덴탈 임플란트 식립과정

덴탈 임플란트(관내 임플란트 또는 고정체)는 크라운, 브릿지 의치 또는 안면 보철물과 같은 치과 보철물을 지지하거나 치열 교정 앵커 역할을 하기 위해 턱 또는 두개골의 뼈를 연결하는 보철물을 말한다. 현대 덴탈 임플란트의 기초는 골유착이라고 하는 생물학적 과정으로, 티타늄이나 지르코니아와 같은 재료가 뼈에 긴밀한 결합을 형성한다. 임플란트 픽스쳐는 먼저 골유착 가능성이 있도록 식립한 후 치과용 보철물을 추가한다. 치과 보철물(치아, 브릿지 또는 의치)이 임플란트에 부착되거나 치과 보철물/크라운을 고정할 지대주가 배치되기 전에 다양한 양의 치유 시간이 골유착에 필요하다.

덴탈 임플란트 환자 선정 및 식립과정

환자 병력 및 신체검사

환자의 임플란트 시술 가능여부는 여러 가지 요인이 영향을 미칠 수 있으므로 환자의 상세 병력, 치과적 질환은 물론, 환자의 의과적 질환과 관련 약물도 포함되어야 한다. 하지만 수술 부위의 혈관 분포에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있는 환자의 흡연, 음주 또는 약물 복용 등도, 평가 되고, 논의 되며, 문서화 되어야 한다. 임플란트 시술이 성공하려면 환자의 동의가 중요하므로 개인의 심리적 사고 방식도 신중히 고려해야 할 요인 중 하나이다. 잠재 임플란트 환자에 대해 모든 표준 구강 외 검사를 실시해야 한다. 기본 치조골의 지지부와 연조직 측모는 보철물 설계에 영향을 미치는 중요 요인이다. 무치 치열궁의 연조직 상태(부착 잇몸의 폭과 두께)를 확인하고 임플란트 가능한 부위로서 치조제 확장의 적합성을 평가해야 한다.

전문 분야 간 커뮤니케이션

임플란트 치과학은 세 가ㅂ지 기본 단계(즉, 픽스쳐 식립, 어버트먼트 채결 및 보철)로 이루어진다. 임플란트가 무치악 또는 발치 부위의 기존 경조직 및 연조직 지지로 제한되지 않고 환자에게 가장 적합한 최종 위치에 식립 될 수 있다.

환자 해부학적 구조 평가

환자의 기존 치열궁 모양(예: 좁음(narrow), 과밀(crowded), 구치부 반대 교합(posterior cross bite))에 따라, 교정 치료가 필요할 수도 있다. 안정적인 교합을 유지하려면 치조골 내 거리와 중심 관계가 중요하므로, 치료전에 정적 및 동적 교합을 평가해야 한다. 치료 전에 이갈이 또는 악관절 장애 등 저작계에 스트레스로 작용하는 소견을 고려해야 한다.

치은형(바이오타입)

환자의 치은형(바이오타입)도 중요한 고려 사항이다. 앏은 치은형을 가진 환자는 치은 퇴축 성향을 보이며(그림 1.8), 치은형이 두껍고 평평한 환자는 임플란트 수술 후 낭 형성 또는 염증의 성향이 있다(그림 1.9). 치은형이 얇은 환자에게서는 골개조의 부산물로 결손이 발생할 수도 있으므로 이러한 결손을 정확히 평가하고 수술적으로 치료하여 임플란트 주변에 건강한 경조직 및 연조직이 다시 자리 잡도록 해야 한다

생물학적 폭경

자연 치아에서 “생물학적 폭경”은 구강을 막아 감염으로부터 보호하는 상치조 연조직(예: 접합 상피와 결합 조직)을 설명하는 용어이다. 임플란트와 자연 치아 주변의 결합 조직 크기(1mm 이하)는 상대적으로 일정한 편이지만, 임플란트 주변의 접합 상피는 자연 치아 주변보다 훨씬 크다(각각 2-2.5mm vs. 1mm). 자연 치아에서 결합 조직은 높은 기계적 강도를 제공하는 콜라겐 섬유를 통해 백악질질 안으로 깊게 삽입된다. 그러나 임플란트 주변(그림 1.10)의 콜라겐 섬유 다발은 실제로는 들러붙지 않지만 글리코아미노글리코시드를 통해 점막관통부에 점착된다. 그 결과, 이러한 점착으로 인해 기계적 내성이 약해진다. 따라서, 점막 관통 구성 요소 선택 시 생물학적 호환성을 고려해야 한다.

보철학적 치료 계획

현대의 임플란트 치료는 다양한 조직 이식 기술을 이용하여 수술 전에 뼈가 충분하지 않은 부위에서 임플란트를 지지할 수 있으므로 수술 기반보다는 보철 기반의 치료이다. 보철 기반 임플란트 식립은 인접 자연 치아와의 적합성을 유지하기 위해 보철물의 형태와 임플란트 주변 연조직 외형의 조화를 유도해야 한다.

진단 왁스업

치과 기공실에서는 악골 관계를 평가하고 교합 위치를 변경해야 하는지 여부를 판단하기 위해 진단용 주조 모형 위에 진단 왁스업을 해야 한다. 전방-측방 운동 시 구치부의 즉시 이개를 확립할 수 있도록 교합기의 위치를 결정해야 한다(가능하면 중심에 여유를 부여하여(freedom in centric)). 진단 왁스업을 통해 치조제 형태를 평가할 수 있으며 식립할 임플란트 수, 위치, 각도 형성 및 유형을 계획할 수 있다.

수술 가이드

수술 템플릿이나 가이드를 사용하여 구내 임플란트 위치를 계획하면 성공적인 임플란트, 관련한 수복물을 계획하고 수행하기가 훨씬 더 간단해진다. 나중에 템플릿을 드릴링 가이드로 변환할 수도 있다. 계획 단계에서는 가이드가 다음 전제 조건에 준하는 올바른 위치를 설정해야 한다.

임플란트 식립

2회 접근법 임플란트 식립

“침하(submerged) 또는 지연(delayed)” 접근법으로도 알려져 있는 2회 수술법 임플란트 식립은 정통 Branemark 시술 방법이며, Branemark가 하악골 내에서 응력 없이 임플란트를 유착하는 과정을 촉진하는 데 사용했던 방법이다. 임플란트는 첫 번째 수술(그림 3.5 - 3.10)에서 식립되며 3 - 6개월 동안 골유착을 위해 침하된다. 두 번째 수술에서는 임플란트가 노출시켜 임플란트의 커버 스크류가 제거되며, 그 후 임플란트를 어버트먼트에 맞게 조정하면 치료 보철 단계가 완료된다. 2회 수술법은 가끔 환자에게 불편함을 줄 수 있으나 오랜 시간에 걸쳐 확실한 성공 기록을 보유한 방법이다. 이 수술법은 초기고정을 달성할 수 없는 경우나 수술 전에 또는 동시에 뼈의 확대가 필요한 경우에 언제나 유용한 수술 방법이다. 그러나 연구 결과에 따르면 골유착은 골질이 우수한 경우에 1회 수술법을 이용하여 달성할 수도 있으며, 이는 시술이 간편하고 짧은 시간 안에 이루어진다는 장점을 제공한다.

1회 접근법 임플란트 식립

심미성을 크게 고려하지 않는 경우라면 1회 접근법 수술 후 골유착 기간 동안 치아 임플란트의 커버 스크류 또는 힐링 캡을 그대로 노출시킬 수도 있다(그림 3.11 - 3.14). 적당한 치유 기간이 지난 후에는 두 번째 수술 없이 커버 스크류를 회수한다. 다양한 조사 결과에 따르면 1회 수술법 임플란트 수술은 현재 특정한 경우에 대한 성공적 수술 방법으로 이용되고 있다. 단, 이 수술법을 선택하려면 몇 가지 전제 조건이 필요하다.

• 환자의 골질(최적 I형 또는 II형) 및 골량이 초기고정(뼈와 임플란트 사이의 최초 채결)를 보장할 수 있고 GBR이 필요 없을 만큼 충분해야 한다. 이 경우 안정성을 확보하기 위해 ISQ 시스템이 필수적이다.

• 잇몸 주변에 각화 치은 조직이 충분해야 한다.

• 어버트먼트가 임플란트와 정확히 일치해야 한다.

• 임플란트 제조업체의 지시 사항에 따라 지대치를 충분한 토크 값까지 조여야 한다. 토크 값은 N/cm 단위로 측정되며 각 치아 임플란트 시스템마다 다르다. 적절한 토크 값을 사용하는 것은 예기치 못하게 느슨해지는 일을 방지하는 데 매우 중요하다.

• 어버트먼트 높이가 교합에 영향을 미쳐서는 안 되고, 대합치와 접촉되거나 부하를 주어서는 안 된다.

이러한 기준이 고려된다면 1회 수술법은 빠른 보철이 가능하기 때문에, 2회 수술법보다 더 경제적이고 환자 친화적인 방식으로 볼 수 있다(Ahmad 2012). 또한 임플란트 주위염과 주위 점막염을 관리하기 위해서는 환자의 적절한 구강 위생 상담이 필수적이다.

발치 후 즉시 임플란트 식립

발치 후 임플란트 식립 방법도 치료 시간을 단축하고 관련 수술 프로토콜을 간소화하며 심미적 재건 기간을 단축함에 따라 환자의 비용까지 절감할 수 있어 환자에게 크게 각광받고 있다.임플란트 즉시 식립은 생존률이 높게 보고되었다. 단, 뼈의 흡수와 잇몸 후퇴의 합병증이 있기 때문에 조직 손실 또는 임플란트 노출을 예방하기 위해 면밀히 모니터링해야 한다. 현재 이 수술법의 적응증으로는 치아 파절, 광범위한 우식, 수복 불가 치관이 포함된다.

덴탈 임플란트 골 재생

유도 골 재생의 원리와 과정

치주에서 발견되는 치은상피, 치은결합조직, 치주골 및 치주인대에서 각각이 세포의 발현에 관여한다. 조직 유도 재생을 통해서 원하지 않는 조직과 세포를 배제하고 재생가능성이 있는 전구세포가 이동할 수 있는 공간을 형성한뒤에 아래와 같은 과정으로 유도 골 재생을 진행한다.

1. 바람직하지 않은 치은 상피 및 치은 결합 조직 및 세포를 제외하고,

2. 상처 부위의 선조 세포가 들어가는 외딴 상처 부위를 만든다. 치조골은 이동하여 뼈 재생을 촉진할 수 있으며,

3. 기본 혈액 공급을 보호하고,

4. 상처 부위를 안정시킨다.

골 재생 필요성

골유착 임플란트의 장기적인 예후를 좋게 하기 위해서는 임플란트 식립 부위에 충분한 양의 뼈가 있어야 한다. 뼈 이식 기술, 치조 신연 및 유도 뼈 재생(GBR)과 같은 다양한 전략이 손실된 뼈를 복구하여 기능 부하 동안 임플란트가 완전히 통합되고 유지될 수 있다. 골유도 재생은 골전구 세포가 비골형성 조직의 진입을 방지하여 골결손 부위를 다시 채우도록 배타적으로 허용될 때 달성되는 것으로 추정된다. 골유착 임플란트의 최대 40%가 환자의 재활 의 일부로 GBR을 필요로 하는 것으로 추정된다. 여러 보고서에 따르면 GBR로 보강된 부위에 식립된 임플란트의 생존율은 깨끗한 부위에 식립된 임플란트의 생존율과 유사하다.. 보강된 부위에 식립된 임플란트의 생존율은 79%에서 100% 사이로 다양했으며 대부분의 연구에서 최소 1년 기능 15 후 생존율이 90% 이상임을 보인다.

골 재생 인자

골 재생 분자 중 BMP는 강력한 골유도 인자로 중간엽 줄기 세포(MSC) 및 기타 골전구 세포의 유사분열 형성 및 골아세포로의 분화를 유도한다. BMP-2, BMP-7 분자는 불유합, 개방 골절, 관절 유합, 무균 골 괴사 및 치명적인 골 결손을 포함한 다양한 임상 조건에서 사용된다. 변형 성장인자-β, 인슐린 유사 성장 인자-1, 혈관 내피 성장 인자 및 섬유아세포 성장 인자는 세포 증식, 화학주성 및 혈관신생과 관련하여 다른 기능을 가진 뼈 재생 중에 관련되어 있는 다른 성장 인자도 조사 중이거나 현재 혈소판 유래 성장을 포함하여 뼈 복구를 증가시키는 데 사용된다.

골 재생 과정

CD68‐양성 단핵구/대식세포 및 페리오스틴-양성 골전구세포)가 주변 조직에서 골 재생부위로 이동한다. 막으로 이동한 세포는 뼈 형성과 뼈 재형성에 중추적인 인자를 발현하고 분비한다. 이것은 골 형성 및 재형성의 주요 세포인 조골 세포 및 파골 세포의 활성을 자극함으로써 기저 결함에서 성숙한 재형성된 골의 발달을 촉진한다.

덴탈 임플란트 표면개질

외과용 임플란트의 사용은 의료 산업에서 빠르게 확장되고 있다. 그중에서도 금속 재료는 높은 강도, 연성 및 인성으로 인하여 임플란트 치과 임플란트에서 가장 일반적으로 사용된다. 그러나 금속 이온이 주변 조직으로 침출되어 발생하는 임플란트 부식은 금속 임플란트의 주요 단점이다. 임플란트 이식 후 특성 수준 이하로 임플란트의 성능이 떨어지면 외과적 재수술로 이어질 수 있다. 이러한 임플란트 실패의 주요 원인은 부식이나 마모로 인해 발생한 이온의 파편, 낮은 파괴 인성, 낮은 피로 강도 등이다. 임플란트 재료의 필수 표면 특성을 달성하기 위해서는 적절한 표면 개질 절차가 필요하다. 임플란트 표면 개질의 이론적 근거는 재료의 표면이 이식된 재료에 대한 생물학적 환경의 반응을 결정한다는 것이다. 임플란트 표면 개질은 크게 두 가지 접근 방식으로 분류된다: 임플란트의 향상된 뼈 결합 및 가속화된 뼈 치유 향상된 뼈 결합 접근법에서 임플란트 재료의 표면 지형은 임플란트 재료와 뼈의 기계적 연동을 증가시킬 수 있는 적절한 접근법을 사용하여 개질된다. 개질된 표면은 재료의 표면적과 표면 에너지를 증가시켜 기질 단백질 흡수와 세포 흡착 및 증식을 향상시키고, 최종적으로 임플란트와 뼈의 더 나은 골 유착을 유도한다. 가속화된 뼈 치유 접근법에서 무기 또는 복합 뼈 재료는 뼈의 표면에 통합되어 세포의 뼈 형성 능력을 향상시키고, 임플란트와 인접한 뼈의 생화학적 연동을 유발한다. 단백질, 펩타이드와 같은 생화학적 물질을 임플란트 표면에 결합하는 것도 뼈 치유를 가속화하는 방법이다. 임플란트 재료의 표면 개질 기술은 호스트 뼈 구조를 모방하고, 임플란트 생체 적합성을 향상시키기 위한 목적으로 지속적으로 개발되었다. 표면 개질 기술은 표면에 나타나는 특성에 따라 물리적, 화학적 및 생물학적 세 가지 범주로 나눌 수 있다. 이러한 기술은 개별적으로 사용할 수도 있고, 조합하여 사용할 수도 있다.

물리적 기술

물리적 표면 개질은 건식 변형 기술을 활용하여 임플란트 표면의 지형이나 형태를 변경하여 골 유착에 유리한 환경을 조성한다. 현재 일반적으로 사용되는 물리적 표면 개질 기술에는 그릿 블라스팅 (Grit blasting), 적층 제조 (Additive manufacturing), 플라즈마 스프레이 (Plasma spraying), 증착 (Vapor deposition) 등이 있다.

그릿 블라스팅

그릿 블라스팅은 압축된 공기를 이용하여 고압으로 입플란트 표면의 연마 입자를 밀어내는 전형적인 물리적 표면 개질 기술이다. 표면의 지형과 거칠기는 주로 적용된 입자의 크기, 모양 및 특성에 따라 달라진다. [2] 그릿 블라스팅과 산 에칭의 조합이 다양한 이식 절차에서 골 형성 과정을 가속화한다고 보고되었다. 그러나 이 기술의 단점은 가공된 거친 표면이 박테리아의 부착을 촉진할 수도 있다는 것이다.

적층 제조

3D 프린팅 또는 쾌속 조형 (Rapid prototyping)으로 알려진 적층 제조는 마이크로미터 또는 나노미터 규모의 복잡한 3D 구조를 생성할 수 있는 기술이다. 선택적 레이저 융융 및 전자빔 융융이 널리 보급된 층별 제조 공정으로, 이론적으로 분말 형태로 제공되는 한 가공하기 어려운 모든 재료를 처리할 수 있다. 또한 개별 환자를 위한 맞춤화된 모양을 생성할 수 있다. 3D 프린팅 된 임플란트는 임상적으로 관련된 기계적 강도와 화학적 특성을 가지며, MSC의 접착, 콜라겐 침착 및 알칼리성 인산 가수 분해 효소 (ALP)의 분비에도 기여하였다.

플라즈마 스프레이

플라즈마 스프레이는 융융된 물질을 표면에 코팅하는 기술이다. 분말 코팅 재료를 플라즈마 화염에 주입하여 가열시킨 후 표면에 코팅하며, 표면에 도달하면 냉각하기 시작해서 단단한 코팅을 형성한다. 나노미터에서 수 밀리미터까지 광범위한 코팅 두께를 생성할 수 있으며, 화학 성분이 제조 중에 표면에 거의 남지 않는다는 장점이 있다. 여러 연구에서 플라즈마 코팅이 임플란트의 생체 적합성을 개선하고 골 유착을 촉진할 수 있음이 입증되었다.

물리적 기상증착

물리적 증착은 표면에 증착시키려는 고체 상태의 물질을 진공상에서 증기 상태로 변화시킨 후 표면에 박막을 형성하는 방법이다. 표면에 대한 코팅의 강한 접착력은 이 방법의 또 다른 두드러진 특징이다. 시험관 내 연구에 따르면 은 코팅된 임플란트는 박테리아 성장을 방지하고 대조군에 비해 더 많은 혈관신생을 관찰할 수 있었다.

화학적 기술

화학적 표면 개질은 산화, 탄화 또는 질화와 같은 다양한 화학 반응에 의해 임플란트 표면을 변경할 수 있다. 화학적 표면 개질 기술에는 양극 산화, 산 및 알칼리 처리, 화학 기상 증착(CVD) 및 졸-겔 증착이 포함된다.

양극 산화

양극 산화는 전해질 수조에 담근 상태에서 양극 금속 임플란트 표면에 산화 피막을 형성하는 전기화학적 공정이다. [2] 양극 산화에 의해 생성된 표면의 나노미터 특성은 생체 활성을 개선하고 임플란트의 골 유착을 촉진한다.

졸-겔

졸-겔 공정은 졸-겔화 및 열처리에 의해 산화물 또는 고체 화합물을 형성하는 기술이다. 이 과정에서 전구체 가수분해 중합을 거쳐 졸이 되고 점차 겔과 같은 2상 시스템으로 변한다. 그런 다음 나머지 액체는 건조 과정에 의해 제거되어 구조가 수축된다. 그 후, 중축합을 촉진하고 기계적 성질을 향상시키기 위해 열처리를 사용한다. 이 접근법의 장점 중 하나는 코팅의 화학 조성을 탁월하게 제어할 수 있는 저온 기술이라는 점이다. 다른 중요한 특징은 코팅이 약물로 구성될 수 있다는 것이다. 약물은 통제된 속도로 방출된다.

화학적 기상 증착

화학적 기상 증착(CVD)은 기체 상태의 물질이 가열된 표면에서 화학 반응을 일으켜 박막을 생성하는 과정으로, 화학적 증착은 화학적 결합에 의해 코팅을 증착하는 반면 물리적 증착은 물리적 힘에 의존한다. 이 기술은 반도체 산업에서 박막을 생산하는 데 널리 사용된다. 균질하고 계층적인 구조와 제어 가능한 구성의 필름을 생성할 수 있다.

생물학적 기술

간접적인 골 형성 자극 방법(물리적 및 화학적)과 달리 세포 파종 및 생물학적 코팅을 포함한 생물학적 기술은 조골 세포 부착, 증식 및 분화를 직접적으로 촉진한다. 물리화학적 기술이 상당한 결과를 보여 왔기 때문에 생물학적 기술은 골 형성을 향상시키기 위한 보완 전략으로 자주 사용된다.

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