재광화완충용액의 ph 변화가상아질의재광화에미치는영향 김성철ㆍ노병덕ㆍ정일영ㆍ이찬영 * 연세대학교대학원치의학과치과보존학교실 ABSTRACT THE EFFECT OF THE ph OF REMINERALIZED BUFFER SOLUTIONS ON DENTIN REMINERALIZATION Sung-Chul Kim, Bung-Duk Roh, Il-Young Jung, Chan-Young Lee Department of Conservative Dentistry, College of Dentistry, Yonsei University Dental caries is the most common disease in the oral cavity. However, the mechanism and treatment of dental caries is not completely understood since many complex factors are involved. Especially the effect of ph on remineralization of early stage of dental caries is still controversial. In this study, dental caries in dentin was induced by using lactic acidulated buffering solutions and the loss of inorganic substance was measured. Also decalcified specimens were remineralized by three groups of solution with different ph (group of ph 4.3, 5.0, and 5.5). Then, the amount and the area of inorganic substance precipitation was quantitatively analyzed with microradiograph. Also a qualitative comparison of the normal phase, the demineralized phase, and the remineralized phase of hydroxyapatite crystal was made under SEM. The results were as follows; 1. In microradiograghic analysis, as the ph increased, the amount of remineralization in decalcified dentin tended to increase significantly. As the ph decreaced, deeper decalcification, however, occurred along with remineralization. The group of ph 5.5 had a tendency to be remineralized without demineralization (p < 0.05). 2. In SEM view, the remineralization in dentine caries occurred from the hydroxyapatite crystal surface surrounding the mesh of organic matrix, and eventually filled up the demineralized area. 3. 5 days after remineralization, hydroxyapatite crystal grew bigger with deposition of inorganic substance in ph 4.3 and 5.0 group, and the crystal in the remineralized area appeared to return to normal. After 10 days, the crystals in group of ph 4.3 and 5.0, which grew bigger after 5 days of remineralization, turned back to their normal size, but in group of ph 5.5, some crystals were found to double their size. In according to the results of this experiment, the decalcifying and remineralizing process of dentine is neither simple nor independent, but a dynamic process in which decalcification and remineralization occur simultaneously. The remineralization process occurred from the hydroxyapatite crystal surface. [J Kor Acad Cons Dent 32(2):151-161, 2007] * Corresponding Author: Chan-Young Lee Department of Conservative Dentistry, College of Dentistry, Yonsei University 134, Shinchon-dong, Seodaemun-gu, Seoul, 120-752, Korea Tel: 82-2-2228-8700 E-mail: chanyoungl@yumc.yonsei.ac.kr Key words: Remineralization, Dentin, ph, Demineralization, Enamel, Scanning electron microscope - Received 2007.1.25., revised 2007.2.15., accepted 2007.2.22. - 151
대한치과보존학회지 : Vol. 32, No. 2, 2007 Ⅰ. 서론 일반적으로치아우식증이라고하면대개청소년기에호발하는것으로알려져왔지만인간의수명이길어지면서치조골손실과치은퇴축으로인해치근이노출되고치근우식이발생하는빈도가증가되고있다 (Shay, 1997). Katz 는치근퇴축을보이는치근의 15% 에서치근우식으로진행되었고, 성인의 20-40% 에서치근우식이발견되었다고보고하였다 (1985). 법랑질과상아질은조직학적, 화학적으로많은차이를나타내는데법랑질은무게의 95-98% 가무기질이고 1-2% 의유기질로이루어진반면상아질은무기질이 70% 이고유기질과수분이 30% 를차지하고있다 (Sturdevant, 1995). 즉상아질은생물학적으로살아있는조직이나법랑질은생물학적으로활동적인물질이아니다. 이러한상아질의재광화는치근우식예방과과민치아치료를위해중요한데, 법랑질의재광화와비교해서상아질은무기질뿐만아니라교원단백질과비교원단백질을함유하고있기때문에매우복잡한과정을겪게된다. 재광화에있어서 ph 의효과에대해서는아직논란의여지가있다. Feagin 등 (1971) 은재광화와완충용액의 ph 증가사이에는비례적상관관계가존재한다고하였고, Featherstone 등 (1981) 에의하면재광화에적당한 ph 는무기질의침착이가능하며법랑질의용해가일어나지않는 ph 6-8 이라고보고한반면, Margolis 등 (1986) 은 1ppm 의불소첨가시중성용액보다는오히려탈회용액일때총광물질의손실은관찰되지않았고법랑질의불소함유량이증가했음을보고하였다. Nancollis 와 Durdie 등 (1964) 은 solid-solution interface 의반응성은용액의 ph 변화에영향을받으며불소이온의첨가는탈회와재광화의평형에도달하기위한칼슘, 인, 수소이온의농도를낮춘다고하였다. Lammer 등 (1990) 에의하면 ph 는낮은농도의불소이온농도에서만재광화효과가크며높은농도의불소이온에서완충용액의 ph 효과는차이가없다고하였고, Theuns 등 (1984) 은 ph 는표층의우식형성에는영향이없고탈회의진행속도에영향을미쳐 ph 가낮을수록탈회가더빠르게진행된다고하였으나병소자체에는미세한효과를미친다고하였다. 김등 (1997) 에의하면법랑질에서는 ph 가증가함에따라재광화되는정도를편광현미경으로관찰하였는데 ph 가 4.5 인경우보다 5.5 인경우에더많은재광화를관찰할수있었으나부위별정도에대해서는알수가없었다. 이상과같이상아질인공우식의형성과재광화에관한많은연구가진행되었으나 ph 가상아질의재광화에있어서표면뿐만아니라심부로의재광화에미치는영향에대해서는아직정확한이론이정립되어있지않은상태이다. 이번실험의목적은정량적인측정방법인 Microradiogragh 와정성적인측정방법인주사전자현미경을이용하여, 상아질의재광화에효과적인조건을찾기위해불소가포함된재광화용액의 ph 를변화시켜재광화에미치는효과와수산화인회석결정형성및배열의변화를관찰하고자한다. 1. 시편제작 Ⅱ. 실험재료및방법 시편제작은교정치료를위해발치한지 30 일이내의충치및수복물이없는건전한소구치를선택하여치근에부착된치주조직과백악질을 periodontal curette 으로제거하고불소가포함되지않은 pumice 로치근면을연마한다음초음파세척기로 10 분간처리하고증류수로세척, 건조하였다. Microradiograph 관찰을위해건조된치아는아크릴레진을이용하여치관부위를매몰하고경화후 low speed diamond wheel saw (Minitom, Struers, Denmark) 를사용하여근첨에서 5 mm떨어진위치에서치아장축에수직으로 300-400 μm절편을만든다음 #800 사포를이용하여 200 μm두께로연마하였다. 연마된시편를광학현미경으로 40 배율로관찰하며협측면은 3 mm의 window 를제외하고내산성의 nail varnish 를도포하고, 시편의양측은 bonding agent (Scotchbond Tm Multi-purpose, 3M, U.S.A.) 를도포하였다. 주사전자현미경을관찰하기위한시편제작을위해, Microradiograph 용시편을제작하고남은치근를이용하였다. 손상이나균열이없는부위에가로 3 mm, 세로 3 mm의 window 를제외하고 nail varnish 를도포하였다. 2. Stock 용액의제조 30% 유산용액 (Sigma Co., 분자량 90.09, 밀도 1.080) 을이용하여 1 M 의용액을제조하였다. 염화칼슘분말 (Sigma Co., 분자량 147.0) 로 0.3 M 의용액을제조하였고, 인산칼륨분말 (Sigma Co., 분자량 136.1) 로부터 0.9 M 의인산칼륨용액을제조하였으며, 불화나트륨분말 (Sigma Co., 분자량 41.99) 로 100 ppm(5.2632 M) 의용액을제조하였다. 3. 탈회완충용액의제조 Stock 용액을이용하여유산용액 0.1 M, 칼슘 15.8 mm, 인 8.2 mm, NaN3 3.08 mm 을함유한탈회용액을제조 152
한후, 8 N KOH 표준용액을이용하여 ph meter (Model 920A, Orion Research Inc., U.S.A.) 를이용하여 ph 4.3 이되도록조절하였다. 위의용액을자동분석기 (Hitachi 736-40, Hitachi, Japan) 로분석하여시편의탈회용액으로사용하였다 (Table 1). 4. 재광화완충용액의제조 농도 100 ppm 의불화나트륨표준용액 (100 ppm NaF standard solution, Orion Research Inc., U.S.A.) 을이용하여포화도는 0.21, 불소농도가 2 ppm 인 3 가지다른 ph 를가지는용액을제조하기위하여 stock 용액을이용하여아래 Table 2 의조건으로제조하여자동분석기로정량분석한다음재광화용액으로이용하였다. 5. 인공치아우식의형성 2 명의환자에게서교정치료를위해발치한 8 개의소구치를이용하여시편을제작하고, 이시편을탈회용액에처리하기전, density 를정량화하기위해 stepwedge 를이용하여 Microradiograph 를촬영하고, 50 cc 플라스틱통에 Table 1 완충액을채우고시편을통의중앙에위치하도록설치한후 25 항온조에유지시켰다. 1 일경과후편광현미경 (OPM-1, 동원, 대한민국 ) 으로표면으로부터 50 μm이상탈회가일어난것을확인하고 Microradiograph 로촬영하였다. 6. 인공치아우식의재광화 탈회시킨시편을각군당 8 개씩 3 군으로나누어 Table 2 의완충액을채운 50cc 플라스틱통의중앙에위치시키고 25 항온조에보관하면서 5 일경과후 Microradiograph 로촬영하였다. 7. Microradiograph 촬영 Microradiograph 촬영은탈회전, 후그리고재광화 5 일후촬영하였다. 이때 density 를정량화하기위해 alumium foil 을겹쳐서 15 단계로만든 stepwedge 를사용하였고, 촬영은동일한조건을위해 5 ma, 37 Kvp 하에서 1 시간 30 분촬영하였으며, Microradiograph film 의현상과정착은각각 3 분동안시행하였다. 이 film 를광학현미경 (BX50, Olympus, Japan) 으로 100 배로확대하여촬영하고 Image Analyzer (Image pro plus, Media-cyber-netics, U.S.A.) 로 density 를표준화하여분석하고탈회전, 후재광화후의결과를 Excel (MS Office 2000, Microsoft, U.S.A.) 에서그래프를얻고, 그그래프상의면적은 Scion image analyzer (Scion Corporation, Maryland, U.S.A.) 로산출하여탈회가일어난양과재광화가일어난양을백분율로환산하였다. 이결과를각군간의비교로 one-way ANOVA 를수행하였고다중비교는 Tukey test 를이용하여통계처리하였다. 8. 주사전자현미경관찰 주사전자현미경관찰을위해준비한치아를, 50cc 플라스틱통에완충용액을채우고중앙에위치하도록설치한후 25 항온조에유지시킨다. 탈회 1 일경과후, 재광화 5 일경과후그리고재광화 10 일경과후시편을완충액에서꺼내증류수에세척한후치아장축에수직으로 osteotome 과 mallet 을이용하여치근을파절시켰다. 이때파절된시편을증류수에 24 시간담근후건조시켜보관하였다. 이렇게준비된정상상아질시편 2 개, 탈회시편 2 개, 군당 3 개씩 9 개의재광화시편을 aluminium stubs 에고정시킨후진공상태에서도금처리하여주사전자현미경 (Hitachi, S-800, Japan) 으로관찰하였다. Table 1. Initial composition of demineralization solution Composition Concentration Lactic acid (M) 0.1 Ca 2+ (mm) 15.9 3- PO4 (mm) 8.1 Sodium azide (mm) 3.08 ph 4.3 Table 2 Initial composition of remineralization solution Group I II III Composition Lactic acid (M) 0.1 0.1 0.1 Ca 2+ (mm) 27.24 7.01 2.52 3- PO4 (mm) 9.92 2.44 1.01 F - (mm) 2.0 2.0 2.0 ph 4.3 5.0 5.5 153
대한치과보존학회지 : Vol. 32, No. 2, 2007 Ⅲ. 실험성적 18 1. Microradiograph 분석 16 14 Microradiograph 상에서세군간의탈회와재광화후광물질변화의정량적분석결과는 Table 3, Figures 1-3 과같은결과를얻었다. Density 12 10 8 6 4 2 0 1 22 43 64 85 106 127 148 169 190 211 제 1 군정상제 1 군탈회후제 1 군재광화후 Depth (micrometer) Figure 1. Quantitative mineral density change of dentin during de- & remineralization of ph 4.3 group. Density 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 22 43 64 85 106 127 148 169 190 211 제 2 군정상제 2 군탈회후제 2 군재광화후 Density 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 22 43 64 85 106 127 148 169 190 211 제 3 군정상제 3 군탈회후제 3 군재광화후 Depth (micrometer) Depth (micrometer) Figure 2. Quantitative mineral density change of dentin during de- & remineralization of ph 5.0 group. Figure 3. Quantitative mineral density change of dentin during de- & remineralization of ph 5.5 group. Table 3. Quantitative mineral change (%) of dentin during de-& remineralization Area % Demi. loss area Remi. Gain area Remi. loss area Remi. area Group Mean ± S.D. Mean ± S.D. Mean ± S.D. Mean ± S.D. I (ph 4.3) 23.89 (± 9.28) 9.91 (± 6.39) 4.49 (± 2.67) 5.51 (± 5.28) II (ph 5.0) 25.78 (± 4.63) 8.36 (± 2.87) 2.12 (± 1.52) * 6.51 (± 2.72) * * * III (ph 5.5) 24.4 (± 6.12) 10.65 (± 5.70) 0.29 (± 0.45) 10.39 (± 2.83) *: p < 0.05 154
2. 주사전자현미경관찰 1> 정상상아질 2> 탈회된상아질 Figure 4. SEM micrograph of normal dentin ( Figure 5. SEM micrograph of the demineralized dentin ( Microradiograph 상에서세군간의탈회와재광화후광물질변화의정량적분석결과에따라변화가많이관찰된곳을주사전자현미경으로관찰하여다음과같은결과를얻었다. 3> 재광화 5 일후소견가 ) ph 4.3 군 Figure 6. SEM micrograph of the remineralizeddentin of ph 4.3 group at 30 μm area from the surface layer ( Figure 7. SEM micrograph of the demineralized dentin of ph 4.3 group at 70 μm area from the surface layer ( 155
대한치과보존학회지 : Vol. 32, No. 2, 2007 나 ) ph 5.0 군 Figure 8. SEM micrograph of the remineralized dentin of ph 5.0 group at 50 μm area from the surface layer ( Figure 9. SEM micrograph of the demineralized dentin of ph 5.0 group at 70 μm area from thesurface layer ( 다 ) ph 5.5 군 Figure 10. SEM micrograph of the remineralized dentin of ph 5.5 group at 40 μm area from the surface layer ( Figure 11. SEM micrograph of the remineralized dentin of ph 5.5 group at 70 μm area from the surface layer ( 156
4> 재광화 10 일후소견가 ) ph 4.3 군 Figure 12. SEM micrograph of the remineralized dentin of ph 4.3 group at 30 μm area from the surface layer ( Figure 13. SEM micrograph of the remineralized dentin of ph 4.3 group at 70 μm area from the surface layer ( 나 ) ph 5.0 군 Figure 14. SEM micrograph of the remineralized dentin of ph 5.0 group at 50 μm area from the surface layer ( Figure 15. SEM micrograph of the remineralized dentin of ph 5.0 group at 70 μm area from the surface layer ( 157
대한치과보존학회지 : Vol. 32, No. 2, 2007 다 ) ph 5.5 군 Figure 16. SEM micrograph of the remineralized dentin of ph 5.5 group at 40 μm area from the surface layer ( Figure 17. SEM micrograph of the remineralized dentin of ph 5.5 group at 70 μm area from the surface layer ( Ⅳ. 총괄및고찰 치아우식에는여러가지요소가영향을미칠수있는데, 유기산의종류와농도, 치아의무기물과유기물의화학적조성, 불소의농도, ph 그리고타액의조성등의매우복합적이고다양한인자들에의해결정되는현상이라고볼수있다. 본실험에서는이전에상아질우식에대한여러가지조건을변화시켜시행했던실험의일환으로유산완충용액을이용해서상아질에인공우식을형성한후 ph 를달리한재광화용액을이용하여재광화시키고, 그양상을 Microradiograph 를이용하여정량적으로비교분석하고, 또한주사전자현미경으로관찰하여재광화에최적의조건을찾고자하였다. 본실험에서는주사전자현미경관찰을통해관간상아질의재광화시, 탈회되었을때형성된세공을채우는형태로재광화가진행되었는데, 이때기존의수산화인회석을중심으로재광회가일어나며이로인해세공들이채워지는양상을보였다. 관주상아질의재광화는탈회되어유기기질망만남은경우에도이유기기질망을중심으로재광화가진행되어구조물사이의공간이채워져서상아세관의형태를회복하는것을확인할수있었다. 본실험에서는불소의농도를 2 ppm 으로설정하였고, 그결과임계 ph 이하에서도상아질의재광화가일어났는데이는불소의지속적인공급에의한효과인것으로사료된다. 한편한등 (2003) 에서관찰된, 고농도의불소에의해불화인회석이많이침착된 hypermineralization 된부위는 Microradiograph 상에서는어느군에서도관찰할수없었으나주사전자현미경상에서는재광화 5 일후 ph 5.5 군에서상아세관주위가원래의형태보다재광화가다소많이일어난것을관찰할수있었다. 또한재광화 10 일후 ph 5.0 군과 ph 5.5 군에서표면으로부터 40-50 μm부위관주상아질에서 hypermineralization 된유기기질망을관찰할수있었으며, ph 5.5 군의 70 μm부위관주상아질에서는유기기질망이상으로재광화되었고관간상아질에서는재광화양이매우많아융기된듯한거친표면을관찰할수있었다. 이는한등 (2003) 의실험에비해불소의농도가낮았고 5 일재광화군에서는양이적었으나매일용액을교체해주면서 10 일간충분히재광화시킨경우에는불화인회석의침착에의한 hypermineralization 이가능했던것으로생각된다. 본실험에서도 Microradiograph 관찰시재광화 5 일후 ph 4.3, 5.0 군에서재광화가일어난부위의하방에서탈회가일어난것을확인할수있었는데이는 transport barrier 에의해재광화에필요한인자들은내부로의침투가일어나지않고산에의한탈회가일어났기때문이라고사료된다. 또한 ph 5.5 군에있어서는재광화시탈회부위없이재광화가일어났다. 이상의결과로 ph 5.5 군에서전체적으로유의차있게재광화가많이일어난것을확인할수있었으며, 이는표면층뿐만아니라내부로의재광화가일어난 158
결과로사료된다. 탈회깊이에있어서는 100 ± 25 μm로각군이거의일치하였지만재광화후에는재탈회가일어난 ph 4.3, ph 5.5 군은 130 ± 25 μm로깊어졌지만 ph 5.5 군에서는거의변화가없었다. 재광화 5일과 10일후 Microradiograph와주사현미경상에서 ph 5.5 군에서병소전체에재광화가깊은부위까지진행한것을관찰할수있었는데이는깊은병소부위로의재광화에있어서비교적낮은 0.2의포화도용액을사용한본실험에서, 이온의이동속도가느리고수산화인회석결정의형성이느린, 낮은포화도에서병소전체에재광화가일어난다고한박등 (1993) 과일치하는결과를확인할수있었다. 이러한동력학적인힘에의해탈회와무기질의침착이반복되면서상아질우식병소에서재광화가일어날때, 포화도에변화를주게되면다소다른양상의진행이가능할것으로생각되며더많은연구가필요하리라사료된다. 탈회에대한 ph의역할에대해서는일반적인동의가있으나재광화에있어서는많은논란의여지가있다. Gerdin (1974) 과 Koch (1982) 은 250 ppm의불소를포함하는 ph 5.5의산성치약이 1000 ppm의불소를포함하는중성치약에비해임상적으로효과가있음을보고하였고, Margolis 등 (1986) 은 1ppm의불소가포함된탈회용액과중성용액에노출된법랑질을조직검사하여탈회용액으로처리했을때는총광물질의손실이관찰되지않고법랑질의불소함유량이증가한데반해중성용액으로처리하였을때에는불소의유입이관찰되지않았다. 이는산성용액이중성용액보다효과가있음을의미하는것이다. Nancollas 등 (1964) 은 solid solution interface의반응성은용액의 ph 변화에영향을받으며불소이온의첨가는탈회-재광화평형에도달하기위해필요한칼슘, 인, 수소이온의농도를낮춘다고하였다. Theuns 등 (1984) 은 ph는표층의무기물성분에는거의영향이없고병소자체의무기질성분에만미세한효과를끼친다고보고하였다. 본실험에서 Microradioraph 분석시 ph 4.3 군에비해 ph 5.5 군에서유의차있게더많은재광화가일어났으며표면으로부터의 peak를이루는부위는 ph 4.3군이 35.0 μm로 ph 5.0 군의 45.5 μm보다낮은부위에서재광화가많이일어났다. 이부위보다깊은곳에서일어난재탈회된부위는탈회가동시에일어나는재광화과정에서재광화에필요한구성요소인칼슘, 인, 불소등이소진되어재광화율보다탈회율이증가하였기때문이라고생각된다. 그러나 ph 5.5 군은전반적으로재광화가일어나다른군에비해효과가가장좋은것으로나타났는데이는재광화율이탈회율보다높기때문이라고사료된다. 이는 Arend 등 (1989), Feagin 등 (1971), Lammers 등 (1992), Ten Cate (1990), 김등 (1997) 의연구와일치하는것으로, ph 가낮아야심부까지재광화가일어난다고한 Malgolis 등 (1986) 와박 (2000) 등의연구와는다소상반된결과를보였다. 또한표면으로부터의 peak 를이루는부위가 ph 4.3 에서가장낮게나타난것은같은포화도일지라도 ph 4.3 군에서칼슘과인의농도가상대적으로가장높았기때문이라고생각된다. 주사전자현미경으로 100,000 배로관찰시정상상아질의수산화인회석결정의크기는 10-30 nm였으며이와비교해서탈회상아질에서결정의크기는 5-20 nm로감소하였으며재광화 5 일후에는관간상아질의수산화인회석결정은 ph 4.3 군에서최고 50-60 nm로 1.5-2 배정도커졌으며관주상아질의결정은정상상아질의결정과비슷한 20-30 nm정도로커진것으로관찰되었다. 또한 ph 4.3 군, 5.0 군에서재탈회가일어난부위는탈회용액에의해탈회가일어난부위와유사한결과를보였다. 또한재광화 10 일후 ph 4.3 군과 5.0 군에서재광화 5 일후 peak 를이루었던부위의결정의크기는오히려정상상아질의수산화인회석결정의크기로감소하였고 ph 5.5 군에서 50-60 nm까지크기가증가한결정들을관찰할수있었다. 이는재광화과정이단순한재광화가아니라탈회와재광화를반복하면서진행하게되고이과정에서 ph 4.3 군과 5.0 군에서탈회에의해정상상아질의수산화인회석결정의크기로줄어들은것으로생각된다. 우식이진행하게되면유기기질주위수산화인회석결정만남게되고, 이상태에불소와함께칼슘과인이공급되면기질원섬유주변의수산화인회석이연장되어스핀들형태의결정체를이루게되는데이러한결정이 interfibrillar region 을채우는양상으로관찰되었다. 한등 (2003) 에의하면탈회시상아세관이소실되고유기기질망만으로이루어진구조를전체적으로관찰할수있었는데본실험에서는관주상아질에서만유기기질망으로이루어진구조를관찰할수있었으며이는탈회기간이 1 일로짧았던것이이유라고생각된다. 재광화시에결정들이아주조밀하게침착되어정상으로회복되는양상을재광화 5 일후 ph 5.5 군의 70 μm부위에서만관찰할수있었으나재광화 10 일후에는 ph 4.3 군과 5.0 군의 30-50 μm부위에서관찰할수있었으며 ph 5.5 군에서는 hypermineralization 되어표면이매우거칠고융기되는양상을관찰할수있었는데이는포화도가 0.21 정도로낮았으나재광화기간이충분히길고재광화용액이매일교체되어공급되는경우에는한등 (2003) 과같은재광화효과가관찰될수있는것으로사료된다. 본연구에서재광화용액의포화도와불소의양은동일하게하고 ph 만을변화시켜상아질표층뿐만이아니라심부에서의재광화양상을평가하기위해사용한 Microradiograph 분석법은각부위의재광화의양은알수있었지 159
대한치과보존학회지 : Vol. 32, No. 2, 2007 만, 그침착기전에대해서는알수없었다. 또한 ph 가낮으면심부방향으로탈회뿐만아니라재광화도진행할수있다는이전결과와는다소다른결과를나타내었다. 이는상아질심부로의재광화에있어서 ph 뿐만아니라재광화용액의포화도와불소등많은변수들이복합적으로관여하기때문으로추측되며향후이에대한더많은연구가필요하리라사료된다. 또한재광화에필요한무기질이재광화완충용액에서얻어진것인지혹은재광화시탈회되는부위에서기원한것인지에대한연구도추가되어야할것으로사료된다. Ⅴ. 결론 본연구는유산완충용액을이용하여상아질을탈회시키고, 이시편을 ph 를달리한재광화용액에노출시켰을때나타나는무기질의양적변화와무기질의침착이일어나는부위를 Micriradiograph 를이용하여정량적으로비교분석하였다. 또한주사전자현미경을이용하여상아질의수산화인회석결정의정상상태, 탈회상태, 재광화가일어났을때의상태를정성적으로비교관찰하여다음과같은결과를얻었다. 1. Microradiograph 분석시 ph 가증가할수록탈회된상아질에서재광화양이유의차있게증가되는경향을보였고, ph 가낮아질수록재광화가일어나면서더깊게탈회되는양상을보였으나, ph 5.5 군은전반적으로재광화가일어나는경향을보였다 (p < 0.05). 2. 주사전자현미경소견에서상아질우식의재광화는, 유기기질망을둘러싸고있는수산화인회석결정의표면으로부터진행되며결국에는탈회시파괴된공간을채워가는양상으로관찰되었다. 3. 재광화 5 일후 ph 4.3, 5.0 군에서무기질이침착되어수산화인회석결정이정상보다커졌으며, ph 5.5 군에서재광화된부위의결정은정상으로회복되는양상을보였다. 재광화 10 일후 ph 4.3, 5.0 군에서재광화 5 일후에정상보다커졌던결정들이정상상아질의결정크기로줄어들었으며 ph 5.5 군에서는결정의크기가 2 배정도커진경우도관찰되었다. 본실험의결과에의하면상아질의우식과재광화과정은단순한탈회와재광화의독립적인과정이아니고동력학적으로탈회와재광화가동시에일어나는과정이며, 이때재광화는기존의수산화인회석결정의표면으로부터진행되었다. 참고문헌 1. Arends J, Jongebloed W, Ogaard B, Rolla G. SEM and microradiographic investigation of initial enamel caries. Scand J Dent Res 95(3):193-201, 1987. 2. Bowes DN, Dunn E.J. A simple vaccum cassette for microradiography. Stain Technology 50:355-357, 1975. 3. Chow LC, Takaki S. Remineralization of root lesions with concentrated Ca and P solutions. J Dent Mate 14(1):31-36, 1995. 4. Christensen GJ. A new challenge-root caries in mature people. J Am Dent Assoc 127:379-380, 1996. 5. Featherstone JDB. Comparison of artificial caries like lesions by quantitative microradiography and microhardness profile. Caries Res 17:385-391, 1983. 6. Holmen L, Thystrup A, Featherstone JDB, Fredebo L, Shariati M. A scanning electron microscopic study of surface changes during development of artificial caries. Caries Res 19:11-21, 1985. 7. Inaba D, Ruben J, Arends J. A computer-assisted videodensitometric method to visualize mineral distributions in in vitro and in vivo formed root caries lesion. Eur J Oral Sci 105:74-80, 1997. 8. Katz RV. Root caries: Clinical implication of the current epidemiologic data. Northwest Dent 60(6):306-310, 1981. 9. Kawasaki K, Ruben J, Takagi O. Relationship between mineral distributions in dentin lesions and subsequent remineralization in vitro. Caries Res 34;395-403, 2000. 10. Koch G, Petersson LG, Kling E. Effect of 250 and 1000ppm fluoridr dentifrice on caries. A three-year clinical study. Swed Dent J 6(6):233-238, 1982. 11. Margolis HC, Moreno EC, Murphy BJ. Effect of low levels of fluoride in solution on enamel demineralization. J Dent Res 65:23-29, 1986. 12. Moreno EC, Margolis HC. Composition of human plaque fluid. J Dent Res 67(9):1181-1189, 2000. 13. Mukai Y, Ten cate JM. Remineralization of advanced root dentin lesions in vitro. Caries Res 36:275-280, 2002. 14. Rooij JF, Nancollas GH. The formation and remineralization of artificial white spot lesion. J Dent Res 63(6):864-867, 1984. 15. Silverstone LM, Hicks MJ, Featherstone MJ. Dynamic facters affecting lesion initiation and progression in human dental enamel. Quin Int, 19:773-785, 1988. 16. Ten Cate JM, Arends J Remineralization of artificial enamel iesions in vitro. Caries Res 11:277-284, 1977. 17. Theuns HM, van Dijk JWE, Driessens FCM, Groeneveld A. Effect of the ph of buffer solutions on artificial carious lesion formation in human tooth enamel. Caries Res 18:7-11, 1984. 19. Wefel JS, Heilman JR. Natural root caries : A histologic and microradiographic evaluation. J Oral Path 14:615-623, 1985. 20. White DJ, Chen WC, Nancollas GH. Kinetic and physical aspects of enamel remineralization. Caries Res 22:11-19, 1988. 21. 금기연, 이찬영. 수종의유기산이법랑질인공우식의형성에미치는영향에대한연구. 대한치과보존학회지 21:470-488, 1996. 22. 박성호, 이찬영. 유기산완충용액을이용한인공치아우식의형성에미치는산의농도와 ph 에관한연구. 대한치과보존학회지 18:277-290, 1993. 23. 박정원, 이찬영. 유기산완충용액의포화도가법랑질과상아질의재광화에미치는영향과수산화인회석의 AFM 관찰. 대한치과보존학회지 25:459-473, 2000. 24. 이찬영. 산완충용액을이용한인공치아우식형성. 연세치대논문집 7:34-41. 1992. 25. 한원섭, 금기연, 이찬영. 인공치아우식의재광화에미치는불소의영향. 대한치과보존학회지 21:161-173, 1996. 160
국문초록 재광화완충용액의 ph 변화가상아질의재광화에미치는영향 김성철ㆍ노병덕ㆍ정일영ㆍ이찬영 * 연세대학교대학원치의학과치과보존학교실 치아우식증은구강영역에서가장흔한질환이나여러가지복잡한요소가작용하기때문에이에대한발생기전과치료법에대해서는완전히이해되지않은상태이다. 특히초기우식의재광화에있어서 ph 의영향에대하여논란의여지가있다. 본연구에서는유산완충용액을이용하여상아질에인공우식을형성하고이때의무기질소실을측정하고, 탈회된시편을 ph 가다른세가지재광화용액 (ph 4.3, 5.0, 5.5 군 ) 으로재광화시켰을때나타나는무기질의침착되는양과침착이일어나는부위를 Microradiograph 를이용하여정량적으로비교분석하였다. 또한주사전자현미경을이용하여수산화인회석결정의정상상태, 탈회된상태, 그리고재광화가일어났을때의상태를정성적으로비교하여다음과같은결과를얻었다. 1. Microradiograph 분석시 ph 가증가할수록탈회된상아질에서재광화양이유의차있게증가되는경향을보였고, ph 가낮아질수록재광화가일어나면서더깊게탈회되는양상을보였으나, ph 5.5 군은전반적으로재광화가일어나는경향을보였다 (p < 0.05). 2. 주사전자현미경소견에서상아질우식의재광화는, 유기기질망을둘러싸고있는수산화인회석결정의표면으로부터진행되며결국에는탈회시파괴된공간을채워가는양상으로관찰되었다. 3. 재광화 5 일후 ph 4.3, 5.0 군에서무기질이침착되어수산화인회석결정이정상보다커졌으며, ph 5.5 군에서재광화된부위의결정은정상으로회복되는양상을보였다. 재광화 10 일후 ph 4.3, 5.0 군에서재광화 5 일후에정상보다커졌던결정들이정상상아질의결정크기로줄어들었으며 ph 5.5 군에서는결정의크기가 2 배정도커진경우도관찰되었다. 본실험의결과에의하면상아질의우식과재광화과정은단순한탈회와재광화의독립적인과정이아니고동력학적으로탈회와재광화가동시에일어나는과정이며, 이때재광화는기존의수산화인회석결정의표면으로부터진행되었다. 주요어 : 재광화, 상아질, ph. 탈회, 법랑질, 주사전자현미경 161