반복 고압증기멸균이 치과에서 사용되는 Polyoxymethylene의 Formaldehyde 방출과 물리적 성질에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

연구 목적
의료용 고분자로 사용되는 Polyoxymethylene (POM)은 우수한 기계적 강도와 치수 안정성 및 마모, 피로 저항성 등의 장점으로 치의학 분야에서 금속소재를 대체하여 수기구, 브라켓, 상부구조물 등 다양하게 사용되는 소재이다. 하지만 열, 산, 알칼리, 산소, 효소, 방사선에 의해 단량체인 Formaldehyde (FA)로 분해되는 불안정한 물질이라는 단점이 있다. 특히 치과에서 사용되는 POM 소재 수기구는 일회용이 아닌 다회용으로 고압증기멸균을 이용해 멸균하여 여러 번 사용된다. 멸균기 내에서 고온과 고압이 가해지는 환경에 반복적으로 노출되어 POM이 FA 방출과 물성 변화가 일어날 것으로 예상 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 POM이 치과용 수기구의 소재로서 적절성 여부를 판단하고 반복 사용 가능한 멸균 횟수를 제시하기 위해 연구를 진행하였다.
재료 및 방법
시편은 환봉 형태의 POM을 절삭가공하여 지름 35 mm, 두께 1 mm의 디스크 형태로 제작하였다. 이중 표면 관찰과 거칠기, 미세경도를 측정하기 위한 시편은 수냉식 자동 연마기를 사용하여 SiC 연마지 400 ~ 800 순으로 연마를 진행하였다. 모든 시편은 초음파세척기로 10분간 초음파 세척을 진행하고, 각 시험에 필요한 수량만큼 무작위로 선정하여 121℃에서 15분간 멸균 후 20분 건조하는 과정을 각각 0 (POMC), 10 (POM10), 50 (POM50), 100 (POM100)회 반복하였다. 이후 반복 고압증기멸균 처리가 완료된 시편들은 Formaldehyde 분석, 표면 관찰, 산술 평균 거칠기, 미세경도, 세포독성 시험을 진행하여 평가하였다.
결과
반복 고압증기멸균처리된 POM 그룹의 GC/MS를 이용한 FA 분석결과 FA 방출량은 POMC 그룹이 나머지 모든 그룹보다 유의하게 높은 농도를 보였다 (p<0.05). SEM을 통해 표면을 관찰 및 비교한 결과 POM100에서 나머지 군과는 다르게 표면이 거칠어진 것을 확인할 수 있었으며, 정확한 표면 거칠기의 차이를 확인하기위해 산술 평균 거칠기 값을 구해 비교한 결과 POM100이 가장 높은 Ra값을 보였으며 POMC, POM10 그룹과 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). 물리적 특성인 미세경도를 측정한 결과, POM10이 가장 높았으며 POMC 그룹과 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). POMC를 제외한 그룹간 유의한 차이는 없었다 (p>0.05). 세포독성을 평가한 결과, POMC에서 가장 낮은 세포 생존율을 보였으며 나머지 군은 100% 이상의 세포 생존율을 보였다. 본 연구의 한계점 내에서 결과들을 종합하였을 때 POM은 치과용 수기구 소재로 적합하며, 사용 후 100회 멸균까지 재사용이 가능한 것으로 사료된다.
중요성
임상에서 여러 번 반복하여 사용 및 멸균하는 POM 소재 수기구 중 많은 제조사에서 고압증기멸균을 이용하여 멸균 후 재사용이 가능하다고 제시하지만 정확한 멸균 조건과 사용 횟수는 제시하지 않는 실정이다. 본 연구에서는 POM을 임상에서 쉽게 접할 수 있는 고압증기멸균을 이용한 멸균 조건으로 0, 10, 50, 100회 멸균을 진행하여 실험을 진행하였다. 이를 통해 POM의 치과용 수기구 재료로써 적절한 재료인지 판단하고 반복 사용 가능한 멸균 횟수를 제시하고자 하였다.

목차 (Table of Contents)

• 차 례
• 그림 차례 iii
• 표 차례 iv
• 국문 요약 v
• I. 서론 1
• 1.1.1. Polyoxymethylene 1
• 1.1.2. 치과에서의 POM 적용 2
• 1.1.3. 고압증기멸균 3
• 1.1.4. 연구목적 3
• II. 재료 및 방법 4
• 2.1. 연구 재료 4
• 2.2. Formaldehyde 분석 5
• 2.2.1. 표준물질 및 시약 5
• 2.2.2. 용출 및 전처리 방법 5
• 2.2.3. 기기분석조건 7
• 2.2.4. 검출한계, 정량한계, 교정곡선 8
• 2.3. 고압증기멸균 처리 횟수에 따른 표면 변화 관찰 9
• 2.3.1. 표면 관찰 9
• 2.3.2. 산술 평균 거칠기 9
• 2.4. 미세경도 10
• 2.5. Cytotoxicity 11
• 2.5.1. Cell culture 11
• 2.5.2. Preparation of the samples 11
• 2.5.3. Water-soluble tetrazolium (WST) - 1 assay 11
• 2.6. Statistical analysis 12
• III. 연구결과 13
• 3.1. Formaldehyde 분석 13
• 3.2. 주사전자현미경 관찰 14
• 3.3. 산술 평균 거칠기 15
• 3.4. 미세경도 16
• 3.5. Cytotoxicity 17
• IV. 고찰 18
• V. 결론 20
• 참고문헌 21
• 영문 요약 22