광중합기의 사용과 관리
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광중합기의 사용과 관리
  • 승인 2006.02.08 18:01
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광중합기의 사용과 관리

광중합 시 contraction stress를 줄일 수 있는 방법으로 C-factor를 줄여야 하는데, 이를 줄이기이기 위한 방법으로 GI cement나 flowable을 레진을 먼저 이장한 후 복합레진을 충전하는 방법이 추천되며, 레진 충전 시 몇 번 나누어 incremental로 layering하는 방법, 광중합 모드를 조절하는 방법 등이 사용되고 있다.  이번 호에서는 contraction stress를 줄일 수 있는 광중합 모드인 slow-start program을 소개하고자 한다.

1. Soft-start(Slow-start) program의 활용
기존의 할로겐 광중합기는 빛의 강도가 300~500mW/cm2로써 약 40초간의 중합시간이 요구되었다. 그러나 근래에 고강도 할로겐 광중합기가 개발, 시판되므로써 1,000mW/cm2 전후로 빛의 강도가 증가되었고 따라서 중합시간이 10~20초로 단축되었다. 그러나 광중합 시간이 단축되었음에도 불구하고 중합시 발생하는 수축에 의해 치아와 수복물 계면에서의 contraction stress가 증가됨으로써 수복물과 치질 사이의 이개 혹은 치아의 cuspal deflection으로 인해 여러 가지 임상적 부작용이 증가될 수 있는 요인이 커졌다. 
치아와 수복물 사이에 복합레진의 수축으로 인해 발생되는 stress는 다음과 같은 공식에 의해 표시된다.

Contraction stress = dimensional change(shrinkage)?stiffness(E-modulus) 

중합이 강한 빛에 의해 빠르게 유발될 경우 재료 자체의 stiffness가 증가되어 전체적으로 contraction stress가 증가하게 된다. 약한 빛은 수복물 표면의 pre-gel 상태에서의 레진의 흐름(flow)를 허용하여 free surface에서의 수축을 유도하나(그림 1) 강한 빛은 pre-gel 상태의 순간이 없이 바로 post-gel 상태로 되어 복합레진 내부에서의 흐름을 거의 허용하지 않는다. 따라서 bonding력이 약할 경우 이 부위의 계면에서 수축에 의한 gap을 형성하던지 혹은 bonding력이 강할 경우 레진과 치질사이가 분리되지 않고 대신 cuspal deflection을 초래하여(그림 2) 술 후 과민증을 유발하는 원인 요소를 제공한다. 수복물 상부 free surface에서의 수축을 유도하지 못할 경우 bonding력이 약한 수복물 하부의 상아질 경계면에서의 수축으로 인해 술 후 과민증이 유발될 수 있다(그림 3).
이와 같은 임상적 부작용을 유발하는 contraction stress를 줄이기 위해 여러 가지 방법들이 제시되고 있다(그림 4).
광중합 시 contraction stress를 줄일 수 있는 방법으로 C-factor를 줄여야 하는데, 이를 줄이기이기 위한 방법으로 GI cement나 flowable을 레진을 먼저 이장한 후 복합레진을 충전하는 방법이 추천되며(그림 5), 레진 충전 시 몇 번 나누어 incremental로 layering하는 방법, 광중합 모드를 조절하는 방법 등이 사용되고 있다.

본 란에서는 contraction stress를 줄일 수 있는 광중합 모드인 slow-start program을 소개하고자 한다. 
slow-start mode란 1990년도 초기에 소개된 방법으로 중합시 광중합기의 빛을 약하게 조사하다 점차 강하게 조사하는 방법으로 중합과정 동안 복합레진 내부에서의 flow를 최대한 허용하여 contraction stress를 보상해 주므로써 레진과 치질의 접합을 최적으로 유지해 준다. 이 당시의 slow-start mode는 300-500mW/cm2 정도의 강도를 가지는 기존의 할로겐 광중합기를 대상으로 적용되는 mode로, 원래 빛 강도의 70% 이상만 되면 레진 모노머가 폴리머로 전환되는 conversion rate(중합도)에 큰 문제가 없고 기타 레진의 물리적 성질도 크게 감소되지 않으므로 처음에는 약하게(full power의 약 70% 수준) 조사하다 점차 강하게 조사하는 방법이다.      
최근에는 빛의 강도가 1,000-2,500mW/cm2 되는 초강도 중합기들이 개발, 시판됨으로써 레진 중합 시 더욱 contraction stress가 증가되고 있는데, 이 경우 이와 같은 slow-start mode가 매우 유용하다. 
우선 최근 시판되고 있는 몇 가지 초강도 광중합기를 대상으로 어떤 종류의 slow-start program이 내장되어 있는지 살펴보도록 하겠다.
  
1) Spectrum 800 Curing Light
Dentsply(U.S.A)사 제품으로 가장 원시적인 slow-start program이 내장되어 있다. 광원의 강도를 300㎽/㎠에서 800㎽/㎠까지 조절이 가능하며 10초에서 60초까지 매 10초 간격으로 조사시간을 조절할 수 있다. Radiometer가 있어 광선의 강도를 점검할 수 있으며(그림 6) 전구의 수명이 매우 긴 것이 특징적이다.  
보통 초기 조사는 300mW/cm2부터 시작하며 수동으로 손으로 눌러 강도를 증가시켜 약 800mW/cm2 까지 증가시킬 수 있도록 되어 있다.

2) Optilux 501 
이 광중합기의 특징은 다음과 같은 다양한 중합 mode를 가지고 있다는 것이다. 
(1)  Standard curing cycle
4가지 표준 중합 사이클이 있다. 10, 20, 30 및 40이라고 표시된 key pad를 선택하면 초단위로 설정된 중합시간으로 작업할 수 있다. 이들 중 한 키를 누르면 선택된 중합 사이클로 디스플레이가 바뀐다. 표준 중합 사이클을 사용하면 850mW/cm2이상의 광도의 출력으로 중합 작업을 할 수 있다.

(2) Ramp curing cycle
R이라고 표시된 키패드를 누르면 20초의 ramp 중합 사이클이 선택된다. 처음에는 10이라고 디스플레이에 뜨게 된다. Ramp 중합 사이클은, 처음에는 100mW/cm2의 강도로 천천히 중합되다가, 10초 동안 점진적으로 1000mW/cm2까지 올라간다. 그리고 나머지 10초 동안은 1000mW/cm2를 유지한다. 

(3) Boost curing cycle
B라고 표시된 키패드를 누르면 10초의 Boost 중합 사이클이 선택된다. 디스플레이에는 10초가 초기 표시된다. Boost 중합사이클은 1000mW/cm2이상으로 중합 작업 할 수 있다. 이 사이클에서는 중합시간을 단축 할 수 있다.
 
(4) BLEACHING curing cycle
BLEACH라고 표시된 키패드를 30초의 BLEACH 사이클이 선택된다. 처음에는 30이라고 디스플레이에 뜨게 된다. BLEACH사이클은 표백제를 활성화하는데 사용한다. 1000mW/cm2를 유지한다.

(5) Conventional
표준 중합 mode로서 setting time을 1초씩 증가 시킬 수 있다. 조사량은 850mW/cm2 이상이며 10초마다 신호음을 낸다.

이외에도 두 가지 light guide(표준 8㎜ Turbo+Light Guide와 11㎜ light Guide)을 가지고 있다는 것과 디지털 조도계가 장착되어 있다는 점 그리고 새로운 filtering system을 사용해 고열의 발생을 최소화 하고 있다는 점이 특정적이라 할 수 있다. 
Optilux 501의 중합 mode는 조사시간(10, 20, 30, 40초)과 R, B, BLEACH, C button을 눌러 조절한다(그림 7).

3) Flipo plasma 광중합기
프랑스 LOKKI사 제품으로 강력한 plasma Xenon Arc lamp로 구성되어 있고 450㎚전후의 파장을 가지며 연속조사에도 안전하며 전압변동이 생기지 않는 반영구적이고 안정적인 lamp를 사용하고 있다.
5가지 중합모드를 가지고 있는데 조사 타이머는 1, 2, 3, 5초, 60초가 있으며 5초부터는 2 step 조사가 가능하다. 5초 모드는 처음 점등 후 2초는 50% 광량으로 나머지 3초는 full power로 중합할 수 있도록 프로그램화 되어 있으며 60초 mode는 50%의 광량으로 지속적으로 60초간 중합할 수 있도록 되어 있다(그림 8). Light Guide는 표준형 8㎜와 13㎜가 있다. 열 발생이 비교적 적고 광 강도가 비교적 일정하며 기계자체가 안정되어 있을 뿐 아니라 AS가 좋아 추천되는 제품이다.

4). ULTRA-LITE 180A Plasma 광중합기
중합강도가 2300mw/㎠이상으로 다른 plasma 광중합기에 비해 높은 편이다. 그러나 조사 시 guide tip으로부터 많은 열을 발생시킴으로써 환자에게 상당한 불편감을 주고 있다는 점이 문제점으로 지적된다. 실제 소아 및 청소년의 경우 이 광중합기로 중합하는 과정에서 치아나 주위 연조직에 열이 가해져 동통을 유발하여 치료에 부정적인 반응과 행동을 유발하는 경우가 종종 있다. 자체적으로 radiometer가 내장되어 있다(그림 9).
중합시간은 1, 2, 3, 10초가 있고 normal(NM), ramp(RA), step curing(SC), bleach(BL) 등 4가지 중합 모드가 사용된다(그림 10). 

4가지 중합 mode를 정리하면 다음 표와 같다.

5). Aurys plasma 광중합기
스위스 Regent사 제품으로 파장영역이 380-510nm이며 출력 강도는 1650㎽/㎠ 이다. 진일보된 micro xenonlamp를 채택하고 있으며 조사 핸드피스 자체에 고성능 냉각방식을 채용하여 충분한 시간동안 연속조사가 가능하며 정전력 제어장치를 내장, 전압변동이 발생하지 않는 것이 특징이다.
조사 타이머는 3, 5, 10초를 사용한다. P mode가 기본으로 full power로 출력하고 SC mode는 2 step mode로 2초 동안 50% 광량으로 출력 후 나머지 시간 동안  full power로 출력한다(그림 11).  

6

6). Elipar Freelight2 (LED)
미국 3M ESPE 사의 LED 광중합기로 파장은 430~480㎚영역이며 1,000㎽/㎠ 전후의 강도를 가지고 있다. 같은 자사(3M ESPE) 제품의 레진 중합에 10초를 권장하고 있으나 다른 회사의 제품은 20초 까지 조사시간을 연장할 필요가 있다.  
효율적인 에너지 변환의 결과로 열 발생이 거의 없어 냉각 팬이 필요 없으며 이에 따른 소음도 없다. 
기본 타이머로 5, 10, 15, 20초 가 있으며 일반 mode는 전체 사용시간 내내 최대 광 강도로 출력한다. exp(exponential)-모드는 slow curing mode로 처음 5초간은 광 강도가 pull power의 20%로부터 출발하여 점차적으로 증가하고 나머지 조사시간은 pull power로 출력한다(그림 12). 
수복용 레진은 Tetric Bleach, cement로는 Panavia EX, 그리고 temporary material 로는 Iso-Temp는 사용 불가능 하다고 알려져 있다. 

2. 조사 시간
광중합기의 조사시은 위에서 검토하였듯이 레진 모노머의 중합률에 큰 영향을 미치며 수복물의 물성 및 술 후 과민, 미세누출 등의 여러 부작용과도 직접적인 관련이 있다. 따라서 제조회사의 권장 조사시간을 잘 준수할 필요가 있다. 그러나 경우에 따라서 제조회사에서 권장한 조사시간 보다 더 오래 조사할 경우 물성이 더 좋아지는 경우가 있으므로 치료시간과 관련하여 이점에 대해서도 더 많은 임상적 검토가 필요하리라 사료된다. 특히 plasma 광중합기의 경우 "the longer the better"라는 말이 적용될 소지가 높다(그림 13).

3. 조사거리 
광중합기의 조사거리가 멀어질수록 빛의 강도는 감소한다. guide tip으로부터 빛의 발산 각은 plasma가 가장 작고 다음으로 할로겐, LED 순이다. LED는 빛의 발산 각이 크므로 강도가 거리에 매우 민감하다(그림 14).
특히 LED 광중합기는 빛의 확산 각도가 커 치아와의 거리가 약 6㎜정도에서는 원래 pull power의 50% 밖에 되지 않는다(그림 15).

그러나 guide tip을 너무 가까이 치면에 대어도 치면에서의 온도 상승으로 인한 치수자극과 환자의 불편감을 야기할 수 있어 광 강도가 감소되지 않으면서 온도 상승이 비교적 적은 즉, 이 두 가지 요소가 balance를 이루는 거리를 잘 선정하여 위치시켜야 한다.  

4. Guide tip의 관리
Guide tip은 구강 내 타액이나 레진 bonding agent 등 수복재료에 의해 오염되기 쉽다. 따라서 tip의 끝에 고무 커버를 씌움으로써 오염을 방지할 수 있고 술자의 눈을 빛으로부터 보호할 수 있으며 발생하는 열로부터 환자의 구강조직을 보호할 수 있다. 이외에도 투명하고 얇은 1회용비닐 커버를  씌움으로써 감염도 예방할 수 있다. 
Guide tip이 빛을 잘 전달하는지를 평가하기 위해서는 글씨가 써진 종이 위에 guide tip을 올려  놓고 tip의 끝 부분에서 하방의 글씨가 잘 전달되어 보이는지를 확인하면 된다(그림 16).
만약 글씨가 잘 보이지 않을 경우는 tip의 끝을 아세톤 등으로 닦아주고 글씨가 일그러져 보이면 optic fiber의 내부에서 파손이 있는 것이므로 교체해 주는 것이 좋다.

5. 내부 구성 부품의 관리  
할로겐 램프의 경우 사용 시간이 오래되어 감에 따라 빛의 강도가 약해 질 수 있는 여러 가지 요소를 가지고 있다(그림 17).
ㆍ전구 내 텅스텐 필라멘트 자체의 부식
ㆍ석영 전구관의 잦은 온도변화에 의한 균열
ㆍ반사경의 산소 접촉에 의한 부식 
ㆍ전달관(delivery tube) 자체의 손상
ㆍTip 부위의 오염 및 손상 
이와 같은 여러 요소를 정기적으로 점검하여 손상된 부분과 오래된 부품은 적시에 교체해 주어야 좋은 빛의 강도를 유지할 수 있다.





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