교정용 미니 임플란트 식립 후 부하시기별 골 조직형태에 대한 micro-computed tomography와 조직분석 간의 비교

Abstract

[한글]최근 micro-computed tomography (microCT)를 이용하여 임플란트 안정성을 평가하기 위한 정량적인 골형태 분석이 가능하게 되었다. MicroCT는 조직의 손상 없이 간접적으로 임플란트 계면에 대한 3차원적인 정보를 얻을 수 있는 장점이 있다. 이러한 분석방법은 교정용 미니 임플란트의 안정성 평가에 응용될 수 있으며 미니 임플란트 주변골의 치유과정을 설명할 수 있게 되었다.본 연구는 microCT를 이용하여 교정용 임플란트 주변조직의 3차원적 분석을 통해 식립 후 교정력 부여시기에 따른 미니 임플란트 주변조직의 치유과정을 3주, 6주, 12주에 걸쳐 조직시편과 비교 분석하고자 하였다. 12개월된 12 Kg의 웅성 성견(Beagle Dog) 8마리를 대상으로 직경 1.8 mm, 길이 7 mm의 self-drilling 타입의 교정용 미니 임플란트(ORLUS, Ortholution CO., Seoul, Korea)를 식립하였으며 총 96개가 사용되었다. 상하악에서 각각 식립 직후 교정력을 가하는 즉시 부하군과 3주간의 치유기간 후에 교정력을 가하는 지연 부하군으로 나누고 미니 임플란트 주변 골조직의 골 접촉률과 골 면적비율을 microCT와 조직 슬라이드에서 계측하여 다음과 같은 결과를 얻었다.1. 즉시 부하군과 지연 부하군 간의 조직시편 분석에서 골 접촉률은 상악에서 실험군 간에 부하기간별 유의한 차이는 발견되지 않았다. 하악에서는 지연 부하군이 12주째에 즉시 부하군보다 유의하게 높았고, 3차원 microCT 분석에서 동일한 결과를 보였다.2. 조직시편 분석에서 골 면적비율은 상악에서 모두 6주째 감소하다가 12주째 다시 증가하였으며 실험군 간에 유의한 차이는 발견되지 않았다. 하악에서 골 면적비율은 6주째 즉시 부하군이 높았으며, 12주째에는 유의한 차이가 없었다. 이는 3차원 microCT에 대한 분석결과와 일치하였다.3. MicroCT 분석을 통한 골 면적비율은 조직시편과 평균 2% 내외로 일치하였으나, 골 접촉률은 2-14% 정도의 차이를 보여주었다.본 실험에서 교정용 미니 임플란트 식립 후 주변 골조직에 대한 microCT 분석의 정확성을 조직시편 분석을 통해 검증하였다. 상악에서 교정력 부하 12주에 즉시 부하군과 지연 부하군 간에 골 접촉률과 골 면적비율에 유의한 차이가 없었지만 하악에서는 골 접촉률에 유의한 차이가 관찰되었다. 그러나 즉시 부하군에서도 높은 골 접촉률을 보였기 때문에 임상적인 안정성 대한 결과를 검증하기 위해 추후 장기간의 유지기간과 제거 토오크와 동요도와 같은 부가적인 실험이 필요하다고 본다.

[영문]Recently, qualitative histomorphometric analysis using micro-computed tomography (microCT) was performed for the evaluation of implant stability. MicroCT has the ability to construct 3-dimensional data without tissue damage. This new method could be utilized for the evaluation of stability of the orthodontic mini-implant, and could demonstrate the healing process of the surrounding bone structure.The purpose of this study was to evaluate subsequent changes during the healing process around the implant-bone interface at 3, 6, and 12 weeks after mini-implant installation using 3-dimensional microCT analysis. 96 orthodontic mini-implants (ORLUS, Ortholution CO., Seoul, Korea) were placed in the buccal jaw bone of 8 beagle dogs. After histomorphometric analysis of microCT and histological samples, the following results were obtained:1. The bone implant contact (BIC) of the maxilla for both experimental groups did not show significant difference according to loading periods. For the mandible, the BIC of the delayed loading group was higher than that of the immediate loading group at 12 weeks of loading. This was in accordance with the results of the 3-dimensional microCT analysis.2. The bone volume (BV) of both the immediate and delayed loading groups decreased up to 6 weeks and then increased after 12 weeks of loading in the maxilla; showing no significant difference between the two groups. For the mandible, the immediate loading group demonstrated higher BV compared to the delayed loading group at 6 weeks while showing no significant difference at 12 weeks. This was in accordance with the results of the 3-dimensional microCT analysis.3. The difference of BIC and BV between microCT analysis and the histological samples were within a 2% to 14% range.The results of this study confirmed the accuracy of microCT analysis through tissue sample analysis, and its accuracy differed according to the healing period and bone characteristics. For the maxilla, BIC and BV showed similar values between the two groups at 12 weeks of loading, but for the mandible, the BIC of the delayed loading group was significantly higher than the immediate loading group. However, since the immediate loading group also showed a high bone contact ratio, clinical stability is considered to be similar. Therefore, in order to evaluate long-term stability, further studies with a longer retention period, and studies with mechanical tests involving mobility and removal torque are required in the future.