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Korea Academy of Occlusion, Orthodontics & Osseointegration.

Fixture installation level과 crestal bone remodeling

Categories: 임플란트, Date: 2014.12.19 21:51:42

픽스쳐 식립 깊이는 임플란트 디자인과 발치 된 치조골 혹은 악골의 상태에 따라 결정한다. 임플란트 디자인, 즉 crestal module과 connection 형태는 심미 기능적으로 유리한 peri-implant tissue를 위해 절대적인 식립 깊이를 결정한다. 그리고 다양한 implant site의 조건은 부가적인 수술적 방법을 필요로 하고 상대적인 혹은 절대적인 픽스쳐 식립 깊이와 관련되어 있다. 절대적인 픽스쳐 식립 깊이는 임플란트 제조사에서 제시하고 있으며, 이런 수직적 위치와 관련되어 식립에 필요한 기구를 개발하여 제공하고 있다. 일반적으로 crestal bone level을 기준으로 평행하게 crestal module 상방 수평 부위를 맞추거나just crestal, 1~2mm 골 하방으로 픽스쳐의 crestal module 상부를 위치시키는 subcrestal fixture installation을 시행한다. 그리고 같은 임플란트 디자인이라 할지라도 정확한 픽스쳐의 수직적 식립 위치는 1회법 혹은 2회법의 수술 protocol을 사용하느냐에 따라 달라진다. 예를 들면 1회법 수술 protocol에서는 나사산이 나 있는 부위를 기준으로 픽스쳐 식립 깊이를 결정한다. 그리고 상부 crestal module은 구강 내로 노출 된다. 이와 같이 fixture installation의 수직적 위치 결정은 crestal bone의 remodeling의 양상에 맞추어 심미 기능적으로 건강한 peri-implant apparatus를 획득하고 유지하기에 유리한 높이를 선택한다. 그러나 너무 깊게 식립하면 보철적 수복이 어려워 지는 임플란트 디자인 있기 때문에 어버트먼트 디자인과 연결 방식에 따라 식립 깊이를 정확하게 그리고 의도하는 목표대로 결정해야 한다.

가용골의 해부학적 형태와 fixture installation의 관계


픽스쳐 식립 깊이의 상대적인 위치는 잔존 골의 형태 및 골질에 의해 결정된다. 여기에 임플란트 디자인 요소에 따라 외과적 처치가 필요하거나 위치를 수정해야 한다. 일반적으로 대부분의 잔존 골의 형태는 아래가 넓고 위가 좁은 산의 능선 형태를 취하고 있다. 여기에 임플란트 픽스쳐를 삽입하기 때문에 잔존 골의 해부학적 상태와 픽스쳐의 형태적 적합도가 상대적 삽입 깊이를 결정한다. 예를 들면, crestal module이 넓어지거나 모서리가 각이 지면 상부가 좁아지는 잔존골의 형태 때문에 픽스쳐가 노출 될 수 밖에 없다. 즉 쐐기형tapered과 상부가 tapered고 하부가 원통형인tapered-straight 디자인 그리고 직경이 큰 원통형straight cylinderical의 경우 노출된 픽스쳐를 골 이식을 통해 처리하거나 깊게 식립할 수 밖에 없다. 그러나 깊게 식립하면 할 수록 보철적 수복은 어려워 진다. 반면에 submerged sloping shoulder의 디자인은 잔존 골과 조화를 이룬다. 그리고 깊게 식립하는 외과적 protocol 때문에 locking taper를 갖는 post 형태의 abutment connection 이 임상적으로 유리하다. 그리고 여러 가지 post의 길이를 사용하여 다양한 깊이의 보철적 수복의 문제를 극복한다.


그림 1. 임플란트 디자인에 따른 fixture installation의 bone level 과 초기 crestal bone loss에 의한 bone remodeling을 도해한 것이다. Crestal module의 형태와 abutment connection에 의해 상대적인 픽스쳐 식립 깊이가 결정된다. 즉 예상되는 초기 bone loss를 감안하여 픽스쳐 식립 깊이를 결정하여야 픽스쳐의 나사산 노출을 최소화 할 수 잇다.


그림 2. Fixture installation을 같은 bone level로 시행한 경우, 임플란트 디자인과 crestal bone의 적합성을 도해한 것이다. Crestal module이 넓어지면 질수록 픽스쳐의 노출이 증가한다. 결국 노출된 임플란트를 처리하기 위한 골 이식의 가능성이 증가한다.

임플란트 픽스쳐 식립 깊이를 결정하는데 적용해야 할 기본적인 개념은 ‘wall defect’ 이다. 일반적으로 픽스쳐의 모든 부분이 사방으로 골 조직에 둘러싸여 있으면 4 wall defect, 한쪽이 노출되어 있으면 3 wall, 그리고 2,1 wall defect로 나누고 발치 와에 immediate implantation의 경우 crestal bone level을 기준으로 같은 혹은 충분한 깊이로 식립하지 못해 픽스쳐의 crestal module이 모두 노출된 경우는 zero wall defect라 한다. 즉 사방으로 남아 있는 벽wall의 수를 기준으로 분류한다. 실제 임상적인 문제로, 발치 와가 충분히 치유되지 않은 경우는 깊게 식립하지 않으면 발치 와의 골 벽bone wall과 픽스쳐 사이 공간이 존재 하게 된다. 이것을 ‘gap distance’라 부르며 1~2mm 정도는 발치 와의 치유로 인해 모두 채워지게 된다. 그러나 발치 와가 치유된 잔존 골에서는 허용할 수 있는 gap distance는 감소하게 된다. 이런 gap distance를 없애는 가장 간단한 방법은 직경이 큰 픽스쳐를 사용하는 것이다. 또 다른 방법은 픽스쳐를 깊게 식립하거나 상부가 넓은, 즉 쐐기형 혹은 상방이 쐐기형인 디자인의 픽스쳐를 사용하는 것이다. 임상적으로는 발치 와의 픽스쳐 식립에 있어서 수직적으로 충분한 골 깊이가 제공된다면 깊게 식립하고, 그렇지 않다면 직경이 큰 픽스쳐를 사용한다. 그리고 일반적인 경우보다 1~2mm 하방으로 식립하여 발치와 치유에 따른 추가적인 수직적 골 흡수를 예상해야 한다. 그러나 대부분의 발치 와에서 3차원적인 골 벽wall의 수직적 높이와 파괴 상태가 서로 다르기 때문에 적절한 픽스쳐 높이는 안정적인 wall을 기준으로 1~2mm 하방으로 설정하는 것이 일반적이다.



그림 3. 상악 전치부 발치 후 잔존골의 상태에 따른 다양한 임플란트 디자인과 bone의 적합성을 도해한 것이다. 잔존골의 흡수가 진행되면 될수록 직경이 작은 픽스쳐의 사용이 권장되고 상부의 crestal module이 작은 디자인이 유리하다.



그림 4. 하악 구치부 발치 후 잔존골의 상태에 따른 다양한 임플란트 디자인과 bone의 적합성을 도해한 것이다. 잔존골의 흡수가 진행되면 될수록 직경이 작은 픽스쳐의 사용이 권장되고 상부의 crestal module이 작은 디자인이 유리하다.

플란트 픽스쳐 디자인에 따라 식립 깊이가 결정된다. 심하게 흡수가 진행된 상악 전치의 경우의 예를 들면, 정상적인 임플란트 치료는 골 이식이나 ridge splitting로 잔존 골의 부피를 수평 수직적으로 증가 시킨 후 임플란트를 식립하는 것이 심미기능적으로 당연하다. 그러나 부득이 하게 골 이식bone graft을 하지 않고 픽스쳐를 식립해야 한다면, 임플란트 디자인 및 픽스쳐 식립 방향과 위치에 따라 결과는 달라지게 된다. 실제 임상에 있어서, 시상면 상에서 픽스쳐의 식립 위치는 잔존 골의 중앙이거나 순측으로 치우치게 한다. 잔존 골의 흡수가 순측에서 구개측으로 그리고 하방으로 진행되기 때문에 원래 치아가 있던 위치에 픽스쳐를 식립 할 계획이라면 순측에 픽스쳐가 위치해야 한다. 그리고 보철적 수복물은 cement으로 고정하는 것이 자연스럽다. 그러나 잔존 골의 ridge crest 중앙에 initial drilling을 하고 osteotomy를 진행하여 implant site preparation을 시행한다면 픽스쳐는 구개측으로 경사되고, 즉 픽스쳐 하방은 순측으로 경사되고 보철적 수복물은 screw로 고정하게 된다. 이 두 가지의 픽스쳐 식립 방법에 대하여 ‘wall defect’ 개념에 근거하여 임플란트 디자인의 차이에 따른 잔존 골과의 관계를 비교를 하면 다음과 같다. 픽스쳐의 순측 식립의 경우, 상부가 넓은 쐐기형, 원통형 혹은 쐐기형 그리고 sloping shoulder 형태로 나누어 분석해 보면 잔존 골의 상부가 좁으면 좁을 수록, crestal module의 상부가 넓으면 넓을 수록 픽스쳐의 노출이 증가한다. 즉 상부가 넓은 쐐기형에서 픽스쳐의 노출이 최대로 발생하고 원통형과 쐐기형 그리고 sloping shoulder 형 순서로 픽스쳐의 노출이 감소한다. 이런 픽스쳐 노출을 처리하기 위해 골 이식을 시행해야 하지만, 또 다른 해결책으로 픽스쳐를 깊게 식립하면 된다. 그러나 crestal module의 상부 직경보다 잔존 골의 순설측 폭이 클 때까지 하방으로 식립해야 픽스쳐의 노출을 감출 수 있기 때문에 임상적으로 불가능한 경우가 많다. 반대로 픽스쳐의 직경을 감소시켜 crestal module의 노출을 최소화 하는 방법도 있다. 그러나 교합력 분산은 픽스쳐의 표면적에 비례하기 때문에 너무 작은 픽스쳐를 사용하면 교합하중을 견딜 수 없게 된다. 픽스쳐를 잔존 골 중앙에 식립하는 경우에도 마찬가지다. 크기가 작은 픽스쳐를 사용하거나 식립을 깊게 하여 crestal module의 노출을 피할 수 있지만, crestal module의 크기가 크면 클수록 픽스쳐 노출의 가능성은 증가한다. 그리고 깊게 심어도 노출 되거나, 노출을 피할 수 없게 된다. 심지어는 깊게 심을 수도 없는 경우도 있다. 이런 경우 광범위한 골 이식이 동반되지 않으면 임플란트 치료가 불가능하다. 그리고 이런 상황은 심하게 가용 골이 흡수된 knife-edge 형태의 전치부 및 구치부에서 비슷하게 일어난다.



그림 5. 하악 구치부 발치 후 잔존골의 상태에 따른 다양한 임플란트 디자인과 bone의 적합성을 도해한 것이다. 기본적으로 bone level에 맞추어, 협측으로 치우쳐 혹은 subcrestal 하방으로 깊게 식립하는 방법에 따른 잔존 골과 픽스쳐 디자인과의 관계를 알 수 있다.





그림 6. 골 흡수가 진행된 knife-edge 형태의 잔존 골에 있어서 다양한 임플란트 디자인과 bone의 적합성을 도해한 것이다. 기본적으로 bone level에 맞추어, 협측으로 치우쳐 혹은 subcrestal 하방으로 깊게 식립하는 방법에 따른 잔존 골과 픽스쳐 디자인과의 관계를 알 수 있다.


그림 7. 하악 구치부 발치 후 잔존골의 상태에 따른 다양한 임플란트 디자인과 bone의 적합성을 도해한 것이다. 폭이 좁은 narrow ridge의 가용골에서 fixture 디자인에 따른 권장 bone level에 맞추어 식립한 도해이다. 그리고 다양한 픽스쳐 식립 위치와 깊이에 따라 임플란트를 둘러 싸고 있는 잔존 골의 양을 알 수 있다. 즉 협측으로 치우쳐 혹은 subcrestal 하방으로 깊게 식립하는 방법에 따른 잔존 골과 픽스쳐 디자인과의 관계를 알 수 있다.

픽스쳐 노출의 경우를 ‘wall defect’ 개념에 근거하여 픽스쳐 형태와 픽스쳐 식립위치에 따른 잔존 골과의 관계를 비교해 보면 임플란트 디자인의 장단점을 쉽게 알 수 있다. 순측 혹은 협측으로 픽스쳐를 식립하는 경우는 하악에서는 lingual bone에 상악에서는 구개 골palatal bone 외형을 따라 픽스쳐를 위치시킨다. 이런 방법으로 픽스쳐를 식립하면 상부가 넓고 각이 진 쐐기형 픽스쳐는 순측이 노출되기 쉽기 때문에 추가적인 골 이식이 필요하게 된다. 원통형 혹은 하방이 쐐기형인 원통형도 픽스쳐의 노출 가능성이 증가하지만, sloping shoulder의 submerged type은 상방이 좁은 잔존 골과 조화를 이룬다. 그리고 sloping shoulder에 locking taper의 internal connection을 사용하는 픽스쳐는 잔존 골의 ridge crest에서 2mm정도 하방으로 식립하기 때문에 픽스쳐 노출의 최소 가능성을 보이고 있으며, 한쪽 wall이 노출된다 하더라도 돌출되지 않기 때문에 골 이식을 하더라도 골 재생이 순조롭다. 가용 골 중앙에 픽스쳐를 식립하는 경우는 전체 잔존 골의 형태에 맞추어 중앙에 픽스쳐를 위치시킨다. 대부분의 상부가 넓은 쐐기형, 원통형 혹은 쐐기형은 2 wall defect 형태로 식립하게 된다. 물론 깊게 식립하면 픽스쳐가 노출되는 것을 해결할 수 있지만 임상적으로 불가능한 경우가 많고 보철적 수복이 너무 어려워 진다. Submerged sloping shoulder의 crestal module을 갖는 픽스쳐는 2 wall은 just placement 상태로, 2 wall은 submerged placement로 식립된다. 즉 순설측 혹은 협설측은 implant site preparation이 완성된 잔존 골의 정상과 일치하며, 근원심측은 2mm 정도 하방으로 픽스쳐가 위치하게 된다. 그리고 초기 crestal bone loss가 없기 때문에 근원심측의 골 높이가 유지된다. 물론 상부가 넓은 쐐기형tapered-straight, 원통형straight cylinderical 혹은 쐐기형tapered이라 할지라도 깊게 심으면 wall defect을 없앨 수 있지만 crestal module의 상방 직경이 넓으면 넓을 수록 깊게 그리고 더 깊게 식립해야 한다. 즉 직경이 커지면 커질 수록 더 깊게 식립해야 픽스쳐의 노출을 피할 수 있다.


그림 8. 상악 제1대구치 발치 후 즉시 임플란트를 식립한 증례. 식립된 픽스쳐의 구개측에 wall defect가 발생하였다. 이런 3 wall defect의 정도를 최소화 하기 위해 socket lifting을 이용하여 subcrestal fixture installation을 시도하였다. 구개측 치근 부위에 wide diameter의 픽스쳐를 식립하였으며, hatch reamer를 사용하여 socket lifting을 동시에 시행 하였다. 픽스쳐의 식립 깊이는 발치와 구개측 상연과 픽스쳐의 crestal module의 상부를 일치시켰으며, 상악동의 구개측 골벽에 픽스쳐를 고정하였다.


그림 9. 상악 전치부 발치와에서의 implant site preparation. 발치와의 root 1/3에서 구개측으로 치우쳐 drilling을 한 후 fixture installation을 시행한다.

상악 전치부의 발치 와에 픽스쳐 식립하는 경우는 palatal bone contour에 따라 osteotomy 방향을 결정한다. 발치와 root 1/3위치에 initial drilling 후 계속적인 drilling 직경의 증가로 implant site preparation을 완성한다. 계속되는 osteotomy뿐만 아니라 픽스쳐를 삽입할 때에도 순측과 구개측의 골 밀도 차이로 인해 순측으로 밀리지 않도록 주의 한다. 즉 순측 골 판bone plate이 파괴되지 않도록 적절한 직경의 ostoeotmy와 픽스쳐의 선택이 중요하다. 그리고 구개측 발치와 상방보다 1~2mm 하방 혹은 순측 골 판에서 2mm 하방으로 픽스쳐를 식립하고 필요하다면 순측 gap distance는 골 이식을 시행한다. 이때 발치 와의 직경과 픽스쳐 직경의 차이 혹은 조화는 전치 임플란트의 심미 기능적인 결과에 결정적으로 작용한다. 예를 들어 발치 와에 비해 너무 직경이 큰 픽스쳐를 사용하면 발치 와 apex 쪽의 순측 cortical plate가 터져 픽스쳐가 노출되는 경우가 발생할 가능성이 증가하지만 gap distance는 감소한다. 그리고 픽스쳐 크기는 교합하중을 견디는 관점에서 적합할지 몰라도 픽스쳐 주위로 남아 존재하는 골 조직은 감소하여 생역학적biomechanical 관점에서는 불리하다. 모든 implant site 부위에서도 비슷한 상황이 발생한다. 이런 이유로 가용 골과 발치 와의 크기에 적합한 픽스쳐 크기를 선택하고 정확한 방향으로 적절한 깊이로 식립하는 것이 중요하다. 그리고 픽스쳐의 적당한 길이는 적절하게 식립된 상태에서 발치 와 보다 2~3mm 하방까지 픽스쳐가 고정되는 것이 이상적이다. 하악 전치부에서 마찬가지다. 그리고 하악 전치부의 해부학적 특징 때문에 상악 전치부보다 더욱 어려운 상황이 발생한다. 일반적으로 상악 전치부보다 더 적은 가용 골의 크기 그리고 설측으로 구부러진 ‘C’자 형태의 해부학적 특성은 반듯한 픽스쳐의 형태와 부조화를 이룬다. 즉 정상적으로 식립하여도 협측 골판이 터져나가게 되거나, 깊게 식립하다 보면 설측 골 판이 뚫려 문제가 되고 설측에서 순측으로 식립 방향을 수정하면 crestal module이 설측으로 치우쳐 심미적 문제가 발생할 수 있다. 그리고 넓은 crestal module 디자인 혹은 픽스쳐 직경이 증가할 수록 가용 골 상방이 터지고 긴 픽스쳐 혹은 깊게 식립 할수록 설측 골 판의 천공의 가능성이 증가한다.



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