본 프로토콜은 ex vivo Enterococcus faecalis 근관 모델에서 다이오드, 툴륨 및 어븀 레이저의 근관 내 소독 효과를 비교하며, 항균 효능과 외근면 온도를 평가하여 안전하고 효과적인 조사 파라미터를 확인합니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
연구 논문
근관 내 오염 제거를 위한 툴륨, 어븀 및 다이오드 레이저: Enterococcus faecalis 항균 활성 및 엑스 비보(Ex Vivo) 열 안전성
60 조회수
⸱
2026년 9월 11일
이 논문에서
요약
초록
레이저 보조 세척은 근관 소독을 위한 유망한 보조 방법으로 등장하였으나, 표준화된 실험 조건 하에서 서로 다른 레이저 시스템을 직접 비교한 근거는 여전히 제한적입니다. 본 ex vivo 연구에서는 Enterococcus faecalis에 대한 근관 내 오염 제거를 위해 808 nm 다이오드 레이저, 1940 nm 툴륨 레이저, 그리고 2940 nm 어븀 레이저의 항균 효능과 열적 안전성을 비교하였습니다. 표준화된 감염 인간 근관 표본을 임상적으로 유의미한 조사 파라미터를 사용하여 처리하였습니다. 항균 효능은 집락 형성 단위(CFU) 감소 및 세균 성장 곡선 분석으로 평가하였으며, 열적 안전성은 레이저 조사 중 외부 근관 표면의 온도 변화를 측정하여 평가하였습니다. 세 가지 레이저 시스템 모두 식염수 처리 대조군보다 더 높은 항균 활성을 나타냈습니다. 어븀 레이저는 30 mJ로 30 s 동안 조사했을 때 가장 높은 평균 억제율(99.0%)을 달성하였으며, 동시에 외부 근관 표면 온도 상승을 허용 가능한 열적 안전 임계치인 10°C 미만으로 유지하였습니다. 툴륨 레이저는 유사한 항균 활성을 보였으나, 최고 조사 설정에서 열적 안전 임계치를 초과하였습니다. 다이오드 레이저는 테스트 조건 하에서 툴륨 및 어븀 레이저보다 낮은 항균 효능과 더 높은 온도 상승을 보였습니다. 본 ex vivo 모델의 한계 내에서, 2940 nm 어븀 레이저가 항균 효능과 열적 안전성 사이에서 가장 유리한 균형을 보여주었으며, 근관 내 소독을 위한 유망한 보조적 접근법임을 나타냈습니다.
서론
치수염 및 근첨주위염의 주요 원인은 근관 계통의 세균 감염입니다1. 한 연구에 따르면, Enterococcus faecalis는 근관 치료 후 만성 또는 재발성 감염이 있는 환자에게서 가장 많이 분리되는 주요 세균으로 확인되었습니다2,3. 이 세균은 바이오필름 형성을 포함한 수많은 병원성 인자를 가지고 있으며, 상아세관을 통해 최대 800 µm 깊이까지 침투하여 영양분이 제한된 조건에서도 생존할 수 있습니다2,3. 이러한 특성은 근관 치료 중에 사용되는 표준 근관 내 소독제뿐만 아니라 신체의 자연 방어 기제에 대한 저항성으로 이어집니다. 따라서 근관 계통에서 남아 있는 E. faecalis를 완전히 제거하지 못하는 것은 근관 치료 실패의 중요한 원인이 됩니다4.
현재의 근관 치료는 근관 시스템에서 미생물을 제거하기 위해 기구 조작을 통한 기계적 변연 제거와 화학적 세척을 결합하여 시행합니다5. 기계적 기구 조작은 세균 수를 줄이는 데 매우 효과적이지만, 복잡한 근관 해부학적 구조 내의 많은 영역은 기구 조작만으로는 접근이 불가능합니다5. 따라서 화학적 세척제는 근관 시스템을 소독하는 데 중요한 역할을 합니다. 그러나 연구에 따르면 가장 강력한 화학 제제조차 세균 바이오필름을 완전히 제거하지 못하는 것으로 나타났습니다6. 또한, 근관 치료 중에 사용되는 일부 화학 제제는 상아질의 구조적 무결성을 손상시킬 수 있습니다6,7. 소독 효율을 높이고 근관 시스템에서 세균 바이오필름을 더욱 완전하게 제거하기 위해 화학적 세척제를 활성화하는 여러 방법이 연구되어 왔습니다. 그중에서도 레이저 활성 세척(laser-activated irrigation)이 유망한 대안 중 하나로 부상했습니다8. 다이오드, 툴륨 및 어븀 레이저 또한 세균 세포벽과 바이오필름을 파괴할 수 있는 광열 및 광기계적 효과를 생성할 가능성에 대해 평가되었습니다9.
이러한 각 레이저 유형과 상호작용하는 조직 사이의 상호작용은 파장에 따라 크게 달라집니다. 일반적으로 808에서 980 nm 범위의 파장으로 빛을 방출하는 다이오드 레이저는 생물학적 조직 내의 발색단에 의해 흡수되며, 그 결과 단백질이 변성되고 박테리아가 사멸하는 광열 반응이 일어납니다10. 툴륨 레이저는 1940 nm에서 작동하며 물에 대해 높은 흡수율을 보입니다. 따라서 툴륨 레이저는 세척액으로 채워진 근관을 포함하여 습한 환경에 매우 적합한 것으로 나타났습니다11. 높은 물 흡수율 덕분에 툴륨 레이저를 세척된 근관에 사용할 경우 액체를 빠르게 가열하고 기화시킬 수 있습니다. 기화 과정에서 발생하는 충격파는 박테리아 바이오필름을 파괴하는 데 도움이 될 수 있습니다. 에르븀 레이저, 특히 2940 nm에서 작동하는 레이저는 치과용 레이저 중 물에 대한 흡수 계수가 가장 높습니다12. 세척된 근관에서 이러한 특성은 폭발적인 기화와 충격파를 생성하여 박테리아를 기계적으로 분리하고 사멸시키는 동시에, 주변 상아질로의 열 전달을 잠재적으로 제한할 수 있습니다13.
근관 치료를 위한 레이저 기술에 대한 관심은 계속 증가하고 있지만, 서로 다른 레이저 시스템에 대한 최적의 임상적 파라미터에 대해서는 여전히 알려지지 않은 부분이 많습니다. 현재의 임상적 사용 방법은 일반적으로 근거 기반의 지원이 제한적인 상태에서 경험적 경험이나 제조업체 권장 지침을 바탕으로 합니다14. 또한, 지금까지 대부분의 연구는 레이저의 항균 효과를 평가해 왔으나, 레이저 치료의 중요한 측면인 치주 조직의 열 손상 위험에 대해서는 상대적으로 관심이 적었습니다. 외근면 온도가 10°C 이상 증가하면 치주 인대와 주변 골 조직에 영구적인 손상을 줄 수 있다는 것이 일반적으로 받아들여지고 있습니다15. 통제된 실험 조건 하에서 항균 효능과 열 안전성을 모두 체계적으로 평가하여 서로 다른 레이저 시스템을 직접 비교한 발표된 연구는 없는 것으로 보입니다.
본 ex vivo 연구의 주된 목적은 근관 벽에서 E. faecalis 바이오필름을 제거하기 위한 세 가지 레이저 시스템(808 nm 다이오드 레이저, 1940 nm 툴륨 레이저, 2940 nm 어븀 레이저)의 항균 효능과 열적 안전성을 조사하고 비교하는 것이었습니다. 열적 안전성을 유지하면서 효과적인 세균 제거를 달성하는 파라미터 조합을 식별하기 위해, 본 연구에서는 임상적으로 유의미한 조사 파라미터를 평가하였습니다. 이러한 연구 결과는 임상의가 근관 소독을 위해 안전하고 효과적인 레이저 보조 접근법을 선택하는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
프로토콜
본 연구는 동지대학교 의과대학 상하이 제4인민병원의 윤리 기준에 따라 수행되었으며, 기관생명윤리위원회(승인 번호 2026013-01)의 승인을 받았습니다. 본 연구에 사용된 발치된 인간 치아는 교정 또는 치주 질환의 이유로 치아 추출술을 받은 환자들로부터 수집되었습니다. 시료 수집 전 모든 참여자로부터 서면 동의서를 받았습니다. 본 연구 목적으로 추가적인 임상적 개입은 수행되지 않았습니다. 본 연구는 발치된 인간 치아 사용에 관한 기관의 요구 사항에 따라 수행되었습니다.
시편 준비 및 선정 기준
상하이 제4인민병원 통지대학교 치과대학으로부터 최근 발치된 단근 영구치(하악 절치 및 소구치) 총 141개를 제공받았다. 모든 치아는 교정학적 또는 치주적 이유로 발치되었다. 각 환자로부터 고지된 동의를 얻었다. 본 연구에는 치주 탐침으로 측정했을 때 뿌리 길이가 최소 10mm 이상인 치아, 우식 병변이나 균열이 없는 온전한 치아, 뿌리 형성이 완료된 치아, 그리고 Schneider 방법 기준 뿌리 만곡도가 10도 미만인 치아가 포함되었다. 다근관, 근관 석회화, 내부 흡수 또는 이전의 근관 치료 이력이 있는 치아는 본 연구에서 제외되었다. 발치 후, 치주 스케일러를 사용하여 육안으로 보이는 모든 치석과 연조직 잔해를 제거하였다. 탈수를 방지하기 위해 치아는 사용 전까지 0.9% 식염수 용액에 담가 4°C에서 보관하였으며, 모든 실험은 발치 후 3개월 이내에 수행되었다. 시편은 미리 정의된 교대 할당 순서에 따라 실험군에 배정되었다. 구체적으로, 각 군의 필요한 표본 수에 도달할 때까지 시편을 각 군에 순차적으로 교대 배정하였다. 공식적인 a priori 검정력 계산은 수행되지 않았다. 표본 크기는 이전의 유사한 ex vivo 연구, 평가된 조사 파라미터 조합의 수 및 적격한 발치 치아의 가용성을 기반으로 선정되었다.
근관 형성 및 멸균
각 치아의 치관을 연속적인 수냉 상태에서 저속 다이아몬드 톱을 사용하여 백악법랑경계에서 제거함으로써 10 mm의 표준화된 치근 분절을 얻었습니다. 작업 길이는 10번 K-file을 사용하여 근첨공에서 1 mm 짧은 지점으로 결정하였습니다. 근관 형성은 ProTaper Universal 니켈-티타늄 회전식 시스템을 사용하여 제조사의 지침에 따라 S1, S2, F1, F2, F3 순서로 진행하였으며, 최종적으로 F3 크기의 근첨 형성이 완료될 때까지 수행하였습니다. 기구 조작 중에는 각 회전식 파일 사용 후 약 2 mL의 5.25% sodium hypochlorite로 근관을 세척하였으며, 이에 따라 근관당 총 세척량은 약 10 mL가 되었습니다. 최종 헹굼은 17% EDTA 5 mL로 1분간 수행한 후, 멸균 생리식염수 5 mL로 마무리하였습니다. 근첨공은 유동성 레진 복합재로 밀봉하여 폐쇄형 근관 시스템을 만들었습니다. 준비된 치근은 121°C에서 20분간 오토클레이브로 멸균한 후, 4°C의 멸균 인산완충생리식염수(PBS)에 보관하였으며, 멸균 후 24시간 이내에 박테리아를 접종하였습니다.
세균 균주 및 배양 조건
감염된 근관 모델을 구축하기 위해 E. faecalis ATCC 29212를 사용하였다. 해당 균주는 호기성 조건 하에 37°C에서 24시간 동안 brain heart infusion (BHI) agar에서 배양되었다. 단일 콜로니를 BHI broth로 옮겨 37°C에서 18–24시간 동안 배양하였다. 60 nm에서의 광학 밀도 (OD60) 값을 0.08–0.10으로 맞추어, 세균 현탁액을 0.5 McFarland 표준과 동일한 약 1.5 × 108 CFU/mL로 조정하였다.
~의 구축 E. faecalis 감염된 근관 모델
감염된 근관 바이오필름 모델을 구축하기 위해, 백시멘트질을 통한 박테리아 침투를 방지하고자 멸균된 각 치근의 외면을 투명 매니큐어로 두 층 코팅하였습니다. 근단공을 유동성 레진 복합레진으로 밀폐한 후 근단 부위를 코팅하였으며, 박테리아 접종이 가능하도록 근관 입구는 코팅하지 않고 남겨두었습니다. 멸균된 마이크로피펫을 사용하여, 10 µL ~의 E. faecalis 현탁액을 각 개별 근관에 옮겨, 외부로 넘치지 않게 근관 전체 길이를 채웠다. 그 후 접종된 시료들을 멸균된 24-웰 배양 플레이트에 개별적으로 넣고, 각 웰에 BHI 배지 1.5 mL를 첨가하였다. 시료를 다음 조건에서 배양하였다. 37°C 21일 동안 호기성 조건에서 배양하였다. 박테리아의 지속적인 성장을 위한 영양분을 공급하고 축적된 세포 파편을 제거하기 위해, 2일마다 배양액을 제거하고 신선한 멸균 BHI broth로 교체하였다. 배양액 교체 시 E. faecalis의 추가 접종은 수행하지 않았다. 배양 기간이 종료된 후, 실험적 테스트 전 느슨하게 부착된 부유 박테리아를 제거하기 위해 모든 생존 샘플을 PBS로 1회 세척하였다. 무작위로 선택된 두 개의 샘플을 사용하여 주사전자현미경(SEM)으로 성숙한 바이오필름 형성 및 상아세관 내 박테리아 침투를 시각화하였다. 시편은 2.5% glutaraldehyde에 고정하여 4°C 24시간 동안 처리한 후, PBS로 3회 세척하고, 단계별 에탄올 시리즈(30%, 50%, 70%, 80%, 90%, 10%)를 통해 각 단계당 10분씩 탈수하였다. 그 다음 세로 방향으로 절단하여 자연 건조시킨 후, 알루미늄 스텁에 고정하고 금으로 스퍼터 코팅하여 SEM으로 관찰하였다.
실험군 및 레이저 조사 프로토콜
감염된 135개의 뿌리 샘플을 사용된 레이저 시스템에 따라 808 nm 다이오드 레이저군, 1940 nm 툴륨 레이저군, 2940 nm 어븀 레이저군의 세 가지 주요 실험군으로 나누었습니다. 각 레이저군에는 45개의 샘플이 포함되었으며, 이를 조사 파라미터에 따라 다시 세분화하였습니다. 다이오드 레이저는 1.0, 1.5 또는 2.0 W의 평균 출력으로 작동시켰으며, 각 출력 설정에서 10, 20 또는 30 s 동안 적용하여 하위 그룹당 3개의 샘플이 포함된 9개의 하위 그룹을 구성하였습니다. 툴륨 레이저는 1.5, 2.5 또는 3.5 W의 평균 출력으로 작동시켰으며, 각 출력 설정에서 10, 20 또는 30 s 동안 적용하여 마찬가지로 하위 그룹당 3개의 샘플이 포함된 9개의 하위 그룹을 구성하였습니다. 어븀 레이저는 15 Hz의 고정 주파수에서 초단펄스 모드로 작동시켰습니다. 10, 20 또는 30 mJ의 펄스 에너지를 10, 20 또는 30 s 동안 적용하여 하위 그룹당 3개의 샘플이 포함된 9개의 하위 그룹을 생성하였습니다. 808 nm 다이오드 레이저와 1940 nm 툴륨 레이저는 모두 연속파 모드로 작동되었습니다.
총 6개의 추가 샘플이 포함되었으며, 음성 대조군과 양성 대조군에 각각 3개씩 배정되었습니다. 음성 대조군에는 멸균 식염수를 처리하였고, 양성 대조군에는 5.25% 차아염소산나트륨(NaOCl)을 30 s 동안 처리하였습니다.
레이저 그룹의 경우, 표준화된 조사 프로토콜을 따랐다. 광섬유를 근관 내 작업 길이까지 삽입하고, 조사 기간 동안 치근단에서 치관 방향으로 느리고 지속적인 나선형 운동을 하며 이동시켰다. 단일 교체형 광섬유 대신 레이저 전용 전달 섬유 또는 팁을 사용하였다. 808 nm 다이오드 레이저는 20 µm end-firing fiber를 통해, 1940 nm 툴륨 레이저는 200 µm end-firing fiber를 통해, 그리고 2940 nm 어븀 레이저는 400 µm radial-firing tip을 통해 전달하였다. 전달 섬유 또는 팁은 약 1 mm/s의 속도로 후퇴시켰다. 근관 입구에 도달한 후 다시 작업 길이까지 되돌렸으며, 지정된 조사 시간이 완료될 때까지 치근단-치관 방향의 나선형 운동을 반복하였다.
툴륨 및 어븀 레이저의 경우, 수조 보조 레이저 활성화를 모사하기 위해 조사하는 동안 근관 내부를 멸균 식염수로 채운 상태로 유지하였다. 조사 전, 각 근관의 입구 높이까지 채워지도록 약 10 µL의 멸균 식염수를 주입하였다. 치료 전반에 걸쳐 근관 내에 액체가 채워진 상태를 유지하기 위해, 필요한 경우 각 조사 주기 전에 식염수를 보충하였다. 다이오드 레이저 군의 경우, 808 nm 다이오드 레이저는 물에 대한 흡수율이 상대적으로 낮으며 근관 내에서 직접적인 광열 항균 효과를 유도하기 위해 사용되었으므로 조사 전 멸균 페이퍼 포인트로 근관을 건조시켰다. 이와 대조적으로, 1940 nm 툴륨 및 2940 nm 어븀 레이저는 물 흡수율이 상당히 더 높으므로, 물에 의한 광열 및 광기계적 효과를 촉진하기 위해 식염수가 채워진 근관에 적용하였다. 레이저 치료는 3일 연속으로 매일 1회씩 반복하였다.
외측 치근 표면 온도 측정
레이저 조사 첫날 동안 외측 치근 표면의 실시간 온도 변화를 측정하였다. 각 치근 표본을 상온(2°C ± 1°C)에서 레토르트 스탠드에 수직으로 고정하였다. 디지털 온도계에 연결된 K-타입 열전대를 치근 장축에 수직이 되도록 외측 치근 표면의 중앙 1/3 지점에 밀착시켰다. 열전대 프로브는 조절 가능한 클램프를 사용하여 배치하였으며, 측정 내내 견고하고 일관된 접촉을 유지하기 위해 내열 접착 테이프로 치근 표면에 고정하였다. 열전대 프로브는 매 측정 세션 전에 끓는 물(10°C)과 얼음물 혼합물(0°C)을 사용하여 교정하였다. 온도 값은 조사 기간(10, 20 또는 30 s) 동안 50 ms 간격으로 기록하였다. 각 표본에 대해 기저 온도와 레이저 조사 중 또는 조사 직후에 기록된 최대 온도를 모두 측정하였다. 기저 온도에서 최고 온도까지의 온도 상승분은 ΔT로 계산하였다. ΔT가 10°C를 초과하는 경우 치주 조직에 잠재적 손상을 줄 수 있는 임계값으로 간주하였다.
미생물학적 평가: 콜로니 계수 및 억제율
레이저 처리의 항균 효과를 결정하기 위해, 각 레이저 처리 후 샘플을 수집하였다. 근관은 멸균된 페이퍼 포인트를 사용하여 건조시켰다. 샘플 간의 교차 오염을 방지하기 위해 각 시편마다 새로운 멸균 size 40 Hedström 파일을 사용하여 근관 벽에서 상아질 칩을 채취하였다. 각 상아질 칩은 1 mL의 멸균 PBS가 들어 있는 개별 마이크로원심분리 튜브로 옮겨졌다. 상아질 칩에서 박테리아를 분리하기 위해 튜브를 30 s 동안 강하게 볼텍싱하였다. 각 희석 단계에서 박테리아 현탁액 10 µL를 90 µL의 멸균 PBS로 옮겨 10−1에서 10−6까지의 10배 연속 희석액을 준비하였다. 각 희석액의 분주액(30 µL)을 각각의 brain heart infusion agar 플레이트에 도말하고 37°C에서 24 h 동안 배양하였다. 콜로니를 계수하여 집락형성단위(CFU)로 기록하였다. 각 희석액은 3회 반복 도말하였으며, 세 플레이트의 평균 콜로니 수를 분석에 사용하였다. 플레이트는 계수 전 코딩되었으며, 콜로니 계수를 수행한 연구자는 처리군 할당 내용을 알지 못하는 블라인드 상태에서 진행하였다.
여기서 C는 음성 대조군(생리식염수) 그룹의 평균 CFU 수치이며, T는 실험군 그룹의 평균 CFU 수치입니다.
세균 성장 곡선 분석
다양한 레이저 처리가 세균 성장 역학에 미치는 영향을 성장 곡선을 통해 조사하였다. 최종 레이저 처리 후 3일째 되는 날, 근관을 5 mL의 멸균 식염수로 세척하였다. 근관 내 물질은 멸균 페이퍼 포인트를 사용하여 수집한 후, 5 mL의 BHI 배지가 담긴 원심분리관으로 옮겼다. 배지 내에 세균이 현탁되도록 튜브를 볼텍싱하였다. 세균 현탁액의 농도를 1 × 106 CFU/mL. 박테리아 농도는 OD를 기준으로 조정되었습니다.600 기존에 설정된 검량선을 이용한 ~의 측정 E. faecalis ATCC 29212였으며, 이후 생존 콜로니 계수를 통해 검증되었습니다. 다음과 같은 분량을 200 µL 현탁액의 일부를 멸균된 96-웰 마이크로플레이트의 각 웰에 분주하였다. 또한, 20 µL 증발을 최소화하기 위해 각 웰에 멸균 미네랄 오일을 추가하였다. 마이크로플레이트를 다음 온도로 유지되는 분광광도계/배양기에 넣었다. 37°C, 그리고 OD600 24시간 동안 매시간 측정하였다. 각 $\text{OD}_{60}$ 측정 전, 균액의 균질한 현탁 상태를 보장하기 위해 마이크로플레이트를 약 30 rpm으로 10초 동안 궤도 진탕(orbital shaking)하였다. 각 시료는 5개의 반복 웰(replicate wells)에서 테스트하였다.
통계 분석
모든 수치 데이터는 평균 ± 표준 편차(SD)로 표시하였다. 통계 분석은 SPSS Version 26.0을 사용하여 수행하였다. 데이터 분포는 Shapiro–Wilk 검정을 통해 평가하였다. 세 그룹 이상의 비교에는 분산 분석(ANOVA)을 사용하였으며, 사후 분석으로 Tukey의 정직 유의 차이(HSD) 검정을 통해 쌍별 비교를 수행하였다. 두 그룹 간의 비교는 독립 표본 t-검정을 사용하여 수행하였다. 모수 검정을 적용하기 전 Levene 검정을 통해 분산의 동질성을 평가하였다. 분산의 동질성 가정이 충족되지 않은 경우, 적절하게 Welch 교정법을 적용하였다. 통계적 유의성은 P < 0.05로 정의하였다. 그래프는 GraphPad Prism Version 9.0을 사용하여 생성하였다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
결과
E. faecalis에 대한 다양한 레이저 처리의 항균 활성
세 가지 레이저 시스템의 E. faecalis에 대한 항균 효능은 3회 연속 처리 후 CFU 수를 측정하여 평가하였습니다. 결과는 그림 1 및 부록 그림 1에 나타내었습니다. 멸균 식염수 음성 대조군에서는 평균 콜로니 수 회색조 값(gray value)이 39618.7 ± 6787.5로 상당한 세균 성장이 확인되었습니다. 5.25% NaOCl 양성 대조군은 개별 억제율이 46.8%, 43.1%, 51.7%였으며, 전체 평균 억제율은 47.2% ± 3.0%를 달성하였습니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
토론
본 ex vivo 연구에서는 감염된 근관에서 E. faecalis 바이오필름을 제거하기 위한 808 nm 다이오드, 1940 nm 툴륨 및 2940 nm 어븀 레이저의 항균 효능과 열적 안전성을 비교하였다. 세 가지 레이저 시스템 모두 5.25% NaOCl보다 더 우수한 세균 억제 효과를 보였으나, 항균 효능과 열적 특성에는 상당한 차이가 있었다. 2940 nm 어븀 레이저는 가장 높은 항균 활성과 외부 치근 표면 온도의 가장 낮은 상승폭을 결합하여 전반적으로 가장 유리한 균형을 달성하였다. 1940 nm 툴륨 레이저 또한 강력한 항균 효능을 보였으나, 최대 조사 파라미터에서는 10°C의 열적 안전 임계값을 초과하였다. 808 nm 다이오드 레이저는 상대적으로 낮은 항균 활성과 덜 유리한 열적 안전성을 나타냈다. 이러한 결과는 레이저 파장과 조사 파라미터가 근관 내 소독과 치주 조직 안전성 사이의 균형을 맞추는 데 중요한 요인임을 시사한다16. 다만, 각 파장은 서로 다...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
공개 사항
이해관계 상충:
저자들은 본 연구와 관련하여 이해 상충이 없음을 밝힙니다. 고용, 컨설팅, 주식 보유, 사례비 또는 유료 전문가 증언을 포함하여 재정적 또는 비재정적 이해 상충은 존재하지 않습니다.
감사의 글
본 연구는 홍커우구 보건위원회(Hongkou District Health Commission)의 의료 연구 프로그램의 지원을 받았습니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 0.9% 식염수 용액 | Beyotime | ST341-500ml | 치아 보관, 세척 및 음성 대조군 |
| 1.5 mL 마이크로원심분리관 | Axygen | MCT-150-C | 시료 수집 및 연속 희석 |
| 24-웰 배양 플레이트 | Corning | 3524 | 바이오필름 배양 |
| 96-웰 마이크로플레이트 | Corning | 3599 | 박테리아 성장 곡선 분석 |
| 고압 증기 멸균기 | Tuttnauer | 2540E | 준비된 뿌리의 멸균 |
| 뇌심장침출액(BHI) 한천 배지 | BD Biosciences | 211065 | 박테리아 배양 및 CFU 계수 |
| 뇌심장침출액(BHI) 배지 | BD Biosciences | 237500 | 세균 배양 및 성장 곡선 분석 |
| 투명 매니큐어 | Beyotime | C0187 | 외치근 표면 밀폐 |
| 다이아몬드 톱 (저속) | Buehler | IsoMet 저속 절단기 | 치관 절단 |
| 디지털 온도계 (K-형 열전대 호환) | OMEGA Engineering | HH802U | 외부 뿌리 표면 온도 측정 |
| Enterococcus faecalis ATCC 29212 | American Type Culture Collection (ATCC) | ATCC 29212 | 세균 균주 |
| 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA), 17% | Sigma-Aldrich | E9884 | 최종 근관 세척 |
| 유동성 레진 복합체 | 3M ESPE | 6031A2 | 근단공 밀폐 |
| GraphPad Prism | GraphPad 소프트웨어 | 버전 9.0 • RRID: SCR_002798 | 그래프 생성 |
| 헤드스트롬(Hedstrom)öm 파일, 크기 40 | Dentsply Maillefer | 80603010042 | 상아질 칩 수집 |
| K-파일, 10호 | Dentsply Maillefer | 800-0210 | 작업 길이 측정 |
| 레이저 시스템, 1940 nm 툴륨 도핑 파이버 | Menovex Medical Technology (Shenzhen) Co., Ltd. (Arpadent) | TN20 | 레이저 조사 |
| 레이저 시스템, 2940 nm Er:YAG | PointNix Co., Ltd. | 모듈형 빔 | 레이저 조사 |
| 레이저 시스템, 808 nm 다이오드 | elexxion AG | Claros Nano | 레이저 조사 |
| 마이크로피펫 | Eppendorf | 3123000063 | 시료 접종 |
| 미네랄 오일 (멸균) | Sigma-Aldrich | M5904 | 세균 성장 곡선 분석 중 증발 방지 |
| 니켈-티타늄 회전 파일 시스템 (F3 준비) | Dentsply Sirona | ProTaper Gold | 근관 형성 |
| 1940 nm 툴륨 도핑 광섬유 레이저용 광섬유 | Menovex Medical Technology (Shenzhen) Co., Ltd. (Arpadent) | 400 µm 직경 | 레이저 조사 |
| 2940 nm Er:YAG 레이저용 광섬유 | PointNix Co., Ltd. | 600 µm 지름 | 레이저 조사 |
| 808 nm 다이오드 레이저용 광섬유 | elexxion AG | elexxion longlife 200, 200 µm (제품 번호 10063) | 레이저 조사 |
| 치주 탐침 | Hu-Friedy | PCPUNC156 | 뿌리 길이 측정 |
| 치주 스케일러 | Hu-Friedy | SJ34-35 | 치석 및 연조직 제거 |
| 인산완충생리식염수 (PBS) | Gibco / Thermo Fisher Scientific | 10010023 | 세척 및 박테리아 희석 |
| 피펫 팁 (10 µL, 200 µL, 1000 µL) | Axygen | T-300 / T-200-Y / T-1000-B | 액체 핸들링 |
| 지지대(Retort stand) | Biosharp | BS-IT-01 | 뿌리 시료 고정 |
| 주사 전자 현미경 (SEM) | Hitachi High-Technologies | TM4000Plus | 바이오필름 이미징 |
| 진탕 배양기 | Thermo Fisher Scientific | MaxQ 4000 | 액체 배양 배지 배양 |
| 차아염소산나트륨 (NaOCl), 5.25% | Sigma-Aldrich | 425044 | 근관 세척 및 양성 대조군 |
| 분광광도계/배양기 (마이크로플레이트 리더) | BioTek / Agilent Technologies | 에포크 2 | 600 nm에서의 광학 밀도(OD600) 측정 |
| SPSS | IBM | 버전 26.0 • RRID: SCR_002865 | 통계 분석 |
| 멸균 페이퍼 포인트 | Dentsply Maillefer | 흡수성 페이퍼 포인트, ISO 20, 0.02 테이퍼, 28 mm | 근관 건조 및 세균 샘플링 |
| 열전대 프로브 (K-타입) | OMEGA Engineering | 88000 | 온도 측정 |
| 볼텍스 믹서 | 사이언티픽 인더스트리스(Scientific Industries) | Vortex-Genie 2 | 박테리아 현탁액 혼합 |
참고문헌
- Stuart CH, Schwartz SA, Beeson TJ, Owatz CB. Enterococcus faecalis: its role in root canal treatment failure and current concepts in retreatment. J Endod. 2006;32(2):93-98.
- Love RM. Enterococcus faecalis: a mechanism for its role in endodontic failure. Int Endod J. 2001;34(5):399-405.
- Sedgley CM, Lennan SL, Appelbe OK. Survival of Enterococcus faecalis in root canals ex vivo. Int Endod J. 2005;38(10):735-742.
- Siqueira JF Jr, Rôças IN. Clinical implications and microbiology of bacterial persistence after treatment procedures. J Endod. 2008;34(11):1291-1301.
- Peters OA. Current challenges and concepts in the preparation of root canal systems: a review. J Endod. 2004;30(8):559-567.
- Zehnder M. Root canal irrigants. J Endod. 2006;32(5):389-398.
- Marending M, et al. Effect of sodium hypochlorite on human root dentine: mechanical, chemical and structural evaluation. Int Endod J. 2007;40(10):786-793.
- de Groot SD, et al. Laser-activated irrigation within root canals: cleaning efficacy and flow visualization. Lasers Med Sci. 2009;24(6):1017-1024.
- Schoop U, et al. Innovative wavelengths in endodontic therapy: a comparative study of Er:YAG and diode laser for bacterial reduction. Lasers Surg Med. 2006;38(5):432-437.
- Gutknecht N, et al. Bactericidal effect of a 980-nm diode laser in the root canal wall dentin of bovine teeth. J Clin Laser Med Surg. 2004;22(1):9-13.
- Hin R, Klinke T, Gutknecht N. Antibacterial effect of a 1940-nm thulium laser in root canal treatment. Lasers Med Sci. 2018;33(5):1051-1056.
- Hibst R, Keller U. Experimental studies of the application of the Er:YAG laser on dental hard substances: I. Measurement of the ablation rate. Lasers Surg Med. 1989;9(4):338-344.
- DiVito E, Peters OA, Olivi G. Effectiveness of the erbium:YAG laser and new design radial and stripped tips in removing the smear layer. J Endod. 2012;38(6):763-766.
- Meire MA, et al. Effectiveness of different laser systems to kill Enterococcus faecalis in aqueous suspension and in an infected tooth model. Int Endod J. 2009;42(4):351-359.
- Eriksson AR, Albrektsson T. Temperature threshold levels for heat-induced bone tissue injury: a vital microscopic study in the rabbit. J Prosthet Dent. 1983;50(1):101-107.
- Stabholz A, Sahar-Helft S, Moshonov J. Lasers in endodontics. Dent Clin North Am. 2004;48(4):809-832.
- Gutknecht N, et al. Temperature evolution on human teeth root surface after diode laser irradiation. J Oral Laser Appl. 2005;5(2):75-80.
- Schoop U, et al. Bactericidal effect of different laser systems in the deep layers of dentin. Lasers Surg Med. 2004;35(2):111-116.
- Fried NM, Murray KE. High-power thulium fiber laser ablation of urinary tissues at 1.94 µm. J Endourol. 2005;19(1):25-31.
- Hmud R, et al. Cavitational effects in aqueous endodontic irrigants generated by near-infrared lasers. J Endod. 2010;36(2):275-278.
- Matsumoto H, Yoshimine Y, Akamine A. Visualization of irrigant flow and cavitation induced by Er:YAG laser within a root canal model. J Endod. 2011;37(6):839-843.
- George R, Walsh LJ. Thermal effects of Er:YAG laser on dentin: an in vitro study. J Oral Laser Appl. 2007;7(3):155-159.
- Siqueira JF Jr, et al. Bacteriologic investigation of the effects of sodium hypochlorite and chlorhexidine during the endodontic treatment of teeth with apical periodontitis. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2007;104(1):122-130.
- Zou L, et al. Penetration of sodium hypochlorite into dentin. J Endod. 2010;36(5):793-796.
- Peters OA, et al. Disinfection of root canals with photon-induced photoacoustic streaming. J Endod. 2011;37(7):1008-1012.
- Attrill DC, et al. Thermal effects of the Er:YAG laser on a simulated dental pulp: a quantitative evaluation of the effects of a water spray. J Dent. 2004;32(1):35-40.
- Shen Y, Stojicic S, Haapasalo M. Antimicrobial efficacy of chlorhexidine against bacteria in biofilms at different stages of development. J Endod. 2011;37(5):657-661.
- Kimura Y, et al. Histopathological changes in dental pulp irradiated by Er:YAG laser: a preliminary report. J Clin Laser Med Surg. 2002;20(4):203-207.
- Olivi G, et al. Disinfection efficacy of photon-induced photoacoustic streaming on root canals infected with Enterococcus faecalis: an ex vivo study. J Am Dent Assoc. 2014;145(8):843-848.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.