치과 분야에서 사용되는 생체활성물질인 Calcium Silicate-Based Cements (CSCs)는 뛰어난 생체 적합성, 밀봉 능력, 항균 특성 및 우수한 기계적 특성을 가지고 있다. 치수복조와 치수절단술 같은 생활치수치료시 CSCs 는 치수의 생활력을 유지하는데 사용된다. 초기에 사용된 CSCs 재료들은 경화시간이 길고 조작성이 떨어진다는 단점이 있었다. 이후 경화시간을 줄인 분말-용액 혼합형 및 기혼합형 CSCs 가 출시되어 임상에 널리 사용되고 있으나 이에 대한 물리화학적, 생물학적, 항균적 특성을 비교하는 연구는 부족한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 속경화성 분말-용액 혼합형인 RetroMTA® (RM), Endocem® MTA Zr (EM)와 기혼합형인 Well-Root™PT (WP), Endocem® MTA premixed (EP)을 사용하여 물리화학적, 생물학적, 항균적 특성을 비교하였다.
네 가지 재료의 경화시간은 모두 10 분 이내로 2 분 03 초부터 7 분 20 초까지 분포하였다. 용해도는 WP 가 가장 높았고 EP 가 가장 낮았으며, 압축강도는 EP 가 가장 높았고 EM 이 가장 낮았다. 기혼합형 CSCs (WP and EP)는 분말-용액 혼합형 (RM and EM)보다 더 균일하고 덜 거친 표면, 높은 흐름성 및 낮은 피막도로 개선된 물리적 특성을 나타냈다. 그러나 WP 의 경우 높은 용해도를 나타냈다. 화학적 평가를 위한 pH 측정에서 모든 CSCs 는 11.5 에서 12.5 사이의 높은 염기성 값을 보였다. Stem Cells from Human Exfoliated Deciduous Teeth (SHED)를 이용한 생물학적 평가시 25% 희석농도에서 네 가지 재료 모두 90% 이상의 세포생존율을 보였으며, 그 중 EM 이 가장 높은 세포생존율을 나타냈다. 12.5% 희석농도에서는 네 가지 재료 모두 유의한 차이가 없었다. 세포 분화도 평가를 위한 알칼리 인산화분해효소 염색 결과, 25% 희석농도의 EM 에 노출된 세포는 세포분화가 더 많이 일어났지만, 12.5% 농도에서는 유의한 차이가 없었다. 항균 실험에서는 RM, EM, WP, EP 순으로 항균력이 높게 평가되었다.
결론적으로 경화시간은 EM, RM, EP, WP 순으로 증가했고 , EP 가 가장 우수한 물리적 특성 및 항균 특성을 나타냈다. 생물학적 특성에서는 분말-용액 혼합형인 EM 이 25% 희석농도에서 다소 높은 세포생존율과 분화도를 나타냈지만, 네 가지 재료 모두 90% 이상의 세포생존율을 보이며 생체친화성을 나타냈다.