유산완충용액의 및포화도 변화에따른법랑질내 수산화인회석결정형태의변화 연세대학교대학원 치의학과 전영의
유산완충용액의 및포화도 변화에따른법랑질내 수산화인회석결정형태의변화 연세대학교대학원 치의학과 전영의
유산완충용액의 및포화도 변화에따른법랑질내 수산화인회석결정형태의변화 지도이찬영교수 이논문을박사학위논문으로제출함 년 월 일 연세대학교대학원 치의학과 전영의
전영의의박사학위논문을인준함 심사위원심사위원심사위원심사위원심사위원 인인인인인 연세대학교대학원 년 월 일
감사의글 본논문이완성되기까지아낌없는지도와편달을아끼지않으신이찬영교수님께진심으로감사드립니다 또한실험중간중간에계속적인관심과도움을주신이승일교수님 서정택교수님 금기연교수님 박성호교수님께도깊은감사를드립니다 본연구의주사전자현미경관찰시많은편의를제공해주신형태학교실정동룡선생님께감사드리며 원자현미경관찰에많은도움을주신성균관대학교공동기기원표면분석실신현창계장님과보존과의국원여러분께감사드립니다 그리고한결같은사랑으로지켜주시고많은배려를해주신친정어머님 시부모님과항상옆에서버팀목이되어준사랑하는남편 아들재혁 딸지연이와함께이세상하나밖에없는언니와이기쁨을나누고싶습니다 년 월 저자씀
차 례 그림및표차례 ⅶ 국문요약 ⅸ Ⅰ 서론 Ⅱ 실험재료및방법 시편제작 실험용액의제조 가 용액의제조 나 탈회완충용액의제조 다 재광화완충용액의제조 법랑질인공우식의형성 법랑질인공우식의재광화 주사전자현미경관찰 원자현미경관찰 Ⅲ 실험결과 주사전자현미경관찰 가 정상법랑질소견 나 법랑질인공우식소견 다 각실험군의재광화소견 원자현미경관찰 가 정상법랑질소견 나 법랑질인공우식소견 다 재광화소견 Ⅳ 총괄및고찰 - i -
Ⅴ 결론 참고문헌 영문요약 - ii -
그림차례 μm - iii -
μm μm μm μm 표차례 - iv -
국문요약 유산완충용액의 및포화도변화에따른법랑질내 수산화인회석결정형태의변화 법랑질초기우식이회복된다는것이보고된이래법랑질에대하여불소를첨가한상태에서행했던이전의연구들은법랑질인공우식의재광화가표면층의증가와함께병소본체의폭감소가일어난다는정량적인평가는많이하였으나불소를첨가하지않은상태에서는재광화가일어났다는연구는부족하였고 또수산화인회석결정의입자변화에대한관찰도미비하였다 본연구는탈회나균열이없는소구치및대구치를대상으로탈회완충용액을이용하여법랑질을 일간탈회시키고 와포화도가상이한 가지유산완충용액으로 일동안재광화를유도한후치아를파절시켜수산회인회석결정의변화를원자현미경과주사전자현미경을이용하여정성적으로비교관찰하여다음과같은결과를얻었다 탈회된부위의관찰된수산화인회석결정은정상적인수산화인회석결정보다크기가작았으며결정사이의공간이증가하면서결정들이불규칙하게존재하는것이관찰되었다 재광화된부위는탈회에의하여형성된빈공간에작은수산화인회석결정이새로침착되는양상과결정들이융합하여다양한모습을갖는더커진결정들을관찰할수있었다 - v -
동일한 에서포화도가더높은 군 군은 군 군에비하여표면층에서부터병소본체까지작은결정들이모여큰 를형성하였으며특히 군에서는병소본체까지완전한재광화가일어났다 비슷한포화도에서는 가더낮은 군 군은 군에비하여병소본체까지재광화가일어났으며 군 군처럼결정들이모여 를형성하기보다는개개의입자들이뚜렷한외형을가지며매우치밀하게분포되어있었다 핵심어 법랑질 재광화 포화도 원자현미경 주사전자현미경 - vi -
유산완충용액의 및포화도변화에따른 법랑질내수산화인회석결정형태의변화 연세대학교대학원치의학과 지도이찬영교수 전영의 Ⅰ 서론 치아우식은전세계모든나라와민족에보편적으로존재하는만성질환으로숙주저항 식이습관 구강위생 구강내상주균의구성등의영향을받게되고이러한다양한요인들의복합적인반응에의하여야기된다고알려져있다 치아우식의발병기전에대해서 등 은치아우식의과정은단순한탈회과정이아니고치태에서만들어진유기산이법랑질의소공을통하여확산되는과정에서표면층의용해와무기질침착이동시에일어나국소적인평형관계가유지되면유기산이 에의하여내부로더욱확산되어하부법랑질이용해되고 이용해산물이다시역확산되어표층부에무기질침전을일으키는복잡한현상이라고설명하였다 등 과 등 에의하면치아우식에영향을미치는인자로 이외에용액의포화도가중요한요소가되는데 치아가담긴완충용액이저포화상태일경우치아에서무기질이빠져나가서탈회가일어나게되고빠져나간용액의칼슘 인이온이 의형태로침착이일어나표면하층을형성한다고하였다 1
초기법랑질우식의임상적인특징인백색반점은조직병리학적으로는탈회된표층하병소위에비교적건전한표면층으로이루어져있다는것이밝혀졌으며특히 은편광현미경을사용하여초기법랑질우식을표면층 병소본체 암층 투명층 가지층으로구분하였고 표면층과암층은재광화의결과로 병소본체와투명층은탈회의결과로형성된다고보고하였다 법랑질은고도로광화된조직으로 무기질 유기질 수분으로구성되어있으며무기질은칼슘과인을주성분으로하는수산화인회석 등여러가지복합체로구성되어있는데 이중가장안정되고산에대해저항성이큰것은수산화인회석형태이다 수산화인회석 축의횡단면에서수산화인회석결정은중앙부위에검은선을가지면서늘어진육각형의외형을갖으며 A 간격으로존재하는격자무늬의세세트는 각도로교차함으로써 로구성된수산화인회석결정은마름모형태로쌓이는구조를띤다 원자수준에서수산화인회석결정의구조는 안에 가위치하기때문에매우특이하며이들 은 가쉽게확산할수있는통로를제공한다 우식이발생할경우칼슘과인의결합이깨어지게되어입자의변화가나타나게되는데 등 은인공우식초기에수산화인회석결정에부분적인용해가일어나고그결과입자사이의공간이증가하며이공간을통해무기질이온이이동할수있다고보고하였다 는고해상도투과전자현미경을이용한연구에서우식발생시입자변연부가소실되고 동시에수산화인회석입자의중앙에서용해가일어나중앙부천공이일어나게된다고주장하였다 재광화는부분적으로용해된결정에칼슘과인이온등이부착되어성장하는과정으로무기질소실과획득에균형을유지하기위한중요한자연적인치유현상으로인지되고있다 에의해산부식된법랑질의재광화현상이최초로보고되었는데타액내에담가둔치아가더단단해졌으며이는타액내의성분인 때문이라고제시하였다 이후 년 는 세아동에서백색반점이타액의재광화능력으로 년후 정도사라짐을관찰하여처음으로임상적인재광화의증거를제시하였다 2
등 은투과전자현미경을이용하여법랑질인공우식에서법랑질결정의재광화는세가지형태중의하나로일어난다고보고하였다 첫째는부분적으로용해된결정들이회복되거나 둘째는주로표층하병소의확장된 에서발견되는새로형성된결정 셋째는남아있는결정들의성장이다 법랑질인공우식을재광화시키는데불소를첨가하면재광화가증진되고기간도단축된다는보고는있으나불소의유무및정확한농도에대해서는아직까지논란중이며불소를이용한재광화의난점은불소의확산이표면에제한적이라는데있다 병소외부에서국소적으로불소의농도가높아지면불화인회석의직접적인침착이일어나게되어결과적으로깊은부위에서불소가침투하지못하여농도가감소되면서불화인회석의침착이감소하게되며또한수산화인회석의전구체형성도느려지게되어완전한재광화가어렵게되는것이다 법랑질인공우식을유발하고불소를첨가한상태에서재광화를유도하였던이전의실험 들은편광현미경을사용하여표면층폭의증가와함께병소본체폭의감소가동시에일어났다는정량적인평가는많이하였으나불소를첨가하지않은상태에서는재광화가일어났다는연구는부족하였고 표면층과병소본체에서결정들이어떻게변화하는지에대한연구는거의없었다 또한상아질에인공우식을유발하고재광화를유도한이전의실험 들은수산화인회석결정의변화를주사전자현미경이나원자현미경을사용하여관찰한바있으나법랑질의수산화인회석결정의변화에대해서는원자현미경을이용한입자변화에대한관찰이미비하였다 이에본연구에서는유산완충용액의 및포화도를달리하여법랑질탈회및재광화시수산화인회석결정의변화를원자현미경 과주사전자현미경 을이용하여재광화전후의수산화인회석의결정구조의차이를비교관찰하고자하였다 3
Ⅱ 실험재료및방법 시편제작 발치후 일이내의백색반점이나법랑질결손이없는건전한소구치와대구치를선택하여치면에부착된연조직과치석을 으로제거하고불소가포함되지않은 로치면을연마한다음초음파세척기로 분간세정하고증류수로세척 건조하였다 건조된치아는 ml용실린지를이용하여높이 cm 직경 cm의 를만들고치과용아크릴레진을이용하여치근부위만매몰하고경화후저속 를사용하여치관과치근부위가 가노출되는상태로치아를절단하였다 치관가운데협설측부위에손상이나균열이없는가로 mm 세로 mm정도의 를형성하고나머지부위는내산성의 를 회도포하였다 실험용액의제조 가 용액의제조 유산용액 분자량 밀도 을이용하여 의유산용액을제조하였고 염화칼슘분말 분자량 을이용하여 의용액을제조하였다 그리고인산칼륨분말 분자량 을이용하여 의용액을제조한다음각각의용액을정량분석한결과 임을확인하였다 나 탈회완충용액의제조 용액을이용하여탈회용액을제조한후 를첨가한다음 4
수산화칼륨표준용액으로 계측하에 이되도록조절하였다 위의용액을 를이용하여다시정량분석하여이를시편의탈회용액으로사용하였다 다 재광화완충용액의제조 용액을이용하여 와포화도가다른총 개의재광화용액을제조한후 를첨가한다음 수산화칼륨표준용액으로 계측하에 이되도록조절하였다 위의용액을 로정량분석한다음재광화용액으로이용하였다 5
법랑질인공우식의형성 cc플라스틱통에 cc가되도록 의탈회완충용액을채우고용액에시편이잠기도록설치한후 항온조에 일간유지시켰다 일경과후완충용액에서꺼낸치아를증류수에세척후건조보관후표면에백색반점이일어난것중탈회상태를관찰할것은 의중앙을치아장축에평행하게저속 를사용하여 을준후 과 을이용하여파절시켰다 법랑질인공우식의재광화 파절시키고남은치관에서파절된면을 을 회도포한후각군당 6
개의시편을 cc플라스틱통에 의재광화완충용액을 cc채우고우식이형성된시편을용액에잠기도록설치한후 항온조에 일간유지시켰다 이때용액은 일간격으로교체하였다 일후재광화를관찰하기위해서 의중앙을치아장축에평행하게저속 를사용하여 을준후 과 을이용하여파절시켰다 개의파절시편에서하나는주사전자현미경관찰을위해 나머지시편은원자현미경관찰을위하여아래의과정을시행하였다 주사전자현미경관찰 재광화시키고파절시킨시편을초음파세척기로세척하고 시간건조시켜정상법랑질시편 탈회시편 재광화시편을 에고정시킨후진공상태에서도금처리하여주사전자현미경 으로관찰하였다 원자현미경관찰 파절된탈회및재광화시편을 cm cm 에파절된면이위로노출되도록아크릴레진을이용하여매몰하고경화시킨후절단된면을 사포를이용하여연마하고 μm μm μm μm의 으로각각 분씩순서대로연마후초음파세척기로세척하고건조하였다 준비된시편을원자현미경 에고정하고여기에연결된 μm 를이용하여정상조직과탈회조직그리고재광화층을구별하여각각의상을스캐닝하였다 7
Ⅲ 실험결과 주사전자현미경관찰 가 정상법랑질소견수산화인회석결정의크기는대개 정도이며 이상인것도관찰되었고결정들이서로뭉쳐있었다 개개의결정모양은정육각형과늘어진육각형을띠고있었다 나 법랑질인공우식소견표면층에서수산화인회석결정은공간없이치밀하게배열되어있으나병소본체에서는입자의크기가 정도로정상적인크기에비해다소작았으며무기질이용해되어형성된작은틈새가표면에서부터 μm지점부터보이기시작하여 μm지점에서는입자사이의공간이더증가된양상을보였다 의화살표 μm지점에서결정은다시정상적인입자의크기로관찰되었으며전체결정모양은정상결정의모양과유사하였다 다 각실험군의재광화소견 군표면층에서의결정은크기가작고치밀하였으며병소본체상부 표면에서부터 μm지점 에서는입자덩어리사이에틈새가관찰되었으며 μm이후로는공간이줄어드는양상과 크기의작은결정들이군데군데융합된더커진입자로관찰되었다 의화살표 군표면층과병소본체에서의재광화양상은전체적으로 군과유사하나 μm지점에서는일부시편에서중앙천공된입자가관찰되기도하며 의화살표 또한결정사이의틈새가채워지지않고빈공간으로보이며또일부결정이합 8
쳐져서뭉쳐있는결정들도관찰되었다 군 군 군의관찰결과와매우다른양상을보이는데표면층에서부터 크기의아주작은결정들이모여병소본체까지큰 를형성하고있었으며 의화살표 표면층에서는이것이치밀한반면병소본체에서는 와 사이로빈공간이관찰되었다 의외형은비교적명확하며이에반해 를구성하고있는개개의결정들은불분명한윤곽을가지고있었다 군표면층에서부터병소본체까지입자들이모여 를이루고있는것은 군의재광화소견과유사하나 를구성하고있는결정들은 군보다는 의큰입자들로구성되어있었으며병소본체하부까지 들이치밀하게분포되어있었다 군및 군표면층에서는 크기의작은결정들이빼곡하게분포되어있었고 병소본체에서는이보다큰 크기의입자들이전반적으로치밀하게분포되어있었으나 군 군과는달리입자들이뭉쳐서큰 를형성하기보다는개개의결정들이뚜렷한외형을가지며펼쳐져있는양상으로관찰되었다 군표면층에서는입자들이모여 군과비슷하게 를형성하였으나그정도는작았으며 와 사이는빈공간없이배열되었고병소본체에서는 μm지점까지는 사이의공간이회복되지않았다 표면층에비하여심부로갈수록수산화인회석크기는거의정상에가까왔다 9
1A 1B μm μm 2A 2B μm μm 10
3A 3B μm μm 4A 4B μm μm 11
5A 5B μm μm 6A 6B μm μm 12
7A 7B μm μm 8A 8B μm μm 13
9A 9B μm μm 원자현미경관찰 가 정상법랑질소견정상법랑질에서의수산화인회석결정은결정사이의공간이거의없고입자들이치밀하게열을이루며배열되었고입자사이의경계는명확하였다 결정의모양은육각형과둥근모서리를갖는육각형의모습으로관찰되었다 나 법랑질인공우식소견수산화인회석결정입자간의경계가불명확하고정상적인수산화인회석결정보다크기가작았으며결정사이의공간이증가하는양상으로관찰되었다 결정의모양은정상에비하여둥근각을갖는육각형및타원형을띠고있었다 14
다 재광화소견재광화양상은결정들이융합하여정상보다큰결정이형성된것이보이며그주위로새로만들어진작은결정들이침착되어있었다 융합하여커진결정들은둥근모서리를갖는육각형에서부터무정형의경계가모호한불규칙한결정들까지다양하게나타났다 새로형성된결정들은법랑질우식부위전체에걸쳐보이며주로탈회된표층하병소의 에서보이고원래의결정크기보다항상작고모양은오각형에서다소둥근모양으로큰결정에붙어있거나 홀로존재하거나일부작은결정끼리붙어있는모습으로전반적으로빈공간을채워나가는형태로관찰되었다 군의시편에서는표면으로부터 μm지점에서결정들이융합하여형성된늘어진육각형모양의큰결정 검은화살표 과그주위로부착된오각형모양의작은결정 흰화살표 을확인할수있었다 군의일부시편에서는무정형의큰결정과함께다소둥근모양의작은결정들이 에침착되어있으며새로형성된일부작은결정들은큰결정표면에붙어있는것도관찰되었다 군의일부시편에서는경계가명확하지않은불규칙한모양의큰결정들과탈회시형성된빈공간에일부작은결정들이새로형성되어있는것이보였으며이작은결정들은큰결정표면에붙어있기도하였으며일부는작은결정끼리붙어있는것도확인되었다 군에서입자들의모양은둥근모습보다는명확한모서리를갖는육각형을나타내고있었으며정상적인결정의크기와함께작은결정들이빈공간을채우고있는것이관찰되었고 μm지점으로갈수록이결정들이열을이루는성향이강하였다 15
10 μm μm 11 μm μm 16
12 μm μm μm 13 μm μm μm 17
14 μm μm μm 15A 15B μm μm μm μm 18
16 μm μm μm 19
Ⅳ 총괄및고찰 초기법랑질우식이회복될수있다는것이많은연구에서밝혀진이후로임상적으로눈에보이지않거나감지할수없는우식이라도탈회한방향으로일어나는과정이라기보다는탈회와재광화가수없이반복되는과정으로인식되고있다 초기법랑질우식의재광화에대한연구는주로재광화기전을밝히는데지난 년간행하여져왔고구강내에서치아 피막 치태 타액의계면에서일어나는탈회와재광화의동적인측면또한많이보고되었다 구강내에서재광화를유도했을때법랑질결정이유기물질로둘러싸여반응할수있는표면적이적고 외부의용액으로부터이온확산의속도가느려재광화가제한되고 법랑질결정이수산화인회석이외에서로다른조성의인회석으로구성되어 의몰비가다양하며 치태세균과같은침전방해인자가존재하기때문에인공우식병소의재광화실험보다복잡하고 오래걸리는단점이있다 반면에실험실에서의재광화연구는병소를비교적규격화하여재현함으로써변이를최소화할수있고어느정도넓은병소를형성할수있어여러가지실험조건을얻을수있다는장점이있어본연구에서는 등 이제안하고이 가사용한 을적용하여법랑질인공우식을유발하고재광화를유도하였다 본연구에서는이 박 등의실험을참고하여인공우식부위에서와동 의형성없이법랑질에서표면하층이관찰되면서우식이가장잘일어날수있는 을선택하여 일동안탈회를유도한후법랑질표면에서부터 μm지점까지결정변화를관찰하였는데이는금등 의실험에서 일탈회시는 μm 일탈회시는평균적으로 μm까지탈회가일어났다는결과를기초로시행하였다 또한표면층의두께에대해서이전연구 에서 μm로보고된바 본연구에서는표면층두께를 μm로설정하고표면층과병소본체에서의수산화인회석결정의변화를관찰하고자하였다 20
표면층이생기는이유를설명하는몇가지가설 이있으나 는치아의 가부위에따라다른것을주목하여설명하기도하였는데 외부법랑질의 는 이며 내부법랑질은 은 이어서내부법랑질과 부위가더잘용해된다고하였다 법랑질인공우식병소에대한원자현미경과주사전자현미경관찰에서수산화인회석결정은정상보다그크기가감소하고입자들이무질서하게배열되어있으며결정사이에빈공간이관찰되는소견을확인할수있었다 이빈공간에대하여 등 은초기우식병소의표면을주사전자현미경으로관찰하였을때저배율에서는탈회시킨군과정상결정구조에큰차이가없다고하였으나 고배율에서표면에 가보인다고하였다 도주사전자현미경을사용하여초기법랑질우식을관찰한결과법랑질표면에서부터표층하병소까지확장된 및 이관찰된다고보고하였으며 또한투과전자현미경으로관찰시에는초기무기질용해는 과 의계면을따라일어난다고하였다 탈회가진행되면수산화인회석입자자체의용해가완전히일어나기전에입자사이에공간이형성되면서이온의이동이일어나고이공간이법랑질표면에서부터병소본체까지연결되어우식표면하층형성의통로로이용된다고하였던이전의 의주장을다시확인할수있었다 등 은수산화인회석결정의투과전자현미경상에서나타나는중앙부가천공된상은시편의절단과정중절단면이중앙에함몰된부위를지나가서얻게되는결과라고주장하였다 하지만 는투과전자현미경으로탈회가일어난부위에서수산화인회석결정을관찰하였을때표층에는주로변연부소실이일어나고표층하병소에서는결정의종단면에서중앙부위가먼저용해되어중앙천공이일어난다고보고하였다 본연구에서도 등이관찰하였던것과유사한형태로병소본체에서중앙부위의결함이있는수산화인회석결정을관찰할수있었는데 에의하면중앙부위는처음에형성된 에해당되어탈회가일어나는동안수소이온의공격에취약하기때문에중앙부위가먼저녹는것이라 21
설명하였다 은편광현미경을사용하여초기법랑질우식을표면층 병소본체 암층 투명층 가지층으로구분하였고 표면층과암층은재광화의결과로 병소본체와투명층은탈회의결과로형성된다고여겼으며인공적으로유도한초기법랑질우식병소를주사전자현미경으로관찰시정상적인수산화인회석결정의직경은 이며표면층에서는 병소본체에서는 암층에서는 이며 를초과하는결정도보인다고하였다 또한암층에존재하는결정이더둥글고넓은반면에투명층의결정은길고얇으며병소본체의결정은투명층에발견되는결정과유사하나크기가 로더작다고보고하였다 본연구에서측정한병소본체에서입자의직경은 으로 등이측정한값과비슷하나표면층에서의입자직경은 등이관찰한것에비해서 으로다소차이가발생하였다 결정의모양은표면층에서부터병소본체까지약간둥글면서육각형내지는늘어진육각형을나타내었는데 이보고한길고얇은모양과는차이가났다 본실험은법랑질인공우식의재광화에미치는여러요인중유산의농도를 로일정하게하고동일한 에서포화도를달리한경우와비슷한포화도에서 를달리하여 와포화도의영향을평가하고자하였다 탈회에대한 의역할에대해서는일반적인동의가있으나재광화에있어서는많은논란의여지가있다 과 등은 의불소를포함하는 의산성치약이 의불소를포함하는중성치약에비해상대적으로효과가있음을보고하였고 등 은법랑질의재광화에있어서산성용액보다는낮은농도 의불소를포함한중성용액의효과가크며 다소높은불소 를포함한완충용액에서 효과는차이가없다고보고하였다 등 은재광화에있어적당한 는무기질침착이가능하며법랑질의용해가일어나지않는 이적당하다고하였고 등 에의하면재광화완충용액의 증가와재광화사이에는비례적상관관계가있다고보고하였다 따라서위의보고와김등 의실험에서중성에가까운 에서재광화를유발하였을때는무기질침착이표층부위에국한되어일어났기때문에본연구에서 22
는재광화완충용액의 를 으로설정하였다 이전의박등 의실험에서는 를 으로일정하게하고용액의포화도를 에서 으로달리하여법랑질재광화를유도하였을때침착되는무기질의양을 으로분석한결과포화도가증가함에따라침착되는무기질의양은증가하나통계적유의차는없으며포화도가가장높은군에서는표층가까운쪽에침착된다고보고하였다 와 등 은동역학적인기전에근거하여완충용액의포화도를 에대한 의 의비로정의하였으며따라서법랑질에대한포화도는 이고 는법랑질의 로서 이라고하였다 또 등 과 등 은 의용해와결정성장에대한 실험에서탈회혹은재광화를유발 하는 는 보다는용액의포화도라하였으며법랑질탈회율을결정하는데있어 보다는탈회용액의포화도가더중요하다고보고한 등 의결과와도일치한다고하였다 본연구는정량적인연구는아니어서침착되는무기질양을평가하지는않았으나입자의변화로추적한결과박등 의실험결과가본연구에서도일부확인되었다 재광화후주사전자현미경관찰에서 군과 군은건전한표면층을가지며표면층에서부터병소본체심부에서도새로운결정이형성되고결정들이치밀하게분포되어있는모습과일부는약간뭉쳐있는모습이확인되었다 그러나 군의일부시편에서는중앙천공된입자가완전히치유되지않은모습도관찰되었다 이에반해 군과 군은표면층에서부터병소본체까지새로운작은입자들이형성되어큰 를이루고있으며표면층에서는이것이매우밀집되어분포되어있었다 군과 군의재광화양상의차이는 군의병소본체하방에서는이 사이에빈공간이존재하는것이관찰되나 군에서는 와 사이에빈공간이없이병소본체하방까지밀도있는모습이관찰되었다 동일한 에서포화도가더높은 군 군이 군 군에비하여표면층에서작은결정들이침착되어뚜렷하게성장한모습을보이나 군에서는표면층에침착된무기질이심부로의무기질침투를방해하여심부까지완전한재광화가일어나지않았다고유추할수 23
있으며 군은본실험군에서포화도가가장높은데 의효과가더크게작용하여심부까지재광화가일어난것으로생각된다 군과 군은비슷한재광화양상을보이는데표면층은 크기의작은결정들이 병소본체에서는이보다큰 크기의입자들이전반적으로치밀하게분포되어있고 군 군과는다르게입자들이뭉쳐서큰 를형성하는정도는훨씬미약하며결정들이뚜렷한외형을가지며매우밀집되어있었다 군은 군 군에비하여 를형성하는정도가컸으며표면층에서는입자들이빈공간없이배열되어있으나병소본체에서는탈회에의하여형성된입자사이공간이회복되지않고일부존재하는것으로확인되었다 비슷한포화도에서는 가낮은 군 군이 군에비하여병소본체심부까지재광화가더일어난것은 군은 가 으로본실험에서가장높으나포화도또한높아서표층에침착된무기질이심부로의무기질침투를방해하여심부까지완전한재광화가일어나지않았다고추론할수있다 이는재광화완충용액의 가너무높으면표면에빨리침착되어표면부 를막아병소본체의치유가불완전해진다고보고한 등 의결과와도일치한다 재광화용액의무기질농도도법랑질인공우식의재광화에영향을미치는요인이다 등 은동일한포화도에서 및 이온의농도를변화시켜대조군인 실험군인 의서로다른 가지재광화용액을사용하여 치아를대상으로탈회된법랑질이얼마나재광화되는지를 를측정하여평가한결과재광화 주일후대조군이실험군보다무기질침착이빨리일어났으며 칼슘이나인의농도가낮은경우재광화가천천히일어난다고보고하였다 또한 등 은칼슘의농도가 과 인두가지재광화용액을사용하였을때병소본체의면적감소율은 칼슘용액에서는 이나 칼슘용액에서는 라고하였으며무기질증가율은 칼슘용액에서는 칼슘용액에서는 여서저농도의칼슘용액의재광화효과가더좋았으며 의불소첨가시재광화효과는더증진된다고보고하였다 재광화에있어불소의첨가유무및적절한농도에대해서도많은논란이있 24
어왔다 불소첨가시 의형성에의하여유기산에대한용해저항성이증가된다는사실에는견해가일치하나 법랑질우식병소의재광화에필요한적절한불소농도에대해서도여러주장이존재한다 한등 은법랑질재광화에불소농도가미치는영향을평가한실험에서 중 에서심부까지불소가침착되어재광화가일어난것을보고하였고 등 은 불소첨가시 의표면침착에의해무기질의심부이동이차단되어불소가없는경우보다재석회화가억제됨을보고하였다 등 은 불소농도에서부분적으로불화된수산화인회석의결정성장이촉진된다고하였다 최근에는 수준의불소에대해서많은연구를해오고있으며 의불소가존재하는 순환모델에법랑질을노출시키면전반적으로재광화가일어나는쪽으로움직인다고보고하였다 이에본연구에서는불소의효과를배제한상태에서칼슘과인이온의농도만을달리하여법랑질인공우식병소의재광화에어떠한영향을미치는지관찰한결과불소가없는상황에서도재광화가일어난것을확인할수있었으나 일동인재광화를유도하였지만일부탈회된소견이보여그반응이느리다는것을추론할수있다 재광화에소요되는시간은연구자마다실험방법에따라많은논란이있다 등 은재광화용액을사용하여법랑질우식에대하여재광화효과를실험한결과처음 일간주된변화가일어나고 일이후에는더이상일어나지않음을보고하였으며 등 은 치아에서재광화에소요되는시간은 시간이적당하다고하였다 와 는재광화시칼슘과인의흡수가초기에는급격히일어나다가 시간이후에는정체된다고보고하였으며불소를함유한이전의실험연구에서도처음 일간재광화가주로일어나며이후느린속도로계속진행되는것을관찰하여본실험에서는재광화기간을 일로설정하였고충분한용액의공급을위하여용액을 일마다교체하였다 원자현미경상에서재광화양상은결정들이융합하여정상보다큰결정이형성된것이보이며그주위로새로만들어진작은결정들이침착되어있었다 융합하여커진결정들은둥근모서리를갖는육각형에서부터무정형의불규칙한결정 25
들로다양하게나타났다 와 의고해상도투과전자현미경을이용 한연구에서 결정들의성장은원래의결정들이융합하거나 기존의결정과새로 형성된결정들이융합되거나 새로형성된결정들끼리융합되어더커진결정을이룬다고보고하였으며법랑질우식에서남아있는결정은건전한법랑질결정보다더두껍고더넓다고보고하였다 본연구에서는입자의표면만을관찰하였기에입자의크기는측정할수있었으나두께는측정할수없었다 새로형성된결정은법랑질우식부위전체에걸쳐보이며주로탈회된표층하병소의 에서보이고원래의결정크기보다항상작고고해상도투과전자현미경을이용한연구에서는새로형성된작은결정의모양은명확한각을갖는정육각형및육각형을띤다고보고한것과는다르게모양은오각형에서다소둥근모양으로큰결정에붙어있거나 홀로존재하거나일부작은결정끼리붙어있는모습으로전반적으로빈공간을채워나가는형태로관찰되었다 본연구에서사용된유산완충용액의 가 이어서일반적으로산성용액에서는 가수산화인회석보다더안정적인구조이며중성용액에서는 에대하여포화되어있어새로형성된결정은 및 으로여겨지며만약불소가존재하였다면 형성도유추해볼수있을것이다 새로형성된결정이 및 임을확인하기위해서는추가적으로 분석및 분석을통한정성적인분석이필요하다고여겨진다 부분적으로탈회된결정들이회복되는소견은원자현미경관찰및주사전자현미경관찰에서확인할수없었고앞으로이부분에대한연구가더필요하다고여겨진다 주사전자현미경은한개의결정수준에서법랑질용해기전을이해하는데크게기여하며 병소가형성되고재광화가이루어지는동안결정의크기 모양 배열의변화에대한정보를제공한다 그러나 등 은주사전자현미경은결정의형태에있어서 아연 이산화탄소같은순수하지않은이온이결정의형태를변화시키고잘못된해석을하게되므로주의해야한다고보고하였다 또한 등 은시료의처리과정에서인공결손부가발생할수있으며도말층의제거를위한산처리과정에서다공성이증가할수있는문제점이있음을 26
보고하였다 본실험에서는주사전자현미경으로관찰을할경우는연마시편의문제점을해결하기위하여 과 을사용하여치아를파절시키고초음파세척을함으로써도말층이형성되지않도록유의하였다 원자현미경은 년에개발되었고 년에개발된주사탐침현미경 의일종으로원자는그크기 가너무작아서어떠한현미경으로도볼수없다는기존의통념이주사탐침현미경의등장으로바뀌게되었으며 그배율은수천만배까지가능하며 입체영상도가능하게되었다 액체상태에서도관찰가능하며시료의전처리가없는큰장점을가지고있으며 또한현미경의역할만이아닌원자및분자의특성관찰 유전자조작 등의개발로원자현미경과접목된새로운차원의현미경기능이추가되어수년전부터세계적으로통칭하여주사탐침현미경으로불리운다 원자현미경은 과 가부착된 이기계에지렛대 식으로고정되어있으며 이탐침의끝을시료표면에근접시키면시로표면의원자와탐침사이에끌어당기는힘또는밀어내는여러가지힘이작용하는데이힘에의해지렛대의휨이발생하고그휘는정도를레이저광의굴절을통해서표면의 차원이미지를얻는초정밀장치이다 원하는측정영역을지정하면날카로운탐침이시료의표면에 의힘을가하면서표면을레이저로 하고이결과를 가받아들여상을나타나게된다 일반적으로측정할수있는영역의해상도는탐침의반지름에해당하는크기로보통 이고수직적으로는 까지측정이가능하다 원자현미경에서일반적으로사용되는측정방식으로는 가있으며 기술은해상도는좋으나연질의시료에서는시료표면에흠을주는문제점을가지고있다 모드는 의인력을이용하며시료표면에대하여비접촉상태에서탐침이움직이는것으로시료표면에흠을주지는않으나시료와탐침의간격이너무멀어서선명한이미지를얻기어렵다 는이러한 와 의단점을보완한방법으로서탐침에일정한진동을주어시료를손상시키지않으면서표면높이차가큰시료나손상되기쉬운시료등에서 27
와같은해상력을주면서시료에는전혀손상을주지않는장점을갖는다 본연구에서는 를사용하여이미지를관찰하였는데 에비하여선명한상을얻을수있었으나 시편에미세하게튀어나온것이있을경우탐침이긁혀선명한상을얻지못하는경우도있었다 이러한점을고려하면앞으로 를사용하여추가적인연구가필요하다고여겨진다 치아가탈회되거나재광화될때나타나는미세구조의변화를주사전자현미경이나 투과전자현미경을이용하여관찰하는경우이러한방법들은시편의물리적 화학적처리과정과 을이용한절단과정등을거쳐야하는데비해 원자현미경을이용하는경우는시편의복잡한처리과정을거치지않고서도수산화인회석입자의미세구조를관찰하는것이가능하다 하지만원자현미경에서는매우고배율로상을관찰하므로동일한영역을다시관찰하는것이매우어려우며 또한곡면에서는상이흐려질가능성이높기때문에넓은영역을관찰할시에는한계점이있으므로이는앞으로해결하여야할문제로보인다 Ⅴ 결론 탈회나균열이없는소구치및대구치를대상으로탈회완충용액을이용하여법랑질을 일간탈회시키고 와포화도가상이한 가지유산완충용액으로 일동안재광화를유도한후치아를파절시켜수산회인회석결정의변화를원자현미경과주사전자현미경을이용하여비교관찰하고다음과같은결과를얻었다 탈회된부위의수산화인회석결정은정상적인수산화인회석결정보다크기 가작았으며결정사이의공간이증가하면서결정들이불규칙하게존재하는것이 관찰되었다 28
재광화된부위는탈회에의하여형성된빈공간에작은수산화인회석결정이새로침착되는양상과결정들이융합하여다양한모습을갖는더커진결정들을관찰할수있었다 3 동일한 에서포화도가더높은 군 군은 군 군에비하여표면층에서부터병소본체까지작은결정들이모여큰 를형성하였으며특히 군에서는병소본체까지완전한재광화가일어났다 비슷한포화도에서는 가더낮은 군 군은 군에비하여병소본체까지재광화가일어났으며 군 군처럼결정들이모여 를형성하기보다는개개의입자들이뚜렷한외형을가지며매우치밀하게분포되어있었다 29
참고문헌 30
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금기연 이찬영 수종의유기산이법랑질인공우식의형성에미치는영향 대한치과보존학회지 김민경 금기연 이찬영 법랑질인공우식의재광화에미치는 의영향에관한연구 대한치과보존학회지 김성철 이찬영 재광화완충용액의 변화가상아질의재광화에미치는영향 박사학위논문 연세대학교대학원 서울 박성호 이찬영 이정석 유산완충액을이용한인공치아우식의형성에미치는산의농도와 에관한연구 대한치과보존학회지 박정원 허복 이찬영 유기산완충용액의포화도가법랑질및상아질의재광화에미치는영향과수산화인회석의 관찰 대한치과보존학회지 오현석 이찬영 산완충용액의 및유산의농도가인공치근우식의형성에미치는영향 박사학위논문 연세대학교대학원 서울 이찬영 산완충용액을이용한인공치아우식형성 연세치대논문집 34
한원섭 금기연 이찬영 인공치아우식의재광화에미치는불소의영향 대한치과보존학회지 한원섭 이찬영 유기산완충용액의불소농도가상아질의재광화에영향 박사학위논문 연세대학교대학원 서울 35
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