초음파 스케일러의 반복적 사용 및 연마가 보철수복재료 표면에 미치는 영향

Abstract

As the prevalence of dental health insurance has grown, more people are undergoing routine dental scaling. The ultrasonic scaler has been widely employed because it is simple to use and effective at calculus removal. However, it has been reported that frequent use of an ultrasonic scaler could damage the surface of teeth and dental prosthetic materials, resulting in plaque deposition and microbial infection. Despite recommendations against it, ultrasonic scalers are frequently used on dental prosthetic materials. However, the effects of the repetitive use of ultrasonic scalers and polishing on the surface roughness of dental prosthetic materials have not been well-studied. Therefore, in this study, the effects of repetitive use of an ultrasonic scaler and polishing on the surface roughness of dental prosthetic materials including Ni-Cr alloy for porcelain fused to metal (PFM), lithium disilicate, and zirconium dioxide were solidly researched. Five specimens of each material were prepared (15 mm in diameter, 1.5 mm thick). The repetitive scaling was conducted 10 times in 20 seconds (1 time per second) and the polishing with recommended instruments by manufacturers was performed for 30 seconds. To characterize crystal structures and components of the dental prosthetic materials, X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were employed. A 3D profiler and scanning electron microscopy (SEM) were used to investigate surface roughness before scaling, after scaling, and after polishing of each material. Friedman and Wilcoxon signed rank sum tests were employed to statistically evaluate surface roughness change of pristine, scaled, and polished dental prosthetic materials (P < 0.05). In addition, to statistically compare surface roughness of dental prosthetic materials at each step, Kruskal-Wallis test was used (P < 0.05). The experimental results are summarized as follows: 1. Surface roughness (Ra) before scaling, after scaling and after polishing of Ni-Cr alloy for PFM was 3.02 ± 0.34, 2.44 ± 0.72, and 3.49 ± 0.72 µm, respectively. Its surface roughness changed the least. There was not statistically significant difference. 2. Surface roughness (Ra) of lithium disilicate increased after scaling from 2.35 ± 1.05 to 28.54 ± 9.64 µm. In addition, its surface roughness further increased after polishing (65.48 ± 11.41 µm). There was statistically significant difference (P < 0.05). 3. Among the three dental prosthetic materials, zirconium dioxide showed the maximum increase in surface roughness (Ra) after scaling from 1.65 ± 0.42 to 101.37 ± 18.75 µm. However, its surface roughness dramatically decreased after polishing from 101.37 ± 18.75 to 29.57 ± 18.86 µm. There was statistically significant difference (P < 0.05). 4. Surface roughness before scaling of Ni-Cr alloy for PFM, lithium disilicate, and zirconium dioxide did not show statistically significant difference. 5. Surface roughness after repetitive scaling and after polishing of Ni-Cr alloy for PFM, lithium disilicate, and zirconium dioxide showed statistically significant difference (P < 0.05).;최근 스케일링(scaling)이 급여화됨에 따라, 많은 사람들이 정기적으로 스케일링을 받고 있는데, 초음파 스케일러(ultrasonic scaler)가 간편하고 빠른 치석제거에 용이하기 때문에 널리 사용되고 있다. 하지만, 초음파 스케일러의 빈번한 사용은 치아와 보철수복재료의 표면에 손상을 줄 수 있다고 보고되어 왔으며, 이는 치태 침착, 미생물 군락 형성으로 이어져 장기적으로 구강위생관리에 좋지 않은 영향을 미친다고 알려져 있다. 특히, 전치부 보철수복재료에는 초음파 스케일러의 사용이 제한됨에도 불구하고, 임상에서는 빈번히 사용되는 것을 고려해 볼 때, 초음파 스케일러의 반복적 사용과 연마(polishing)가 보철수복재료에 미치는 영향에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 초음파 스케일러의 반복적 적용 및 연마가 전치부의 대표적인 보철수복재료에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. PFM용 니켈-크롬 합금(Ni-Cr alloy), 리튬 다이실리케이트(lithium disilicate), 지르코니아(zirconium dioxide) 세 군당 5개씩 총 15개의 시편을 지름 15mm, 두께 1.5mm 디스크 형태로 제작하였다. 반복 스케일링은 스테인리스 스틸 팁을 사용하여 1초 1회, 20초씩 10회 시행하였고, 연마는 각 재료에 추천되는 기구를 사용하여 30초씩 시행하였다. 재료의 결정 구조 및 성분 분석을 위해 X-ray 회절분석(X-Ray Diffraction, XRD)과 에너지 분산 X선 분광분석(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, EDS)을 사용하여 시편 표면을 분석하였다. 스케일링 전, 반복 스케일링 후, 연마 후의 3단계에 걸쳐 3차원 표면측정기(3D profiler) 및 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)을 이용하여 표면 거칠기를 평가하였다. 표면 처리에 따른 각 보철수복재료의 표면 거칠기 변화는 Friedman test를 사용하여 확인하였고, 사후분석은 Wilcoxon signed rank sum test를 사용하였다 (P < 0.05). 표면처리 단계별 재료간의 표면 거칠기 비교는 Kruskal-Wallis test를 사용하여 분석하였다 (P < 0.05). 실험결과는 아래와 같이 정리된다. 1. PFM용 니켈-크롬 합금의 표면 거칠기는 스케일링 전 3.02 ± 0.34 μm, 반복 스케일링 후 2.44 ± 0.72 μm, 연마 후 3.49 ± 0.72 μm의 평균값을 보였고, 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 2. 리튬 다이실리케이트의 표면 거칠기는 스케일링 전 2.35 ± 1.05 μm에서 반복 스케일링 후 28.54 ± 9.64 μm으로 평균값이 증가하였다. 또한, 연마 후에는 65.48 ± 11.41 μm으로 평균값이 더욱 증가하였다. 이는 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다 (P < 0.05). 3. 지르코니아는 스케일링 전 1.65 ± 0.42 μm에서 반복 스케일링 후 101.37 ± 18.75 μm으로 세가지 보철수복재료 중에서 가장 큰 표면 거칠기 변화를 보였다. 하지만, 연마 후 표면 거칠기 값이 29.57 ± 18.86 μm으로 상당히 감소하였다. 이는 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다 (P < 0.05). 4. 스케일링 전 PFM용 니켈-크롬 합금, 리튬 다이실리케이트, 지르코니아의 표면 거칠기는 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 5. 반복 스케일링 후와 연마 후 PFM용 니켈-크롬 합금, 리튬 다이실리케이트, 지르코니아의 표면 거칠기는 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다 (P < 0.05). 이상의 제한된 실험 결과에서 보여지는 것과 같이 PFM용 니켈-크롬 합금의 표면은 반복적인 스케일러 사용과 연마에 거의 변화가 없었고, 리튬 다이실리케이트는 연마의 효과가 확실하지 않으므로 스케일러의 사용을 최소화하는 것이 좋으며, 지르코니아는 스케일러 사용 후 반드시 연마를 시행하는 것이 매끄러운 보철물 표면을 유지하는데 도움이 되는 것으로 사료된다.