Abstract
It was reported that esthetic composite resin restoration reinforces the strength of remaining tooth structure with preserving the natural tooth structure. However, it is unknown how much the strength would be recovered. The purpose of this study was to compare the fracture resistance of three types of undermined cavity filled with composite resin with that of non-cavitated natural tooth. Forty sound upper molars were allocated randomly into four groups of 10 teeth. After flattening occlusal enamel, undermined cavities were prepared in thirty teeth to make three types of specimens with various thickness of occlusal structure (Group $1{\sim}3$). All the cavity have the 5 mm width mesiodistally and 7 mm depth bucco-lingually. Another natural 10 teeth (Group 4) were used as a control group. Teeth in group 1 have remaining occlusal structure about 1 mm thickness, which was composed of mainly enamel and small amount of dentin. In Group 2, remained thickness was about 1.5 mm, including 0.5 mm thickness dentin. In Group 3, thickness was about 2.0 mm, including 1 mm thickness dentin. Every effort was made to keep the remaining dentin thickness about 0.5 mm from the pulp space in cavitated groups. All the thickness was evaluated with radiographic Length Analyzer program. After acid etching with 37% phosphoric acid, one-bottle adhesive (Single $Bond^{TM}$, 3M/ESPE, USA) was applied following the manufacturer's recommendation and cavities were incrementally filled with hybrid composite resin (Filtek $Z-250^{TM}$, 3M/ESPE, USA). Teeth were stored in distilled water for one day at room temperature, after then, they were finished and polished with Sof-Lex system. All specimens were embedded in acrylic resin and static load was applied to the specimens with a 3 mm diameter stainless steel rod in an Universal testing machine and cross-head speed was 1 mm/min. Maximum load in case of fracture was recorded for each specimen. The data were statistically analyzed using one-way analysis of variance (ANOVA) and a Tukey test at the 95% confidence level. The results were as follows: 1. Fracture resistance of the undermined cavity filled with composite resin was about 75% of the natural tooth. 2. No significant difference in fracture loads of composite resin restoration was found among the three types of cavitated groups. Within the limits of this study, it can be concluded the fracture resistance of the undermined cavity filled with composite resin was lower than that of natural teeth, however remaining tooth structure may be supported and saved by the reinforcement with adhesive restoration, even if that portion consists of mainly enamel and a little dentin structure.
심미성 복합레진은 자연 치질을 보존시키며 나아가 잔존 치질의 강도를 강화시켜 준다. 복합레진 수복시 더 많은 치질을 남기기 위해 첨와 (undercut) 형태의 교합면 치질을 남긴 채 복합레진으로 수복하는 경우가 많으나, 어느 정도 강도가 복원되는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 이에 본 연구에서는 첨와 형태의 와동을 잔존 치질의 두께 (법랑질 / 법랑질과 상아질)에 따라 형성하고 복합레진으로 충전한 경우, 수복된 치아의 파절 저항성을 손상이 없는 자연치와 비교평가하였다. 상악 대구치 40개의 교합면을 편평하게 삭제한 후 방사선 사진에서 치수각의 위치를 확인하였다. 대상 치아를 각 10개씩 4개군으로 분류하였으며, 1$\sim$3군은 실험군으로 모두 협측에 깊이 7 mm, 근원심 폭경 5 mm의 첨와 형태 와동을 형성하였고, 와동저에서 치수각까지의 거리를 약 0.5 mm로 유지하였으며 교합면쪽의 치질 두께를 달리하였다. 1군은 법랑질과 소량의 상아질로 구성된 치질 두께를 1 mm, 2군은 법랑질과 상아질의 두께를 1.5 mm, 3군은 법랑질과 상아질의 두께를 2 mm가 되도록 하였고, 4군은 건전한 자연치를 와동형성 없이 대조군으로 사용하였다. 두께 측정은 방사선 사진을 스캔한 후 길이 확대 프로그램을 이용하였다. 각 와동을 37% 인산으로 산부식한 다음 단일병 접착제 Single $Bond^{TM}$ (3M/ESPE, USA)를 적용하였고 혼합형 복합레진 Filtek $SZ-250^{TM}$ (3M/ESPE, USA)을 사용하여 적층 충전하였다. 치아를 실온에서 증류수에 24시간 동안 보관한 다음 Sof-Lex system (3M/ESPE, USA)을 사용하여 연마하였다. 이후 자가중합형 레진에 교합면을 기저부에 평행한 상태로 치근부를 매몰한 다음 Universal testing machine (Zwick Z010, Germany)에서 지름 3 mm의 staineless steel rod를 1 mm/min의 cross-head speed로 하중을 가하여 파절 강도를 측정하였다. 통계 분석은 95% 유의 수준의 One-way ANOVA와 Tukey test를 이용하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 와동 형성 후 복합레진을 수복한 군들은 대조군에 비해 약 75%의 파절 강도를 보였다. 2. 교합면쪽 잔존 치질의 두께에 따른 파절 저항은 유의한 차이를 보이지 않았다 (p > 0.05). 복합레진을 이용하여 첨와 형태의 와동을 수복한 후 파절 강도를 측정한 결과 건전 치아보다는 강도가 낮았지만, 상부의 잔존 치질이 대부분 법랑질로 이루어진 경우에도 복합 레진으로 수복하면 건전 치아 파절 강도의 75%까지 유지할 수 있다는 결론을 얻었다.