Effects of recycling on the mechanical properties and the surface topography of Nickel-Titanium alloy wires

재생 과정이 니켈-티타늄 호선의 물리적 성질과 표면 거칠기에 미치는 영향

The purpose of this study was to investigate the change of mechanical properties, surface topography and frictional force of various nickel titanium wires after recycling. Three types of nickel-titanium wires and one type of stainless steel wire were divided to three groups: as-received condition(T0:control group), treated in artificial saliva for four weeks(T1) and autoclaved after being treated in artificial saliva(T2). Some changes were observed for the selected mechanical properties in tensile test, surface topography by means of SEM and 3D profilogram, and frictional coefficient. The findings suggest that: 1. Nickel-titanium wires demonstrated no statistically significant differences in maximum tensile strength, elongation rate and modulus of elasticity, but stainless steel wire demonstrated statistically significant differences in maximum tensile strength, elongation rate and modulus of elasticity between the groups(p<0.05). 2. NiTi, Optimalloy, Stainless Steel wires demonstrated increased pitting and corrosion in SEM finding. 3. Recycled NiTi, Optimalloy and stainless steel wires demonstrated significantly greater surface roughness(Ra and Rq) through 3D profilogram when compared with the control wires(p<0.05), but Sentalloy didn't demonstrate significant difference. 4. Recycled NiTi, Optimalloy and stainless steel wires demonstrated significantly greater maximum frictional coefficient when compared with the control wires(p<0.05), but Sentalloy didn't demonstrate significant difference The changes of surface roughness and frictional coefficient in NiTi and Optimalloy had no clinical implication. Consequently recycled nickel titanium wires demonstrated no clinical problem in tensile properties, surface topography and frictional coefficient.

본 연구의 목적은 재생된 니켈-티타늄 호전의 인장물성, 표면거칠기와 마찰력의 변화를 조사하여, 임상적으로 니켈티타늄 호선을 재생하여 사용하는 것이 타당한지를 알아보는 것이다. 수종의 니켈-티타늄 호선과 스테인레스 스틸호선을 처리전(T0: 대조군)과 인공타액에 4주간 처리한 군(T1), 그리고 인공타액 처리후 가압증기 멸균소독한 군(T2)으로 구분하여 인장실험과 주사전자현미경, 3D profilogram을 통한 표면거칠기의 변화와 마찰계수의 변화를 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 인장실험을 하여 최대인장강도, 연신율, 탄성계수를 관찰한 결과 모든 니켈-티타늄 호선에서 재생과정 후에 대조군과 유의한 차이를 보이지 않았다(p<0.05). 단 스테인레스 스틸 호선은 재생과정 후에 최대인장강도, 연신율, 탄성계수에서 통계적으로 유의한 변화를 보였다(p<0.05). 2. 주사전자현미경을 통한 관찰에서 재생후에 Sentalloy를 제외한 호선에서 표면의 점부식(pitting)과 압흔(indentation)이 증가하였다. 3. 3D profilogram을 사용하여 관찰한 표면거칠기(Ra와 Rq)의 변화를 살펴보면, 재생과정 후에 Sentalloy를 제외한 NiTi, Optimalloy, 스테인레스 스틸 호선에서 통계적으로 유의하게 표면거칠기가 증가하였다(p<0.05). 4. 재생과정 후에 시행한 마찰력 실험에서는 최대운동마찰계수가 Sentalloy를 제외한 NiTi, Optimalloy, 스테인레스 스틸호선에서 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<0.05). NiTi, Optimalloy의 표면거칠기와 마찰계수의 변화는 임상적으로 영향을 미칠 정도는 아니며, 결과적으로 니켈-티타늄 호선을 재생하면, 인장실험시의 물성과 표면거칠기, 마찰계수의 변화가 임상적으로 문제가 없을 것으로 생각된다.