[논문]임플란트 주위의 골융합(osseointegration) 향상에 관한 조사

윤영준

doi:10.17661/jkiiect.2012.5.4.216

[국내논문] 임플란트 주위의 골융합(osseointegration) 향상에 관한 조사
A study on improvement of osseointegration around implants 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.5 no.4, 2012년, pp.216 - 223

윤영준 (한양대학교 기계공학부)

초록
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임플란트 삽입 시 뼈의 회복기간은 약 8주에서 12주가 소요되는데, 이 때 임플란트 주위에서 발생하는 뼈의 회복작용 다시 말하여 골융합은 임플란트의 사용에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 이 조사논문에서는 골융합의 촉진작용으로 직접적인 기계적 자극, 초음파에 의한 자극, 레이져에 의한 자극, LED에 의한 자극을 비교 하였으며, 이번 조사를 통해서 자극 방법에 상관없이 $1.47^{\sim}1.6MHz$의 자극이 가장 이상적임을 찾아내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

When the implants are inserted, the recovery period of bone matrix is around 8 to 12 weeks. The osseointegration plays an important role in recovery period of bone matrix around the implants. In this study, we surveys how mechanical stimuli, ultrasonic stimuli, laser stimuli, LED stimuli affects the...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

임플란트 후 빠른 시간내에 골융합이 이루어지면 임플란트 주위에 단단한 뼈가 생성되고, 이는 임플란트의 움직임을 최소화 시킬 수 있을 것이다. 이번 조사에서 임플란트 주위의 골융합을 가속화 시킬 수 있는 몇가지 방법에 대해서 알아보려고 한다.

가설 설정

임플란트에 직접적인 기계적인 자극을 주어서 골융합을 향상시키기 위해서는 고주파 미세자극(low magnitude and high frequency)이 적합할 것이다. 이유인즉 임플란트 주위에서 최적의 골융합을 조성하기 위해서는 임플란트의 움직임을 150 mm 이내로 한정시켜야 하기 때문이다 [36].

제안 방법

임플란트에 나사선이 있을 경우, 나사선이 없을 경우에 비해서 임플란트 주위에 좀 더 강한 뼈를 생성한다는 것을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 예측하였다 [5]. 이는 강하게 고정된 임플란트가 단단한 뼈들로 둘러싸여짐을 의미한다.

성능/효과

레이저 치료를 받은 임플란트는 골융합이 보다 효과적이어서, 수술 후 10일이 지났을 때, 인장시험을 한 결과 14.35N의 힘을 지탱할 수 있었다. 이는 레이저 치료를 받지 않은 그룹의 10.
그러나 콜라겐의 방향성을 결정하는 것은 미세자극이 아닌 체중에 의해서 발생하는 것과 같은 강한 자극에 의해서이다. 임플란트 주위의 콜라겐의 방향성을 편광현미경(polarized light microscopy)과 주사형 전자현미경(scanning electron microscopy)를 사용하여 본 결과, 임플란트에 음식물을 씹을 때와 같은 기계적인 자극을 주었을 경우 좀 더 많은 콜라겐들이 자극 방향과 직각 방향 형태로 배열되는 것을 알아내었다 [38]. 이는 치밀골(cortical bone)에서 발생하는 골단위(osteon)와 비슷한 형태를 띠고 있으며, 뼈가 압축을 받았을 때 골단위내의 콜라겐의 방향은 힘의 방향과 직각 방향의 형태를 띠는 경향이 있음을 밝힌 바 있다[2].
흥미롭게도 레이저와 LED의 파장을 주파수로 변환한 결과, 대략적인 주파수 범위는, 레이저를 이용한 세포실험의 경우 약 1.2 MHz(830 nm )이고, 동물실험일 경우 약 1.47MHz(680 nm), LED의 경우 임상실험에서 약 1.6MHz(620 nm)이다. 초음파의 경우 세포나 조직들이 다양한 주파수(45kHZ~3MHz)에서 반응하는 것을 보면 특별한 주파수가 존재하지 않는 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	임플란트 삽입 시 뼈의 회복기간은 얼마나 걸리는가?	임플란트 삽입 시 뼈의 회복기간은 약 8주에서 12주가 소요되는데, 이 때 임플란트 주위에서 발생하는 뼈의 회복작용 다시 말하여 골융합은 임플란트의 사용에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 이 조사논문에서는 골융합의 촉진작용으로 직접적인 기계적 자극, 초음파에 의한 자극, 레이져에 의한 자극, LED에 의한 자극을 비교 하였으며, 이번 조사를 통해서 자극 방법에 상관없이 $1.
	임플란트의 사용에 있어서 매우 중요한 역할을 하는 것은 무엇인가?	임플란트 삽입 시 뼈의 회복기간은 약 8주에서 12주가 소요되는데, 이 때 임플란트 주위에서 발생하는 뼈의 회복작용 다시 말하여 골융합은 임플란트의 사용에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 이 조사논문에서는 골융합의 촉진작용으로 직접적인 기계적 자극, 초음파에 의한 자극, 레이져에 의한 자극, LED에 의한 자극을 비교 하였으며, 이번 조사를 통해서 자극 방법에 상관없이 $1.
	임플란트의 움직임을 허용하는 범위는 어느정도인가?	이러한 미세 움직임은 골융합을 방해하는 요소가 되며, 이러한 움직임을 방지할 수 있다면 임플란트 직후 음식물을 씹는 등의 직접적인 자극도 임플란트 주위의 골융합(osseointegration)에 큰 영향을 미치지 않을 것이다 [17]. 현재 연구결과에 따르면 약 50에서 150 mm 정도의 미세 움직임은 임플란트 주위의 골융합에 큰 영향을 미치지 않는 허용 범위로 생각한다 [36]. 임플란트 후 빠른 시간내에 골융합이 이루어지면 임플란트 주위에 단단한 뼈가 생성되고, 이는 임플란트의 움직임을 최소화 시킬 수 있을 것이다.

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