파일에서는설정된토크도달시파일이정지, 역회전하여끼이 는현상이줄어들어연속적이고자연스러운근단으로의성형이이루어졌다. 이에반해토크조절이되지않는엔진으로사용한파일은기구의끼임이나변형등이더자주발생하여기구를빼고적용하고를반복하는등근관삭제의조절이어렵기때문에삭제량이많게나타난것으로생각된다. ProFile 과 Tecnika 를사용한경우에 3 mm에서도삭제량이유의할만하게적었고 5 mm지점에서는 ProFile 과 Endo-Mate2 를사용한경우와 ProFile 과 Tecnika 를사용한경우에만유의할만한차이가있었으며전자가삭제량이많았다. 근관만곡의시작전직선부분에서좀더넓게확대및성형을시도하는중삭제력이약하고토크가약한엔진의조합은길이의증가가더디면서반복적인재사용을유발하고폭경의증가만을나타낸것으로보이며, Tecnika 를사용한경우기구의끼임이덜유발되면서 passive file 의특성대로삭제량이적은것이다. 중심이동률은근관이원래의근관중심을유지하게하는기구의특성을반영하는데그값이작을수록근관의중심이보다잘유지된다는것을의미한다 12,19). HeroShaper 와 Endo-Mate2 를사용한경우 1 mm지점에서중심이동률이유의하게높았는데, 이것은좁고만곡된근관의성형시 radial land 가없는파일의디자인으로인해근관의변위가많이유발되었으며토크조절이안되는엔진의영향을함께받은것으로보인다. 3 mm지점에서는유의한차이가없었으며 5 mm지점에서 HeroShaper 와 Tecnika 를사용한경우 ProFile 을사용한두군에서보다유의할만큼크게나타났는데이위치에서는근관의만곡이시작되는부위로이미 crown down technique 으로넓혀진부위에서토크의영향보다는파일의영향을더많이받은것으로생각된다. 본연구를통해근관만곡상부에서의삭제량과중심이동률은엔진의토크조절능력과자동역회전기능보다는파일의특성과술자의파일사용빈도에영향을더받는것으로보인다. 그리고좁고만곡된근단부에서특히 active file 을토크조절이되지않는엔진으로사용할때삭제량은많으면서근관의변위도많이유발된결과를보이므로양호한근관성형을하기위해서는 active file 을사용할때에는토크조절이되는엔진과의사용이추천된다. Ⅴ. 결론 본연구를통해현재시판중인다양한니켈 - 티타늄파일중 ProFile 과 HeroShaper 및 Endo-Mate2 와 Tecnika 엔진을이용하여, 니켈 - 티타늄파일의디자인특성과엔진의토크설정유무의차이가근관성형의효율에미치는영향을알아보았다. 본실험결과를토대로할때근관성형시간에있어서는 active file 을토크조절이되는엔진으로사용한경우가장 490
엔진의토크조절능력과니켈 - 티타늄파일의삭제성향이근관성형에미치는영향 빨랐다. 삭제량에있어서는측정위치에따라약간씩차이가있었으나 active file 을토크조절이되지않는엔진으로사용한경우많았으며, passive file 을토크조절이되는엔진으로사용한경우삭제량이적음을알수있다. 특히토크조절유무는 passive file 에서보다 active file 에서좁고만곡된근단부삭제량에영향을많이주는것으로보인다. 중심이동률에있어서는 radial land 가없는파일에서크게나타났으며또한토크조절이되지않는경우크게나타났다. 이상의내용을고려해보면토크조절이되는엔진을사용하는것이근관의변위를적게유발하고과도한삭제량을예방할수있으며근관성형시간도단축할수있는것으로보인다. 따라서토크조절이되는엔진을사용하는것이양호한근관성형결과를얻는데유리하다고볼수있다. 참고문헌 1. Gambarini G. Rationale for the use of low torque endodontic motors in root canal instrumentation. Endod Dent Traumatol 16:95-100, 2000. 2. Morgan LF, Montgomery S. An evaluation of the crown- down pressureless technique. J Endod 10:491-498, 1984. 3. Davis RD, Marshall JG, Baumgartner JC. Effect of early coronal flaring on working length change in curved canals using rotary nickel-titanium versus stainless steel instruments. J Endod 28:438-442, 2002. 4. Sattapan B, Nervo GJ, Palamara JE, Messer HH. Defects in rotary nickel-titanium files after clinical use. J Endod 26:161-165, 2000. 5. Calvin B, Suffridge, Gary R, Hartwell, MS, and Thomas L, Walker. Cleaning efficiency of Nickel- Titanium GT and.04 Rotary Files when used in a torque-controlled rotary handpiece. J Endod 29:346-348, 2003. 6. Haikel Y, Gasser P, AllemannC. Dynamic fracture of hybrid endodontic hand instruments compared with traditional files. J Endod 17: 217-220, 1991. 7. Widey WL, Senia ES, Montgomery S. Another look at root canal instrumentation. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 74:499-507, 1992. 8. Bahcall JK, Barss JT. Understanding and evaluating the endodontic file. Gen Dent 48:690-692, 2000. 9. Averbach RE, Kleier DJ. Kleier DJ. Endodontics in the 21st century: the rotary revolution. Compend Contin Educ Dent 22:27-34, 2001. 10. Camps JJ, Pertot WJ. Torsional and stiffness properties of nickel- titanium K files. Int Endod J 74:499-507, 1995. 11. Schneider SW. A comparison of canal preperations in straight and curved root canals. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 32:271-275, 1971. 12. William GK, David LC, David JC, William AW Ⅲ. Effect of tip design of nickel-titanium and stainless steel files on root canal preperation. J Endod 23:735-738, 1997. 13. Calhoun G, Montgomery S. The effects of four instrumentation techniques on root canal shape. J Endod 14:273-277, 1988. 14. Kosa DA, Marshall G, Baumgartner JC. An analysis of canal centering using mechanical instrumentation techniques. J Endod 25:441-445, 1999. 15. Buchanan LS. The standardized-taper root canal preperation-part 1. Concepts for variably tapered shaping instruments. Int Endod J 33:516-529, 2000. 16. Coleman Cl, Svec TA. Analysis of Ni-Ti versus stainless steel instrumentation in resin simulated canals. J Endod 23:232-235, 1997. 17. Blum JY, Machtou P, Micallef JP. Location of contact areas on rotary Profile instruments in relationship to the forces developed during mechanical preperation on extracted teeth. Int Endod J 32:108-114, 1999. 18. Yared G, Kulkarni GK. Accuracy of the DTC torque control motor for nickel-titanium rotary instruments. Int Endod J 37:399-402, 2004. 19. Glosson CR, Haller RH, Dove SB and del Rio CE. A comparision of root canal preperation using Ni-Ti hand, Ni-Ti engine-driven, and K-Flex endodontic instruments. J Endod 21:146-151, 1995. 491
국문초록 엔진의토크조절능력과니켈-티타늄파일의삭제성향이근관성형에미치는영향 노형미 허복 김현철 박정길 * 부산대학교치과대학치과보존학교실 이연구의목적은니켈 - 니타늄파일의삭제성향과엔진의토크조절능력이근관성형에미치는영향을평가하는것이다. 레진모형 40 개를사용하였으며, Hero Shaper 와 Endo-Mate2 을이용한 HE 군, Hero Shaper 와 Tecnika 를이용한 HT 군, Profile 과 Endo-Mate2 를이용한 PE 군, Profile 과 Tecnika 를이용한 PT 군으로구분하여근관성형하였다. 각군별근관성형시간을기록하였다. 근단공으로부터의수직이동거리 1, 3 그리고 5 mm위치에서의근관삭제량, 중심이동률을산출하여다음의결론을얻었다. 1. 근관성형시간은 HT 군이가장빨랐다 (p < 0.05). 2. 삭제량은 1 mm지점에서 HE 군이 PT 군보다컸고 (p < 0.05), 3 mm지점에서는 PT 군이다른군들보다작았다 (p < 0.05). 5 mm에서는 PE 군이 PT 군보다컸다 (p < 0.05). 3. 중심이동률은 1 mm지점에서 HE 군이다른군들보다컸으며 (p < 0.05), 5 mm에서는 HT 군이 PE 군과 PT 군보다컸다 (p < 0.05). 따라서토크조절이되는엔진을사용하는것이근관의변위를적게유발하고과도한삭제량을예방할수있으며근관성형시간도단축할수있는것으로보이며따라서양호한근관성형결과에영향을준다고볼수있다. 주요어 : 성형능력, 중심유지율, 니켈 - 티타늄파일, 토크조절엔진 492