Current Issue

의료기기용 고분자 재료로 TECAPRO^® MT white (Ensinger GmbH, Nufringen, Germany)와 Delrin^® 150 natural (DuPont, Wilmington, DE, USA)을 사용하였다. 각 시편은 (35±1) mm × (1±0.1) mm 크기로 가공하였으며, 3차 증류수로 초음파 세척한 후 50℃에서 24시간동안 건조하였다. 시편에 대한 세부 정보는 Table 1에 제시하였다.

시편은 환봉 형태의 polypropylene (PP)와 Polyxymethylene (POM)을 절삭 가공하여 지름 35 mm 두께 1 mm의 디스크 형태로 72개 제작하였다. 고압증기멸균을 진행하기 전, 모든 시편은 초음파세척기(SH-2140, SAE HAN ULTRASONIC Co., Seoul, Korea)를 이용하여 세척하였으며, 50℃ 환경의 건조기(C-DOD, Chang Shin Science Co., Seoul, Korea)에서 24시간 건조하였다. 시편은 무작위로 선정하여 멸균 횟수에 따라 대조군(PPC, POMC), 10회 멸균군(PP10, POM10), 50회 멸균군(PP50, POM50), 100회 멸균군(PP100, POM100)으로 구분하였다. 각 군은 시편 3개를 하나의 세트로 구성하여 총 3세트로 연구에 사용하였으며, 세트는 PPC-1, PPC-2, PPC-3와 같이 명명하였다. Table 2에는 대조군과 반복 멸균군의 시편별 무게와 표면적을 제시하였다.

모든 시편은 유리병에 분리하여 담은 후 알루미늄 호일로 밀봉하고, 멸균 지시테이프를 부착하여 멸균 여부를 확인하였다. 멸균 횟수에 따른 용출물 변화를 평가하기 위해 각 시료는 고압증기멸균기(SAC 230G, Sturdy Industrial Co., Ltd., Wugu District, New Taipei City, Taiwan)를 사용하여 121℃에서 15분간 멸균 후 20분간 건조하는 과정을 10회, 50회, 100회 반복하였다.

각 조건별로 멸균된 시편 3개를 불활성 용기에 넣고(Table 2), 4 g/20 mL의 비율로 3차 증류수를 첨가한 후, 고온건조기에서 70℃에서 24시간동안 동안 용출하였다. 용출액 20 mL에 potassium hydrogen phthalate(Daejung Chemicals & Metals Co., Ltd, Siheung, Korea) 200 mg을 첨가하여 완전히 용해시킨 후, pentafluorobenzyl hydroxylamine(PFBHA, Sigma-Aldrich Co., St. Louis, Mo, USA) 1 mL를 첨가하여 상온에서 30분간 유도체 반응을 진행하였다. 반응이 끝난 후 황산(Duksan Pure Chemicals Co., Ltd, Ansan, Korea)과 헥산(Sigma-Aldrich co., St. Louis, Mo, USA)을 첨가하여 5분간 강하게 교반한 후 상층 유기용매층을 분리하였다. 분리된 용매층은 0.2 N 황산용액(Duksan Pure Chemicals Co., Ltd, Ansan, Korea) 3 mL와 혼합하여 분석용 시료로 사용하였다.

용출된 유기물은 Gas chromatography-Mass spectrometry (7826A GC/5977E MS, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)로 분석하였다. HP-5MS Ultra Inert 컬럼 (30 m × 250 µm, 0.25 µm, Agilent Technologies)을 사용하였으며, 시료는 splitless 모드로 주입하였다. 주입기 온도는 200℃, 주입량은 0.2 µL로 설정하였다. 캐리어 가스로는 99.999% 헬륨을 1.3 mL/min의 유속으로 공급하였다. 오븐 온도 조건은 초기 80℃에서 2분 유지 후 20 ℃/min으로 160℃까지 승온하여 1분 유지, 이후 10 ℃/min으로 300℃까지 승온 후 2분 유지하는 방식으로 설정하였으며, 총 분석 시간은 22분이었다.

포름알데히드는 PFBHA 유도체화한 후 SIM 모드에서 머무름 시간과 피크 면적을 기준으로 정량하였다. 검량선은 0.02–2.0 µg/mL 농도 범위에서 확립되었으며, 상관계수(R²)는 0.995 이상이었다. 검출한계(LOD)와 정량한계(LOQ)는 각각 0.02 및 0.05 µg/mL로 산출하였다. 교정곡선 결과는 Figure 1에 제시하였으며, 모든 농도 구간에서 우수한 직선성을 보였다. Target 분석물질(Formaldehyde)에 대한 정보는 Table 3에 제시하였다.

Figure 1. 
Calibration curve for 6 concentration formaldehyde standard samples.

반복 고압증기멸균 횟수에 따른 포름알데히드의 방출을 평가하기 위해 측정된 값의 통계분석은 SPSS Statistics ver. 23.0(IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 이용하였다. One-way ANOVA 시행 후 사후검정으로 Turkey’s test를 시행하였다. 본 연구에서 통계적 유의 수준은 p<0.05으로 설정하였다.

GC/MS를 이용하여 PP, POM 소재의 치과용 기구에서 방출되는 포름알데히드의 양을 분석하였으며, 고압증기멸균 사용 횟수에 따라 방출량의 차이를 확인하였다. Table 4와 Figure 2는 멸균 처리 횟수에 따라 용출된 포름알데히드 농도를 나타낸 결과이다. PP 소재에서는 포름알데히드가 검출되지 않은 반면, POM 소재에서는 포름알데히드가 멸균 횟수에 따라 유의미한 차이로 검출되는 것을 확인하였다. 대조군(POMC)은 1.95±0.07 ppm으로 가장 높은 포름알데히드 방출량을 나타내었으며, 10회 멸균군(POM10)은 1.06±0.12 ppm, 50회 멸균군(POM50)은 0.99±0.07 ppm, 100회 멸균군(POM100)은 0.69±0.19 ppm 으로 멸균 처리를 하지 않은 대조군과 비교했을 때, 멸균을 실시한 실험군에서는 포름알데히드 방출량이 유의한 차이를 나타내는 것을 확인하였다(p<0.05).

Figure 2. 
Formaldehyde concentrations (ppm) for the control and experimental groups. Different lowercase letters indicate statistical significant differences at p<0.05.

Table 5와 Figure 3는 시편에서 방출된 포름알데히드의 양을 나타낸다. PP 소재에서는 포름알데히드가 검출되지 않았으며, POM 소재에서는 멸균 처리 유무에 따라 포름알데히드가 유의미한 차이로 검출되는 것을 확인하였다. 대조군(POMC)은 0.007 µg/mm² 으로 가장 방출량이 높았으며, 10회 멸균군(POM10)은 0.003±0.001 µg/mm², 50회 멸균군(POM50)은 0.003 µg/mm², 100회 멸균군(POM100)은 0.002±0.001 µg/mm²을 나타내었다.

Figure 3. 
Formaldehyde released (µg/mm²) from the specimens. Different letters indicate statistical significant differences at p<0.05.