위축된 상악골 후방부에 골이식을 배제한 짧은 임플란트 식립에 대한 3차원 유한요소법적 연구

Abstract

[한글]본 연구에서는 위축된 상악골 후방부에 골이식을 배제하고 짧은 임플란트를 사용하여 수복하는 경우 안정적 예후를 위한 잔존골 깊이와 식립방법을 다음과 같은 3차원 유한요소법으로 분석하였다.4형 골질에 상악 좌측 제1, 2대구치 결손부위에 임플란트 식립 후 금관으로 연결고정하는 상황을 가정하였다. 잔존골 깊이, 치료계획에 따라 4개 실험군, 총 13개의 유한요소 모델을 제작하였다. 모델링에는 CAD 프로그램(Pro E), micro CT를 이용하였다.실험 1군은 대조군으로, 잔존골 깊이 13 mm의 악골모델에 2개의 OsseoSpeed™ 4.5×11 mm 고정체를 식립하고 6×2.5 mm Direct Abutment™(이상 Astra Tech AB, Molndal, Sweden)를 연결하였다. 실험 2, 3군은 잔존골 깊이 4, 5, 6, 7 mm의 악골모델에 각각 3개의 OsseoSpeed™ 3.5×8 mm 고정체와 4×2.5 mm Direct Abutment™를 설치하였다. 실험 2군은 고정체를 직렬로 식립하였고, 실험 3군은 단차를 주어 삼각구조(tripodism)로 식립하였다. 실험 4군은 잔존골 깊이 4, 5, 6, 7 mm의 모델에 두개의 Bicon 6×5.7 mm 고정체, 6×5 mm non-shouldered abutment(Bicon Dental Implants, Boston, MA, USA)를 설치하였다. 각 모델의 제1, 2대구치 중심와에 치아 장축에서 협측으로 30°경사진 187 N씩의 하중을 가하여 유한요소분석을 시행하였다. 이와 같은 연구과정을 거쳐 다음의 소견을 얻었다.실험 2군의 잔존골 깊이 6, 7 mm 모델, 실험 3군의 잔존골 깊이 5, 6, 7 mm 모델, 실험 4군의 잔존골 깊이 4, 5, 6, 7 mm 모델의 치조정 피질골에서 실험 1군보다 낮은 최대 등가응력을 관찰하였다. 실험 2군보다 실험 3군의 응력이 다소 낮았고, 실험 2,3군보다 실험 4군의 응력이 낮았다.이상의 연구로 위축된 상악골을 재현한 유한요소 모델에서 상악동 골이식을 배제하고 임플란트의 개수, 직경 등을 변화시킴으로써 유한요소 모델의 치조골에 가해지는 응력을 효율적으로 분산시킬 수 있음을 확인하였고, 향후 이를 검증하기 위한 생체연구가 필수적이다.

[영문]The purpose of this study was to evaluate alternatives to bone graft in treating atrophic posterior maxilla with implants, by means of finite element analysis.

It was assumed that maxillary 1st and 2nd molars were missed and to be restored with implants and splinted gold crowns. Four groups of thirteen posterior edentulous maxilla models were fabricated according to various residual bone depth and treatment plan. Residual bone depth was 13 mm in group 1 model and 4, 5, 6, 7 mm in group 2, 3, 4 model.

In group 1, it was considered as a control group, two sets of OsseoSpeed™ 4.5×11 mm fixture and 6×2.5 mm Direct Abutment™(Astra Tech AB, Molndal, Sweden) were placed in maxilla model. In group 2 and 3, three sets of OsseoSpeed™ 3.5×8 mm fixture and 4×2.5 mm Direct Abutment™ were installed in maxilla model. On the contrary to the linear arrangement of implants in group 2 models, fixtures were place in staggered position(tripodism) in group 3 models. In group 4, two pieces of Bicon 6×5.7 mm fixture and 6×5 mm non-shouldered abutment(Bicon Dental Implants, Boston, MA, USA) were set into each maxilla model. Oblique loading of 187N was applied on each central fossa of 1st and 2nd molar at 30°to the long axis. Finite element analysis was conducted and following results were obtained.

Maximum von Mises stresses on crestal cortical bone were lower in group 2 models with 6, 7 mm residual bone depth than in group 1 model. And so it was in group 3 models of 5, 6, 7 mm depth and in all the models of group 4.

By this numerical simulation, it was confirmed that effective stress distribution could be obtained in maxilla model by increasing the number or diameter of implant instead of bone grafting. Additionally, it is essential to verify these results through in vivo study.