치과용 임플란트 식립에 사용되는 핸드피스의 윤활제가 생체내 미치는 영향
Influence of Rotary Instrument Mineral Oil Lubricant on the Handpiece for Dental Implant: In Vitro and In Vivo Study
김헌영, 김민경, 장일석, 송주동, 김선종, 김진우,
소속 상세정보
김헌영 ( Kim Heon-Young ) - Ewha Womans University Medical Center Department of Oral and Maxillofacial Surgery
김민경 ( Kim Min-Kyoung ) - Osstem implant Co., Ltd. Bio R&D Center
장일석 ( Jang Il-Seok ) - Osstem implant Co., Ltd. Bio R&D Center
송주동 ( Song Ju-Dong ) - Osstem implant Co., Ltd. Bio R&D Center
김선종 ( Kim Sun-Jong ) - Ewha Womans University Medical Center Department of Oral and Maxillofacial Surgery
김진우 ( Kim Jin-Woo ) - Ewha Womans University Medical Center Department of Oral and Maxillofacial Surgery
Abstract
치과 영역에서 임플란트 수복은 부분 또는 완전 무치악 환자에게서 널리 사용되는 치료 방법이다. 1951년 이후 Branemark이 티타늄의 우수한 생체친화성에 관한 연구결과를 바탕으로 임플란트를 개발하여 1965년 처음 환자에게 시술하였으며, 1969년 임상결과를 발표하면서 골융합(osseointegration)의 개념을 소개하였다. 골융합은 광학현미경 하에서 살아 있는 골과, 하중을 전달하는 골내 고정체 계면간의 직접적인 구조적, 기능적 결합을 말하는데,1,2 이러한 골융합을 위한 중요한 요소인 생체적합성은 표면처리나 젖음성, 화학적 구성과 같은 성질에 따라서 달라질 수 있다.3-5 그 중에서 임플란트의 디자인과 표면형태는 세포적 활동성과 골조직과의 접촉률에 영향을 주어 결과적으로 골조직의 치유와 골개조에 많은 영향을 미친다. 그렇기 때문에 임플란트 식립체의 표면은 반드시 멸균된 상태로 어떤 다른 금속이나 단백질 성분과 접촉되지 않아야 하고, 생활골에 정밀한 적합이 이루어져야 하는 것으로 알려져 있다. 지난 수십 년간 임플란트 관련한 술식과 임플란트 식립체(fixture)의 표면처리 방식에 많은 진전이 있었고, 그로 인해 임플란트의 성공률이 과거에 비해 비약적으로 높아졌다. 하지만 여전히 임플란트를 이용한 치료에서 여러 문제점들이 발견되어 실패하고 있음에도, 그 원인은 명확하게 밝혀지지 않았다. 특히 임플란트의 조기 실패에 있어서는 수술 중 악골의 외상, 급성 감염, 초기 고정의 부족, 임플란트 식립체의 생체적합성의 부족, 환자의 전신건강 등 여러 가지 요소가 원인으로 제시되고 있으며 식립 과정중 임플란트 식립체가 오염되었을 경우에서도 발생할 수 있다고 한다. 그 중에서도 식립을 위해 사용하는 치과용 핸드피스의 윤활제에 의해서 식립체가 오염될 수 있으며 그로 인해 임플란트가 실패할 수도 있다는 가능성이 제기되었다. 치과용 핸드피스는 항상 교차감염의 위험이 있지만 복잡한 구조 때문에 세척하고 소독하는 것이 쉽지는 않다. 그래서 제조사의 지시에 따라 핸드피스로 인한 감염방지와 상태유지를 위해서 일반적으로 스프레이 형태의 윤활제를 사용하여 핸드피스 내 분사를 하고 난 후 수 분간의 공회전을 통해서 과도한 양의 윤활제를 제거하는 과정을 거치게 된다. 일부 문헌에 의하면 이러한 과정을 정확하게 하지 않았을 때, 일부 윤활제가 남아 임플란트 식립체의 표면을 오염시키고 임플란트의 젖음성을 변화시키고, 세포의 응집, 분화, 성숙을 방해할 수도 있다고 한다. 그럼에도 핸드피스 세척을 위한 윤활제가 임플란트 식립체에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 많지않아 윤활제의 잔류가 생체 내 미치는 영향에 대해 파악하고, 나아가서 임플란트의 예후와도 연관성이 있는지에 대해 알아보고자 본 연구를 기획하게 되었다.
Zarb 등에 의하면 임플란트 성공의 기준은 기능적, 심미적으로 만족스럽고, 통증, 불편감, 감각이상, 감염이 없으며 임상 검사에서 임플란트의 동요도가 없는 것을 말하며 성공의 기준을 만족하지 않은 경우 임플란트 실패로 판단한다. 그 중에서 임플란트의 조기 실패는 임플란트 식립 후 임플란트 기능 전까지 기간동안 관찰되는 임플란트의 상실을 말한다. Berglund에 의하면 하중이 가해지기 전 조기 실패율을 2.5%라고 보고한 바 있으며, 최근 논문에서는 1.2%에서 3%로 보고하기도 하였다. 임플란트의 조기 실패에 대한 원인이나 기전은 명확하지는 않다. Esposito에 따르면 조기 실패의 원인은 감염, 술 중 과도한 손상과 micromotion 그리고 불량한 치유능력에 있다고 한다. 그 외에도 환자의 연령, 성별, 전신질환, 흡연,19 식립 위치,18 골질과 골양20 그리고 임플란트의 길이와 직경21 또한 영향을 줄 수 있으며, 면역학적 및 유전적 요인도 관련이 있다고 한다. 게다가 임플란트 식립체의 표면 성질에 따라서도 골유착에 영향을 줄 수 있다고 알려져 있는데, 이전 논문에서 보면 식립체의 표면 거칠기가 증가하게 되면 BIC 또한 증가하는 것을 볼 수 있었고, 6주만에 골유착이 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 임플란트 식립체의 표면이 증가하게 된다면 동시에 식립체 표면이 오염될 가능성 또한 높아지게 되어 결과에 영향을 줄 수 있다. 특히 여러 문헌을 볼 때 세균에 의한 감염, 내독소의 부착, 그 외 오염물질은 골유착을 방해할 수 있다고 알려져 있다. 이번 논문은 외부로부터 유입되어 임플란트 식립체 표면을 오염시킬 수 있는 핸드피스의 윤활제가 실제로 골유착에도 영향을 주는지에 대한 연구가 많지 않아 그 영향을 알아보고자 실험실 내 세포실험을 통한 연구를 기획하고 진행하게 되었다. 이번 예비연구에서 사용된 윤활제의 종류가 한가지로 다양하지 않았다는 점에서 논란의 여지가 있을 수 있다. 또한, 세포독성시험에서는 윤활제가 배지 수면 위에 존재하여 CO2 유입을 차단시켜 cell을 사멸시키게 된다는 가설로 시행하였으나, 윤활제의 밀도가 낮은경우에는 완전히 덮지 못하고 부분적으로 덮으면서 CO2 유입을 완전히 차단할 수 없게 되었다. 그리하여 100 ppm 미만에서는 높은 생존율을, 100 ppm 이상에서는 낮은 생존율을 보이게 되어 이 또한 문제점으로 제시될 수 있다. 이렇듯 세포독성시험만으로 윤활제의 독성을 평가하는 데에 부족함이 있어 소동물(백서)를 이용한 실험을 추가로 진행하게 되었다.
백서에게 시행한 구강 점막 자극 시험, 피부 적용 시험, 피하 적용 시험 모두에서 대조군과 비교하였을 때 특이할 만한 자극반응은 나타나지 않은 것으로 보아 윤활제가 생체적합성은 양호하다고 볼 수 있었다. 하지만 이번 실험에서는 골내 식립을 직접 시행하지는 않았다는 점에서 골유착과의 관계를 입증하기에는 부족함이 있다. 그리하여 추가적인 실험과 통계학적인 검증을 거쳐 이러한 관계에 대해서 입증할 필요가 있다고 생각된다.
Purpose: The purpose of this study was to evaluate the effect of oil lubricant for dental handpiece and to investigate the relationship to the prognosis of dental implants.
Materials and Methods: An experiment was conducted on the residual amount of lubricant in the handpiece and the amount of lubricant that will remain in the fixture after drilling. Based on the data, biocompatibility was assessed through the assessment of cytotoxicity with L929 cells and 33 SD rats. This experiment was conducted through an 8 mm-long, 3.5 mm-diameter fixture(Osstem implant Co., Ltd., Korea) and lubricant(KaVo Dental GmbH., Germany) for handpiece.
Results: The amount of lubricants in the handpiece decreased with the removal phase, but some of them could be confirmed to remain. In the cytotoxicity assessment, the survival rate was lower over 100 ppm. In experiments with SD rat, there was no significant difference among groups.
Conclusion: The surface of the dental implants could be contaminated from some leftover lubricants in the handpiece. Although the lubricant is the biocompatible in cytotoxicity test and SD rat test, it does not mean it has no effect on osseointegration.
키워드
Dental implant; Lubricant; Surface contamination; Cytotoxicity; Biocompatibility
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