광 투과도와 열 확산도가 적층된 수복재의 광중합 시 온도 변화에 미치는 영향 = Effect of light transmittance and thermal diffusivity on the temperature changes of layered restorative materials during photopolymerization|RISS 상세보기

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Objectives. This study investigated the light transmittance and thermal diffusivity of composites with different shade, translucency, and filler particle sizes, as well as a resin-modified glass ionomer cement (RMGI), and analyzed their effects on temperature changes during photopolymerization in single-layer and bi-layered configurations.

Methods. The materials used in this study included the nanofilled composite Filtek Z350XT A2 (Enamel: Z3E, Body: Z3B, Dentin: Z3D), the microhybrid composite Filtek Z250 (A1: Z2A1, A2: Z2A2, A3: Z2A3), and the resin-modified glass ionomer cement GC Fuji II LC A2 (RMGI: GI). Light transmittance of the restorative materials for green LED was measured using a real-time light transmittance measurement device during photo-polymerization. The light transmittance values for blue light before and after curing were also measured with the same device. The transmittance values of polymerized specimens were also evaluated using a radiometer with a blue LED curing light. Thermal diffusivity of the material was measured using a temperature controller consisting of a Peltier plate and thermocouples, or the flash method. Temperature changes during photopolymerization and additional light exposure of single-layer materials were measured using a non-contact infrared sensor to obtain temperature-time curves. From these curves, the first peak temperature rise (ΔT1), representing the maximum temperature increase due to the material’s polymerization heat and radiant heat from the curing light, and the second peak temperature rise (ΔT2), representing the maximum temperature increase due to the radiant heat from the curing light, were determined. The net temperature rise due to polymerization heat of the material (ΔTnet) was calculated by subtracting the second curve from the first, and the corresponding peak time was also obtained. For bi-layered materials with different type, shade, and translucency, temperature changes during photopolymerization were measured as in single-layer specimens. The layered combinations consisted of Z350 with the same material, Z250 with the same material, and a combination of Z250 A2 and RMGI.

Results. Light transmittance decreased in the order of Z3E, Z3B, and Z3D in Z350, while Z2A3 showing the lowest value in Z250. Thermal diffusivity showed no significant difference among Z350 and Z250 shades when measured using the temperature controller (p > 0.05). However, in the flash method, Z3B exhibited a significantly higher thermal diffusivity than Z3E and Z3D, while Z2A2 showed a significantly higher value than Z2A1 (p < 0.05). RMGI exhibited lower thermal diffusivity than Z250 (p < 0.05). For both ΔT1 and ΔT2, Z3D exhibited the highest values in the Z350, while Z3E exhibited the lowest. In the Z250, Z2A3 showed the highest values, whereas Z2A1 had the lowest. RMGI exhibited higher ΔT1, ΔTnet, and peak time compared to all Z250 shades (p < 0.05). For the layered Z250 and RMGI, A3/A3 and A3/A2 exhibited higher temperature rises than A3/A1, which was higher than A1/A1 (p < 0.05). GI/A2 showed a lower temperature rise compared to both GI/GI and A2/A2 (p < 0.05).

Conclusion. The light transmittance of the restorative materials increased after photopolymerization and varied depending on their shade and translucency. The thermal diffusivity varied according to the shade and translucency of the materials and was lowest in RMGI. In order to elucidate the temperature change behavior of the layered materials, the temperature changes during photopolymerization of single-layer materials were examined. As a result, the Dentin shade of Z350 and the A3 shade of Z250 showed the highest temperature rise in their respective groups, and RMGI exhibited a higher temperature increase than the composites. In the bi-layered specimens, temperature changes during photopolymerization varied with the combination of material shade and translucency. When one layer was constant, lower light transmittance in the other layer led to a higher temperature rise. Placing a material with lower thermal diffusivity as the first layer resulted in a reduced overall temperature increase.

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국문 초록 (Abstract)

목 적
본 연구는 서로 다른 색조와 투명도, 필러 입자 크기를 가진 복합레진 및 레진 강화형 글라스 아이오노머 시멘트의 광 투과도와 열 확산도가, 재료의 단일 층 혹은 적층 수복 시 광중합 과정 중 온도 변화에 미치는 영향을 분석하고자 하였다.

방 법
나노 입자형 복합레진인 Filtek Z350XT A2 (Enamel: Z3E, Body: Z3B, Dentin: Z3D)과 미세 혼합형 복합레진인 Filtek Z250 (A1: Z2A1, A2: Z2A2, A3: Z2A3), 그리고 레진 강화형 글라스 아이오노머 시멘트인 GC Fuji II LC A2 (RMGI: GI)를 이용하였다. 실시간 광 투과도 측정 장치를 이용해 수복 재료의 광중합 과정 중 녹색 LED에 대한 광 투과도를 측정하였으며, 같은 장치를 이용해 청색 LED에 대한 시편의 광중합 전과 후의 광 투과도를 측정하였다. 또한 광량계를 이용해 중합된 시편의 LED 광중합기에 대한 광 투과도를 측정하였다. 열전대와 펠티에 소자를 이용해 제작한 온도 조절 장치와 flash method를 이용해 수복 재료의 열 확산도를 측정하였다. 비접촉식 적외선 센서를 이용해 단일 층 재료의 광중합 및 추가 광조사 시 온도 변화를 측정하여 시간에 따른 온도 변화 곡선을 얻었다. 곡선의 첫 번째(재료의 중합열 및 광 조사기의 복사열에 의한 최대 온도 상승, ΔT1)와 두 번째(광 조사기 복사열에 의한 최대 온도 상승, ΔT2) 최대 온도 상승값을 구하였다. 첫 번째에서 두 번째 곡선을 차감하여 재료의 중합열에 의한 최대 온도 상승(ΔTnet)과 이때의 시간(peak time)을 구하였다. 다른 종류와 색조, 투명도의 조합으로 수복 재료를 적층하여 단일 층과 같은 방법으로 재료의 중합열 및 광 조사기의 복사열에 의한 총 온도 상승을 비교하였다. 적층 조합은 Z350 동일 재료 간, Z250 동일 재료 간, 그리고 Z250 A2와 RMGI 간의 조합으로 구성하였다.

결 과
광 투과도는 Z350의 경우 Z3E, Z3B, Z3D 순으로 감소하였고, Z250은 Z2A3에서 가장 낮은 값을 보였다. 재료의 열 확산도는 온도 조절 장치로 측정했을 때 Z350과 Z250 내에서는 각각 유의한 차이를 보이지 않은 반면(p > 0.05), flash method를 이용한 경우는 Z3B가 Z3E와 Z3D에 비해, Z2A2가 Z2A1에 비해 유의하게 큰 값을 보였다(p < 0.05). RMGI는 Z250과 비교해 낮은 열 확산도를 나타냈다(p < 0.05). ΔT1과 ΔT2 모두 Z350 중 Z3D에서 최대, Z3E에서 최소였고, Z250은 Z2A3에서 최대, Z2A1에서 최소였다. RMGI는 Z250의 모든 색조와 비교해 가장 높은 ΔT1과 ΔTnet, 그리고 가장 늦은 peak time을 나타냈다(p < 0.05). Z250과 RMGI 적층 시, A3/A3와 A3/A2는 A3/A1에 비해, A3/A1은 A1/A1에 비해 높은 온도 상승을 보였으며, GI/A2는 GI/GI와 A2/A2에 비해 낮은 온도 상승을 나타냈다(p < 0.05).

결 론
광 투과도는 수복 재료의 광중합 후 증가했으며, 색조와 투명도에 따라 서로 다르게 나타났다. 열 확산도는 재료의 색조와 투명도에 따라 차이를 보였으며, RMGI에서 가장 낮았다. 적층 시 온도 변화 양상을 이해하기 위해 시행한 단일 층 광중합 결과를 분석했을 때, Z350 중 Dentin 색조에서, Z250 중 A3에서 온도 상승이 가장 컸으며, RMGI가 복합레진보다 높은 온도 상승을 보였다. 적층 시에는 재료의 색조와 투명도 조합에 따라 광중합 중 온도 변화 양상이 달랐다. 두 층 중 한 층이 동일한 조건에서, 나머지 한 층의 광 투과도가 낮을수록 더 큰 온도 상승이 나타났으며, 첫 번째 층에 열 확산도가 낮은 재료가 위치하였을 때 전체적인 온도 상승이 더 낮게 나타났다.

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목 적 본 연구는 서로 다른 색조와 투명도, 필러 입자 크기를 가진 복합레진 및 레진 강화형 글라스 아이오노머 시멘트의 광 투과도와 열 확산도가, 재료의 단일 층 혹은 적층 수복 시 광중합...

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