Surface roughness analysis of ceramic bracket slots using atomic force microscope

Objective: This study was designed to measure the surface roughness at the slot floor of various ceramic brackets. Methods: One kind of stainless steel bracket ($Succes^{(R)}$), two kinds of monocrystalline brackets (Inspire $Ice^{(R)}$, $Perfect^{(R)}$) and two kinds of polycrystalline brackets (Crystalline $V^{(R)}$, $Invu^{(R)}$) were examined. Atomic force microscopy (AFM) was used to measure the surface roughness of each bracket. Data acquisition and processing were performed using $SPIP^{TM}$. Results: The differences in values of Sa, Sq, and Sz in $Invu^{(R)}$ and Inspire $Ice^{(R)}$ were not statistically different from the control group $Succes^{(R)}$. The values of Sa, Sq, and Sz of $Perfect^{(R)}$ and Crystalline $V^{(R)}$ were greater than those of $Succes^{(R)}$. Differences of all the Sa, Sq, and Sz values between $Perfect^{(R)}$ and Crystalline $V^{(R)}$ were not statistically significant. Conclusions: It is concluded that the slot surfaces of $Succes^{(R)}$, Inspire $Ice^{(R)}$, and $Invu^{(R)}$ were smooth compared to those of Crystalline $V^{(R)}$ and $Perfect^{(R)}$.

원자현미경을 이용한 세라믹 브라켓 슬롯의 표면조도에 대한 연구

교정용 브라켓과 강선 사이의 마찰저항력에 영향을 미치는 요소들 중 브라켓 슬롯의 표면조도에 대한 연구가 그동안 많이 시행되어 왔는데 기존 연구는 주로 주사전자현미경(SEM)이나 Prophylometer를 사용하여 이루어졌다. 이 연구는 원자현미경(AFM)을 사용하여 다섯 종류의 브라켓 슬롯의 표면조도를 정량적으로 측정하여 세라믹 브라켓이 스테인리스 스틸 브라켓보다 더 거칠고 다결정 알루미나 브라켓이 단결정 알루미나 브라켓보다 더 거친지 규명하는데 목적이 있다. 대조군인 스테인리스 스틸 브라켓($Succes^{(R)}$)과 두 종류의 단결정 알루미나(Inspire $Ice^{(R)}$, $Perfect^{(R)}$)와 두 종류의 다결정 알루미나(Crystalline $V^{(R)}$, $Invu^{(R)}$)를 슬라이드 글라스에 접착하고 슬롯을 노출시키기 위해 치과용 하이스피드 핸드피스와 샴퍼버를 이용해 윙을 연마하였다. 원자현미경 이미지는 Nanostation $II^{TM}$를 사용하여 관찰하였다. Sa, Sq, Sz 모두 $Invu^{(R)}$와 Inspire $Ice^{(R)}$는 대조군인 $Succes^{(R)}$와 유의미한 차이가 없었으며 $Perfect^{(R)}$와 Crystalline $V^{(R)}$는 $Succes^{(R)}$보다 컸다. $Perfect^{(R)}$와 Crystalline $V^{(R)}$ 사이에서는 Sa, Sq, Sz 모두 유의미한 차이가 없었으며 $Invu^{(R)}$와 Inspire $Ice^{(R)}$ 사이에서도 Sa, Sq, Sz 모두 유의미한 차이가 없었다. 따라서, 대조군인 $Succes^{(R)}$와 단결정 브라켓인 Inspire $Ice^{(R)}$, 다결정 브라켓인 $Invu^{(R)}$가 낮은 조도의 슬롯 표면을 가지고 다결정 브라켓인 Crystalline $V^{(R)}$와 단결정 브라켓인 $Perfect^{(R)}$가 거친 슬롯 표면을 가진 것으로 판단된다. 따라서, 유사한 재질의 브라켓이라도 제조사에 따라 다양한 슬롯 표면조도를 나타낸다고 할 수 있다.