Abstract
The purpose of this study is to evaluate the effects of mechanical and thermal fatigue on the shear bond strength(SBS) in orthodontic brackets bonded to human premolars with chemically cured adhesive(Mono-$Lok^2$, Rocky Mountain Orthodontics). Two types of metal brackets (Ormesh, Microloc) and three types of ceramic brackets (Fascination, Starfire, Transcend 2000) were used in this study. The $10^6$ loadcycles of $|7.4{\times}10{^2}sin2{\pi}ft|g{\cdot}cm$ and the 1,000 thermocycles of 15 second dwell time each in $5^{\circ}C\;and\;55^{\circ}C$ baths were acturated as mechanical and thermal fatigue stress, and SBS were measured after each fatigue test. The fracture sites were examined by stereoscope and scanning electron microscope. The results obtained were summarized as follows, 1. In static shear bond test, Fascination brackets showed the maximum SBS($20.78\pm3.45$ MPa) and Microloc brackets showed the minimum SBS($14.88\pm3.10$ MPa). Fascination and Starfire brackets showed significantly greater SBS than Microloc brackets(P<0.05). 2. In mechanical fatigue test, Fascination brackets showed the maximum SBS ($20.19\pm3.45$ MPa) and Starfire brackets showed the minimum SBS($9.10\pm8.33$ MPa). The SBS or Transcend 2000 brackets(P<0.01) and Starfire brackets(P<0.05) significantly decreased after $10^6$ loadcycles. 3. In thermocycling test, Ormesh brackets showed the maximum SBS ($19.36\pm2.76$ MPa) and Starfire brackets showed the minimum SBS($11.94\pm6.86$ MPa). The SBS of Transcend 2000(P<0.01), Microloc and Starfire brackets(P<0.05) significantly decreased after $10^3$ thermocycles. 4. Failure sites of thermocycling groups were similar to those of static groups but after mechanical fatigue test, Ormesh and Transcend 2000 brackets failed at the bracket/resin interface and Microloc brackets failed within adhesive. Facination brackets failed at the enamel/resin interface irrespective of experimental condition.
본 연구의 목적은 화학중합형의 접착제(Mono-$Lok^2$)로 소구치에 부착된 교정용 브라켓의 전단결합강도에 기계적 및 열적 피로가 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 2종의 금속 브라켓(Ormesh, Microloc)과 3종의 세라믹 브라켓(Fascination, Starnre, Transcend 2000)을 사용하였다. 100만회의 반복 비틀림과 1,000회의 thermocycling을 시행한 다음 전단결합강도를 측정하였으며 파절부위를 stereoscope와 주사전자현미경으로 관찰하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 치아면에 대한 브라켓 접착계면의 전단결합강도는 Fascination 군이 $20.78\pm5.23$ MPa로서 가장 크고, Microloc 군에서 $14.88\pm3.10$MPa로 가장 작게 나타났으며, 통계적 유의성을 검증한 결과 Fascination, Starfire 군과 Microloc 군간에 유의한 차이를 보였다(P<0.05). 2. $10^5$회의 반복비틀림을 가한 후의 전단결합강도는 Fascination 군이 $20.19\pm3.45$ MPa로 가장 크고 Starfire 판이 $9.10\pm8.33$ MPa로 가장 작게 나타났으며, 피로시험 후 Transcend 2000 군(P<0.01)과 Starfire 군(P<0.05)에서 유의성 있는 감소를 보였다. 3. 1,000회의 thermocycling 후의 전단결합강도는 Ormesh 군이 $19.36\pm2.76$ MPa로 가장 크고, Starfire 군이 $11.94\pm6.86$ MPa로서 가장 낮게 나타났으며, thermocycling 후 Transcend 2000(P0.01), Microloc과 Starfire 군(P0.05)에서 유의성 있는 감소를 보였다. 4. 접착계면의 파절양상은 thermocycling시는 정적 시험군과 유사하게 나타났으나, 반복비틀림시는 Ormesh와 Transcend 2000 군에서는 모두 브라켓과 레진 계면에서, Microloc 군은 모두 레진내에서 파절되는 경향을 보였다. Fascination 군은 피로시험조건에 관계없이 법랑질과 레진의 계면에서 파절되었다.
(Department of Orthodontics, College of Dentistry, Chonbuk National University)