발광 다이오드 광중합 기 의 복합 레진 중합 평가 
 doi : https : / / doi . org / 10 . 5933 / JKAPD . 2014 . 41 . 2 . 152 
 Jieun Kang , Saeromi Jun , ongbin Kim , Jongsoo Kim , Seunghoon Yoo 
 강지 은 , 전 새로 미 , 김종빈 , 김종수 , 유승훈 
 Corresponding author : Seunghoon Yoo Department of Pediatric Dentistry , School of Dentistry , 119 Dandaero , Dongnam - gu , Cheonan , 330 - 714 , Korea Tel : + 82 - 41 - 550 - 0222 / Fax : + 82 - 41 - 550 - 0118 / E - mail : yoo . seunghoon @ gmail . com 
 최근 도입 된 광범위 스펙트럼 의 발광 다이오드 광중합 기 는 4 개 의 램프 로 구성 되 어 있 으며 다양 한 중합 모드 를 가지 고 있 다 . 이 연구 는 광범위 스펙트럼 발광 다이오드 ( VALO ® Ultradent , USA ) 광중합 기 와 기존 의 발광 다이오드 광중합 기 ( EliparTM Freelight 2 , 3 M ESPE , USA ) 의 효율 을 미세 경도 시험 을 통해 비교 하 였 다 . 
 연구 에 사용 한 광중합 기 는 VALO ® 와 EliparTM Freelight 2 이 며 중합 시간 은 제조사 의 지시 에 따랐 다 . 37 ℃ 의 생리식염수 에 중합 된 레진 시편 을 24 시간 동안 보관 한 후 미세 경도 시험 을 시행 하 였 다 . 시편 상부 와 하부 의 복합 레진 미세 경도 는 공분 산 분석 을 시행 하 였 다 . 
 광범위 스펙트럼 의 발광 다이오드 광중합 기 를 이용 하 여 고 성능 모드 에서 4 초 , 플라 즈 마 모드 에서 20 초 광중합 을 실시 한 복합 레진 시편 의 상부 는 기존 의 발광 다이오드 광중합 기에 비해 미세 경도 가 증가 하 였으나 ( p < 0 . 05 ) , 시편 의 하부 에서 는 실험 에 사용 된 광중합 기 간 에 유의성 있 는 차이 를 보이 지 않 았 다 . 
 The purpose of this study is to compare efficiency of broad spectrum LEDs ( VALOM ®, Ultradent , USA ) with conventional LED curing lights ( EliparTM Freelight 2 , 3 M ESPE , USA ) using a microhardness test . 
 The light curing units used were VALO ® in three different modes and EliparTM Freelight 2 . The exposure time was used according to the manufacturer ' s instructions . After cured resin specimens were stored in physiological saline at 37 ℃ for 24 hours , microhardness was measured using Vickers microhardness tester . The microhardness of upper and lower sides of the specimens were analyzed separately by the ANOVA method ( Analysis of Variance ) with a significance level set at 5 %. 
 At upper side of resin specimens , an increased microhardness was observed in the broad spectrum LED curing light unit with a high power mode for 4 seconds and plasma emulation mode for 20 seconds ( p < 0 . 05 ) . However , at the lower side of resin specimens , there were no significant differences in microhardness between broad spectrum LED curing light unit and conventional LED curing light unit . 
 광중합 은 치과 진료 시 여러 분야 에서 쓰이 고 있 다 . 현재 까지 개발 되 어 임상 에 적용 된 가시광선 광중합 유형 은 석영 텅스텐 할로겐 ( Quartz tungsten halogen ) 램프 , 발광 다이오드 ( Light emitting diodes , LED ) 유 니트 , 플라 즈 마 아크 램프 그리고 아르곤 이온 레이저 로 나눌 수 있 다 1 , 2 ) . 
 2001 년 처음 발광 다이오드 광중합 기 가 치과 계 에 도입 되 었 다 3 ) . 발광 다이오드 광중합 기 는 가열 되 는 필라멘트 대신 두 개 의 각기 다른 도프 반도체 를 이용 한다 2 , 4 ) . 푸른색 의 질화 갈륨 발광 다이오드 의 스펙트럼 은 캠포 로 퀴논 ( camphoroquinone ) 의 흡수 스펙트럼 범위 에 포함 된다 1 , 4 , 5 ) . 그러므로 푸른 빛 을 만들 어 내 기 위한 필터 가 따로 필요 하 지 않 으며 전기 를 빛 으로 더 효율 적 으로 전환 할 수 있 다 4 ) . 열 발생 이 적 으므로 열 을 식히 기 위한 냉각 팬 이 필요 하 지 않 아 광중합 기 를 더 작 게 , 무선 으로 만들 수 있 으며 일정 한 광 출력 으로 오랜 시간 작동 할 수 있 다 3 , 5 ) . 
 발광 다이오드 광중합 기 의 기술 이 발전 되 면서 고 성능 의 2 세대 발광 다이오드 광중합 기 ( 예 , FreeLight 2 curing light , 3 M ESPE , USA ) 가 소개 되 었 다 . 이 광중합 기 는 1 세대 모델 ( 예 , the original FreeLight , 3 M ESPE , USA ) 에 비해 성능 이 향상 되 었 으며 방사 조도 가 높 아 졌 다 6 ) . 
 새롭 게 출시 되 고 있 는 많 은 발광 다이오드 광중합 기 는 400 mW / cm 2 이상 의 출력 을 가지 고 있 기 때문 에 제조사 의 지시 보다 짧 은 중합 시간 으로 도 복합 레진 을 중합 할 수 있 다 6 ) . 그러나 상대 적 으로 이 에 대한 연구 가 부족 한 실정 이 다 . 
 복합 레진 의 중합 정도 를 평가 하 는 방법 으로 직접 적 인 평가 방법 과 간접 적 인 평가 방법 이 있 으며 , 직접 적 인 평가 방법 으로 는 Fourier transformed infrared spectroscopy ( FTIR ) , Raman spectroscopy 등 을 이용 하 는 방법 이 있 다 . 간접 적 인 평가 방법 중 가장 많이 쓰이 는 방법 은 경도 시험 이 며 , 치과 영역 에서 는 누 프 미 세경 도 시험 , 비커스 미세 경도 시험 등 이 자주 사용 된다 7 ) . 비커스 미세 경도 시험 을 이용 하 여 복합 레진 의 중합 정도 를 평가 하 고 이 를 통해 광원 의 효율 을 평가 할 수 있 다 8 ) . 
 이 연구 의 목적 은 비커스 미세 경도 시험 을 통해 복합 레진 시편 의 상부 와 하부 의 미세 경도 를 비교 함 으로써 광범위 스펙트럼 발광 다이오드 ( VALO ®, Ultradent , USA ) 광중합 기 와 기존 의 발광 다이오드 광중합 기 ( Elipar ™ Freelight 2 , 3 M ESPE , USA ) 의 효율 을 비교 하 고자 함 이 다 . 
 직경 5 mm , 두께 2 mm 의 금속 원형 주형 에 A 2 shade Filtek Z 250 ® ( 3 M ESPE , USA ) 복합 레진 을 위치 시켰 다 . 투명 한 폴리에스테르 스트립 위 에 금속 주형 을 놓 고 복합 레진 을 위치 시킨 후 그 위 에 또 다른 투명 폴리에스테르 스트립 을 위치 시켰 다 . 평평 한 중합 표면 을 얻 기 위해 얇 고 투명 한 커버 글라스 를 그 위 에 위치 시켰으며 손가락 으로 압력 을 가하 여 과잉 레진 을 제거 하 였 다 . 그 후 에 실험 에 사용 된 광중합 기 를 이용 하 여 중합 을 실시 하 였 다 ( Table 1 ) . 
 Light curing units used according to the manufacturer ’ s instruction 
 37 ℃ 의 생리식염수 에 중합 된 레진 시편 을 24 시간 동안 보관 한 후 비커스 경도 시험기 를 이용 하 여 하중 300 gm , 하중 적용 시간 ( dwelling time ) 10 초 로 압흔 을 만든 후 400 배 율 로 확대 하 여 그 크기 를 계측 하 였 다 . 10 개 의 시편 상부 와 하부 에 각각 3 회 씩 시험 을 시행 하 였 다 . 평균 미세 경도 를 비교 하 기 위하 여 ANOVA ( Analysis of Variance ) 분석 을 시행 하 였 다 . 
 평균 비커스 경도 와 표준 편차 를 Table 2 에 나타내 었 다 . 두 개 의 발광 다이오드 광중합 기 모두 중합 후 시편 의 하면 의 경도 가 상면 의 경도 보다 현저히 낮 은 값 을 보였 다 . ANOVA 시험 결과 를 Table 2 에 나타내 었 다 . 
 Mean values of microhardness 
 시편 의 상면 의 평균 미세 경도 를 비교 한 결과 , 1 군 의 평균 미세 경도 에 비해 3 군 과 4 군 의 평균 미세 경도 가 유의 하 게 증가 했 다 ( p < 0 . 05 ) . 2 군 의 평균 미세 경도 는 1 군 의 평균 미세 경도 와 유의성 있 는 차이 를 보이 지 않 았 다 . 시편 의 하면 에서 는 광범위 스펙트럼 발광 다이오드 광중합 기 로 실험 한 군 의 평균 미세 경도 와 기존 의 발광 다이오드 광중합 기 로 실험 한 군 의 평균 미세 경도 간 에 유의 할 만 한 차이 를 보이 지 않 았 다 . 
 2 군 과 4 군 을 비교 하 면 같 은 광중합 기 의 같 은 광도 로 중합 시간 만 을 다르 게 하 여 비교 했 을 때 상면 과 하 면 모두 에서 평균 미세 경도 가 증가 했 다 . 
 성공 적 인 수복 을 위해 적절 한 복합 레진 의 중합 은 필수 적 이 다 9 ) . 복합 레진 의 중합 정도 는 재료 의 기계 적 특성 , 용해도 , 체적 안정 성 , 색 변화 , 생체 적 합성 에 영향 을 미친다 10 , 11 ) . 복합 레진 의 최심부 층 이 적절 하 게 중합 되 지 않 는다면 , 하면 의 탄성 계수 가 상면 의 탄성 계수 에 비해 낮 아 질 것 이 다 . 그 결과 구강 내 에서 저작 이 반복 되 는 동안 재료 의 변형 이 일어날 수 있 으며 수복 물 의 계면 에 틈 이 생기 거나 파절 이 일어날 수 있 다 12 ) . 
 이상 적 인 광중합 기 는 광범위 한 스펙트럼 을 가져야 하 며 충분 한 광도 를 가지 며 빛 이 분산 되 지 않 고 중합 하 고자 하 는 곳 에 집중 될 수 있 어야 한다 . 또한 여러 종류 의 중합 모드 가 있 어서 필요 에 따라 적절 한 중합 모드 를 선택 할 수 있 어야 하 고 내 구성 이 좋 아야 하 며 여러 번 의 중합 이 필요 할 때 중합 을 반복 해도 충분 한 지속 시간 을 가져야 한다 . 
 중합 의 심도 와 미세 경도 시험 은 복합 레진 의 중합 정도 를 평가 하 기 위해 널리 쓰이 고 있 다 . Uhl 13 ) 은 중합 의 심도 에 가장 큰 영향 을 미치 는 요소 는 중합 시간 이 며 뒤이 어 레진 의 종류 와 광중합 기 가 영향 을 미친다고 하 였 다 . 본 연구 에서 도 시간 의 증가 가 미세 경도 의 증가 와 비례 관계 를 보인 결과 와 일치 하 였 다 . 따라서 제 조사 의 지시 보다 짧 은 광중합 은 바람직 하 지 않 으며 수복 재료 의 선택 에 도 신중 을 기해야 한다고 하 였 다 . 
 Ceballos 등 14 ) 은 중합 의 심도 와 미세 경도 는 중합 광 에 의해 영향 을 받 는 것 이 아니 라 중합 광과 중합 시간 간 의 상호 작용 과 중합 광과 중 합심 도 사이 의 상호 작용 에 영향 을 받 는다고 하 였 다 . 
 복합 레진 의 두께 와 중합 시간 은 수복 물 의 미세 경도 에 영향 을 끼치 는 주요 요소 들 이 다 15 ) . 중합 정도 가 높 을수록 수복 물 의 기계 적 성질 , 생체 적합 성 , 흡수성 , 색 안정 성 그리고 마모 저항성 이 높 아 진다 10 , 11 , 16 ) . 
 광원 이나 에너지 가 불 충분 하 면 복합 레진 의 완전 한 중합 을 얻 기 가 어려우 며 이 에 따라 접착 강도 감소 , 유지 력 감소 , 기계 적 성질 저하 , 미세 누출 증가 가 뒤따르 게 되 어 결국 이 차 우식 이 발생 하 는 원인 이 될 수 있 다 . 
 이전 의 연구 에 따르 면 , 중합 시간 은 중합 결과 에 영향 을 끼치 는 가장 중요 한 요인 이 었 으나 임상 적 으로 특히 , 소아치 과 영역 에서 는 수복 과정 동안 소아 환자 의 협조 를 얻 기 가 어렵 기 때문 에 중합 시간 을 단축 하 는 것 은 큰 장점 으로 생각 된다 . 
 Price 등 17 ) 은 빛 의 파장 에 따라 같 은 광도 의 광중합 기라 도 유의 하 게 다른 경도 값 이 관찰 됨 을 보 고 하 였 다 . 같 은 광도 로 같 은 시간 동안 광중합 한 복합 레진 시편 을 비교 했 을 때 중합 효율 은 광 개시제 의 빛 의 흡수율 에 의존 하 는 것 으로 생각 된다 . 많 은 광중합 형 복합 레진 은 광 개시제 로 캠포 로 퀴논 을 함유 하 고 있 으며 캠포 로 퀴논 이 자유 라디칼 을 생성 하 여 중합 반응 을 일으킨다 . 캠포 로 퀴논 은 450 ~ 490 nm 의 파장 의 빛 을 흡수 하 여 중합 을 개시 하 며 470 nm 에서 가장 효과 적 이 다 18 ) . 어떤 복합 레진 은 캠포 로 퀴논 이외 에 도 다른 광 개시제 를 함께 포함 하 고 있 는데 이 광 개시제 는 더 짧 은 파장 의 빛 을 흡수 하 여 반응 한다 . 복합 레진 내 에서 짧 은 파장 의 빛 은 긴 파장 의 빛 보다 훨씬 흡수 가 많이 되 기 때문 에 짧 은 파장 의 빛 을 이용 해 중합 을 하 는 광 개시제 의 경우 복합 레진 의 안쪽 으로 갈수록 중합 의 개시 에 필요 한 빛 이 부족 하 게 되 어 충분 한 양 의 광자 를 흡수 하 지 못하 면 중합 반응 을 일으키 지 못하 게 된다 17 , 19 ) . 대부분 의 새로 개발 된 광중합 기 는 400 mW / cm 2 이상 의 광도 를 갖 지만 발생 되 는 파장 은 복합 레진 의 광 개시제 의 흡수 특성 과 맞 지 않 을 수 있 기 때문 에 결과 적 으로 불 충분 한 중합 이 일어날 수 있 다 . 따라서 광도 뿐 만 아니 라 파장 역시 복합 레진 의 중합 에 영향 을 주 는 요소 로 생각 된다 7 ) . 
 VALO ® 제조사 에 따르 면 , 광범위 스펙트럼 광중합 기 는 395 nm 에서 480 nm 의 범위 의 네 개 의 발광 다이오드 를 가지 고 있 어 모든 복합 레진 의 중합 이 가능 하 며 , 중합 심도 는 표준 모드 ( 20 초 ) 에서 8 . 44 mm , 고 성능 모드 ( 4 초 ) 에서 8 . 26 mm , 플라 즈 마 모드 ( 3 초 ) 에서 7 . 40 mm 라고 하 였 다 . 하지만 심부 안쪽 까지 도달 하 는 빛 의 질 과 양 에 대해서 는 더 고려 되 어야 할 사항 으로 생각 된다 . 
 제 조사 의 지시 에 따르 면 , 빠른 중합 모드 는 교정 용 브라 켓 부착 이나 얕 은 표면 을 중합 할 때 추천 된다고 하 였으며 , 깊 은 중합 이 필요 할 때 는 추가 적 인 광 조사 가 필요 하 다고 하 였 다 . 연구 결과 빠른 중합 모드 는 고 성능 의 광 조사 에 도 불구 하 고 심부 레진 의 중합 에 불 충분 하 다는 것 을 알 수 있 었 다 . 따라서 연구 에 사용 한 광중합 기 를 사용 할 때 에 는 적응증 의 선택 에 신중 을 기해야 하 며 사용 의 범위 가 제한 되 어 있 음 을 알 아야 한다 . 
 추후 짧 은 중합 시간 의 효과 와 광중합 기 의 고 성능 , 중합 깊이 와 중합 수축 에 관한 보다 깊이 있 는 연구 와 더불 어 높 은 중합 강도 의 열 발생 과 그것 의 재료 에 대한 영향 , 환자 에 대한 영향 에 관한 연구 가 필요 할 것 으로 사료 된다 . 
 기존 의 발광 다이오드 광중합 기 와 비교 하 여 VALO ® 는 광범 위 스펙트럼 발광 다이오드 광중합 기 로 복합 레진 시편 을 중합 했 을 때 표면 에서 는 통계 적 으로 유의 하 게 평균 미세 경도 가 증가 했 지만 중합 시간 을 단축 시켜 중합 했 을 때 심부 까지 의 불 충분 한 중합 으로 인해 미세 경도 에 차이 를 보였 다 . 하지만 , 기존 광중합 기보다 광도 가 증가 되 었 고 , 다양 한 모드 를 지원 하 므로 소아 치과 및 교정 영역 에서 유용 한 장비 라고 사료 된다 . 
 Curing time ( sec ) 
 1 Elipar ™ freelight 2 1200 mW / cm 2 20 
 2 3200 mW / cm 2 3 
 3 VALO ® 1400 mW / cm 2 4 
 4 3200 mW / cm 2 20 
 One - way ANOVA and Scheffe test 
 : Significantly different among groups ( p < 0 . 05 )