초음파를 활용한 칼슘실리케이트 서스펜션의 근관 충진 유동 연구

Abstract

근관 치료는 감염 치아의 치료 및 보존을 위한 치과 치료다. 근관 치료는 감염 조직의 제거, 근관 세정, 그리고 근관 충진의 3단계로 이루어진다. 이 중 근관 충진 과정은 치료 후 치아 내구성 확보 및 세균에 의한 재감염 방지의 목적으로 행해진다. 근관 충진에 사용되는 충진재인 MTA는 높은 점도 특성을 갖는 시멘트성 물질로 칼슘실리케이트를 주성분으로 하는 서스펜션이다. 근관 치료의 대상이 되는 근관은 직경이 수백 마이크로미터에 불과하여 근관 충진재의 높은 점도 특성과 함께 근관 충진 과정을 어렵게 만드는 요인으로 작용한다. 이러한 근관 치료 과정을 개선하기 위하여 초음파를 활용한 근관 충진 개선에 대한 치의학 분야의 연구가 진행되어 왔다. 하지만 선행연구는 치의학적 관점에서 초음파를 활용한 치료 방법 및 치료 효율 향상의 결과에 초점이 맞추어져 있는 경우가 대부분이며 근관 충진재의 물성 변화에 대한 원리 및 정량적 효과는 제대로 파악되지 않았다. 본 연구에서는 초음파가 서스펜션에 미치는 효과에 대한 이해를 기반으로 충진재 물성 변화의 원리와 정량적 효과를 파악하였다. 초음파를 인가한 경우 그렇지 않은 경우보다 충진재의 유동 속도가 상승함을 확인하였다. 이로부터 초음파 인가를 통해 칼슘실리케이트 서스펜션의 점도를 저감할 수 있음을 확인하였다. 초음파를 인가한 경우 직경이 작은 미세 근관에 대한 충진 길이가 상승함을 확인하였다. 또한, 근관 충진재가 경화한 후 발생하는 내부 공극의 크기와 수가 감소하는 현상을 확인하였다. 이러한 결과는 초음파에 의해 서스펜션 내부의 응집체들에 대한 분해에 의한 것으로 서스펜션의 구성 입자 크기 분포 상승에 따른 점도 저감에서 기인한다. 초음파에 의한 근관 충진재의 물성 변화는 근관 충진의 효율을 높여 근관 치료의 성공률을 높이는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

Root canal treatment is a treatment for the infected pulp of a tooth to eliminate infection and protect the decontaminated tooth from future microbial invasion. It is performed in three procedures including removal of infected tissues, irrigation of root canal and filling of root canal. The purpose of root canal filling process is to ensure durability of teeth and prevent reinfection. MTA, root canal filling material, is highly viscous suspension mainly consisted of calcium silicate which is cementitious. The root canal has only a few hundred micrometers in diameter. Complexity of root canal system acts as a factor that makes the root canal filling process difficult along with highly viscous characteristics of the filling material. In order to improve the root canal treatment process, studies in the field of endodontics have been conducted on improving root canal filling using ultrasound. However, most of the previous studies have focused on the treatment method using ultrasound and the result of improvement of treatment efficiency from a dental perspective. The detailed principle and quantitative effect on the change of physical properties of the filling material have not been understood enough. In this study, the principle and quantitative effect of the changes in the properties of filling material were identified based on the understanding of the effect of ultrasonic waves on the suspension. We found that the filling speed of filling material increased under ultrasonic effect. We found that the viscosity of the calcium silicate suspension can be lowered by applying ultrasound. We found the filling length of an accessory canal increased under ultrasound. Pores inside filling material after solidification decreased in size and number when filled under ultrasound. Disaggregation induced by ultrasound leads to the increase in particle size distribution in suspension which is the main reason of the results. We expect that the application of ultrasound on the root canal filling process would improve the efficiency of treatment by the changes in properties of filling material.