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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 다양한 골질 조건하에서 임플란트의 외형적 특성과 초기 안정성과의 관계를 식립 회전력 측정법, 공진 주파수와 동요도 분석법을 통하여 분석하고 더불어 식립구 형태가 초기 안정성에 미치는 영향을 함께 알아보고자 하였다.
- 본 연구는 다양한 골질 조건하에서 임플란트의 형태가 초기 안정성에 미치는 영향을 알아보기 위해 standard 형태의 USⅡ, SSⅡ, GSⅡ와 tapered 형태의 GSⅢ를 식립하고 식립 회전력과 공진 주파수 및 동요도를 측정하였으며, 형성된 식립구와 임플란트 형태간의 관계에 대해서 알아보았다.
제안 방법
- 식립 시 오차를 방지하기 위해 자동 천공기 (OSSTEM Implant Co., Busan, Korea)를 이용하여 직경 3.8mm의 드릴을 선택하고 임플란트 길이보다 1 mm 깊게 식립 구멍을 형성하였다 (Fig. 4). Tapered body의 GSⅢ는 straight한 형태의 GSⅡ용 직경 3.
- 4). Tapered body의 GSⅢ는 straight한 형태의 GSⅡ용 직경 3.8mm drill (GSⅢs군)과 제조사의 지시를 따르는 GSⅢ전용 직경 4.0mm taper drill(GSⅢt 군)을 사용하여 각각의 식립구를 형성하고 식립 회전력을 측정하였다 (Fig. 5).
- 임플란트 진료용 엔진인 INTRA surg 300 (KaVo, Biberach, Germany)을이 용하여 생리식염수 주수 하에 30 rpm 으로 임플란트를 식립 하였다. 식립 동안 엔진 본체의 액정 화면상에 표시되는 토크의 최대 수치를 식립 회전력으로 기록하였다.
- 식립 후, SmartpegTM (Osstell AB., Gothenburg, Sweden)을 10 Ncm 으로 연결하고 Osstell mentorTM (Osstell AB., Gothenburg, Sweden)를 이용하여 공진 주파수를 동일한 방향으로 5회 반복 측정하였다. 측정된 주파수는 임플란트 안정도 지수 (Implant Stability Quotient, ISQ)로 기록하였다.
- 측정된 주파수는 임플란트 안정도 지수 (Implant Stability Quotient, ISQ)로 기록하였다. 이후 Periotest (Medizintechnik Gulden, Modautal, Germany)를 이용하여 동일한 방향으로 동요도를 5회 반복 측정하였다. 동요도는 Periotest의 LCD 화면상에 나타나는 Periotest value (PTV)값으로 기록 하였다.
대상 데이터
- 임플란트 식립을 위해 폴리우레탄 재질의 모형골 (SAWBONE, Pacific Research Laboratories Inc., Vashon, USA)을 사용하였다 (Fig. 1). 4종류의 모형골은 골질에 따라 서로 다른 두께의 피질골과 해면골로 구성되어 있다 (Table Ⅰ).
- 실험을 위해 straight body를 가지는 standard type의 USⅡ, GSⅡ, SSⅡ system과 tapered body의 GSⅢ system (OSSTEM Implant Co., Seoul, Korea)중 직경과 길이가 동일한 임플란트를 선택하였다 (Fig. 2). Tapered body의 GSⅢ는 USⅡ, SSⅡ, GSⅡ 들과는 다르게 몸체의 측벽이 경사지며, 경부로 근접할수록 GSⅡ와 유사하게 나사선의 개수는 증가하지만 깊이는 얕아지는 형태적 특성을 가진다 (Fig.
- 3). 표면 손상에 따른 실험오차를 최소화하기 위해 측정법에 따라 10개씩 총 50개의 새 임플란트를 사용하였다 (Table Ⅱ).
데이터처리
- 0K를 사용하였다. 이원 분산분석과 Duncan method를 이용하여 임플란트 형태와 골질에 따른 식립 회전력과 공진 주파수, 동요도의 유의차를 검정하고, 골질과 형태 변수가 측정법에 미치는 영향도를 알아보기 위해 회귀분석을 실시하였다. 그리고 세 측정법간의 연관성을 알아보기 위해 상관분석을 시행하였다.
- 이원 분산분석과 Duncan method를 이용하여 임플란트 형태와 골질에 따른 식립 회전력과 공진 주파수, 동요도의 유의차를 검정하고, 골질과 형태 변수가 측정법에 미치는 영향도를 알아보기 위해 회귀분석을 실시하였다. 그리고 세 측정법간의 연관성을 알아보기 위해 상관분석을 시행하였다.
이론/모형
- , Gothenburg, Sweden)를 이용하여 공진 주파수를 동일한 방향으로 5회 반복 측정하였다. 측정된 주파수는 임플란트 안정도 지수 (Implant Stability Quotient, ISQ)로 기록하였다. 이후 Periotest (Medizintechnik Gulden, Modautal, Germany)를 이용하여 동일한 방향으로 동요도를 5회 반복 측정하였다.
성능/효과
- 임플란트의 경부에 형성되는 나사선의 개수가 증가되고 피질골과의 접촉 면적이 증가할수록 초기 안정성은 높게 나타났으며, tapered 한 임플란트가 straight 임플란트에 비해서 높은 초기 안정성을 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 또한 tapered 임플란트 식립 시 임플란트의 외형과 조화된 식립구를 형성하는 것이 피질골이 두꺼운 경우 피질골에 과도한 압축력을 감소시키고 반대의 경우 해면골로부터 좀더 많은 골고정을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
- 실험에 사용된 임플란트 중 USⅡ가 가장 낮은 식립 회전력을 보였고 (p<.05) GSⅢ군들이 비교적 높은 측정값을 보였다.
- 식립구의 형태에 따라 D1, D2 모형골에서는 GSⅢs가 가장 높은 식립 회전력을 보였고 (p<.05), D3, D4에서는 GSⅢt와 GS Ⅲs간에 유의한 차이는 없었다 (p>.05).
- 실험에 사용된 임플란트 중 GSⅢ군들이 가장 높은 측정값을 보였으며 (p.<05), 식립구의 형태에 따라 D1, D2 모형골에서는 GSⅢs가 가장 높은 ISQ value를 보였고 (p.<05), D3, D4에에서는 통계적으로 유의하지는 않지만 GSⅢt가 가장 높은 평균 측정값을 보였다.
- PTV는 최소 -0.27, 최대 24.85 사이에서 다양한 값을 보였으며 모형골의 피질골부가 두꺼위질수록 감소하였다 (p<.05).
- 임플란트 형태와 골질 둘 다 Insertion Torque, ISQ value, PTV에 영향을 주었으며, ISQ value에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다 (Table Ⅵ). 임플란트 형태, 골질 두 요소 중 골질이 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다 (p<.
- Insertion torque, ISQ value 그리고 PTV 간의 관련성을 알아보기 위한 상관관계분석에서 모형골의 종류에 따른 차이는 존재하지만 ISQ value와 PTV는 강한 상관관계를 보였다. 식립 회전력은 D1과 D4에서 ISQ value와 강한 상관관계 보였고, PTV와는 D1, D2 그리고 D4에서 강한 관계를 보였다 (Table Ⅶ).
- Insertion torque, ISQ value 그리고 PTV 간의 관련성을 알아보기 위한 상관관계분석에서 모형골의 종류에 따른 차이는 존재하지만 ISQ value와 PTV는 강한 상관관계를 보였다. 식립 회전력은 D1과 D4에서 ISQ value와 강한 상관관계 보였고, PTV와는 D1, D2 그리고 D4에서 강한 관계를 보였다 (Table Ⅶ).
- 19,23) 본 실험 결과 식립 회전력, 공진 주파수, 동요도는 모형골의 피질골부가 두꺼울수록 높게 나타났으며(Table Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ) 형태보다는 골질이 측정값에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다 (Table Ⅵ). 이는 피질골이 두꺼울수록 임플란트 식립시 발생하는 압축력이 증가되어24,25) 안정성을 얻는데 유리하기 때문으로 이전 연구들 22,23,26,27)과 유사한 결과이다.
- 본 실험결과 임플란트의 형태적 특성에 따른 초기 안정성의 차이는 standard 형태의 USⅡ, SSⅡ, GSⅡ 비교 시, USⅡ가 가장 낮은 초기 안정성을 보였으며 GSⅡ가 비교적 높은 초기 안정성을 보였다. 피질골과 결합하는 나사선의 깊이가 얕아져 식립구와의 직경차이가 작아지고 나사선의 개수가 증가하는 GSⅡ system과 같은 나사선 구조는 식립 시 피질골과의 접촉이 좀 더 긴밀할 뿐만 아니라, 피질골과의 접촉면적이 증가되어 더 많은 압축력을 얻을 수 있었던 것으로 생각된다.
- 피질골과 결합하는 나사선의 깊이가 얕아져 식립구와의 직경차이가 작아지고 나사선의 개수가 증가하는 GSⅡ system과 같은 나사선 구조는 식립 시 피질골과의 접촉이 좀 더 긴밀할 뿐만 아니라, 피질골과의 접촉면적이 증가되어 더 많은 압축력을 얻을 수 있었던 것으로 생각된다.8,9) 동일한 3.8mm 직경의 드릴로 형성된 식립구에 고정된 tapered한 GSⅢ와 straight한 GSⅡ의 비교 시 GSⅢ가 대체로 더 높은 초기 안정성을 보였다.18) 이는 상방 피질골에 접촉하는 GSⅢ 임플란트의 경부 직경이 GSⅡ보다 커서 압축력이 증가되어 나타나는 결과로 여겨진다.
- GSⅢ 전용 드릴로 tapered 하게 형성된 식립구에 위치한 GSⅢt와 straight하게 형성된 식립구에 위치된 GSⅢs의 비교 시, 골질이 우수한 D1, D2에서는 straight한 식립구의 GSⅢs가 높은 초기 안정성을 보인 반면 D3, D4에서는 큰 차이는 아니지만 tapered하게 형성된 식립구의 GSⅢt가 더 높은 초기 안정성을 보였다. 이는 straight drill에 비해 tapered drill이 조금 더 큰 경부 직경을 가지고 아래로 내려 갈수록 계단형으로 직경이 작아져서 임플란트 식립 시 피질골에서의 압축력은 작아지고 해면골에서 접촉면적과 압축력이 증가되기 때문으로 생각된다.
- 은 임플란트의 안정성을 평가하는데 사용되는 damping capacity assesment (Periotest)와 resonance frequency analysis (Osstell)의 상관성에 대한 실험결과 Periotest와 Osstell 의 안정성 측정값간에 높은 상관관계를 보였다고 보고하였다. 본 실험에서도 식립 회전력에 비해서 Periotest와 Osstell 간에 높은 상관관계를 보였다 (Table Ⅵ). Periotest는 공진 주파수 측정법에 비해서 각도의 변화, 임플란트와 탐침자 사이의 거리, 두드리는 부위에 따라 값이 예민하게 반응할 수 있기 때문에2,3) 비록 본 실험에서 골질과 임플란트 형태에 따라서 ISQ value와 강한 상관관계를 보였지만 PTV가 더욱 큰 편차범위를 나타내었다.
- 본 실험에서도 식립 회전력에 비해서 Periotest와 Osstell 간에 높은 상관관계를 보였다 (Table Ⅵ). Periotest는 공진 주파수 측정법에 비해서 각도의 변화, 임플란트와 탐침자 사이의 거리, 두드리는 부위에 따라 값이 예민하게 반응할 수 있기 때문에2,3) 비록 본 실험에서 골질과 임플란트 형태에 따라서 ISQ value와 강한 상관관계를 보였지만 PTV가 더욱 큰 편차범위를 나타내었다.
- 이번 실험에서 초기 안정성에 주요한 영향을 미치는 요소는 골질로 나타났으며, 임플란트의 외형적 특성에 따라서 초기 안정성은 차이를 보였다. 임플란트의 경부에 형성되는 나사선의 개수가 증가되고 피질골과의 접촉 면적이 증가할수록 초기 안정성은 높게 나타났으며, tapered 한 임플란트가 straight 임플란트에 비해서 높은 초기 안정성을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
- 이번 실험에서 초기 안정성에 주요한 영향을 미치는 요소는 골질로 나타났으며, 임플란트의 외형적 특성에 따라서 초기 안정성은 차이를 보였다. 임플란트의 경부에 형성되는 나사선의 개수가 증가되고 피질골과의 접촉 면적이 증가할수록 초기 안정성은 높게 나타났으며, tapered 한 임플란트가 straight 임플란트에 비해서 높은 초기 안정성을 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 또한 tapered 임플란트 식립 시 임플란트의 외형과 조화된 식립구를 형성하는 것이 피질골이 두꺼운 경우 피질골에 과도한 압축력을 감소시키고 반대의 경우 해면골로부터 좀더 많은 골고정을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
후속연구
- 피질골 부위에서 증가된 압축력은 식립 초기에 혈류 공급을 저해하여 허혈성 골괴사를 일으킬 수 있기 때문에 주의를 요하는 부분이다.8,28) 따라서 tapered 임플란트를 사용하는 경우 임플란트의 외형에 따라 식립구를 형성하거나 제조사의 전용 tapered drill을 이용하는 것이 바람직할 것으로 생각되며 이에 대한 임상적 연구가 부가적으로 필요하리라 생각된다.
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