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근관충전용 포인트는 ISO 6877에서 제시한 포인트 형태의 외형과 생체적합성(KS P ISO 10993-1과 KS P ISO 7405), 길이, 크기, 물리적 충실도, 방사선 불투과성, 색상코드에 대한 규정을 제시하고 있으며 (1), 충전재료의 임상적용시에는 근관에 대한 밀폐성, 근관벽에 대한 접착성 그리고 항균성, 방사선 불투과성, 유동성, 체적 안전성 및 조작성등의 특성을 가져야 한다. 열가소성 가타퍼차가 개발되기전까지 사용하던 고형 가타퍼차는 전통적인 근관충전재료로 다양한 유형의 실러와 함께 사용되어 왔다. 근관충전용 실러로는 레진계, 산화아연유지놀계, 수산화칼슘계 및 칼슘 실리케이트계 등의 소재들로 구성 되어있으며, 과거에는 주로 근관 밀폐성과 근관벽에 대한 접착성을 높여 근관부 감염방지를 위해 두세가지 재료를 복합적으로 사용했다 (2). 그러나 1990년대부터 열가소성 근관충전재가 개발되어 단일 충전재로 치근관을 밀폐하여 사용할 수 있게 되었다.

가타퍼차는 1967년 Schilder에 의해 고안되어 (3) 현재까지 다양하게 개발되어 진료실에서 근관충전 재료로 사용 되고 있으며 (4), 우리나라 가타퍼차의 역사는 1980년대에 시작되어 현재 전 세계 시장의 약 30% 이상을 생산하여 공급하고 있다.

일반적으로 열가소성 근관충전재는 재료가 갖는 가역적인 열가소성을 이용하여 주입하는 시술 방법으로 충전 재료는 유기 폴리머와 무기 성분, 가공 조제의 첨가량에 따라 연질(soft, light), 중질(medium, regular), 경질(hard, heavy)형으로 분류할 수 있다. 가타퍼차의 무기 성분의 비율은 이들물질의 열적 특성에 영향을 줄 수 있으며, 가열 요소의 온도 설정은 사용 된 근관 충전재의 소성 특성에 영향을 준다 (5).

또한 근관충전재는 근관 첨단까지 재료가 도달할 수 있도록 적절한 흐름성이 요구될 뿐 아니라 열화된 가타퍼차 주입기 내에서도 최적 온도와 흐름성이 요구된다. 과거 사용하던 고형 근관충전재는 국제표준 기준이 제시되어 있고, 근관충전 재료의 성능 및 안전성 시험 방법이 가이드라인으로 보고되어 있다 (1).

근관 충전재의 연구 동향은 열분석 및 열가소성에 대한 평가에서 가타퍼차의 가열온도에 따른 PR(penetration resistance) 측정과 열 안정성의 연구 (6), MFT(melt-flow temperature) 측정과 적외선 열화상 장치로 온도를 측정한 연구 (7), Thermoplastic endodontic obturation materials로 흐름성 측정 연구방법이 있으나 아직까지 열가소성 근관충전재의 흐름성에 대한 측정 규격이 제시되어 있지 않았다 (8).

따라서 본 연구에서는 서로 다른 온도 설정을 받았을 때 열가소성 가타퍼차의 흐름성 특성을 평가 해보고자 했다. 일반적으로 고형 근관충전재료의 제품들은 KS P ISO 6877에 제시된 물리적 특성의 시험방법으로 평가하여 사용하고 있으나 현재까지 열가소성 근관충전재료의 흐름성에 따른 물리적 특성 연구가 없어 흐름성 특성을 시험하여 기준을 제시하고자 하였다.

가타퍼차는 1800년대 후반부터 연화해서 금선(gold wire)을 이용하여 치근관에 사용했다 (13). 근관 폐쇄용 가타퍼차는 그 이후 약 100년간 고형 근관충전 재료로 사용되어지다가 1990년대부터 카트리지에 충전재를 삽입하여 사용이 가능한 열가소성 가타퍼차로 개발되었다. 열가소성 근관충재는 치근관의 해부학적 특성에 따라 근관 적합성을 높여주고 열화가 가능한 전용 가열주입기가 있어 시술자의 시술 편리성을 높여줄 수 있다. 특히 구치부 치아는 치근관이 2~3개로 나타나기 때문에 근관을 완전하게 밀폐하기가 어려워 과거에는 주로 고형 가타퍼차와 실러를 함께 사용해왔다. 사실 두세가지 근관 충전재로 근관을 충전 하는 것보다 단일충전재로 근관을 충전하게 되면 밀폐성과 적합성이 높아진다. 또한 열가소성 근관충전재는 1994년에 가타퍼차의 주입방법이 카트리지와 건으로 개발됨에 따라 사용량이 증가되고 있다. 현재 치과 진료실에서 치근관 충전재로 열가소성 가타퍼차를 많이 사용하고 있어 제조자와 사용자는 열가소성 근관충전재료의 물리적 특성을 잘 이해할 수 있어야 한다.

가타퍼차는 유기 폴리머와 산화 아연 및 황산 바륨과 같은 무기 성분으로 구성되어 있다 (14). Gurgel-Filho 등은 특히 제제 중 가타퍼차의 비율이 낮으면 가소성 및 유동성이 감소 할 수 있다고 했다 (15). 또한 상이한 열가소성 값으로 가타퍼차를 실험한 결과 가타퍼차 제제의 유동성에 차이가 나타난다고 보고한 바 있다 (14).

그러므로 열가소성 가타퍼차의 열화물 온도와 같은 열적-기계적인 물성을 이해하여야 하며, 근관충전용 열가소성 가타퍼차는 치근관 특성에 따라 적절하게 유입되어야 하기 때문에 적절한 흐름성이 있어야 한다. 고형 근관충전재의 흐름성을 측정하기 위해 연질형 150~160℃, 경질형 180~200℃의 온도로 가열하도록 권장하고 있다 (7). 본 연구에서도 제조사의 시험시 가열온도인 108℃의 과거 연구 (16)에서 같이 시험조건에 온도를 맞추기 위해 108℃ 160℃와 200℃로 온도를 설정하여 측정 한 결과 평균값은 동질성이 있는 것으로 조사되었다.

또한 가타퍼차의 흐름성을 정확하게 파악하고자 각 시편은 별도의 시편제작 과정이 없이 시판되는 4개 가타퍼차 펠렛 제품으로 측정했다. 거타퍼차 재료는 가열시 지나치게 온도가 높거나 낮으면 흐름성이 영향을 받기 때문에 치근관을 균일하게 충전하기 어렵고, 흐름성에 따라 저충전과 과충전 또는 불안전한 충전으로 근관 내 빈 공간을 야기 시켜서 근관충전의 실패요인 되기도 한다 (17). 또한 열가소성 가타퍼차는 주입기에서 열연화 온도를 160℃ (Obtura II)로 실험한 결과 치근표면에서 8.5℃와 22.1℃로 상승된다고 보고되었다 (18). 그리고 재료의 가열 온도에 따라 측정한 결과 주입기를 통해 근관으로 열가소성 가타퍼차 주입 시 약간의 온도가 상승되기 때문에 흐름성 측정의 경우 온도와 하중, Cut-off time의 설정에 따라 흐름성 특성이 변화될 것으로 예측되어 본 조사에서는 온도와 하중 그리고 Cut-off time을 다양하게 설정하여 측정했다.

본 연구에서는 근관충전재인 열가소성 가타퍼차를 Soft, Medium 그리고 Hard type으로 분류 하여 가열 온도를 108℃, 160℃ 그리고 200℃ 설정하고 하중을 2.16 kg과 3.8 ㎏의 무게로 가압하여 측정한 결과 온도를 200℃까지 열화하면 흐름성 성질이 변화되었다. 하중은 흐름성 특성에 크게 영향을 미치지 않았으나 온도와 Cut-off time의 설정이 중요한 것으로 조사 되었다.

따라서, 열가소성 가타퍼차 열화 온도는 200℃까지 열화하면 흐름성 성질이 변화되기 때문에 최근 치과진료실에서 많이 사용되는 근관충전 재료인 열가소성 가타퍼차의 흐름성에 대한 제품의 특성을 사용설명서에 제시해야 할 것으로 사료되었다.