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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 임플란트 수복에 사용되는 세 가지 종류의 지대주에 동적 하중을 가하기 전과 후 풀림토크를 비교해 보고 침하량을 측정함으로써 교합력이 임플란트-지대주의 안정성에 어떠한 영향을 미치는지 연구하여 최근 사용이 증가하고 있는 비귀금속 UCLA 지대주의 활용에 대해 평가해 보고자 하였다.
제안 방법
- 1 군인 티타늄 지대주는 2 mm의 치은부 높이, 6 mm의 수직고경, 4 mm 폭경의 원추형 지대주를 사용하였다. 2 군과 3 군을 1 군과 유사한 형태로 제작하기 위하여 임플란트 유사체를 석고 모형에 식립한 후 납형을 제작하였다. 이러한 방법으로 각 군마다 1군과 같은 높이와 폭경으로 7개의 납형을 형성하였고 이를 주조하기 위해 인산염계 매몰재(Uni vest non-precious, Shufu Inc.
- , Seoul, Korea)를 사용하였으며 CCM Metalcast abutment에서는 Ti screw (3M ESPE, Seefeld, Germany)를 사용하였다. 각 군당 7개의 지대주와 지대주 나사를 준비하여 티타늄 지대주를 1 군, 귀금속 UCLA 지대주를 2 군, 비귀금속 UCLA 지대주를 3 군으로 설정하여 실험하였다.
- 임플란트를 지그에 고정하고 각각의 지대주를 임플란트에 일정한 힘을 적용하기 위하여 디지털 토크 컨트롤러(iSD900, NSK, Tochigi-ken, Japan)를 사용하여 30 Ncm의 힘으로 체결하였다. 계면의 표면 침하에 의한 전하중 소실을 보상하기 위해 10 분 후 동일 조임 토크를 가하고 다시 10분을 기다렸다가 풀림 토크를 측정하였다(Fig. 2).
- 풀림 토크 측정 후 다시 30 Ncm의 힘으로 지대주를 체결한 후 각각의 지대주에 하중 전후 같은 부위를 측정하기 위하여 기준점을 표시하였다. 그 후 디지털 마이크로미터(HTG2-200Nc, IMADA, Toyohashi, Japan)를 이용하여 임플란트와 지대주 총길이를 측정하였다(Fig. 3).
- 동적 하중 전과 후의 임플란트-지대주의 길이를 디지털 마이크로미터로 측정하여 기록하였다. 하중 전과 후의 길이를 비교했을 때 세가지 군 모두에서 길이가 감소하였으며, Wilcoxon signed rank test를 시행한 결과 하중 전후 유의한 차이를 보였다(P<.
- 지대주 장축 방향으로 힘을 가할 수 있도록 맞춤 지그를 제작한 후 시편을 지그에 고정하였다. 동적 하중 피로시험기(MTS 810, Material Test Systems Co., MN, USA)에 시편을 장착하고 지대주에 맞춰 제작한 원통형 스테인리스 스틸 금속관을 지대주 위에 장착한 후 최대 250 N, 최소 25 N, 주기 14 Hz의 sine형의 하중을 지대주 장축과 평행하게 105 회 적용하였다. 동적 하중을 적용한 후 각각의 시편의 총 길이를 다시 측정하였다.
- , MN, USA)에 시편을 장착하고 지대주에 맞춰 제작한 원통형 스테인리스 스틸 금속관을 지대주 위에 장착한 후 최대 250 N, 최소 25 N, 주기 14 Hz의 sine형의 하중을 지대주 장축과 평행하게 105 회 적용하였다. 동적 하중을 적용한 후 각각의 시편의 총 길이를 다시 측정하였다. 하중 전의 길이에서 하중 후의 길이를 감하여 지대주의 침하량을 계산하였으며 풀림토크 역시 측정하였다.
- 연구에 사용된 지대주의 제조사와 조성은 Table 1과 같다. 또한, Cement abutment와 UCLA Goldcast abutment에서 지대나사는 Ebony gold screw (Osstem Co., Seoul, Korea)를 사용하였으며 CCM Metalcast abutment에서는 Ti screw (3M ESPE, Seefeld, Germany)를 사용하였다. 각 군당 7개의 지대주와 지대주 나사를 준비하여 티타늄 지대주를 1 군, 귀금속 UCLA 지대주를 2 군, 비귀금속 UCLA 지대주를 3 군으로 설정하여 실험하였다.
- Siamos 등 11 역시 표면침하에 따른 전하중 감소를 최소화하기 위해서는 새나사 체결시 10분 후에 조임토크를 다시 적용하는 것이 필요하며, 기능하중에 의한 표면침하를 보상하기 위해서는 조임토크를 주기적으로 반복 적용해야 한다고 하였다. 본 실험에서도 제조사의 추천 토크인 30 Ncm의 조임 토크로 체결 하였으며 10분후 재체결하여 하중을 가하기 전 발생 할 수 있는 침하현상을 방지하였다.
- 본 연구에서는 군 간 동일한 지대주 나사를 사용하지 않았다. 이는 임상에서 사용하는 제조사의 추천 그대로의 형태로 연구를 진행하기 위함이었으며 1 군과 2 군에서는 Ebony gold 지대주 나사를 3 군에서는 Ti-screw 지대주 나사를 사용하였다. Ebony gold 지대주 나사는 전하중을 증가시키기 위하여 텅스텐 카바이드/탄소로 코팅된 티타늄 나사이다.
- 2 군과 3 군을 1 군과 유사한 형태로 제작하기 위하여 임플란트 유사체를 석고 모형에 식립한 후 납형을 제작하였다. 이러한 방법으로 각 군마다 1군과 같은 높이와 폭경으로 7개의 납형을 형성하였고 이를 주조하기 위해 인산염계 매몰재(Uni vest non-precious, Shufu Inc., Tokyo, Japan)로 매몰하여 850℃의 온도로 소환 후 주조하였다. 또한 모든 주조체는 50 - 125 ㎛ 글라스 비드를 21.
- 임플란트로 지지되는 고정성 보철물에 대한 최대 구치부 교합력과 기능 중 구치부 임플란트의 최대 수직 교합력를 참고 하여 최소 하중은 25 N, 최대하중은 250 N의 sine형의 동적 하중을 본 실험에서는 가하였다.29,30 Siamos 등11 에 따르면 1달에 약 105회의 저작운동을 한다고 가정하고 있다.
- 임플란트를 지그에 고정하고 각각의 지대주를 임플란트에 일정한 힘을 적용하기 위하여 디지털 토크 컨트롤러(iSD900, NSK, Tochigi-ken, Japan)를 사용하여 30 Ncm의 힘으로 체결하였다. 계면의 표면 침하에 의한 전하중 소실을 보상하기 위해 10 분 후 동일 조임 토크를 가하고 다시 10분을 기다렸다가 풀림 토크를 측정하였다(Fig.
- 지대주 장축 방향으로 힘을 가할 수 있도록 맞춤 지그를 제작한 후 시편을 지그에 고정하였다. 동적 하중 피로시험기(MTS 810, Material Test Systems Co.
- 풀림 토크 측정 후 다시 30 Ncm의 힘으로 지대주를 체결한 후 각각의 지대주에 하중 전후 같은 부위를 측정하기 위하여 기준점을 표시하였다. 그 후 디지털 마이크로미터(HTG2-200Nc, IMADA, Toyohashi, Japan)를 이용하여 임플란트와 지대주 총길이를 측정하였다(Fig.
- 동적 하중을 적용한 후 각각의 시편의 총 길이를 다시 측정하였다. 하중 전의 길이에서 하중 후의 길이를 감하여 지대주의 침하량을 계산하였으며 풀림토크 역시 측정하였다.
대상 데이터
- 1 군인 티타늄 지대주는 2 mm의 치은부 높이, 6 mm의 수직고경, 4 mm 폭경의 원추형 지대주를 사용하였다. 2 군과 3 군을 1 군과 유사한 형태로 제작하기 위하여 임플란트 유사체를 석고 모형에 식립한 후 납형을 제작하였다.
- 귀금속 UCLA 지대주에는 제 3형 금합금 E-3 (Heesung catalyst Co., Seoul, Korea)를 사용하였으며 비귀금속 UCLA 지대주에는 니켈-크롬 합금인 Rexillium III® (Pentron™, San Diego, USA)를 사용하였다.
- 원추형 연결 구조를 가진 직경 4 mm, 길이 11.5 mm 인 티타늄 임플란트(GS II, Osstem Co., Seoul, Korea)를 사용하였고, 지대주는 티타늄 지대주(Cement abutment, Osstem Co., Seoul, Korea), 귀금속 UCLA 지대주(UCLA Goldcast abutment, Osstem Co., Seoul, Korea), 비귀금속 UCLA 지대주(CCM Metalcast abutment, 3M ESPE, Seefeld, Germany)를 사용하였다. 연구에 사용된 지대주의 제조사와 조성은 Table 1과 같다.
데이터처리
- 4). 그러나 각 지대주간 침하량을 비교하기 위하여 Kruskal-Wallis test를 시행한 결과 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.
- , Chicago, IL, USA)를 사용하여 통계처리 하였다. 지대주간 나사풀림 정도와 풀림토크를 비교하기 위해 Kruskal-Wallis test를 사용하였고, 하중 전후의 나사풀림 정도와 풀림토크를 비교하기 위해 Wilcoxon signed rank test 를 사용하여 유의수준 P=.05 에서 평가하였다.
- 5). 하지만 각 지대주간의 초기 풀림토크와 동적 하중 후 풀림토크를 비교하기 위해 Kruskal-Wallis test를 시행한 결과 통계적 ㄹ으로 유의한 차이를 나타내지는 않았다.
성능/효과
- 1. 하중 전과 후의 총 길이를 비교한 결과 세 종류 지대주 모두에서 감소하였으며 이는 통계적으로 유의한 차이를 보였다.
- 2. 침하량을 지대주간 비교하였을 경우 계산 결과 침하량은 3 군, 2 군, 1 군 순으로 나타났지만 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 3. 하중 전과 후의 풀림토크를 비교한 결과 세 종류 지대주 모두에서 통계적으로 유의하게 감소하였다(P<.05).
- 4. 지대주 종류에 따른 초기 풀림토크 및 하중 후 풀림토크를 비교한 결과 지대주의 초기 풀림토크는 1 군, 3 군, 2 군의 순으로 높았고 동적 하중을 적용한 이후 풀림토크는 1 군, 2 군, 3 군의 순으로 높게 나타났지만 모두 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 32 대체 합금으로 많이 사용되는 니켈-크롬 또는 코발트-크롬 합금의 경우, 1200 - 1315℃ 의 용융 온도를 나타내므로 기성 UCLA 지대주와 함께 사용될 수 없다. 그렇기 때문에 본 연구에서는 크롬-코발트-몰리브덴 합금으로 제작된 비귀금속 UCLA 지대주를 사용하였으며 1380 - 1420℃의 용융온도를 가지기에 대부분의 금속을 같이 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있다.33 하지만 비귀금속 합금은 부식저항성이 귀금속에 비해 낮다.
- 동적 하중을 적용하기 전과 후의 길이를 감하여 임플란트 지대주의 침하량을 계산한 결과, 침하량은 3 군(39.57 ± 34.15 ㎛), 2 군(22.43 ± 19.26 ㎛), 1 군(20.86 ± 23.56 ㎛) 순으로 나타났다 (Fig. 4).
- 29,30 Siamos 등11 에 따르면 1달에 약 105회의 저작운동을 한다고 가정하고 있다. 본 실험 결과 한달의 저작 운동에서는 모든 군에서 침하 현상이 발생하였다. 또한 하중 전과 후 모든 군에서 풀림토크가 감소하였으나 그 양은 많지 않았다.
- 비귀금속 UCLA 지대주는 통상적으로 사용되어온 귀금속 UCLA 지대주와 마찬가지로 기능적 하중에 견딜 수 있을 것으로 나타났다. 하지만 앞으로도 금속의 내마모성, 내부식성, 생체 안정성, 변색 등 장기적인 예후에 관한 보다 많은 연구가 이루어져야 할 것이다.
- 하중 전과 후의 길이를 비교했을 때 세가지 군 모두에서 길이가 감소하였으며, Wilcoxon signed rank test를 시행한 결과 하중 전후 유의한 차이를 보였다(P<.05) (Table 2).
- 하중 전과 후의 풀림토크를 비교하기 위해 Wilcoxon signed rank test를 시행한 결과 세 가지군 모두에서 감소를 보였으며 이는 통계적으로 유의한 차이를 보였다(P<.05) (Table 3).
후속연구
- 28 하중 전과 후 풀림토크를 비교한 결과 Ebony gold 지대주 나사를 사용한 1 군, 2 군과 3 군의 값 사이에 통계적으로 유의한 차이가 발견되지 않은 것으로 보아 나사의 재료 종류에 의한 차이는 크게 작용하지 않은 것으로 생각 되나 동일한 나사를 사용하여 추가적인 연구를 해보는 것도 의미가 있을 것으로 사료된다.
- 2 ㎛ 이내 였다고 보고하였다. Oh와 Kim 36 은 코발트 크롬 합금에서 갈바닉 부식이 가장 잘 일어났지만 그 가능성과 위험도가 그리 크지는 않다고 하였으나 갈바닉 부식이 있을 경우 임플란트와 지대주의 접합부 부식이 가속화될 수 있으므로 비귀금속 UCLA 지대주에 대한 내부식성에 부식으로 인한 표면 특성 변화에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 본 실험은 105 회라는 단기간의 실험이라 앞으로 좀 더 장기 간의 하중 조건하에서의 실험이 요구되어진다고 할 수 있다. 또한 이 실험은 건조 상태에서 이루어졌으므로 향후에 구강 내와 유사한 습윤 상태에서도 실험이 필요할 것이며, 실제 기공과정에서 시행되는 다른 조건들이 지대주 나사 안정성에 미치는 영향에 대한 연구도 필요할 것으로 생각된다.
- 본 실험은 105 회라는 단기간의 실험이라 앞으로 좀 더 장기 간의 하중 조건하에서의 실험이 요구되어진다고 할 수 있다. 또한 이 실험은 건조 상태에서 이루어졌으므로 향후에 구강 내와 유사한 습윤 상태에서도 실험이 필요할 것이며, 실제 기공과정에서 시행되는 다른 조건들이 지대주 나사 안정성에 미치는 영향에 대한 연구도 필요할 것으로 생각된다.
- 비귀금속 UCLA 지대주는 통상적으로 사용되어온 귀금속 UCLA 지대주와 마찬가지로 기능적 하중에 견딜 수 있을 것으로 나타났다. 하지만 앞으로도 금속의 내마모성, 내부식성, 생체 안정성, 변색 등 장기적인 예후에 관한 보다 많은 연구가 이루어져야 할 것이다.
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