이영훈∙김여갑∙최병준
경희대학교 치의학전문대학원 구강악안면외과학교실
임프란트 식립시 초기 안정성이 골유착에 미치는 영향
THE INFLUENCE OF THE INITIAL STABILITY
AFTER DENTAL IMPLANT INSTALLATION ON THE OSSEOINTEGRATION
Young-Hoon Lee, Yeo-Gab Kim, Byung-Jun Choi
Department of Oral and Maxillofacial Surgery, School of Dentistry, Kyung-Hee University
Purpose: The long-term experience of using osseointegrated implants for prosthetic rehabilitation of the edentulous patients shows that high success rates can be predictably achieved. Primary implant stability has been identified to be a prerequisite to achieve osseointegration.
In this study, we set up the amount of removed bone so that it differed on implant installation site for each group. The influence of each initial stability on secondary stability and osseointegration was compared with time lapse using resonance frequency analysis and histomorphometric analysis.
Materials and methods: A total 27 US II
�(Osstem, Korea) implants were placed in the mandibular edentulous area of 3 beagle dogs. The implant site was prepared by the conventional technique with drills, and three experimental groups were divided into under-drilling group, normal-drilling group and over- drilling group. The Implant Stability Quotient (ISQ) was measured at intervals of immediately, 4, 8, 12 weeks after placement using Osstell
�mentor RFA. After the animals were sacrificed, histomorphometric evaluation was executed for measuring BIC and BD.
Results: 1) The under-drilled group showed most high ISQ value for whole experiment period. 2) Bone- to-implant-contact(BIC) showed the tendency to be increased gradually as the experiment period passed except the 8 weeks of the normal group. 3) The under-drilled group showed most high bone density(BD) level for whole experiment period, and it was expressed the aspect to be increased gradually according to an experiment period passage in the average of all group. 4) Resonance frequency analysis and histomor- phometric analysis are presumed by generally proportional.
Conclusions: As this research result, it seems that there are some correlation between resonance fre- quency analysis and histomorphometric analysis. As are accomplished osseointegration stably so that more superior at the region which the overpressure comes to add, it will be applicable method in clinical field.
Key words: Initial stability, Osseointegration, Resonance frequency analysis, Histomorphometric analysis Abstract
Ⅰ. 서 론
치과 임프란트가 성공하기 위하여서는 임프란트와 조직계 면간의 골형성이 이루어져야하며, 이를 위하여서는 임프란 트 식립 후 초기안정성을 확보하고 이를 유지하는 것이 매 우 중요하다
1-5). 이와 같은 임프란트의 안정성은 초기에 식
립부 골형성과 치유를 촉진시키며, 교합력 부하 후에는 임 프란트와 조직계면상에서 발생되는 하중부하를 적절히 분 산시키는데 영향을 미친다
6-7).
Meredith
8), Friberg
9)등은 초기안정성은 골유착 판단에
있어서 중요한 기준이 된다고 보고하였고, Szmukler-
Moncler
10)및 Glauser와 Meridith
11)는 초기안정성이 높은
경우 즉시부하의 예후를 양호하게 한다고 하였다.
임프란트의 안정성은 식립시의 일차 안정성과 골치유와 골형성의 결과에 의한 기능시의 이차 안정성으로 구분할 수 있으며, 일차 안정성은 식립부위의 골질과 골량, 임프란트 의 길이, 직경, 형태 및 술자의 식립방법에 따라 영향을 받 게 된다.
임프란트의 안정성 평가에 대해 Black
12), Hearn
13)및 Heller
14)등은 실험동물에서 pull-out test, push-out test 를 시 행 하 였 고 , Johansson등
15)과 Johansson과 Albrektsson
16)은 임프란트 골유착정도를 측정하기 위해 역 토오크 실험(reverse torque testing)을 소개하였으며, 또 한 조직형태계측학(histomorphometry)적 분석
15-16)을 평 가에 이용할 수 있으나 이상의 방법들은 비가역적 실험방법 으로 실제 임상에서는 사용하기 어렵다.
따라서, 임상에서는 보존(가역)적인 방법으로 타진반응검 사, 방사선사진검사, Periotest
� 17-24)(Siemens-Gulden, Bensheim, Germany), Dental Fine Tester
� 8)(Kyocera, Kyoto, Japan), 절삭저항측정
25-27)(thread cutting force test) 및 공명진동수 분석법(resonance fre- quency analysis)등을 이용하게 된다.
Meredith
3)와 Sennerby
28)등이 특정 범위에서 주파수를 일정 간격으로 진동시킬 때 공진이 일어나는 원리를 이용한 공명주파수 분석장치를 개발하였으며, 이를 상품화한 Osstell
�(Integration Diagnostics AB, Gothenburg, Sweden)은 일차수술시 초기안정성 측정, 이차수술시 골유 착상태, 임프란트의 실패여부 판별, 보철시기의 예상등에 이용될 수 있는 장치로서 가장 최신의 측정법이라 할 수 있 다.
임상적인 측정법은 아니지만 Johansson등
15-16)이 보고한 골-임프란트 계면의 조직형태계측학적 분석법이 본 실험에 사용되었는데 이 방법은 현미경과 연결된 컴퓨터 분석 프로 그램을 이용하여 골-임프란트 계면에서의 골의 직접적인 접 촉과 나사선내의 골량을 측정하고 이를 백분율로 환산하여 골접촉률과 골면적률을 산출하는 방법으로 골유착정도를 수치화할 수 있으며 비교적 객관적인 평가방법으로 여겨지 고 있다.
한편, Burri와 Wolter
29), Osborn
30)및 Spiessl
31)등은 골 밀도를 증가시키기 위한 방법의 일환으로 골조직의 압박 (compression)이 성공적으로 이용될 수 있다고 보고하였 으며, Nkenke등
32)은 임프란트 골유착의 조직학적 및 조직 형태계측학적 분석에서 osteotome 술식이 임프란트 식립후 초기 치유과정에서 골접촉율을 향상시킨다는 것을 증명하 였다. Bu ¨chter
33)등, Sennerby와 Meredith
34)및 Friberg 등
9)은 이러한 부가적 술식에 의한 안정성 향상은 골소주의
측방 압박으로 인해 골계면의 경도가 향상되기 때문으로 여 겨지나 골면에 대한 압박에 의해, 수 시간에서 몇 일후부터 골이완과 국소허혈이 일어나 ISQ수치가 식립시보다 감소된 다고 하였으며, 이는 치유과정을 통해 이차 안정성을 얻게 되면 다시 회복된다고 하였다. 한편 Friberg등
35)의 다른 연 구에서 높은 골밀도를 나타낸 골에서 보다 낮은 골밀도를 보인 골에서 임프란트의 실패율이 더 낮은 것으로 보고하여 알려진 일반적인 주장과는 다소 상반된 결과를 나타내었으 나 이는 적용된 술식과 치유기간등의 차이에 의한 것으로 추정된다.
실제 임상에서 경험하게 되는 다양한 상황에서 임프란트 식립시 골형성된 골와의 골질이나 골량등 여러 가지 변수에 의해 초기고정성의 차이를 보이게 되는데 골결손에 의한 골 이식, 상악동 거상술 및 발치후 즉시 식립등과 관련되어 결 과적으로 초기고정성이 약하게 식립되는 경우와 관련되어 서는 많은 연구가 보고되어 왔으나 과압박(overpressure) 을 골계면에 가할 정도로 초기고정성이 강하게 임프란트를 식립하는 경우와 관련된 논문은 거의 보고된 바가 없다.
따라서 본 연구에서는 성공적인 임프란트 식립을 위한 적 절한 방법을 찾기 위해 성견 무치악부에 세가지 군으로 식 립부 골삭제량을 다르게 하여 임프란트를 식립한후 Osstell mentor
�(Integration Diagnostics AB, Gothenburg, Sweden) 분석장치를 이용해, 시간경과에 따 른 ISQ(Implant Stability Quotient)수치를 측정하여 골 유착여부를 예측하고 골면과의 골유착정도를 조직형태계측 학적으로 비교하여 각각의 골삭제량에 따른 초기고정 상태 의 차이가 시간이 경과함에 따라 어떠한 변화를 보이면서 골유착이 이루어지는 지를 비교평가함을 그 목적으로 한다.
Ⅱ. 연구재료 및 방법
1. 연구재료
1) 실험동물
실험동물은 생후 15-16개월된 체중 12-14kg 내외의 비 글견 3마리를 사용하였으며, 모든 실험동물은 실험 전 4주 간이상의 적응기간을 가졌다. 임프란트 식립을 위해 3개월 전에 하악 좌,우측 제3, 4소구치를 발거하였다.
2) 실험재료
실험에 사용된 임프란트는 4.0mm직경, 10mm길이,
RBM(resorbable blast media)표면처리된 2-stage
external connection형태의 US II
�(오스템사, 한국) 임프
란트 총 27개를 사용하였다.
2. 연구방법
1) 하악 소구치부 발치
실험동물은 Ketamin(Ketalar
�, 유한양행, 한국) 30mg/kg와 Xylazine(Rompun
�, 바이엘코리아, 한국) 5mg/kg을 혼합하여 근육내 주사하여 전신마취를 시행하였 으며, 수술 부위의 지혈을 목적으로 1:100,000 에피네프린 이 함유된 2% 염산 리도케인으로 침윤마취 하였다. 치과용 저속 핸드피스, fissure bur 및 발치겸자등을 이용하여 치 조골을 최대한 보존하면서 치근을 분리한 후 발치를 시행하 였다.
2) 임프란트의 식립
앞서 설명된 방법으로 전신마취를 시행후, 하악 제3, 4소 구치 결손부에 Kavo사의 INTRAsurg 300
�임프란트 수술 세트를 이용하여 US II
�임프란트를 식립하였다. Drilling 은 2.0mm, 2.7mm, 3.0mm twist drill순으로 시행하였 고, 각 군마다 9개씩의 임프란트를 식립하였는데, 대조군은 3.3mm까지 드릴사용후 tapping하여 일반적인 방법으로 식립하였으며, 저삭제군은 3.0mm까지 드릴사용후 즉시 식 립하였고, 과삭제군은 3.8mm까지 드릴사용후 식립하였다.
술후 창상부를 4-0 nylon으로 봉합하고, 술후 감염 방지를 위해 Gentamicin(국제약품, 한국) 40mg를 7일간 근주하 였다.
3) 임프란트 안정성 지수(ISQ ; implant stability quo- tient) 측정
공명 진동수 분석을 위해 Osstell Mentor
�(Integration Diagnotics Ltd. Sweden)를 사용하였다. 임프란트 매식체 에 마운트를 이용하여 Smartpeg(Type 1)을 약 5Ncm의 강도로 고정한 후 Probe를 접근시켜 수치를 측정하였다. 측 정된 주파수는 0에서 100까지 수치화되어 나타나며, 각 측 정치는 임프란트 1개당 5회 측정하여 평균값을 구하였고, 식립 직후와 함께 4주, 8주 및 12주에 실험동물 희생시 각 각 측정하였다.
4) 실험동물 희생
임프란트 식립 후 기간별로 ISQ값을 측정하고 4주, 8주 및 12주에 각각 1마리씩 희생시킨 후 통법에 따라 임프란트 를 포함한 골편을 채취한 뒤 10% 중성 포르말린 용액으로 고정한 후 당일 즉시 비탈회표본 제작을 위해 고정하였다.
5) 조직절편 제작
고정된 조직을 관찰하고자 하는 골편과 임프란트를 중심 으로 MBS 220/E PROXXON
�을 이용하여 육안 조직 검 사(gross section)를 시행하였다. 이 조직을 카세트에 넣은
후 24시간 수세하고, 70~100% 알코올을 이용해 각각 6 시간씩 진동상태를 유지하도록 한 후, 100% 알코올에 24 시간동안 진동 및 진공상태를 유지하며 탈수시켰다. 탈수 후 Technovit 7200 VLC와 100% 알코올 1:1용액에 24 시간동안 진동 및 진공상태가 되도록 유지한 후 다음으로 3:1 혼합용액에 24시간, Technovit 7200 VLC
�용액에 24시 간 동 안 순 차 적 으 로 보 관 하 였 다 . 마 지 막 으 로 Technovit 7200 VLC
�용액과 benzoyl peroxide를 혼합 한 용액으로 포매하였다. 포매한 절편을 오븐에서 24시간 동안 건조시키고 건조한 절편을 다듬은 다음 슬라이드에 Technovit 7200
�으로 부착시키고 건조하였다. 이것을 paper 1200
�로 다듬고 이 절편을 Technovit 7210
�으로 슬라이드에 부착시킨 후 자외선으로 건조시켰다. 건조된 절 편을 경조직 절삭기인 EXAKT cutting grinding system
�(Exakt Apparatebau, Norderstedt, Germany)으로 절 삭후 다시 paper 1200
�으로 다듬어 슬라이드와 절편을 합 한 두께가 70-75㎛정도가 되도록 하였다. 통상의 방법으로 H-E염색후 90% glycerol로 마운팅후 광학현미경으로 12.5배, 100배상을 검경하였다.
6) 조직형태계측학적 관찰
제작된 조직절편을 KAPPA Image Base
�(Metro 2.5) 를 이용하여 12.5배와 100배상을 촬영하였다. 이중 100배 상에서 각각 5개이상의 나사선에 대해 골접촉률과 골밀도 를 측정하여 평균값을 산출하였다. 골접촉률(% bone con- tact)은 임프란트와 직접 접촉한 골조직의 길이와 임프란트 표면의 길이의 비를 백분율로 표시하였으며, 골밀도(%
bone area)는 나사선과 나사선 사이의 삼각형 공간내에서 차지하고 있는 골조직의 면적과 전체면적과의 비를 백분율 로 나타내었다.
Ⅲ. 연구결과
1. 임프란트 안정성 지수(ISQ; implant stability quotient) 측정결과
각 시기별로 ISQ값은 수술직후에 대조군에서 81.17, 저
삭제군 83.22 및 과삭제군 62.56의 수치를 나타내었고, 4
주차에는 대조군 73.50, 저삭제군 75.50 및 과삭제군
75.33의 수치를 보였으며, 8주차에는 대조군에서 72.00,
저삭제군 78.33 및 과삭제군 75.67로 나타났고, 12주차에
대조군에서 78.00, 저삭제군 83.33 및 과삭제군 74.00의
결과를 보였다(Table 1). 과삭제군에 비하여 저삭제군과
대조군에서 초기 안정성이 현저히 높았으며, 4주차에 세가
지 군 공히 유사한 안정성을 보였으나 12주차에 이르러 과
삭제군에 비하여 저삭제군과 대조군에서 안정성이 높았으
며 대체적으로 초기안정성을 회복하였다(Fig. 1).
2. 조직형태계측학적 소견
각 시기별로 골접촉률(BIC)은 4주차에 대조군 45.11%, 저삭제군 43.89% 및 과삭제군 39.29%의 접촉률을 보였 으며, 8주차에는 대조군에서 41.00%, 저삭제군 45.45%
및 과삭제군 45.53%를 나타냈고, 12주차에 대조군에서 58.79%, 저삭제군 60.14% 및 과삭제군 46.40%의 결과 를 보였다.(Table 2). 대조군 8주차를 제외하고 실험기간 이 경과함에 따라 전군에서 골접촉률이 향상되는 양상을 보 였다(Fig. 2).
또한, 골밀도(BD)는 4주차에 대조군에서 50.12%, 저삭 제군 59.69% 및 과삭제군 39.39%로 계측되었으며, 8주 차에는 대조군 49.14%, 저삭제군 56.40% 및 과삭제군 51.06%의 결과를 보였고, 12주차에 대조군 54.07%, 저 삭제군 66.54% 및 과삭제군 48.93%로 측정되었다 (Table 3).
대조군과 저삭제군 8주차에서 4주차보다 골밀도 수치가 약간 감소되는 결과를 보였으나 12주차에 이르러 향상된 골밀도 결과를 보였으며, 대체적으로 실험기간이 경과함에 따라 골밀도는 증가하였다. 또한, 전 실험기간에 걸쳐 저삭 제군의 골밀도가 가장 높은 수치로 유지되고 있었다 (Fig. 3).
Table 1. Mean ISQ values with healing period following implant placement.
ISQ 0 wk 4 wks 8 wks 12 wks
Normal 81.17 73.50 72.00 78.00
Under 83.22 75.50 78.33 83.33
Over 62.56 75.33 75.67 74.00
( Under : Under-drilled group, Over : Over-drilled group )
Table 2. Histomorphometric analysis of bone-to-implant contact
BIC(%) 4 wks 8 wks 12 wks
Normal Group 45.11 ± 12.82 41.00 ± 16.39 58.79 ± 9.6
Under-drilled Group 43.89 ± 8.35 45.45 ± 10.19 60.14 ± 13.33
Over-drilled Group 39.29 ± 11.34 45.53 ± 8.16 46.40 ± 12.3
(mean± SD,%)
Table 3. Histomorphometric analysis of bone density
BD(%) 4 wks 8 wks 12 wks
Normal Group 50.12 ± 6.53 49.14 ± 11.74 54.07 ± 13.29
Under-drilled Group 59.69 ± 13.18 56.40 ± 10.56 66.54 ± 5.38
Over-drilled Group 39.39 ± 5.67 51.06 ± 7.64 48.93 ± 10.16
(mean± SD,%)
Fig. 1. Mean change of ISQ values for all groups throughout experimental period.
(Under : Under-drilled group, Over : Over-drilled group )
Fig. 2. Mean change of BIC(%) for all groups through- out experimental period.
(Under : Under-drilled group, Over : Over-drilled group )
Fig. 5 Microscopic(×12.5) view of bone-implant com- plex
Fig. 4. Osstell
�mentor RFA & situation of obtaining ISQ
Fig. 8. Microscopic(×100) view of a sample of Over-drilled group after 4 weeks
Fig. 11. Microscopic(×100) view of a sample of Over-drilled group after 8 weeks
Fig. 12. Microscopic(×100) view of a sample of Normal group after 12 weeks
Fig. 13. Microscopic(×100) view of a sample of Under-drilled group after 12 weeks
Fig. 9. Microscopic(×100) view of a sample of Normal group after 8 weeks
Fig. 10. Microscopic(×100) view of a sample of Under-drilled group after 8 weeks
Fig. 6. Histologic views of the control group at 2 weeks (MT staining) upper;
×10, Middle; ×40, lower; ×200.
Fig. 3. Mean change of BD(%) for all groups throughout experimental period.(Under : Under- drilled group, Over : Over-drilled group )
Fig. 7. Microscopic(×100) view of sam-
ple of Under-drilled group after 4weeks
Ⅳ. 총괄 및 고찰
Albrektsson과 Zarb
36)에 의한 임프란트의 성공기준은 환 자와 치과의사 모두가 만족할 수 있는 기능적이고 심미적인 보철물을 장착하는데 장애가 되지 않아야 하고, 임프란트에 의한 통증, 불편감, 감각이상 또는 염증이 없어야 하며, 임 상검사시 연결되지 않은 각각의 임프란트는 동요가 없어야 하고, 1년동안 기능부하 후 연간 0.2mm 이하의 평균 골소 실을 보여야 한다. 또한, Buser등
37)과 Cochran 등
38)에 의 하면 재검진 시기마다 임상적으로 확인되는 임프란트의 동 요가 없고, 통증이나 어떤 자각증상이 없으며, 재발되는 임 프란트 주위 감염이 없고, 교합력 부하후 3, 6, 12 개월이 지난 후에도 임프란트 주위의 진행성의 방사선투과상 병소 가 없어야 한다고 하였다. 따라서, 성공적인 임프란트의 필 수조건은 임프란트와 조직계면간의 골형성이며, 이러한 조 건을 충족시키기 위해선 임프란트의 초기안정과 유지는 매 우 중요하다 할 수 있다.
Meredith
8), Friberg
9)등은 초기안정성은 골유착의 판단 에 중요한 기준이 된다고 보고하였고, Szmukler- Moncler
10)및 Glauser와 Meridith
11)는 초기안정성이 높은 경우 즉시부하의 예후를 양호하게 한다고 하였다.
Adell 등
39),Engquist 등
40)및 Zarb와 Schmitt
41)는 치과 임프란트와 관련된 임상적 성공률은 식립부 골량과 골질에 의해 상당 부분 좌우된다고 하였고, Lekholm과 Zarb
42), Adell 등
43)및 Jemt
44)는 치밀하지 못한 골에서 종종 임프란 트의 골결합을 어렵게 만들 수 있다 하였으며, 또한 Friberg 등
6)과 Jaffin과 Berman
45)의 보고에서 충분한 밀 도와 적절한 양의 골은 성공적인 임프란트 치료의 결정적 요소가 된다고 하였다.
위와 같은 초기 안정성
3-9),46)은 식립후 골형성과 치유를 위 해 필수적이며, 임프란트와 조직계면상에서 발생하는 저작 및 기능시 하중을 적절히 분산시켜 준다. 이러한 초기 안정 성 또한 식립부위의 골량과 골질, 임프란트의 길이, 직경,
형태 및 술자의 식립방법에 따라 영향을 받게 된다.
이러한 임프란트의 안정성과 골유착에 대한 평가를 위해 임상적으로 사용될 수 있는 가역적인 평가방법들은 Periotest
�(Siemens-Gulden, Bensheim, Germany), Dental Fine Tester
�(Kyocera, Kyoto, Japan), 절삭저 항측정(thread cutting force test; OsseoCare
�, Nobel Biocare AB, Gothenburg, Sweden)및 공명진동수 분석 법(resonance frequency analysis, RFA) 등이 있다.
이중 Periotest
� 17-24)는 치주인대에 둘러싸인 자연치의 견 고도와 감폭성향을 이용하여 자연치의 동요도를 양적으로 측정하기 위해 고안되었고, 그 동요도를 수치화하여 표시하 게 되며, 전자석이 부착된 metal slug가 포함된 핸드피스를 이용하여 tapping head가 치아에 접촉하는 시간을 accelerometer가 정량적으로 측정한다. Schulte
17-18)에 의 해 개발된 Periotest
�는 임프란트의 안정성을 객관적으로 수치화하여 평가하는데도 이용되어 임프란트의 동요도를 측정함으로써 보철물 장착전 치유기간의 연장여부를 결정 하는데 도움을 줄 수 있다. 피검물과 탐침간의 감속시간은 periotest value(PTV)로 -8에서 +50의 측정범위로 나타 난다. Meredith 등24)은 성공적인 임프란트는 -5에서 +5 의 PTV범위를 갖는다고 제안하였고, Chavez 등
47)은 성공 한 임프란트에서의 동요도 측정결과 -6에서 +2의 범위를 가진다고 보고하였다.
Van Steenberghe 등
22)은 321개 임프란트를 이차수술후 측정시 -6에서 +5의 범위와 평균 -2.39± 2.15의 PTV값 을 나타냄을 보고하였다. 그러나 이는 치근막으로 둘러싸인 치아와는 달리 임프란트는 골과 강하게 결합되어 있기 때문 에 좁고 낮은 범위의 측정값을 나타내며, 측정시 측정대상 임프란트의 각도와 높이, rod간 거리에 민감하다. 또한 자 연치 치주조직의 생체역학이 임프란트와 일치하지 않는다 는 문제가 있다.
Dental Fine Tester
� 8)는 치아와 임프란트의 동요도를 측정하기 위해 설계되었으며, 핸드피스에 부착된 hammer 와 플라스틱 팁을 가지는데 이는 충격력, 충격위치 및 각도 등에 의해 민감하고 측정이 이루어지는 동안 측정자가 고통 스럽다는 단점을 가지고 있다.
한편, Johansson과 Albrektsson, Strid, Friberg
25-27)등 은 임프란트 수술시 골질을 분석하기 위해 절삭저항측정 (thread cutting force)의 적용을 제시하였다. 이는 안정성 평가에 있어서 재현이 가능한 검사법은 아니지만, 골삭제가 임프란트를 식립하기 위한 일상적인 단계이므로 이 단계에 서 발생되는 토오크를 측정하는 것은 비가역적인 손상을 주 는 방법이 아닐 것이다. Osseocare
�라는 기구로 개발되어 골삭제시 토오크를 측정할 수 있다.
Meredith 등
3),5)은 임프란트에 특정영역대의 주파수를 일 정한 간격으로 진동시킬 때 골과 임프란트 사이의 접촉부위 Fig. 14. . Microscopic(×100) view of a sample of
Over-drilled group after 12 weeks
가 단단할수록 더 높은 주파수에서 공진이 일어나는 원리를 이용하여 임프란트의 안정성과 골유착정도를 정량적으로 측정할 수 있는 공명주파수 분석장치를 개발하였다.
Meredith 등
4),8),48-49)에 의해 상품화된 Osstell
�은 임프란트 혹은 지대주에 연결된 변환기(transducer)를 진동시켜 진 동주파수를 만들어내며 이를 수치화하여 나타낸다.
본 연구에 사용된 Osstell mentor
�RFA는 기존 Osstell
�
의 여러 가지 단점을 보완하여 새롭게 상품화된 것으로 기 존의 transducer를 대신하여 무선의 Smartpeg를 임프란 트 혹은 지대주에 연결하는 형태이며, Smartpeg의 고정은 제품내의 플라스틱 마운트를 이용하여 손가락의 힘으로 4~5 Ncm정도의 세기로 고정시키며, 내부에 코일이 감겨 져있는 무선의 프루브를 접촉없이 약 1~2초간 Smartpeg 에 접근시켜 자기펄스를 발생시키며 이에 따라 Smartpeg 가 진동하여 임프란트 안정성 지수(ISQ)값을 본체에 전송 하게 된다. 전체적으로 기존의 방식보다 측정법이 단순하고 간단하며, 기기의 크기나 무게면에서 작고 가볍기 때문에 임상에서 훨씬 쉽게 사용할 수 있다는 장점이 있으나, 수치 의 안정성과 정확성에 대해서는 향후 이 두가지 장치를 비 교연구해 볼 필요가 있을 것으로 사료된다.
공명진동수 분석법은 Meredith 등
4),49)에 의해 임상에 처 음으로 평가되었는데, 상악 무치악 상태의 9명의 환자에서 식립직후와 8개월후 보철물 장착시점에 임프란트 안정성을 평가하였다. 실패한 임프란트를 제외하고 보철물 장착시점 에 ISQ수치가 향상된 것을 볼 수 있었으며 5년 경과시점에 서도 그 수치가 비슷하게 유지되고 있었다. 또한 Sennerby 등
50)의 연구에서는 상하악에 임프란트를 식립한 20명의 환 자에서 ISQ평균수치는 상악에서 58, 하악에서 66으로 상 악보다 하악에서 초기안정성이 더 높은 것으로 나타났는데, 흥미로운 것은 교합력 부하 6개월이 지난 시점에서 재평가 시 하악은 거의 변화가 없었으나 상악의 경우 그 수치가 증 가됨을 볼 수 있었다. 이는 Friberg 등
9)에 의해 보고된 낮 은 초기 안정성을 가진 임프란트의 경우 시간이 지남에 따 라 그 수치가 증가된다는 주장과 관계가 깊다.
Balleri 등
51)은 치료받은 45개의 임프란트에서 보철물 장 착 1년 경과시점의 임프란트 안정성 측정시 성공적으로 골 유착된 임프란트의 ISQ수치가 평균 69± 6.5로 측정되었 고, 하악이 상악보다는 더 안정적이었으며, 식립된 임프란 트의 전후방적 위치 또는 길이에 따른 안정성의 상관관계는 없었다고 보고하였다.
Glauser 등
52)은 다양한 부위에 식립되고 6개월간 관찰한 127개의 교합력 즉시부하 임프란트에 대해 보고하였다. 이 연구에서는 높은 초기 안정성을 부여하기 위해 상대적으로 얇은 드릴 사용 및 경사(tapered)된 임프란트 디자인등 응 용된 식립방법이 사용되었다.
연구결과, 1년 경과후 총실패율은 17.3%에 달하였다. 하
악(5.9%)에서 보다 상악(19.7%)에서 3배가량 실패율이 높았으며 Type 1,2골(8%)에서 보다 Type 3,4골(27%)에 서 높은 실패율을 보였다. ISQ수치가 70정도로 높은 초기 안정성을 보인 임프란트는 127개중 81개였으며 수술후 2 개월경에 61정도로 감소되다가 1년경과시점에서 70정도까 지 회복된 결과를 보였다. 또한 연구기간중 실패한 9개의 임프란트의 평가에서 1년후에도 안정적인 수치를 나타내는 임프란트와 비교하여 교합력 부하 4주와 8주차에 이미 유 의할만한 낮은 안정성을 나타내었다고 보고하였다.
Meredith 등
34)은 적절한 안정성 수치가 어느 정도인가에 대해서 임프란트 안정성 지수가 65이상인 경우 최적의 수 치로 받아들여지며, 이 이상에서는 실패율이 거의 발생되지 않는다고 주장하였다. 실패율이 증가하게 되는 하한선에 대 해 기준을 설정하기는 어려움이 많으나 Sennerby와 Meredith 등
34)은 임상연구에서 성공한 46개 임프란트의 평균 ISQ수치는 58인데 반해, 실패한 7개 임프란트의 평균 ISQ수치는 49였다고 보고하였으며 2회법 임프란트의 경우 55이하에서 실패위험성이 증가되는 것으로 추정하였다.
Bischof와 Nedir 등
53)의 연구결과를 보면 초기(일차) 안 정성 평가에서 상악보다 하악에서 ISQ수치가 높게 나타나 며, 임프란트의 전후방 위치에 따른 유의성은 없었고 골질 이 임프란트 안정성에 중요하게 영향을 미치며 임프란트의 길이나 직경에 따른 유의할 만한 차이는 나타내지 않았다.
또한, 12주 경과후 안정성 평가에서 즉시식립과 지연식립 군간의 차이는 보이지 않았다. 역시 상악보다 하악에서 높 은 ISQ수치를 보였고 임프란트 위치, 길이, 직경은 안정성 에 별다른 영향을 끼치지 않았으며, 임프란트의 초기 안정 성에 관여하는 골질형태는 12주 경과 시점에서는 그 안정 성에 별다른 영향을 주지 않았다. 또한 상악의 경우 12주 경과이후에야 ISQ수치의 회복이 통계적으로 유의했으며, 하악에서는 6주 경과 시점부터 유의성을 나타내었다.
또한, 일반적으로 ISQ수치 50에서 60은 softer bone (주 로 상악)에서, 60에서 80은 denser bone (주로 하악)에서 볼 수 있으며, 45이하의 수치는 경고신호로 받아들여져서 초기 안정성을 증가시킬 수 있는 방법을 고려해야만 한다고 주장하였으며, 많은 증례에서 시간이 경과함에 따라 ISQ수 치가 60에서 70까지 증가됨을 확인할 수 있는데, 이차 안정 성을 높이기 위해선 경우에 따라 치유기간을 9~12개월까 지 연장시키는 것이 필요할 수 있다고 하였다.
Nedir와 Bischof 등
54)과 Friberg등
9)은 70이상의 초기
ISQ수치를 보이는 임프란트의 경우 그 수치가 치유과정중
감소될 수는 있으나 안정적으로 유지될 것이며, 60미만의
초기 ISQ수치를 나타내는 임프란트가 6주 경과후에도 감소
된 결과를 보인다면 안정성을 증가시키기 위한 조치를 요한
다고 하였고, 결론적으로 낮은 초기 ISQ수치를 보이는 임
프란트는 주의 깊은 관찰이 필요하고 그 치유기간을 오래
유지시켜야 하며, 높은 초기 ISQ수치를 보이는 임프란트는 초기 12주간은 그 수치가 감소되더라도 흔한 경우이며, 정 상적인 치료 및 관찰을 진행시키면 된다고 보고하였다. 이 와 관련하여 Friberg 등
9)은 임프란트와 드릴간의 직경차이 로 인해 임프란트 식립시 절삭된 골면에 압력이 가해지고, 수 시간에서 몇 일후부터 골이완과 국소허혈이 일어나 ISQ 수치가 식립시보다 감소된다고 하였으며, 이는 치유과정을 통해 이차 안정성을 얻게되면 다시 회복된다고 하였다.
아울러, 박과 김 등
55)에 의하면 하악골에 식립된 141개의 임프란트를 이용한 임상연구에서 시간경과에 따른 ISQ평균 수치의 변화는 식립즉시에 76.60,4주차에 73.95,6주차에 73.40,8주차에 74.40,10주차에 75.30,12주에 76.55 및 교합력 부하시에 77.90을 나타내어 식립즉시에 비하여 그 수치가 감소되었다가 12주 시점에서 식립즉시의 수치를 회 복하는 결과를 보였다고 하였다.
본 연구에서도 앞선 연구들과 유사한 연구결과를 나타내 어 식립직후와 비교할 때 4주후에 감소하다가 8주후에 그 수치를 회복하여 12주후에는 더 높은 ISQ수치를 보였다.
한편, Burri와 Wolter
29), Osborn
30), Spiessl
31)등은 골밀 도를 증가시키기 위한 방법의 일환으로 골조직의 압박 (compression)이 성공적으로 이용될 수 있다고 보고하였 으며, 이를 Summers
56)가 치과 임프란트 분야에 osteot- ome 술식 등으로 변형시켜 소개하였다. Nkenke 등
32)은 임 프란트 골유착의 조직학적 및 조직형태계측학적 분석에서 osteotome 술식이 임프란트 식립후 초기 치유과정에서 골 접촉율을 향상시킨다는 것을 증명하였다.
어떤 시술방법을 적용할 것이냐 또는 어떤 형태의 임프란 트를 선택할 것이냐
34),57-58)에 따라 초기(일차) 안정성은 향 상될 수 있는데 예를 들면, 상대적으로 얇은 드릴 사용, 더 넓고 경사진 임프란트 디자인 등이 더 높은 초기 안정성을 부여할 수 있다는 것이다. 이러한 안정성 향상은 골소주의 측방 압박으로 인해 골계면의 경도(stiffness)가 향상되기 때문으로 여겨지나, 높은 ISQ수치가 즉시 교합력부하의 적 응증으로 제시되지는 못하는데 그 이유는 기계적인 이완의 결과로 시간에 따라 그 수치가 감소될 것이기 때문이다. 따 라서 이러한 방법은 골-임프란트 간의 진정한 부하수용능력 이라기 보다는 일시적인 경도의 증가로 여겨진다. 그러나 이러한 변형된 시술법에 의한 초기 안정성의 향상은 치유과 정중의 골-임프란트 계면간 미세동요 가능성을 줄임으로써 유약한 골에서의 임프란트 실패율을 줄이는데 기여할 것이 다.
위의 주장과는 달리 본 연구의 실험군중 상대적으로 얇은 드릴을 사용한 것에 해당되는 저삭제군은 식립직후부터 12
주 경과시까지 전 실험기간에 걸쳐 임프란트 안정성 지수 및 조직형태계측학적 골밀도가 다른 군들보다 대부분 높게 측정되어 비록 8주차에 그 수치가 일시적으로 감소되었으 나 골내 안정성을 계속 높게 유지하는 것으로 나타났다.
한편 골조직과 임프란트간 접촉 비율이나 골형성 면적을 정량적으로 측정하고자 하는 조직형태계측학적 연구가 진 행되어 왔는데 Johansson과 Strid
25), Cabrini 등
59)이 제시 한 방법이 연구에 많이 이용된다. 그 방법은 현미경으로 골- 임프란트 계면을 관찰한 후 그 중 접촉이 가장 좋은 연속된 3개 나사에서 골의 직접적인 접촉부과 나사선 내의 골량을 측정한 후 현미경과 연결된 컴퓨터와 분석프로그램을 이용 하여, 백분율로 환산된 골접촉률과 골면적률을 산출하여 이 를 임프란트의 골유착 평가에 이용하는 것이다. Barzilay와 Graser 등
60)은 골-임프란트 접촉면이 100% 치밀한 층판골 로 구성되는 것이 아니라 경조직과 연조직이 다양한 비율로 구성되어 있다고 하였고, 이 구성 비율에 따라 골유합을 정 의해야 한다고 주장하였다. 아울러 Schultes와 Gaggl등
61)은 발치후 즉시식립 임프란트와 6개월후 지연식립 임프란 트간의 성견을 이용한 조직형태계측학적 연구에서 즉시식 립 임프란트군에서 75.7%의 골접촉률을, 지연식립 임프란 트군에서 80.7%의 골접촉률을 나타내었으나 두 군간의 유 의성의 차이는 없었다고 하였다. 또한, 연조직 및 골조직의 완전치유를 위해선 18주의 시간이 필요하다고 하였으며, 임프란트 주위의 골조직은 초기 4~6주에 완전히 흡수되면 서 새로운 임프란트 주위 골조직으로 대체되며 결과적으로 위교착(pseudoankylotic)되어 치유된다고 주장하였다.
이번 연구에서 조직형태계측학적으로 골접촉률 및 골밀도 를 평가한 결과, 골접촉률(BIC)은 대조군 8주차를 제외하 고 실험기간이 경과함에 따라 점차 증가되는 소견을 나타내 었다. 또한, 골밀도(BD)는 전 실험기간에 걸쳐 저삭제군에 서 가장 높게 측정되었으며, 전군 평균에서 실험기간 경과 에 따라 점차 증가되는 양상을 나타내었다
또한 Nkenke와 Hahn 등
62)은 사체에서 임프란트의 초기
고정과 골밀도 그리고 조직형태계측학적 상관관계를 연구
한 결과 공명 진동수 분석이 골접촉률과 통계학적으로 유의
할만한 상관관계가 있었으며, Periotest
�의 계측치보다 더
유의성이 높다고 보고하였는데, 본 연구 결과에서도 이들
간에 어느 정도 상관관계가 있는 것으로 추정되었다. 하지
만, 그 통계학적 유의성 검사가 이루어지지 못했고, 임프란
트 식립시 각 실험군마다 식립부 골면에 가해진 압력 또는
토오크에 대한 수치를 정량화하지 못했다는 것이 아쉬움으
로 남는다. 따라서 이후 이들 검사가 동반되고 보다 보완된
실험연구가 더 진행되어야 할 것으로 사료된다.
Ⅴ. 결 론
성공적인 임프란트 시술을 위하여 식립된 임프란트와 주 위 골조직간의 골유착이 반드시 이루어져야하며, 이를 위해 선 임프란트 식립후 높은 초기 안정성을 얻는 것이 중요하 다.
본 연구에서는 초기 안정성을 향상시킬 수 있는 방법을 얻 기위해 임프란트 식립방법에 따라 대조군, 저삭제군 및 과 삭제군의 세가지 군으로 나누어 수술을 시행한 후 수술직 후, 4주, 8주 및 12주시기에 Osstell
�RFA를 이용하여 임 프란트 안정성을 평가하였으며 임프란트와 주변 골조직간 의 골유합정도를 4주, 8주 및 12주시기에 조직형태계측법 으로 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
1. 임프란트 안정성 지수로 평가한 초기 안정성 비교에서 과삭제군에 비하여 대조군과 저삭제군에서 높은 안정 성을 보였으며 기간경과에 따라 저삭제군이 타 실험군 에 비하여 안정성이 높았다.
2. 임프란트와 인접 골간의 골접촉률 비교에서 저삭제군 이 대조군이나 과삭제군에 비하여 기간 경과에 따라 골 접촉률이 대체적으로 높게 나타났다.
3. 골밀도는 전 실험기간에 걸쳐 저삭제군에서 가장 높았 으며, 실험기간 경과에 따라 점차 증가되는 양상을 나 타내었다.
4. 공명진동수 분석과 조직형태계측학적 분석과는 대체적 으로 비례하였다.
본 연구 결과 각 군마다 그 회복기간 및 양상은 다르나 모 든 군에서 시간경과에 따라 ISQ수치의 향상을 나타내었고, 골삭제량을 적게하여 식립하여 상대적으로 과압박이 가해 진 부위에도 오히려 더 우수하게 골유착이 안정적으로 이루 어짐에 따라 임상에서도 안전하게 적용시킬 수 있으리라 생 각되며 공명진동수 분석법과 조직형태계측학적 분석간의 통계학적 유의성 검사는 이루어지지 않았지만 어느 정도 상 관관계가 있는 것으로 추정되어 공명진동수 분석은 신뢰성 이 있는 분석법으로 여겨진다.
References