[장상건 박사의 지상강좌]
최적의 인공치아의 조건은
<1754에 이어 계속>
3. lmmediate loading과 이론적 One Body Type Implant
2000년을 전후하여, 인공치아의 장기적 성공률은 soft tissue의 integration과 밀접한 관련이 있다고 하는 근거를 기준으로, 연.경조직의 healing maturation에 방해를 주지 않는 수단은 non-submerged type의 수술방법이 이에 해당된다, 또 좀 더 도전적 치료형태로는 immediate loading 술식이라고도 할 수 있다. 이에 관한 높은 관심과 성공률에 관한 문헌들의 보고로, 이론적으로는 one body type implant의 출현을 기정사실화 하는 근간을 마련하는 계기가 되었다. 예를 들면, 2008년 Josep Oliva et al 등은 Ovoid Zirconia implant design(Cera root type14)으로 상악 소구치 발치 후 즉시 인공치아에 대한 임상적 적용에서 realistic one body implant결과를 보고(Int Periodontics RestorativeDent 2008;28:609-615)하고 있다. 여기서 저자의 견해로는 그의 인공치아의 design에 동의하지 않지만 one body type의 cementation구조로 진일보한 한 형태를 보이고 있는 것만은 사실이다.(그림 9.)
immediate loading은 일반적인 conventional method와 비교 하여 적절한 initial stability(mechanically primary bone contact) 와 biologic stability(secondary bone contact=remodeling bone)를 유지할 수 있는 골세포의 생리학적인microstrain한계 내에서 즉시부하는 성공할 수 있다고 보고하였다.(2002 Group3 Consensus Statement in Spain by primary author David L. Cochran). (그림 10.) 이러한 즉시 인공치아의 조직학적인 소견에서 Emeka Nkenke et al 등은 minipig의 동물실험에서 bone to implant interface와 surrounding bone의 bone regeneration 과 mineralization(bone mineral apposition rate)의 조직학적인 결과는 conventional method와 차이가 없다고 하였다.(Clin. Oral Impl. Res. 14, 2003: 312-321) 이는 곧 이론적 one body type implant의 정의를 의미하며, 인공치아의 시술의 또 하나의 변화를 경험하고 또 다른 인공치아의 장르가 시작되었다고 볼 수 있다.
4. biologic width의 재발견
2000년 중반, 인공치아의 one body 개념의 발전은 연조직의 integration에 관한 정의와 인공치아의 조건에 따른 bone level의 변화에 관한 사항들을 조직학적 및 방사선학적으로 그 내용을 보고하고 있다. 최근, 인공치아의 neck portion의 표면처리방법에 따른 transmucosal integration에 관한 조직학적인 사진과 그 결과에 관한 보고문헌들이 자주등단 하고 있다. (human histologic evidence of a connective tissue attachment to a dental implant; Int periodontics restorative dent 2008;28:111-121)이는 곧, soft tissue integration은 인공치아의 barrier의 역할로서 그 중요성이 강조됨은 물론 새로운 인공치아의 미세구조의 조건을 예견하듯 이제 인공치아 분야에서 조심스런 접근을 하고 있다.
많은 문헌보고에서 biologic width의 maturation과 연관하여, two stage type의 2차 시술과 abutment의 교환과 같은 잦은 surgery로 soft tissue의 contact to implant 치유조건에 방해를 일으키지 말도록 강조되고 있다. 또한 인공치아 macro and micro transmucosal design과 r/s border와 surgical protocol과 관련하여 bone crest의 변화를 지적하고, 이에 따른 biologic width의 길이의 변화와 그 연관성에 대한 많은 설명을 부여하고 있다. (그림 11-1, 2.)
이러한 biologic width의 재인식과 중요성은 자연치아와 같은 barrier역할을 하므로 인공치아의 neck portion의transmucosal design의 특별한 변화 즉, 다양한 micorogroove의 형태가 soft tissue의 integration과 연관이 있으며 더 많은 연구가 진행되어야 한다고 하였다.(Influence of microgroove dimension on cell behavior of human gingival fibroblasts cultured on titanium substrata: Clin. Oral Impl. Res. 20, 2009; 56-66.)(그림 12.)
5. soft tissue integration 과 biologic width변화
two stage system(submerged type)의 단점으로 transmucosal abutment의 connection을 위하여 soft tissue를 또 한 번 더 절개 후 인공치아를 노출시켜야 한다는 것이다. 인공치아를 다시 외부로 노출시키는 것은 곧, soft tissue integration에 영향과 bone crest level의 영향을 줄 수 있다고 보고하고 있다. 이러한 단점을 보완하기위하여 일차 수술시 transmucosal abutment를 이용하여 일회법의 형태로 시술을 할 수 있지만 이 또한 permanent abutment를 연결 시 다시 한 번 soft tissue의 결합을 깰 수 있는 원인제공이 되므로 one stage type(ITI type)의 threaded implant body와 그 상부가 되는 transmucosal part가 결합된 일체형에 비해 soft tissue의 치유의 maturation에 장애가 될 수 있다.
이러한 non-submerged type은 submerged type 비해 확연히 큰 장점이 있음에도 불구하고 여전히 많은 종류의 인공치아들이 주로 2 회법(conventional approach)의 진료 방법을 선호하는데 이유는 불량한 골질로 인한 초기고정의 문제와 골이식과 동시 시술할 경우를 제외(Schwarz F et al ; Bone regeneration in dehiscence-type defects at non-submerged and submerged chemically modified (SLActives) and conventional SLA titanium implants: an immunohistochemical study in dogs. J Clin Periodontol 2008; 35: 64-75.에서 인위적으로 만든 surgical defects의 치유정도는 non-submerged 일 때보다 submerged type으로 시술할 때가 골 재생효과가 우수하다고 보고하고 있다.)하고는 심미적 처리방법 용이성과 초기 성공률에 대한 치과의사들의 막연한 기대감에 의한 것으로 판단되어진다. 최근인공치아의 성공률은 일회 혹은 2회수술법과는 유의성이 없다고 보고되고 있다.
인공치아의 biologic width에 관한 연구를 살펴보면, Hermann JS, Buser D et al 등은 문헌 Biologic width around titanium implants. A physiologically formed and stable dimension over time(Clin Oral Impl Res 2000: 11: 1-11.)통하여 canine mandible에 non-submergrd type의 unloading and loading 변화를 관찰하기위한 implantogingival junction (epithelial tissue and connective tissue contact)의 조직학적인 검사에서 Sulcus Depth는 평균 unloaded 상태의 3개월 후 0.49mm에서 loading 3개월 후(식립 후 6개월) 0.50 mm 로 변화 되었다가 식립 후 15 개월 후에는 괄목할만하게 0.16 mm 로 줄어들었다. 이와 비슷하게 Junctional Epithelium의 길이는 3 개월 6개월 의 치유와 loading 후 1.16 mm 에서 1.44 mm로 증가하면서 변화하였고, 15개월 후에는 1.88 mm로 더욱 증가 하였다. 그리고 Connective Tissue Contact은 3개월 후에는 1.36 mm에서 6 개월과 15 개월 후에는 각 각 1.01 mm 에서 1.05 mm로 변화 하였다. 그들의 연구에서 흥미로운 발견은 biologic width의 총 길이는 관찰기간동안 변하지 않았다는 것이다. 이러한 결과를 토대로 그들은 one-piece titanium implant의 submerged implantation 후 생리적으로 형성되는biologic width(sum of SD, JE, AND CTC)는 안정된 조직으로 구성(stable structure)되며, 12개월간의 loading 에 의해서 dynamic change를 관찰할 수 있었다. 이러한 한정된 범위 내에서 각 각의 길이의 변화원인은 확실시 되진 않지만, unloading 및 loading 기간 중의 생리적으로 형성되는 과정으로 보고 있다.
그리고 Hermann et al. 1997; Cochran et al. 1997 등의 연구보고에서 implant abutment connection과 연관한 microgap은 one stage 방법과 비교 시 더 많은 양의 bone loss를 보고하고, two stage 방법의 인공치아를 one stage 방법으로 심는다고 하여 bone loss를 줄이 수 는 없고 일회법 혹은 2회법으로 하든 bone loss의 결과는 같다고 하였다. 결국 biologic width는 soft tissue의 attachment를 가지고 올수 있는 microchannel 혹은 groove 아니면, striation 등 아직도 밝혀지지 않는 특별한 implant neck collar를 가진 one body type의 implant를 심고 보철물로 인한 microgap을 허용하지 않는 supra-gingival cementation type의 보철을 할 때 barrier역할을 할 수 있다고 예견한다.(그림 13-1, 2.)
6. surgical protocol과 bone crest의 흡수 및 biologic width의 변화
인공치아의 high polished collar의 길이에 따른 biologic width의 변화와 bone crest흡수관계는 2008년, Frank Schwarz et al 등은 Camlog implant system(sandblasted acid etched screw type)의 machined neck collar surface를 각 각 1.6mm 와 0.4mm로 달리하여 implant를 bone crest 상방0.4mm만 노출시켜 인공치아를 심고, standard abutment를 연결하여 implant abutment interface를 만들어 즉, two stage implant 형태를 one stage 방법으로 수직적 위치를 깊게 혹은 얕게 심어 2주와 12주 때 실험동물을 희생시켜 coronal bone-implant contact 과 implant 상부의 inflammatory cell infiltration여부를 위한 조직형태학적인 검사를 한 결과, 한정된 실험의 결과이지만 roughed surface necks을 가진 implant(r/s border와 연관하여 얕게 심은 경우)가 bone crest의 loss가 12주 치유기간 후 적게 나타났고, marginal leakage는 marginal bone resorption과 관련이 없다고 발표(jomi 2008;23:335-342)하였다, <그림 10> Biological response in relation with microstrains:3-5000microstrain 이내의 외력에 대해 골재생 능력이 유지되며, 그 이후에는 fibrous tissue로 전환되어 즉시 부하는 실패를 하게 된다.이는 곧 인공치아를 심을 때, two stage type의 인공치아는 residual buccal bone crest에 비해 smooth surface를 깊게 심을 경우 fBIC level이 낮아지는 결과를 가지고 오므로 얕게 심는 방법이 치조골의 흡수를 예방하고 정상적인 biologic width를 유지 시킬 수가 있다고 하였다.(그림 14-1, 2.)
Kaj Finne et al 등은 one body type의 Nobel biocare의 제품 NobelDirect와 NobelPerfect 1-piece type implant를 87명의 환자에게 152개의 인공치아를 이식하여1년과 2년 경과후의 bone level을 reference line과 비교 검토한 결과, 처음인공치아를 심었을 경우 reference point 상방 0.33mm에 bone crest를 위치시킨 결과 6개월 후에는 방사선촬영결과 -0.77mm, 1년 후에는 -0.98mm, 2년 후에는 0.17mm로 각 각 변하였으며, 상악간의 bone level의 변화는 상악이 하악에 비해 심하게 나타났다. 이 결과를 토대로 그들은 1-piece type 인공치아의 2년의 결과는 안정적인 marginal bone level을 유지하고, 인공치아주변의 연조직을 지지하며 유지하는 능력을 갖는다고 하였다.
사진설명
<그림 9> bone graft 없이 one body type 시술 후 4년 후 골재생을 보이며, 많은 장점이 있음이 인정된다.
<그림 10> Biological response in relation with microstrains:3-5000microstrain 이내의 외력에 대해 골재생 능력이 유지되며, 그 이후에는 fibrous tissue로 전환되어 즉시 부하는 실패를 하게 된다.
<그림 11-1> non-submerged type의 r/s border 를 bone crest와 일치하여 위치시킨 후 일정기간이 지난 다음 재 구성된 fBIC의 위치와 biologic width. 구성도:특히 이 그림에서 인공치아의 측면으로 구성되는 fiber의 주행방향은 현재의 조직학적인 소견과 일치하지 않을 수 있으며, 참고로, 현재 개념의 biologic width의 fBIC조직학적인 소견은 이 그림과 일치 하지 않을 수도 있으며, 좀더 많은 연구가 진행되고 있다.
<그림 11-2>
Composite schematic(not to scale) showing histometric evaluation analyzing the distance between the interface(IF, microgap) to the first bone to implant contact (fBIC) : 미세한 microgap의 상태가 welding 이 되어 움직이지 않을 때(no-micromovement), 그리고 bone crest에 비해 r/s border가 높거나 일치 할 경우 bone loss의 영향을 받지 않으며, fBIC위치는 이론적으로 bone crest와 일치 한다.
<그림 12> SEM으로 본 인공치아의 rough surface에 부착된 collagen fiber, 인공치아의 neck collar에 Micro channel을 형성하여 fiber의 부착을 더욱 견고히 하고 주행방향이 규칙성이 있으며, 다수의 fiber 들이 Apico coronally direction으로 주행하고 나머지 fiber 들은 일정한 주행방향을 만들지 않고 있다.
<그림 13-1> 실험적 one body type 인공치아의 neck collar부위에 modified surface micro roughness 를 주기 위해 인공치아에 대해 수평방향으로 무늬를 준 상태.
<그림 13-2> 실험적 one body type implant 의 neck부위를 특별한 방법의 roughness를 인위적으로 주어 발치 후 즉시 bone defect가 심한 부위에 이식한 후 fBIC위치를 확인 한 결과, micro roughness 하방 first thread 과 일치하여 형성되어 있다. 시술 전 defect의 양이 많아 수직적으로 깊게 심은 결과로 새로 형성된 bone crest 하방으로 biologic width가 구성되어 있다. Biologic width는 r/s border의 위치에 의존한다.
<그림 14-1> 상악중절치의 발치 후 즉시 인공치아의 insertion 깊이는 인공치아의 r/s border부위를 Bone crest 와 일치 시키기 위하여 marginal bone crest의 실제위치 추적을 위하여 fine needle 을 이용 수직으로 넣고, 그 상방부위의 marginal gum crest 까지 거리를 기록하고, abutment 의 심미적 처리가 가능한지를 측정한다. 그리고 인공치아는 r/s border를 marginal bone crest와 거의 같은 높이로 결정하여 최종인공치아의 수직적 위치를 결정하여 최소한의 치조정의 흡수를 예방하여 알맞은 길이의 biologic width의 구성을 이루게 하는 measuring analysis 작업과정.
<그림 14-2> 즉시부하를 위하여 최종 final abutment를 연결하고 horizontal defect (gap distance between the top of the implant level and marginal bone crest)에 bone graft를 하고 난 후, 부러진 crown 상부의 보철물을 그대로 이용하여 provisional restoration을 완성한 상태를 보여주고 있다.
