대한치과보존학회

수경성 바이오세라믹 실러의 임상 적용에 대한 대한치과보존학회의 position statement

서 론

1993년 11월 mineral trioxide aggregate(MTA)라는 물질이 치근 천공을 수복하는 재료로 최초로 문헌에 등장하였다.¹ 이 후, 30년에 가까운 기간 동안 MTA는 치근단역충전, 치근천공, 치수복조 등 다양한 임상 상황에서 성공적으로 사용되어 왔고 이는 MTA의 우수한 밀폐효과 및 생체적합성에 기인한 것으로 알려져 있다.² 

MTA라는 명칭은 본래 학문적으로 존재하는 것은 아니고 개발자들이 나름의 특정한 의미를 담아 명명한 것으로 알려져 있다. 1995년 등록된 특허(US5415547)에 의하면 MTA는 치아충전재료로 소개가 되어 있고 건축용 재료로 널리 사용되는 포틀랜드 시멘트로 구성되어 있다고 기술되어 있다. 시멘트 공학에서 포틀랜드 시멘트는 산화칼슘(CaO)과 실리카(SiO2)를 반응시켜 생산하며 반응산물인 규산칼슘(calcium silicate) 계통의 성분들이 주를 이룬다. 이를 치과용 충전물질로 사용하기 위해 산화창연(bismuth oxide; Bi2O3)을 포함시켜 방사선 불투과성을 부여하였고 이를 MTA라고 정의하였다. 따라서 화학적으로 MTA는 규산칼슘 기반의 물질로 구분할 수 있으며 규산칼슘 및 방사선 불투과성 물질로 구성된 분말을 물과 혼합하여 경화반응을 유도한 후 최종적으로 규산칼슘 수화물(calcium silicate hydrate; C-S-H)이 생성되어 밀폐 기능을 발휘하게 된다. 따라서 한동안 MTA라는 용어 대신 규산칼슘 기반 시멘트(calcium silicate-based cement)라는 용어가 주로 사용된 바 있다. 다만 건축물에 사용되는 일반적인 포틀랜드 시멘트는 인체에 유해한 중금속 등을 함유하고 있기 때문에 현재 제조회사들은 순도가 높은 규산칼슘 분말을 사용하여 의료용으로 출시하고 있다.³ 

근래 들어 MTA의 방사선불투과성 물질로 사용되는 산화창연이 치아변색의 주된 원인으로 밝혀진 이후 이를 대체하기 위해 산화지르코니아(zirconium oxide; ZrO2)를 사용하는 경우가 증가했다.⁴ 하지만 산화지르코니아의 방사선불투과성이 산화창연에 비해 현저히 낮아 이를 보상하기 위해 함량을 증가 시키게 되었고 심지어 규산칼슘보다 함량이 높아지는 경우도 생겼기 때문에 이를 반영하기 위해 다른 용어들이 사용되고 있다. 이 중, 바이오세라믹(bioceramic)이라는 단어가 MTA 기반 물질들을 표현할 때 사용되기도 하는데 이는 본래 생체적합성이 우수하여 생체에 식립이 가능하고 경조직을 대체할 수 있는 물질을 의미하기 때문에 인산칼슘, 지르코니아 및 다양한 합성물질들도 포함하는 보다 광의의 개념으로 볼 수 있으며 상기 조건을 만족하는 규산칼슘을 주성분으로 하는 MTA도 바이오세라믹에 속한다고 보는 관점이다. 최근에는 수경성 치과용 시멘트(hydraulic dental cement)라는 용어가 문헌에 자주 등장하는데 이는 이러한 종류의 물질이 기본적으로 물과 혼합하여 경화되는 성질을 가지고 있다는 점에 기인한다.⁵ 이런 점을 고려했을 때 다소 학문적 개념과는 거리가 먼 MTA 실러라는 용어보다는 수경성 바이오세라믹 실러(hydraulic bioceramic sealer)라는 명칭을 사용하는 것이 권장된다.

수경성 시멘트가 우수한 밀폐효과를 보유하고 있기 때문에 일반적인 근관충전에도 사용하고자 하는 시도들이 있어왔으나 좁고 만곡된 근관에 적용하기에는 조작성이 불량하여 오랜 기간 동안 어려움을 겪어왔다. 그러다 약 10여 년 전부터 수경성 시멘트 분말을 비수성 용매와 혼합하여 수화 반응이 일어나지 않는 상태로 제조하여 이를 밀봉된 주사기에 넣은 후 근관 내에 주입하는 방식이 개발되었다.⁶ 현재 이렇게 수경성 시멘트를 술자가 직접 혼합하지 않고 제조 단계에서 미리 혼합한 이른바 ‘premixed’ 형태의 수경성 바이오세리믹 근관실러의 형태로 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 실정이다.⁷ 

수경성 바이오세라믹 실러는 다른 실러들에 비해 우수한 생체적합성, 항균효과, 생체활성(bioactivity) 등의 독특한 성질을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다.^8-11 하지만 경화반응, 용해도, 체적안정성, 근관밀폐효과, 열에 대한 반응, 재치료 용이성 등에 있어서는 기존 실러들과 비교해서 아직 논란이 되고 있으며 아직 이들을 임상에서 사용하는데 있어서 치과의사들이 의문을 가지고 있는 실정이다. 따라서 대한치과보존학회는 수경성 바이오세라믹 실러를 사용함에 있어서 상기 논란이 되는 부분을 중심으로 임상적으로 고려할 사항에 대한 position statement를 발표하는 바이다.

본론

1. 경화시간

수경성 바이오세라믹 실러의 경화시간은 기존의 레진계 혹은 산화아연유지놀계 실러에 비해 짧은 것으로 보고되고 있다. 하지만 수경성 바이오세라믹 실러는 화학적 특성상 경화를 위해 물이 필요하며 수분의 존재 정도와 밀접하게 관련되어 있어서 연구마다 다양한 결과를 보인다.¹² 심지어 일부 연구에서는 특정 제품이 완전히 경화하지 않는다는 보고도 있는 실정이다.¹³   

수경성 바이오세라믹 실러는 주로 근관 내에 존재하는 잔여 수분에 의존하여 경화반응을 하는 것으로 알려져 있다. 실제로 많은 연구에서 건조 환경에서는 경화시간이 증가한다고 보고된 바 있다.¹⁴ 아울러 최근 연구에 따르면 근관 내 수분의 존재는 수경성 바이오세라믹 실러와 상아질의 결합에 도움이 된다고 보고된 바 있다.¹⁵ 또한 습기의 존재가 수경성 바이오세라믹 실러의 화학적 성분의 변화를 초래하지 않는다고 보고된 바 있다.¹⁶ 따라서 완벽한 근관 건조가 달성되지 못하더라도 근관 내 잔존해 있는 수분의 존재가 수경성 바이오세라믹 실러의 경화 및 밀폐에 도움을 준다는 면에서 다른 종류의 실러에 비해 수경성 바이오세라믹 실러가 갖는 장점이 될 수 있다고 추측된다. 하지만 잔존 수분의 적정량에 대해서는 아직 면밀하게 연구된 바는 없는 실정이다. 다만, 기존 실러들과는 달리 알코올 등을 이용하여 근관을 완벽하게 건조하려는 노력은 지양해야 할 것으로 보인다.

2. 체적 안정성

일반적으로 수경성 바이오세라믹 실러는 경화하면서 0.1% 내외의 미세한 수화팽창(hygroscopic expansion)을 하는 것으로 알려져 있다.^17,18 반면 레진계 실러는 경화하면서 수축을 한다. 이러한 수경성 바이오세라믹 실러의 미약한 팽창은 근관 밀폐에 도움을 주는 것으로 추측되고 있다. 반면, 일부 임상가들이 팽창에 따른 치근파절에 대한 우려를 하는 것으로 보이나 현재까지 수경성 바이오세라믹 실러의 팽창에 의한 치근파절이 보고된 바는 없다. 아울러 현재 ISO 6876 규격에는 체적안정성에 대한 기준은 없는 실정이다. 하지만 머지않은 장래에 ISO 6876 규격이 개정될 예정이며 이 때 체적안정성에 대한 기준이 포함될 예정이므로 새로운 기준에 따른 각 제품들의 평가가 이루어질 전망이다. 

3. 용해도

수경성 바이오세라믹 실러의 용해도는 레진계 실러들에 비해 높은 것으로 보고되고 있으며,^19,20 연구에 따라서는 일부 실러가 심지어 ISO 기준인 3%를 넘는다는 결과도 있다.^21-23 따라서 수경성 바이오세라믹 실러의 용해도는 현재까지 많은 논란이 되고 있다. 하지만 수경성 바이오세라믹 실러와 상아질벽 사이의 계면 및 심지어 상아세관 내까지 광화물질이 침착되는 현상이 관찰되는 것으로 보아^24,25 단순히 용액에 담근 전,후의 무게를 측정하여 산출하는 ISO 기준으로만 설명하기에는 어려운 부분이 있다. 또한 실제 임상 환경에서는 실러가 조직액과 제한된 접촉을 한다는 점에서 실제 임상과 연관된 연구가 필요하다고 여겨진다. 

4. 근관밀폐 효과

수경성 시멘트의 치아조직 폐쇄효과는 오랜 기간에 걸친 연구를 통해 우수한 것으로 판명된 바 있다. 그럼에도 전체 근관계를 밀폐해야 하는 수경성 바이오세라믹 실러의 특성상 근관밀폐 효과에 대해서도 검증이 활발하게 이루어지고 있다. 근관밀폐 효과는 매우 복합적인 평가 지표이기 때문에 이를 평가하기 위해서 다양한 실험 방법이 동원되는데 현재 미세누출 정도, 치근과의 결합강도, 충전물의 근관내 점유율, 기포발생 정도 등의 평가 방법이 주로 이용되고 있으며 다양한 연구결과가 도출되고 있다. 전반적으로는 기존의 레진기반 실러들과 유사한 결과들을 보이고 있으나 아직 각각의 방법들과 관련되어 잠정적 결론을 도출하는 체계적 고찰 및 메타분석 논문이 충분하지 않아 이에 대해서는 좀 더 오랜 기간의 검토가 필요하다고 판단된다.

5. 열에 대한 반응

일반적으로 근관충전을 위해 다양한 방법이 이용되며 열을 이용한 열수직가압법(warm vertical compaction technique)도 널리 사용되고 있다. 연구에 의하면 높은 온도를 가했을 때 수경성 바이오세라믹 실러의 물리적 성질이 변화된다고 보고된 바 있으며 이는 근관 밀폐 효과에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 가능성이 있다.^26,27 최근에는 열수직가압법에 사용할 수 있도록 개발된 제품도 출시된 바 있으나 최근 연구에 따르면 해당 제품도 여전히 열에 의해 용해도와 같은 물리적 성질의 변화가 있다는 보고가 있다.²⁸ 따라서 대부분의 제조 회사들은 수경성 바이오세라믹 실러를 사용할 때 단일콘을 사용하여 열을 가하지 않는 실러 기반 충전법(sealer-based filling technique)을 사용할 것을 권고하고 있다. 이 실러 기반 충전법의 근관밀폐 효과에 대해서는 다양한 연구가 이루어진 바 있으며 대부분의 연구에서는 열연화 충전법과 차이가 없다고 보고되고 있다. 다만, 일부 연구에서는 단일콘 기법을 사용했을 경우 기포의 발생이 더 높다는 보고도 있기 때문에 좀 더 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.²⁹   

6. 재치료의 용이성

수경성 바이오세라믹 실러로 충전된 근관의 재치료에 대해서 다양한 연구결과들이 보고되고 있으며 대체적으로 수경성 바이오세라믹 실러가 기존의 레진계 실러에 비해 제거가 어려운 것으로 나타나지는 않는다.^30-32 다만, 대부분의 연구들이 수경성 바이오세라믹 실러를 사용할 때 거타퍼챠 콘을 함께 사용하는 것을 전제로 수행되었기 때문에 근관충전시 실러 단독으로 사용하는 것은 지양해야 할 것이다. 

결론

수경성 바이오세라믹 실러는 생체적합성과 근관밀폐효과가 우수하고 특히 수분이 잔존하는 경우에도 물성의 큰 저하 없이 사용이 가능하다는 점과 단일콘 기법을 이용하여 사용이 용이하다는 점에서 장점을 갖는다고 할 수 있다. 하지만 임상에서 사용된 지 불과 10여년 밖에 되지 않았기 때문에 보다 많은 장기적인 임상 연구가 필요하다고 판단된다. 특히 레진계 실러에 비해 높은 용해도, 수화 팽창, 열에 대한 성분 변화 등에 대해서는 주목할 필요가 있다. 

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