Evaluation of the radiopacity of contemporary resin cements using photostimulable phosphor plates

Abstract

목적 합착용시멘트는 간접 수복물과 치아 또는 임플란트 지대주를 연결하는 역할을 하며 최근 레진시멘트의 사용이 크게 증가하고 있다. 정확한 진단을 위하여 영상에서 레진시멘트와 치아조직 사이의 적절한 방사선불투과성의 차이가 필요하며, 이를 위해서 레진시멘트는 충분한 방사선불투과성을 가져야한다. 레진시멘트는 기존의 시멘트에 비해 필러의 함량이 적어 방사선불투과성이 낮을 수 있으나 이에 대한 정보가 부족하다. 이 연구의 목적은 영상판을 이용하여 레진시멘트의 방사선불투과성을 평가할 때 촬영 조건이 미치는 영향을 알아보고 현재 사용되는 14가지 레진시멘트의 방사선불투과성을 최적의 촬영 조건에서 평가하는 것이다. 재료 및 방법 실험을 위해 14 종류의 레진시멘트를 그룹별로 6 개씩, 직경 7 mm, 두께 1 mm의 원반형 표본으로 제작하였으며, 치아는 치관 부위만 장축 방향으로 1 mm 두께로 준비하였다. 실험에 사용된 시멘트는 BisCem, Clearfil SA LUTING, Duolink, Maxcem Elite, M-bond, Multilink N, Nexus 3, Panavia F2.0, Rely X U200, Secure, SmartCem2, U-Cem, Variolink, Zirconite였다. 우선, 방사선불투과성 평가에 촬영 조건(관전압, kVp; 거리, cm; 노출 시간, 초)이 미치는 영향을 알아보고 가장 정확한 촬영 조건을 찾기 위하여, 선별된 4 종류의 레진시멘트(Duolink, Multilink N, Panavia F2.0 and U-Cem)를 알루미늄 스텝 웨지, 치아와 함께 9 가지의 조건으로 촬영하였다. 9가지 촬영 조건은 60 kVp –30 cm-0.100/0.125/ 0.160/0.200초, 70 kVp, 30 cm, 0.100/0.125/0.160초와 60 kVp-40 cm- 0.160/0.200초였으며 관전류는 모든 조건에서 7 mA였다. 다음으로, 나머지 10 종류의 레진시멘트(BisCem, Clearfil SA LUTING, Maxcem Elite, M-bond, Nexus 3, Rely X U200, Secure, SmartCem2, Variolink and Zirconite)의 방사선불투과성을 평가하기 위하여 시편을 알루미늄 스텝 웨지, 치아와 함께 가장 정확도가 높은 촬영 조건 8(60 kVp-40 cm-0.16초-7 mA)을 이용해 영상판으로 촬영하였다. 레진시멘트, 알루미늄 스텝 웨지, 치아의 회색조 수치를 ImageJ 소프트웨어를 이용하여 측정하고, 회색조 수치를 흡수계수로 환산하였다. 엑셀을 이용하여 알루미늄 스텝 웨지의 두께와 흡수계수 간의 그래프와 수식을 구하고 이를 이용하여 각 레진시멘트의 알루미늄 등가치를 산출하였다. 결정계수(R2)로 가장 정확한 노출 조건을 찾고, Kruskal-Wallis와 Tukey HSD test를 이용하여 노출 조건에 따른 레진시멘트의 값을 비교하였다. 결과 아홉 가지의 촬영 조건에 따른 알루미늄 스텝 웨지의 결정계수(R2)는 0.9983에서 0.9997 사이로, 모두 높은 정확도를 나타내었고, 촬영 조건 8에서 가장 높은 값을 보였다. 네 종류의 레진시멘트와 상아질, 법랑질의 알루미늄 등가치는, Panavia F2.0을 제외하고 촬영 조건에 따라 유의한 차이가 없었으며, 각각 Duolink가 1.02±0.13~1.31±0.23, Multilink N이 4.23±0.23~4.36±0.29, Panavia F2.0이 1.21±0.22~ 1.40±0.24, U-Cem이 1.90±0.46~2.05±0.25, 상아질이 0.70±0.21~ 1.00±0.21, 법랑질이 1.68±0.22~1.84±0.21의 값을 보였다. 나머지 10 종류의 레진시멘트의 방사선불투과성은 Variolink (5.71±0.09)가 가장 높았고, 그 다음으로 Nexus 3 (4.68±0.14), SmartCem2 (3.69±0.14), Maxcem Elite (2.95±0.12), Secure (2.91±0.11), Rely X U200 (1.96±0.19), Clearfil SA LUTING (1.71±0.10), Zirconite (1.60±0.08), BisCem (1.58±0.13), M-bond (0.31±0.45)의 순으로 나타났다.

결론 영상판은 다양한 촬영 조건에서 모두 높은 정확도를 보였으며, 레진시멘트의 알루미늄 등가치는 다양한 촬영 조건에 따라 차이가 없었다. 이번 연구에 사용된 14 종류의 레진시멘트는 M-bond를 제외하면 모두 국제표준화기구의 방사선불투과성에 대한 요구조건에 부합된다.

Objective: Luting materials fill the minute voids between an indirect restoration and tooth or implant abutment and the use of resin-based luting cements in dentistry has increased considerably. Resin cements may have lower radiopacity compared with conventional cements, however, there is limited information available regarding this. Radiopacity is a prerequisite for dental materials such as cements and resin in order to provide a suitable contrast between the tooth and dental materials. The aims of the current study were to examine the effects of exposure settings on the evaluation of radiopacity and to examine the radiopacity of 14 contemporary resin cements using photostimulable phosphor plates (PSPs) using optimum exposure setting. Materials and Methods: Disc specimens (N=84, n=6 per group, ø7 mm×1 mm) were prepared using 14 resin cements (BisCem, Clearfil SA LUTING, Duolink, Maxcem Elite, M-bond, Multilink N, Nexus 3, Panavia F2.0, Rely X U200, Secure, SmartCem2, U-Cem, Variolink, and Zirconite). First, 4 of the 14 resin cements (Duolink, Multilink N, Panavia F2.0, and U-Cem) were selected to evaluate the effects of exposure settings and to determine the optimum exposure setting. Nine different exposure settings were used in various combinations of the tube voltage (kVp), tube-receptor distance (cm), and exposure time, including, 60 kVp, 30 cm, 0.100/0.125/ 0.160/0.200 seconds; 70 kVp, 30 cm, 0.100/0.125/0.160 seconds; and 60 kVp, 40 cm, 0.160/0.200 seconds. The tube current was 7 mA in all the setting combinations. Each cement along with an aluminum step wedge and a tooth specimen were radiographed with the PSP. To analyze the radiopacity of the 10 remaining resin cements, disc specimens (BisCem, Clearfil SA LUTING, Maxcem Elite, M-bond, Nexus 3, Rely X U200, Secure, SmartCem2, Variolink and Zirconite) were radiographed with an aluminum step wedge and a tooth specimen using PSP with exposure setting 8of 60 kVp, 40 cm, and 7 mA, at an exposure time of 0.16 second, which showed the best accuracy. The gray value of the resin cements, aluminum step wedge, and the tooth was measured using the NIH ImageJ software (available at http://rsb.info.nih.gov/ij/) and subsequently, the gray value was converted into absorbance. A linear regression model was plotted as a function between the absorbance and the aluminum thickness and the radiopacity of the resin cements was calculated in aluminum-equivalent millimeters (mm Al) based on the equation. The coefficient of determination R2 was evaluated to find the best exposure setting, and the Kruskal-Wallis and Tukey HSD tests were used to compare the radiopacity of the resin cements depending on the 9 different exposure settings. Results: The corresponding R2 values of the absorbance of the aluminum step with PSP showed high linearity between 0.9983 and 0.9997 using the 9 different exposure settings and the exposure setting 8revealed the highest accuracy. The radiopacity of the 4 resin cements with different shades and the tooth structure, except Panavia F2.0 did not vary according to the 9 different exposure settings as follows: Duolink (1.02±0.13~1.31±0.23), Multilink N (4.23±0.23~4.36±0.29), U-Cem (1.90±0.46~2.05±0.25), Panavia F2.0 (1.21±0.22~1.40±0.24), dentin (0.70±0.21~1.00±0.21), and enamel (1.68±0.22~1.84±0.21). The radiopacity of the remaining 10 resin cements at exposure setting 8 showed that Variolink (5.71±0.09) had the highest radiopacity followed by Nexus 3 (4.68±0.14), SmartCem2 (3.69±0.14), Maxcem Elite (2.95±0.12), Secure (2.91±0.11), and Rely X U200 (1.96±0.19). The radiopacity of Clearfil SA LUTING (1.71±0.10), Zirconite (1.60±0.08), and BisCem (1.58±0.13) were between those of enamel (1.81±0.20) and dentin (0.67±0.12). The radiopacity of M-bond (0.31±0.45) was lower than that of dentin or aluminum of the same thickness.

Conclusion: The aluminum step shows high linearity of absorbance using PSP regardless of the exposure settings and the radiopacity of the resin cements is not different under the various exposure settings using PSP. The radiopacity of the 14 tested contemporary resin cements, except M-bond, is greater than those of aluminum or dentin of the same thickness, thus complying with the requirements of the International Organization for Standardization.