Profilometry기반 측정 방식별 세치제 상대 마모도 평가

Abstract

1. 목 적 이번 연구의 목적은 Profilometry를 기반으로 한 여러 가지 측정방법을 고안하고 타당성을 평가하여 신뢰할 수 있는 마모도 측정방법을 제안하는 것이다. 세치제 주요 성분인 마모제는 칫솔질 시 효과적으로 치면세균막을 제거하고, 치면을 활택하게 하여 칫솔질 후 치면세균막의 부착을 줄이는 유효성분이지만, 특성에 따라 나타나는 다양한 마모력이 치아 경조직 마모에 영향을 줄 수 있어 세치제의 마모도를 평가하는 것은 중요하다. 최초로 1907년에 Miller가 분말 세치제의 마모력을 평가한 이후 마모 중량 측정법, 방사성 마모량 측정법 등 다양한 방법으로 세치제 마모도 평가가 이루어져 왔고, 현재 국제표준기구는 방사선 마모량 측정법과 표면 조도 방법을 측정방법으로 제시하고 있다. 최근 연구들은 표면 조도 방법을 통해 마모도를 평가하는 추세이므로, 이번 연구에서는 Profilometry 측정 방식을 기반으로 여러 측정 장비를 통한 분석방법을 고안하고, 마모도 평가방법의 타당성을 제시하고자 하였다.

2. 방 법 파절과 우식이 없는 우치를 포매하여 상아질이 노출되도록 연마한 후, 상아질로 판별된 시편 138개를 표준 세치제와 실험 세치제 22종에 6개씩 무작위 배정하였다. 칫솔질은 ISO 11609 표면조도 측정방법을 통한 비교치아마모도 평가법과 동일하게 칫솔질을 하중 150g, 왕복 10,000회 실시하였다. 각 시편의 마모도는 공초점레이저주사현미경(이하 CLSM, Confocal laser scanning microscope, ZEISS LSM 800, Zeiss, Germany)으로 표면 거칠기와 비마모부와 마모부간 높이차로 구하였고, 비접촉식 3차원 미세형상 측정기(NV-E1000, NanoSystem Co., Ltd., Daejeon, Korea)를 이용하여 칫솔질 방향의 가로축 전체의 마모량을 구하였다. 실험결과는 IBM SPSS 25.0 (IBM Co., Armonk, NY, USA) 통계 프로그램을 이용하여 유의수준 5%로 분석하였다.

3. 결 과 이번 실험의 정량적 지표인 마모량과 비마모부와 마모부간 높이차는 높은 상관성을 보였다(r=0.844, P<0.01). 또한, 실험 세치제 중 90% 이상 정량 측정결과 사이에 통계적으로 유의한 차이가 없어, 세치제 마모도를 측정하는 방법으로써 두 방식을 병행하여 사용하는 것은 적절한 것으로 판단되었다. 두 정량 측정결과는 표면 거칠기 변화 및 마모제 함유량과 상관성을 보였고, 마모량에 영향을 미치는 요인은 비마모부와 마모부간 높이차, 표면 거칠기 변화량, 마모제 함유량, 마모제 성분 중 카보네이트류로 이러한 요인들은 마모량 예측에 있어서 높은 설명력을 보였다. 따라서, 마모량 측정법은 마모도와 관련된 여러 지표들로 마모도를 가장 잘 예측할 수 있는 신뢰성 있는 평가방법이라 볼 수 있고, 비마모부와 마모부간 높이차는 이를 대체할 수 있는 방식으로 사용될 수 있으며, 표면 거칠기 변화량은 마모도 평가에 보조적 방법으로 활용될 수 있다.

1. Purpose The purpose of this study was to devise various measurement methods based on profilometry and evaluate the feasibility of the proposed method for the measurement of abrasion. Abrasive, the main component of a dentifrice, is an ingredient that effectively removes plaque while brushing and reduces the adhesion of plaque after brushing by making the tooth surface polished. However, it is important to evaluate the abrasive power of a dentifrice as it varies depending on the properties of its abrasive ingredient, which may affect hard tissue abrasion. Ever since Miller first evaluated the abrasive power of a powder dentifrice in 1907, the abrasion of dentifrices has been evaluated by various methods, such as the abrasion gravimetric method and the radiotracer method. Currently, the International Organization for Standardization (ISO) proposes methods for measuring the radiotracer and surface profile measuring methods. Since recent studies tend to evaluate the degree of abrasion through the surface profile measuring method, this study intends to devise an analytical method using various measurement equipment based on the profilometry measurement method and suggest the validity of the abrasion degree evaluation method.

2. Methods After embedding bovine teeth without fracture and caries, and polishing them to expose dentin, 138 specimens identified as dentin were randomly assigned to 6 of the standard and 22 experimental dentifrices. Brushing was carried out with a brushing load of 150 g and 10,000 times in the same manner as the relative abrasion evaluation method through the ISO 11609 surface profile measuring method. The abrasion degree of each specimen was determined by the surface roughness and the height difference between the non-abrasive part and the abrasive part was examined using a confocal laser scanning microscope (CLSM) and a non-contact 3D surface profilometer (NV-E1000) to determine the amount of abrasion across the horizontal axis in the brushing direction. The experimental results were analyzed using IBM SPSS 25.0 statistical program.

3. Results In this experiment, the quantitative indicators for the amount of abrasion and the height difference between the non-abrasive and the abrasive parts showed high correlation with each other (r=0.844, P<0.01). Moreover, it was appropriate to use both the methods in parallel for measuring the abrasion of the dentifrice because there was no statistically significant difference in the quantitative measurement result in more than 90% of the experimental dentifrices. The results of the two quantitative measurements showed a correlation with the surface roughness change and the abrasive content. The factors influencing the amount of abrasion were as follows: the difference in height between the non-abrasive and abrasive parts, the surface roughness change, the abrasive content, and carbonates among the abrasive components. These variables showed high explanatory power in predicting abrasion. Therefore, for the evaluation of abrasion, the method of measuring the amount of abrasion is the most reliable; the height difference between the non-abrasive and the abrasive part can be used to substitute it, and the amount of change in surface roughness can be used as an auxiliary method.