서 론
오랜 기간 동안 임플란트는 무치악 부위 수복에 이용되어 왔으며 높은 성공률을 나타내나 골흡수로 인한 초기 또는 이
차 안정성의 부족은 임플란트의 실패를 가져오게 된다. 특히 초기 안정성의 경우 골과 임플란트 사이의 미세 동요도를 줄 여서 골유합(osseointergration)을 얻는 데 필수적이다[1]. 초 기 안정성은 임플란트 주위의 골밀도로 대표되는 골질과 골 량에 의해 좌우될 뿐만 아니라 임플란트의 디자인, 표면처리, 길이, 지름 등의 다양한 요소에 의해 영향을 받는 것으로 알려 져 있다[2-4].
Type III나 IV와 같이 무른 골질을 가지는 상악 구치부의 경 우는 임플란트 초기 안정성이 높지 않으며, 상악동이 존재하 기 때문에 임플란트 식립 길이가 제한된다. 특히 오랜 기간 무 치악 상태였던 환자의 경우 상악동의 함기화가 진행되어 상
상악 구치부에 식립된 새로운 테이퍼 디자인 임프란트의 후향적 임상 연구
장문정ㆍ윤필영ㆍ김영균*
분당서울대학교병원 치과 구강악안면외과
Retrospective clinical study of new tapered design implants in maxillary posterior areas
Moon-Jung Jang, Pil-Young Yun, Young-Kyun Kim*
Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Section of Dentistry, Seoul National University Bundang Hospital, Seongnam, Korea
ABSTRACT
Purpose: The aim of the present study was to evaluate the clinical outcome of new tapered design implants installed in maxillary
posterior areas.Materials and Methods: From Jun 2011 through October 2012, 17 patients (14 men, 3 women) treated with tapered implants
(Osstem TS IV) were considered. Thirty-eight implants (6 premolar and 32 molar) were placed in maxillary posterior areas.Implant stability and crestal bone loss were measured.
Results: The implant stability quotient value was 59.9 at implant placement and 70.5 at the second surgery, indicating a significant
difference. Mean crestal bone loss was 0.15±0.15 mm (no sinus elevation group: 0.10±0.13 mm; sinus elevation and simultaneous group: 0.16±0.15 mm; sinus elevation and delayed group: 0.20±0.19 mm). There was no significant difference according to sinus elevation or between the simultaneous group and delayed group. The success rate was 97.4%, and the survival rate was 97.4%.Conclusion: New tapered design implants should be applied to maxillary posterior areas.
Key Words: Bone loss, Implant, Tapered, Survival rate
Received Aug 19, 2013; Revised version received Sep 5, 2013 Accepted Sep 5, 2013
Corresponding author: Young-Kyun Kim
Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Section of Dentistry, Seoul National University Bundang Hospital, 82 Gumi- ro 173beon-gil, Bundang-gu, Seongnam 463-707, Korea
Tel: 82-31-787-7541, Fax: 82-31-787-4068
E-mail: [email protected]
악 구치부 잔존 골량이 매우 부족하여 임플란트 식립에 어려 움이 많다. 현재까지 상악 구치부의 골질을 좋게 하고 수직골 높이를 증대시키기 위해서 골절도 술식(osteotome technique) 또는 측방 접근법(lateral approach)을 이용한 상악동 거상술이 이용되고 있다[5,6].
이와 같은 골질 및 골높이의 개선뿐만 아니라, 임플란트의 초기 안정성을 높이기 위해 임플란트 자체에 대한 연구도 진 행되어 왔다. 기존의 실린더 형태를 개선한 테이퍼(tapered) 형태의 임플란트는 자연 치아의 치근과 비슷한 형태를 가지 고 있어 발치 후 즉시 임플란트 식립 및 치조골의 높이와 폭을 유지하는 데 유리하며[7], 피질골에 집중되는 스트레스를 분 산시켜 변연골 흡수를 줄여주고 높은 초기 안정을 제공하므 로[8], 특히 높은 초기 안정성을 필요로 하는 상악동 거상술이 나 즉시 임플란트 식립 시 유용한 것으로 알려져 있다[9].
최근 국내에서 골질이 좋지 않은 곳에서 초기 안정성을 얻 기 위한 새로운 디자인의 임플란트인 TS IV가 소개되었다. TS IV는 3단계의 직경으로 이루어져있으며, 상단은 기존의 직 경보다 크고, 중간은 기존의 직경과 동일한 크기이나 thread 의 경사가 작으며, 하단은 기존 직경보다 작은 형태를 갖는 다. 또한 TS IV는 sand blasted and acid etched (SA) 표면처리 를 하였는데, SA 표면처리는 먼저 순수한 타이타늄 임플란트 표면을 산화 알루미늄(aluminium oxide) 또는 산화 타이타늄 (titanium oxide) 스프레이를 이용하여 거칠게 한 후 다시 산 을 이용하여 표면 거칠기를 더 증가시키는 방법으로 기계 절 삭 방법을 이용한 것보다 더 높은 골-임플란트 접촉(bone to implant contact)을 나타낸다고 보고되고 있다[10,11].
이번 연구에서는 상악 구치부의 임플란트 수복에 있어서 특 수한 디자인을 가지는 Osstem TS IV 임플란트의 임상적용 케 이스들을 유형별로 정리하고 임상검사와 방사선학적 평가를 포함한 연구를 통하여 임플란트의 생존율 및 초기 안정성 등 단기간의 임상성적을 정리하고자 한다.
재료 및 방법
본 연구는 분당서울대학교병원에서 2011년 6월부터 2012 년 9월까지 17명의 환자에서 38개의 Osstem TS IV (Osstem, Seoul, Korea)로 상악의 임플란트 시술을 받은 환자를 대상으 로 하여 본원 연구윤리위원회의 승인을 받아 진행되었다(IRB No:B-1308-216-101). 남자가 14명, 여자가 3명이었으며 연령 은 33세에서 71세의 분포를 가지며 평균 나이는 55.9세였다.
전신질환을 보유한 환자들은 고혈압 5명, 고혈압과 당뇨 1명, 고혈압과 심장질환 3명 고혈압과 신장질환 1명이었으며 모두 내과적으로 잘 조절되었다. 의무기록지 및 방사선 사진을 후
향적으로 분석하여 임플란트의 초기안정성과 이차안정성, 골 유착실패, 변연골 흡수량과 임플란트 성공률 및 생존율을 조 사하였다.
연구재료
이번 실험에서는 표면이 SA 처리된 표면을 가지며, 3단계로 변하는 지름을 가지는 Osstem TS IV (Osstem)를 사용하였으 며(Fig. 1) 직경은 4 mm, 4.5 mm, 5 mm를, 길이는 8.5 mm, 10 mm, 11.5 mm를 사용하였다(Table 1).
상악동 거상술 시에 여러 종류의 골 이식재를 사용하였 다. 자가골 이식재로는 AutoBT (Bio Tooth Service, Seoul, Korea)를, 동종골 이식재로는 Exfuse (Hans Biomed, Seoul, Korea), Dynablast (Keystone Dental Inc., Burlington, MA, USA), orthoblast II (Integra Orthobiologics Inc., Irvine, CA, USA), Allomatrix (Wright Medical Technology Inc., Arlington, TN, USA)를, 이종골 이식재로 Bio-Oss (Geistlich, Wolhusen, Switzerland)를, 합성골 이식재로 MBCP (Biomatlante, Bretagne,
Fig. 1. Osstem TS IV
®implant. (A) Diagram of Osstem TS IV implant;
D: diameter, L: length. (B) Periapical view of Osstem TS IV implant.
France), Osteon (Genoss, Suwon, Korea), Biocera (Oscotec, Seongnam, Korea)를 사용하였다.
수술 방법
임플란트 식립은 전신 마취 또는 국소마취하에 시행되었다.
전층 판막 거상 후 제조회사가 추천하는 바에 따라 임플란트를 식립하였다. 상악동 거상술이 필요한 경우에는 상악동의 측벽 에 원형 또는 타원형의 골창을 형성한 후 제거하여 생리식염수 에 보관하였다. 상악동막을 조심스럽게 거상시킨 후 골이식을 시행하였다. 골입자는 생리식염수에 적신 후 사용하거나, 입자 의 움직임을 막기 위해 paltelet-rich plasma나 tissue adhesive를 같이 적용하기도 하였다. 남아있는 잔존 골량에 따라 초기 안 정성 획득이 가능한 경우에는 임플란트 식립과 골이식과 동시 에 시행하였으며 그렇지 않은 경우는 상악동 골 이식 후 평균 3.5개월의 치유 기간 후에 임플란트를 식립하였다. 임플란트 식립 후 최종 경과 관찰까지의 기간은 평균 15.19개월이었으며 하중 후 최종 경과 관찰까지의 기간은 평균 8개월이었다.
일차 및 이차 안정성
임플란트 식립 후 즉시 Osstell mentor (Integration diagnostics AB, Savedalen, Sweden)를 이용하여 일차 안정성을 측정하였 으며, 2차 수술을 한 임플란트의 경우 2차 수술 시 다시 Osstell mentor를 이용하여 임플란트의 2차 안정성을 측정하였다.
변연골 흡수량
최종경과관찰 시 변연골 흡수량을 치근단 방사선 사진에 서 측정한 후, 술식에 따른 변연골 흡수량을 비교하였다. 변연 골 흡수량의 측정은 술 후 치근단 방사선사진과 최종경과 관 찰 시 촬영한 사진을 비교하여, 식립된 임플란트의 길이를 기 준으로 확대율을 산출한 후 임플란트 근심측과 원심측에서의 골흡수량의 평균값을 구하였다.
성공률 및 생존율
최종 경과관찰 시점에 기능하고 있는 경우를 생존율에 포함
시켰고 임플란트 성공률은 통증, 유동성, 주위 연조직 염증, 임 플란트 주변 방사선투과상이 없으면서 최종 경과관찰 시점에 서 변연골 흡수량이 1.0 mm 이하인 경우를 성공 범주에 포함 시켰다[12].
통계분석
Sinus graft 유무, 즉시 또는 지연 임플란트 식립에 따른 변연 골 소실량을 비교하기 위해 Mann-Whitney U test를 사용했다.
통계학적 분석은 SPSS 17.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 통 해 이루어졌다.
결 과
부위별 분포
상악 대구치부에 30개, 상악 소구치부에 7개의 임플란트가 식립되었다(Table 2).
상악동 거상술
상악동 골이식 후 즉시 임플란트 식립한 경우는 22개, 지연 식립한 경우는 6개였으며, 상악동 골이식술을 시행하지 않은 경우는 7개였다. 8명의 환자에게서 5 mm 이하의 상악동막 천 공이 나타났으나 합병증이나 실패로 연결되지는 않았다.
Table 1. Number of Implant according to Implant Length and Diameter
Length (mm) Diameter (mm)
4 4.5 5 Total
8.5 10.0 11.5 Total
2 2 4
3 3
3 13 14 30
3 18 16 37 Values are presented as number.
Table 2. Fixture Location
Location Right Left Total
Premolar Molar
4 1
2
30 37
Values are presented as number.
Table 3. Type of Sinus Bone Graft Materials
Type of bone graft material Value AutoBT+Bio-Oss
AutoBT+MBCP MT+Osteon+Dynablast Osteon+Dynablast Exfuse+Biocera
orthoblast II+Biocera+Bio-Oss AutoBT
Allomatrix Bio-OSS MBCP Osteon Biocera Total
2 (7.1)
3 (10.7)
2 (7.1)
2 (7.1)
5 (17.9)
2 (7.1)
5 (17.9)
1 (3.6)
1 (3.6)
1 (3.6)
2 (7.1)
2 (7.1)
28 (99.9)
Values are presented as number (%).
상악동 골이식재
총 37개의 임플란트 중에서 28개의 경우에만 상악동 골이 식을 시행하였다. 상악동 골이식을 위해 상악동 전방부에 골 창을 형성하였으며, 골이식재로는 자가치아골이식재, 동종 골, 합성골, 이종골 등을 혼합하여 사용하였다. 동종골과 합성 골을 혼합하여 사용한 경우가 25.0%로 제일 많았고 그 다음으 로 자가치아골이식재만, 또는 합성골만 사용한 경우가 각각 17.9%로 많았다. 자가치아골이식재와 합성골을 혼합하여 사 용한 경우도 10.7%였다(Table 3).
합병증
한 명의 환자에게서 상악동염이 나타났으나 이 환자는 원래 만성 상악동염을 앓던 환자였으며, 임플란트의 실패로 이어 지지는 않았다.
일차 및 이차 안정성
Osstell mentor를 이용하여 임플란트의 일차 및 이차 안정성 을 측정하였다. 일차 안정성을 측정한 임플란트는 32개였으 며, 평균값은 59.9 implant stability quotient (ISQ)였으며, 이차 안정성을 측정한 임플란트는 14개로 평균 값은 70.5 ISQ였다 (Tables 4, 5).
변연골 소실
술식에 따른 변연골 소실
상악동 거상술을 시행하지 않은 경우 변연골 흡수량은 0.10
±0.13 mm였다. 상악동 거상술 후 임플란트를 식립한 경우 변 연골 흡수량은 0.16±0.15 mm였으며 이 둘 간의 통계적으로 유의미한 차이는 나타나지 않았다(p=0.196) (Table 6).
임플란트 식립 시기에 따른 변연골 소실
상악동 거상술 후 즉시 임플란트를 식립한 경우에는 0.16±
0.15 mm, 지연 식립한 경우에는 0.20±0.21 mm의 변연골 흡수 가 나타났으나 통계적으로 유의미한 차이는 나타나지 않았다 (p=0.690) (Table 7).
기간에 따른 변연골 소실
하중 후 최종 경과 관찰까지 평균 관찰기간은 8개월로 1년 이내인 경우가 31개, 1년 이상인 경우가 6개였다. 관찰기간이 1년 이내인 경우 평균 변연골 소실량은 0.15±0.15 mm, 1년 이 상인 경우 평균 변연골 소실량은 0.18±0.17 mm였다. 평균 변 연골 소실량은 0.15±0.15 mm였다.
생존율 및 성공률
1명의 환자 1개의 임플란트에서 골유착이 실패하였다. 최 종 관찰 시 생존율은 97.4%였으며, 최종 경과 관찰 시점에서 기준치 이상의 변연골 소실이 나타난 경우는 없었으므로 임 플란트 성공률은 97.4%였다. 63세의 남성환자에게 #25, 26, 27 세 개의 임플란트를 식립하였으나 #26번의 골유착이 잘 되지 않고 동요도를 보여 묻어두고 #25-27 bridge로 연결하였다.
Table 5. Secondary Stability
Secondary stability (ISQ) Value
≤59 60-69 70-79
≥80 Total
1 5 7 1 14 Values are presented as number.
ISQ: implant stability quotient.
Table 4. Initial Stability
Initial stability (ISQ) Value
≤39 40-49 50-59 60-69 70-79
≥80 Total
5 4 3 8 11 1 32 Values are presented as number.
ISQ: implant stability quotient.
Table 6. Crestal Bone Loss according to Surgical Procedure
Surgical procedure Value
No sinus elevation Sinus elevation
7 (0.10±0.13)*
28 (0.17±0.16)*
Values are presented as number or mean±standard deviation (mm).
*No statistically significant difference by surgical procedurer (p=0.196).
Table 7. Crestal Bone Loss according to Timing of Implant Placement Timing of implant placement Value
Sinus elevation+Immediate Sinus elevation+Delayed
22 (0.16±0.15)*
6 (0.20±0.20)*
Values are presented as number or mean±standard deviation (mm).
*No statistically significant difference by timing of implant place-
ment (p=0.690).
고 찰
상악 구치부와 같이 잔존 골량이 부족하고 해면골질이 많 은 경우에는 임플란트의 초기 안정성을 얻기 힘들며, 임플란 트 실패할 확률이 높아지게 된다[13]. 상악 구치부의 잔존 골 량이 부족하여 초기 고정을 얻기 힘들고 충분한 길이의 임플 란트를 식립할 수 없는 경우에는 상악동 거상술을 통한 골이 식술을 시행할 수 있다. 골이식술을 시행할 때 Maiorana 등 [14]의 연구 결과에 따르면 합성골과 이종골이 흡수가 잘 일어 나지 않아 임플란트의 초기 고정을 제공하며, 특히 상악동 골 이식에 유용하다고 말하였으나, Scarano 등[15]의 연구 결과 에 의하면 골 재료에 따른 임플란트 안정성의 차이는 눈에 뜰 만하게 보이지 않는다고 하였다. 이번 연구에서는 다양한 골 이식재들을 이용하여 상악동 골이식술을 시행하였다. 동종골 과 합성골을 혼합하여 사용한 경우가 25.0%로 제일 많았고 그 다음으로 자가치아골이식재만, 또는 합성골만 사용한 경우가 각각 17.9%, 자가치아골이식재와 합성골을 혼합하여 사용한 경우가 10.7%였다. 나머지의 경우에서도 필요에 따라 다양한 골을 혼합하여 사용하였다.
기존의 실린더 형태에 비해 테이퍼 형태의 임플란트 fixture 는 자연 치아의 치근과 비슷한 형태를 가지며, 골량이 부족하 고 골질이 좋지 않은 곳에서 임플란트의 초기 안정성을 제공 하며 높은 성공률을 나타낸다. Nedir 등[8]은 상악 잔존 골량 이 6 mm 이하인 경우에 테이퍼 형태의 임플란트는 높은 초기 안정성을 가지며, 부하 후 변연골 소실이 적었다고 보고하였 으며 보철 후 1년 후의 누적 생존율이 100%였으며 94.4%의 성 공률을 보인다고 하였다. Astrand 등[16]은 테이퍼 형태의 임 플란트가 Type 3 또는 4의 골에서 더 좋은 초기 안정성을 보 이며, 누적 생존율이 96.9%에 달한다고 보고하였다. Kim 등 [17]은 테이퍼 형태의, resorbable blasting media 표면 처리를 한 GSIII (Osstem) 임플란트를 상악 구치부에 식립 시 높은 초 기 안정성을 보였으며 부하 후 1년 성공률은 94.7%, 생존율은 97.4%로 나타났다고 보고하였다. Kim 등[18]의 또 다른 연구 에 따르면 상악동 거상술 후 테이퍼 형태의 임플란트인 USIII (Osstem)를 즉시 식립할 경우 생존율은 95.2%, 부하 1년 후 성 공률은 90.5%로 나타났으며, 지연 식립 시는 생존율, 성공률 모두 100%로 나타났다.
그동안 테이퍼 형태의 다양한 종류의 임플란트가 사용되 어 왔으나 최근 임플란트의 초기 안정성을 극대화 시킬 수 있 는 새로운 디자인의 임플란트가 개발되었다. 오스템에서 개 발한 TS IV 임플란트는 기존의 직경보다 0.3-0.45 mm가 크고 thread가 7도의 경사도를 갖는 상단부, 기존의 직경과 비슷하 지만 thread가 1도의 경사도를 갖는 중간부, 직경이 1.8 mm에
서 2.2 mm로 상대적으로 얇으며, thread가 10도의 경사도를 갖는 하단부 이렇게 3단계로 구분된다. 상대적으로 큰 상단부 의 직경은 피질골에서의 초기 고정을 증가시키고, 1도의 경사 도를 갖는 중간부는 해면골에서의 초기 고정을 증가를 기대 할 수 있다. 또한 초기 고정의 증가와 하단부의 작은 직경은 임 플란트의 초기 진입을 가능하게 하여 술식 면에서의 이득을 얻을 수 있다.
이번 연구에서는 상악 구치부에 TS IV를 식립한 후 일차 및 이차 안정성을 측정한 결과 일차 안정성 59.4, 이차 안정성은 70.5로 나타났다. Ostell은 임플란트 상부에서의 고정성을 주 로 측정하게 되는데, 잔존 골량이 적어 상부에서 충분한 고정 을 얻지 못하는 상악 구치부 임플란트에서는 실제 안정성보다 ISQ 값이 작게 나타나거나 오류가 나타나는 경우가 많다[2-4].
이번 연구에도 5개의 임플란트에서 ISQ 값이 40 미만으로 나 타났으나 이는 Ostell 측정 오차로 생각되며, 실제로 4개월 후 에 ISQ를 다시 측정한 3개의 경우 ISQ 값이 69 이상으로 나타 났다. 이러한 오차를 감안할 때 TS IV의 일차 안정성은 비교적 양호한 것으로 판단된다.
Osstem US III를 이용한 Kim 등[18]의 연구 결과에서는 부 하를 가한 1년 후의 변연골 흡수량이 임플란트를 동시 식립한 경우 0.12 mm, 지연 식립한 경우 0.4 mm로 지연 식립한 경우 가 더 크게 나타났던 반면에 이번 연구 결과에서 상악동 거상 술을 시행하지 않은 경우의 변연골 흡수량은 0.10 mm, 상악동 거상술을 시행한 경우의 변연골 흡수량은 0.16 mm로 통계적 으로 유의미한 차이가 나타나지 않았으며, 상악동 거상술 후 동시 임플란트를 식립하거나 지연 식립하였을 경우 또한 변 연골 흡수량이 각각 0.16 mm, 0.20 mm로 통계적으로 유의미 한 차이를 나타나지 않았다. 이러한 차이는 사용한 골이식재 나 임플란트, 관찰 기간의 차이 때문으로 생각한다.
이번 연구 결과에서 전반적인 변연골 소실량은 0.15 mm였 으며, 이는 Straumann (Straumann, Waldenburg, Switzerland) 임플란트를 식립하여 기능 부하 1년 후의 평균 변연골 흡 수량을 측정한 결과가 근심 0.79 mm, 원심 0.69 mm였다는 Peñarrocha 등[19]의 연구결과나 Implantium implant system (Dentium)을 식립하여 1년 후의 기능 중인 임플란트 주변 변 연골의 흡수는 평균 0.44 mm였다고 보고한 Hwang과 Kim [20]의 연구 결과에 비해 양호한 값이라 할 수 있다.
또한 이번 실험에서 Osstem TS IV 임플란트의 생존율 및 성 공률은 97.37%로 나타났는데 이는 Kim 등[18]의 연구 결과에 나타난 Osstem US III 임플란트의 생존율이 96.0%, 성공률이 92.0%, Osstem GS III 임플란트의 성공률은 94.7%, 생존율은 97.4%에 비해 더 양호한 값을 나타낸 것을 알 수 있다. 따라서 Osstem TS IV 임플란트는 잔존 골량이 적고 골질이 좋지 않은
상악 구치부 임플란트 식립에 충분히 안정적인 결과를 나타 낼 것으로 생각한다.
하지만 이번 실험의 경우 하중 후 최종 관찰까지의 평균 기 간이 8개월로 대부분이 1년에 못 미쳤는데 대부분의 골소실 이 1년 이내에 많이 나타나는 것을 감안했을 때, 정확한 골소 실량 측정을 위해서는 1년 이상의 관찰기간이 필요할 것으로 생각되며, 생존율 및 성공률에 있어서도 더 장기적인 관찰이 필요할 것으로 생각된다.
Osstem TS IV 임플란트가 실패한 경우는 1개로 초기 고정 실패가 그 원인이었다. 이 부위는 처음에 상악동 거상술 후 3 개의 임플란트를 식립하였으나 2번 실패하였고, 일정한 치유 기간 후에 Osstem TS IV로 재식립한 경우이다. 비록 함께 식 립한 3개의 임플란트 중 한 개의 임플란트가 골융합에 실패하 였지만 나머지 두 개의 임플란트는 양호한 골융합을 보였다.
이번 연구는 샘플 크기가 작으며, 경과 관찰 기간이 짧고 다양 한 종류의 골이식재 및 차단막을 사용하였다는 한계를 가지 고 있다. 또한 나사선의 굵기와 경사도가 3단계로 나뉘어진 임 프란트가 초기 고정력 향상 및 우수한 골반응에 대한 과학적 인 근거는 아직 미약하다. 향후 충분한 기간의 관찰 기간 및 좀 더 많은 샘플 수를 확보해야 하며 체계적인 연구계획을 통해 다른 디자인의 임플란트와 비교하는 전향적 임상연구가 필요 할 것으로 생각한다.
감사의 글
This study was supported by a grant from the Korean Health Technology R & D Project, Ministry for Health & Welfare, Republic of Korea (A101724).
참고문헌
