수종의 임플란트 가이드 시스템 드릴과 애관 사이의 간격 비교연구

Abstract

Purpose: The accuracy of an implant surgical guide system depends on the accumulation of errors from each fabrication step, and efforts to reduce the errors have been made using different strategies. The aim of this study was to examine the tolerance between drilling and bushing of various computer-guided templates and to understand the characteristics of each system.

Materials and Methods: This study investigated six guide systems, including foreign brands (Simplant, NobelGuide), and Korean brands (OsstemGuide, Navisis, NeoGuide, R2GATE). Photos were taken twice while the drill was held to the left and to the right. Two photos were merged together and the angle between two axes of each drill was measured.

Results: There was a difference in tolerance between bushing and drilling according to the system and drill shape. The angular deviation varied from a minimum of 0.94 ^o to a maximum of 7.82 ^o . When we compared the twists of the drills, the tolerance of NobelGuide and Simplant was significantly larger, while that of the R2GATE was significantly smaller than the others.

Conclusion: The tolerance between bushing and drilling was significantly different among the six guide systems examined.

Accordingly, the operator should pay attention to the characteristics of each system while drilling.

Key Words: computer-guided template, implant drill, metal bushing, tolerance

수종의 임플란트 가이드 시스템 드릴과 애관 사이의 간격 비교연구

박지만

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^2,3

¹

1

²

³

Comparative Study on Clearance between Drilling and Bushing of Various Implant Guide Systems

Ji-Man Park

¹

^2,3

¹

1 Department of Dentistry, Ewha Womans University School of Medicine, Seoul, Korea

2 Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Seoul National University, Seoul, Korea

3 Dental Research Institute, Seoul National University, Seoul, Korea

ISSN 1229-5418 Implantology 2014; 18(3): 194~202

Reprint requests: Eun-Jin Park

Department of Prosthodontics, Ewha Womans University School of Medicine, 1071, Anyangcheon-ro, Yangcheon-gu, Seoul 158-710, Korea

Tel: 82-2-2650-5763, Fax: 82-2-2650-5764 E-mail: [email protected]

Received for publication: September 6, 2014 Accepted for publication: September 17, 2014

교신저자: 박은진

(158-710) 서울시 양천구 안양천로 1071 이화여자대학교 의학전문대학원 치과학교실 Tel: 82-2-2650-5763, Fax: 82-2-2650-5764 E-mail: [email protected]

원고접수일: 2014년 9월 6일 게재확정일: 2014년 9월 17일

Copyright © 2014. The Korean Academy of Oral & Maxillofacial Implantology

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits This research was supported by Basic Science Research Program through the National Research Foundation of Korea (NRF) funded by the Ministry of Science, ICT &

Future Planning (2013R1A1A1076022).

용하여 환자에서 89개의 임플란트를 식립한 전후의 비교 결과 각도편차가 7.9

^o

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¹²

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^o

이러한 연구들의 대부분이 외국산 임플란트를 대상으 로 하여 국산 임플란트 수술용 가이드 템플릿을 대상으 로 한 연구가 많지 않았는데, RP로 CT에 나타난 방사선 템플릿의 내면을 복제하여 프린트하는 NobelGuide와 동 일한 방식의 OsstemGuide, 그리고 석고모형에 5축 가공 밀링머신으로 계획한 임플란트의 위치를 가공한 후 교정 용 레진으로 모형 위에 직접 제작하는 Navisis의 두 시스 템을 비교한 이전 연구에서는 각도편차가 OsstemGuide 8.51

^o

^o

¹⁴

이러한 연구 결과들은 가이드 템플릿 시스템의 전반적 인 정확도를 측정하였는데, CT 촬영 등의 영상획득단계, 템플릿 제작 단계, 환자나 모형에서 템플릿을 장착할 때, 그리고 이를 대고 드릴링할 때 가이드의 애관과 드릴 사 이의 간격(drill-bushing gap)에 의한 요소들이 전부 합 쳐져서 나타난 결과이다. 이러한 각각의 요소들에 의한 오차가 더해져서 가이드의 정확도가 판단되며, 정확도를 높이기 위해 각각의 단계에서 오차를 줄이기 위한 노력 들이 이루어지고 있다. 이 중에서 애관과 드릴 사이의 간 격은 임플란트 드릴이 수술 시에 애관 내부에서 부드럽

컴퓨터의 도움을 얻어 환자의 컴퓨터 단층촬영 (computed tomography, CT) 영상에서 시행 한 임플란트 식립 계획은 수술장에서 직접 활 용하는 방법으로 내비게이션 수술과 가이드 템플릿 수술 이 치과 영역에서 행해지고 있다

^1-8

후자는 임플란트 계획 정보를 반영하여 그 위치를 드릴 링할 수 있도록 레진과 금속으로 제작한 템플릿을 미리 만들고, 이를 환자 구강에 장착하여 수술에 도움을 받을 수 있다. 후자는 드릴이 금속 애관(metal bushing or metal sleeve)에 물리적으로 구속되기 때문에 좀 더 정확 한 수술을 할 수는 있지만, 임플란트 계획을 수술 중에 수정할 수 없다는 제한이 있다. 반면에 전자는 술자의 자 유도는 크지만 이에 따른 실수를 방지하기 어렵고, 환자 와 트래킹 센서 사이에 장애물이 없어야 하는 제한점이 있다

⁹

¹⁰

임플란트 수술을 위한 컴퓨터 가이드 템플릿의 정확도 에 관해서 모형연구(in vitro), 사체연구(ex vivo), 임상연

Original Article

게 움직여야 하므로 가이드 제작 회사에서 고유의 공차 를 부여하는데, 이를 통해 회사에서 가이드의 정확도와 편이성의 두 가지 요소 중에서 어느 쪽에 무게중심을 더 두는지를 판단할 수 있다. 아직까지 애관과 드릴 사이의 간격을 비교 평가한 연구는 없었으며, 이를 통해 임상가 가 다양한 임플란트 수술용 가이드를 사용할 때 시스템 별로 특성을 파악하고 이에 따른 주의를 기울일 수 있을 것이다.

본 연구의 목적은 여섯 가지 종류의 임플란트 수술용 컴퓨터 가이드 템플릿 시스템의 애관과 가이드 키트의 드릴들 사이의 유격을 조사하여 각 시스템들의 특성을 파악하는 것이다.

II

1. 분석한 가이드 템플릿 시스템

본 연구의 대상은 외국산 브랜드인 Simplant

(Materialise Dental, Leuven, Belgium), NobelGuide (Nobel Biocare, Zurich, Switzerland), 국산 브랜드인 OsstemGuide (Osstem, Busan, Korea), Navisis (Ezplant, Seoul, Korea), NeoGuide (Neobiotech, Seoul, Korea), R2GATE (Megagen, Gyeongsan, Korea) 등 여섯 가지였다.

Simplant와 Navisis 시스템은 임플란트 수술용 가이드 만을 공급하는 회사에서 제작되며, 독자적인 임플란트 시 스템이 없고, 시판되고 있는 임플란트 시스템에 맞추어 제공되는 형태를 취하고 있다. 따라서 본 연구에서는 Simplant의 경우 Branemark Mk III (Nobelbiocare)를 위 해 제작된 가이드를, Navisis의 경우 Osstem GS 임플란트 (Osstem)를 디자인하여 의뢰하여 만든 가이드 템플릿을 대상으로 하였으며, 전자의 경우 본 연구에서 사용된 NobelGuide drill kit를, 후자의 경우 Osstem Guide drill kit를 사용하여 유격을 조사하였다(Fig. 1).

2. 측정 대상

Anchor pin을 가이드의 보조 안전장치로 사용하는 시 스템의 경우 anchor drill과 템플릿 내에 삽입된 금속 애

Fig. 1.

Guide. (C) NeoGuide. (D) R2GATE.

Ji-Man Park et al. : Comparative Study on Clearance

between Drilling and Bushing of Various Implant

Guide Systems. Implantology 2014

등을 분석하였다. 시스템에 따라 금속 애관 없이 레진 표 면에 직접 드릴이 접촉하는 형태, 한 크기의 애관에 여러 굵기의 드릴을 사용하기 위한 국자 형태의 mediator bushing이 없는 시스템은 동일한 조건이 아니므로, 따로 표시를 하여 유격 분석 시에 추가적인 고려를 하도록 하 였다(Fig. 2).

3. 측정 방법

각 제조사에서 제작된 임플란트 가이드 템플릿의 애관 에 측정하고자 하는 드릴을 mediator bushing과 함께 장 착하여 디지털 카메라(Nikon D90 and wireless remote speedlight SB-R200 twin flash; Nikon Corp., Tokyo, Japan)로 사진을 촬영하였다. 드릴의 핸드피스 고정부를 좌측으로 최대한 민 상태로 찍은 사진과 반대 방향으로 밀면서 찍은 사진을 중첩한 후 두 사진에서의 드릴의 중 심축 간의 각도를 측정하였다. 이때 시편과 카메라의 위 치를 변화시키지 않도록 하여, 두 사진 간에 드릴을 제외 한 나머지 피사체는 동일한 모양을 가지도록 하였다. 사

NobelGuide

Simplant

OsstemGuide and Navisis

NeoGuide

R2GATE

Fig. 2.

Ji-Man Park et al. : Comparative Study on Clearance between Drilling and Bushing of Various Implant Guide Systems. Implantology 2014

Fig. 3.

Ji-Man Park et al. : Comparative Study on Clearance between Drilling and Bushing of Various Implant Guide Systems. Implantology 2014

Original Article

Ta b le 1 . T o le ra n c e b e tw e e n d ri lls a n d b u sh in g s o f si x c o m p u te r- g u id e d i m p la n t su rg ic a l te m p la te s ys te m s ( o ) 　 N ob el G ui d e Si m p la nt O ss te m G ui d e N av is is N eo G ui d e R 2G AT E A nc ho r dr ill In itia l d ril l 　 Tw is t dr ill ( di am et er , m m ) Tw is t dr ill Fi xt ur e m ou nt O th er s 　 To ta l

A nc ho r dr ill A nc ho r pi n S ta rt dr ill 　 2. 0 2. 0 2. 8 3. 0 3. 2 3. 4 　 Im pl an t M ou nt 　 　 　

1.0 47 0. 94 1 5. 99 9 　 5. 51 3 4. 72 8 4. 19 0 4. 40 4 5. 00 1 4. 41 7 4. 71 ± 0. 49 7. 82 3 　 　 4. 41 ± 2. 09

　 　 2 .0 3 .2 4 .2 　 　 　 　

　 　 7. 32 1 2. 57 5 3. 43 8 4. 44 ± 2. 53 　 　 4. 44 ± 2. 53

A nc ho r dr ill A nc ho r dr ill In itia l d ril l 　 2. 0 3. 0 3. 3 3. 8 　 Ti ss ue pu nc h C ou nt er bo re 　

1.3 60 1.9 54 4. 70 1 　 4. 53 8 4. 59 2 3. 87 8 3. 56 8 4. 14 ± 0. 50 2. 55 4 3. 33 3 3. 39 ± 1.2 1

In itia l d ril l 　 2. 0 3. 0 3. 3 3. 8 　 Ti ss ue pu nc h C ou nt er bo re 　

3. 61 4 　 3. 38 7 2. 77 1 2. 56 8 3. 20 5 2. 98 ± 0. 38 2. 60 1 3. 02 5 3. 02 ± 0. 40

　 　 2. 0 2. 0 2. 9 2. 9 3. 4 3. 9 4. 4 　 3. 5 Fi xt ur e D riv er 5. 0 Fi xt ur e D riv er S cr ew t ap C ou nt er si nk 　

　 　 4. 50 3 2. 96 8 2. 57 8 3. 46 9 2. 23 3 3. 09 1 1.8 80 2. 96 ± 0. 87 3. 13 9 2. 02 1 2. 11 7 1.8 04 2. 71 ± 0. 82

G ui de d ril l G ui de d ril l In itia l d ril l 2. 0 2. 5 2. 8 3. 3 3. 6 4. 2 　 H an dp ie ce C on ne ct or R at ch et C on ne ct or B on e pr of ile r 　 　

4. 39 2 3. 79 5 2. 35 2 2. 67 1 1.8 20 2. 52 0 1.7 82 2. 36 7 2. 54 5 2. 28 ± 0. 39 2. 55 6 3. 17 2 1.9 67 2. 66 ± 0. 78 Va lu es a re p re se nt ed a s nu m b er o r m ea n± st an da rd d ev ia tio n. Ji- M an P ar k e t a l. : C om pa ra tiv e S tu dy on C lea ra nc e b etw ee n D ril lin g a nd B us hi ng of Va rio us Im pl an t G ui de Sy ste ms . I mp la nt ol og y 2 01 4

치를 조정하였다. 드릴의 중심축을 표시한 후 서로 간의 각도를 영상분석 소프트웨어(Image J; National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA)로 측정하였 다(Fig. 3).

사후분석으로써 Tukey test를 시행하였다(α=0.05).

III

임플란트 가이드 시스템의 구성 요소별 측정된 유격의 크기는 Table 1 및 Fig. 4와 같다. 치아 지지가 부족할 경 우 치조골에 고정을 목적으로 골형성하는 anchor drill은 NobelGuide, OsstemGuide에서 제공하고 있는데, 전자는 1.05

^o

^o

드릴의 처음 위치를 표시하는 initial drill은 Nobel Guide 6.0

^o

^o

^o

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^o

Twist drill은 식립하고자 하는 임플란트의 직경으로

Nobel Guide 7

Angular deviation ( )

0 6 5 4 3 2 1

Simplant Osstem Guide

Navisis Neo Guide

R2GATE

Fig. 4.

Ji-Man Park et al. : Comparative Study on Clearance between Drilling and Bushing of Various Implant Guide Systems. Implantology 2014

Fig. 5.

Guide anchor drill (A) and Osstem­

Guide anchor drill (B).

Ji-Man Park et al. : Comparative Study on Clearance

between Drilling and Bushing of Various Implant

Guide Systems. Implantology 2014

Original Article

확장하기 위해 단계별로 사용하는 드릴로서 회사에 따라 직경에 차이가 있었으며, 평균과 표준편차는 Table 1과 Fig. 4에 나타나 있다. 일원분산분석 결과 여섯 가지 시 스템에 따른 통계적인 차이가 있었으며, 그 중 사후분석 결과 NobelGuide와 Simplant의 유격이 통계적으로 다른 시스템보다 컸으며, R2GATE가 작았다(Fig. 6).

골삭제 후 임플란트를 식립할 때 사용하는 fixture mount는 각 회사마다 이름이 달랐는데, NobelGuide의 Implant Mount는 7.82

^o

^o

^o

IV

가이드 시스템에서 정확성에 영향을 미치는 요소는 드 릴링할 때 가이드의 애관과 드릴 사이의 간격 외에도 CT 촬영 등의 영상획득단계, RP나 직접 레진축성 등으로 이 루어지는 템플릿 제작 단계, 환자에서 템플릿의 적합도 등이 있으며, 이들에 대한 연구는 많이 보고되어 있다

^11,12

가이드 템플릿의 정확도는 이러한 여러 요소들이 쌓이면 서 점차 커지기 때문에 각 단계별로 오차를 줄이기 위한 노력이 필요하다.

연구 결과 컴퓨터 가이드 수술용 템플릿의 시스템에 따라서 drill kit와 금속 애관 사이의 공차가 회사마다 달 랐다. 단순히 숫자적인 비교로 각 시스템의 우월을 가리 는 것은 의미가 없으며, 각 회사별 시스템의 특징은 수술 시 부드러운 드릴링에 따른 편이성의 측면과 가이드의 정확도와의 관계에서 어느 쪽에 더 치중할지에 대한 견 해에 따른 차이라고 볼 수 있다. 하지만 수술을 하는 술 자의 입장에서는 사용하는 가이드 시스템이 둘 중 어느 쪽에 가까운지를 미리 파악하고 이에 따른 대비를 하는 것이 중요하다.

본 연구에서 유격의 차이를 가져온 가장 큰 요소로서 mediator bushing을 들 수 있다. Simplant 시스템은 초 창기에 가이드 템플릿을 드릴의 직경에 따라 3단계로 만 들었고 이에 따라 금속 애관의 직경도 3단계로 하였다.

그러나 템플릿을 여러 번 제작해야 하는 비용적인 문제 로 대부분의 가이드 시스템은 하나의 큰 애관에 여러 종 의 다른 직경의 드릴을 사용하기 위해 국자 형태의

Fig. 6.

Guide (A), OsstemGuide (B), Navisis (C), NeoGuide (D), and R2GATE (E) twist drills.

Ji-Man Park et al. : Comparative Study on Clearance

between Drilling and Bushing of Various Implant

Guide Systems. Implantology 2014

삭제를 할 경우, 금속-금속의 관계가 2단계로 되어 설정 해야 하는 공차 관계가 이중으로 된다. 그 결과 드릴과 금속 애관 사이의 유격은 더 커지는 결과를 가져 온다.

본 연구의 twist drill끼리의 결과에서도 R2GATE의 경우 mediator bushing이 없고 금속 애관도 생략하여 드릴이 삼차원 프린팅된 레진면에 직접 접촉하였으며, 결과적으 로 공차를 더 적게 부여하게 되어 가장 작은 각도편차를 보였다. 또한 NeoGuide 시스템도 3.4 mm 직경 이상부터 mediator bushing 없이 드릴이 금속 애관에 직접 접촉하 게 디자인되었고, 전반적으로 작은 각도편차를 보였다.

이와 달리 mediator bushing이 있는 전통적인 형태의 NobelGuide는 가장 큰 편차를 보였다. 마찬가지로 R2GATE에서 유일하게 핑크색의 adaptor가 있는 guide drill은 높은 각도편차를 보였다.

Valente 등

¹¹

^o

^o

^o

¹⁵

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큼까지의 각도편차는 나타나지 않는다는 것이다. 그렇지 만 수술용 엔진의 출력과 속도를 순간적으로 높게 했을 때에는 드릴 자체의 세차운동이 발생하여 큰 각도편차를 보일 수 있으므로 본 연구 결과에서 편차가 크게 나타난 드릴은 사용 시에 주의하는 것이 좋을 것이라 생각된다.

V

본 연구에서는 여섯 종류의 임플란트 수술용 컴퓨터 가 이드 시스템을 대상으로 템플릿에 위치한 애관과 가이드 드릴 간의 유격을 조사하여 각도편차를 비교 분석하였 다. 그 결과, 시스템별, 드릴 종류별로 애관과 드릴 간에 유격에 차이가 있었고, 최소 0.94

^o

^o

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