A testing methodology for suck-back behavior of high-speed air-turbine dental handpiece

Abstract

치과용 고속 에어터빈 핸드피스는 압축공기를 이용하여 핸드피스 헤드 내부의 임펠러를 구동시키는 치아절삭에 사용되는 치과용 의료기기이다. 압축공기의 유동특성에 따른 압력 변화로 인하여 고속 치과용 에어터빈 핸드피스는 사용 중 기체 흡입 현상이 발생하는데 이런 현상을 에어터빈 핸드피스의 suck-back 현상이라고 한다. Suck-back 현상 때문에 치료 시 환자 구강 내의 혈액, 박테리아 등 유해물질이 핸드피스의 내부로 흡입되는데 치과용 에어티빈 핸드피스는 일회용 의료기기가 아니므로 여러 환자들한테 사용될 때 설령 소독하더라도 교차감염(cross-infection)의 위험이 발생하게 된다. 하지만 suck-back 현상에 대해 평가하는 연구가 아직 많이 부족한 상태이다. 연구에서는 suck-back을 방지할 수 있는 기능으로 설계된 상용화 된 5개 제품의 핸드피스에 대해 특별히 제작된 측정 장치를 이용하여 suck-back 성능을 평가하였다. 실험은 측정하려는 5사 제품의 구동 시 최대 압력, 정지 순간의 최소 압력을 측정하고 suck-back 현상이 지속되는 시간을 측정하였다. 실험 결과 A사 제품은 최소 압력이 0 bar로써 suck-back 현상이 발생하지 않았다. 반면 기타 4사의 제품은 suck-back 현상이 발생하였는데 그 중 B사 제품은 평균값 -0.00bar(-0.01bar부터 0bar 사이의 값), E사 제품은 -0.01(0)bar, C사 제품은 -0.019(0.003)bar, D사 제품은 -0.04(0)bar의 결과를 보였다. 또한 suck-back 현상의 지속 시간은 B사 제품이 1.83초로 가장 오래 유지되었으며 그 다음으로 D사 제품이 1.82초, E사 제품은 1.56초, C사 제품은 1.30초, 그리고 A사 제품은 0초로 가장 짧았다. 실험 결과 본 연구에서 고안한 에어터빈 핸드피스의 suck-back 현상 시험 방법은 정량적으로 측정할 수 있을 것으로 사료되었다.