교정력에 대한 교정용 미니 임플란트 주위의 골반응에 대한 조직계측학적 분석

Abstract

[한글]

미니 임플란트의 안정성은 미니 임플란트와 더 나아가서 교정치료의 성공에 영향을 미칠 수 있는 중요한 요소이며 이 시기에 미니 임플란트 주변골의 골개조는 스크루의 안정성에 중요한 역할을 하게 된다. 이에 따라 미니 임플란트나 보철용 임플란트의 임상적용 및 안정성에 대한 임상적, 조직학적 연구가 많이 이루어져 왔으나 non-drilling type의 교정용 미니 임플란트에서 압박측과 인장측 주위의 교정력에 대한 주위골의 골개조에 대한 조직형태학적인 연구는 시행되지 않았다. Non-drilling type의 교정용 미니 임플란트는 식립 시 주변골에 변형과 인장력이 높게 발생될수 있으므로 식립 후 측방력을 부여할 경우 보철용 임플란트와는 다른 주변골의 골개조 양상을 보여줄 것으로 예측된다.이에 본 연구는 성견 8마리의 상악과 하악 협측골에 교정용 미니 임플란트(ORLUS, Ortholution CO., Korea) 96개를 식립한 후 교정력을 주지 않은 대조군과 식립 후 3주 이내에 교정력을 준 실험군에서 인장측과 압박측으로 나누어 각각의 군에 대해 3주, 6주, 12주가 경과된 시점에 미니 임플란트의 인장측과 압박측에서의 임플란트 주위 골 반응을 계측, 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다.1. 전체 골접촉율(fBIC, full bone implant contact)는 12주째 상악에서 인장측에서 압박측에 비해 유의하게 높은 골접촉율이 관찰되었으며 (P < 0.05), 하악에서는 유의한 차이는 없었다. 피질골 골접촉율(cBIC)은 상악에서 대조군에 비해 12주째 압박측, 인장측이 높게 나타났다 (P < 0.05). 하악에서는 압박측의 cBIC(75.01%)가 유의한 차이는 없었다.2. 전체 골면적비율(fBV, full bone volume)의 상악과 하악에서 대조군, 압박측,인장측사이에 유의한 차이는 관찰되지 않았으며 시기별 유의한 차이도 나타나지 않았다.피질골 골면적비율(cBV)은 상악에서 압박측(79.14%)이 인장측(75.08%)에 비해 높게 관찰되었으나 유의한 차이는 나타나지 않았다 (P > 0.05). 12주째 압박측(87.28%)에서 인장측(80.55%)과 대조군(76.58%)에 비해 높은 cBV가 관찰되었다 (P < 0.05). 하악에서는 인장측에서 12주(86.03%)와 6주(82.19%)에서 3주(75.56%)에 비해 높은 cBV가 관찰되었다.(P < 0.05).3. 전체 피질골 무기질 침착율(cMAR, cortical mineral apposition rate)은 상악에서 인장측(3.14)이 압박측(2.71)에 비해 높게 관찰되었다 (P < 0.05). 하악에서는 압박측의 cMAR이 3주째(3.41) 12주째(2.51))에 비해 높게 관찰되었다 (P < 0.05).4. 전체 피질골의 골형성율(cBFR, cortical bone formation rate)은 상악에서 인장측(4.00)에서 압박측(2.31)보다 높은 골형성율이 관찰되었고 (P < 0.05) 3주와 6주에서 인장측에서 압박측보다 높은 cBFR이 관찰되었다 (P < 0.05). 하악에서 인장측(2.91)에서 압박측(1.39)보다 높은 cBFR이 관찰되었고 (P < 0.05) 6주와 12주에서 인장측에서 압박측보다 높은 cBFR이 관찰되었다 (P < 0.05).이상의 결과로 미니 임플란트에 조기 부여하는 교정력은 미니 임플란트의 안정성에 긍정적인 영향을 주며 인장측과 압박측의 조직반응에 대해서는 하악에 비해 상악에서 골반응과 골 접촉율에 영향을 크게 미치며 인장측의 골개조가 활성화되었음을 알 수 있다. 따라서 미니 임플란트는 식립 후 골 내에 고정되어있는 기계적인 결합보다는 역동적으로 외부환경에 대해 지속적으로 골개조가 이루어지고 있음을 알 수 있다.

[영문]This study performed a systematic histomorphometric analysis on the interfacial bone response of orthodontic mini-implants to different types of orthodontic forces. Total 96 mini-implants were placed in the buccal alveolar bones of the mandible and maxilla of 8 male beagle dogs. Orthodontic forces in the rannge of 250-300 gm were applied within 3 weeks on the experiment group, whereas any orthodontic forces was not applied on the control group. The interfacial bone response of the experiment group was monitored at the stress side and tension side, subjected on the orthodontic force during 3, 6, and 12 weeks. The obtained results were as follows:1. At 12 weeks of loading period, the full bone interface contact(fBIC) of maxilla measured at tension side was observed higher than one measured at pressure side (P < 0.05), whereas a significant change was not observed in the measured fBICs of mandible. The cortical bone interface contact(cBIC) of maxilla was higher at both tension and pressure sides at 12 weeks of loading period, as compared with one monitored at different loading periods (P < 0.05). The cBIC of mandible at pressure side (75.01%) was higher than one measured at tension side (67.04 %), but a significant change was not observed.2. A significant change in full bone volume (fBV) was not observed for both maxilla and mandible at various loading periods.3. The cortical bone volume (cBV) of mandible at pressure side (79.14%) was higher than one measured at tension side (75.08%), but a significant change was not observed (P > 0.05). At 12 weeks of loading period, the cBV measured at pressure side (87.28%) was observed higher than one measured at tension side (80.55%) and the control group (76.58%) (P < 0.05). The cBV of mandible measured at tension side was higher at 6 (82.19%) and 12 (86.03%) weeks of loading periods than one measured at 3 weeks of loading period (P < 0.05).4. The cortical mineral apposition rate (cMAR) of maxilla measured at tension side (3.14) was higher than one pressure side (2.71) (P < 0.05). The cMAR of mandible at pressure side was higher at 3 (3.41) weeks of loading periods than one measured at 12 weeks of loading period (2.51) (P < 0.05).5. The cortical bone formation rate (cBFR) of maxilla measured at tension side (4.00) was observed higher than one measured at pressure side (2.31) (P < 0.05). The cBFR measured at tension side was higher than one measured at pressure side at 3 and 6 weeks of loading period (P < 0.05). The cBFR of mandible measured at tension side (2.91) was higher than one pressure side (1.39) (P < 0.05).Based on these results, we concluded that the orthodontic force loaded on mini-implant had a positive effect on the stability of mini-implants. The orthodontic force have greater effect on the maxilla in the respect of bone reaction and bone-implant contact rate, as compared of mandible, and enhances the bone formation rate on tension side than pressure side and control group. This result indicates that orthodontic mini-implant has not only static but dynamic dynamic response to peri-implant bone.