Lateral bone augmentation using a titanium mesh combined with the bone substitute and/or collagen membrane on peri-implant dehiscence defects: An experimental in vivo study

Abstract

Purpose: The aim of this study was to determine the additional effects of collagen membrane (CM) and of synthetic bone substitute (BS) on lateral bone augmentation of peri-implant dehiscence with titanium mesh (TM). Materials and Methods: Atrophic alveolar ridge was induced in 6 canine mandibles and 5 peri-implant dehiscence were achieved in each hemi-mandible. Bone augmentation was attempted using the following randomly allocated modalities: 1) Control: no treatment, 2) TM group: blood clot covered by TM, 3) TM+BS group: BS covered by TM, 4) TM+CM group: blood clot covered by TM and CM, and 5) TM+BS+CM group: BS covered by TM and CM. After 16 weeks of submerged healing, radiographic and histomorphometric analyses were performed. Results: TM exposure occurred in one case in the TM group, one case in the TM+CM group, and two cases in the TM+BS+CM group. Histologically, pseudo-periosteum was observed along the inner and outer surfaces of TM. In general, TM rendered higher values in vertical defect fill and dimension of the augmented hard tissue in comparison to the other treatment groups. Conclusions: Within limitations of this study, additional use of CM and/or BS did not have an additional benefit on lateral bone augmentation of peri-implant dehiscence with TM.

치주 질환으로 인하여 치아를 발거한 후 별다른 처치 없이 오랜 기간이 지나게 되면 치조골이 위축되는 현상이 관찰된다. 이러한 무치악 상태의 환자에게 임플란트 식립을 위해 치조골을 재건하는 다양한 술식들이 있는데, 그 중 골유도재생술은 현재 임상에서 가장 널리 사용되고 있다. 해당 술식을 성공적으로 시행하기 위하여 필수적으로 요구되는 조건은 1차 수술 부위의 봉합 상태, 혈관신생, 공간 유지 및 수술 부위의 안정성이다. 흡수성 차단막은 제거를 위한 이차 수술이 필요 없으나 공간 유지 기능이 떨어져 술 후 예측이 어렵고, 티타늄 막은 기계적 물성이 우수하여 공간 유지 기능이 뛰어나지만, 다공성 구조로 인해 연조직의 개재를 효과적으로 막기 어렵다는 단점이 존재한다. 고로, 넓은 결함 부위에서 효과적으로 공간을 유지할 수 있는 티타늄 막과 합성골 이식재에 세포 차단성이 있는 흡수성 콜라겐 막을 함께 사용할 경우 신생골 형성이 더욱 증진 될 것이라는 가설을 수립하였다. 따라서, 본 연구는 실험적으로 유도된 무치악부에 티타늄 막을 사용하여 수평 골 증대술을 시행할 때 흡수성 콜라겐 막 및 합성골 이식재를 병행하여 사용할 경우의 효능을 임상적, 그리고 조직학적으로 분석하고자 한다. 총 6 마리의 성견을 대상으로 하악 편 측을 무작위로 배정하여 제 2,3,4번 소구치와 제 1대구치를 발거하여 실험적으로 무치악 상태를 유도하였다. 이후 선정된 하악 편 측에 5개의 임플란트를 식립 하였다. 각 임플란트는 티타늄 막, 흡수성 콜라겐 막, 합성골 이식재를 교차적으로 사용하는 다음의 군에 맞게 이식술을 시행하였다: 1) 대조군(아무 처치를 하지 않는 군), 2) TM군(티타늄 막으로 공간 유지하는 군), 3) TM+BS군(합성골 이식재를 이식한 뒤 티타늄 막을 이용한 군), 4) TM+CM군(티타늄 막으로 공간을 유지하고 위에 콜라겐 막을 덮은 군), 5) TM+BS+CM군(합성골 이식재를 이식한 뒤 티타늄 막과 콜라겐 막을 함께 사용한 군). 이식술로부터 16주 간의 치유기간을 거친 뒤 실험 동물을 희생하였고, 임상적 분석과 조직학적 분석을 통해 각 실험군 간의 결과를 비교하였다. 연구 결과 아무 처치도 하지 않은 대조군에 비해 실험군 모두 수직적 및 수평적 골 증강은 관찰되었지만, 통계적으로 유의한 차이를 보이진 않았다. 실험적으로 유도된 임플란트 주변 결함 영역(임플란트 상방 플랫폼으로부터 너비 1mm x 깊이 3mm)에서 신생골이 자라난 백분율 수치를 보았을 때에도 각 군별 유의한 차이는 없었다(0.37%[대조군]; 31.78%[TM군]; 17.09%[TM+BS군]; 12.03%[TM+CM군]; 15.89%[TM+BS+CM군]). 대조군을 제외한 티타늄 막을 사용한 모든 실험군에서 가성 골막이 티타늄 막을 얇게 감싸는 형상으로 관찰되었다. 결론적으로, 본 연구에서 골 증강을 위한 수평 골 재건 술식 시 티타늄 막에 흡수성 콜라겐 차단막 및 합성골 이식재를 병행하여 사용하여도 티타늄 막만 사용한 부위에 비해 더 많은 신생골이 형성되는 결과로 이어지진 않았다.