Increasing the tissue thickness at implant sites using guided bone regeneration and an additional collagen matrix : histologic observation in beagle dogs.

Abstract

Purpose: To histologically determine the alteration in mucosal thickness at sites that received guided bone regeneration (GBR) with additional use of collagen matrix and to assess whether bone formation is affected by adding collagen matrix at GBR sites at 8 weeks of healing. Materials and methods: Eight weeks after bilateral extraction of maxillary premolars, standardized defects were created on buccal side of edentulous ridges in four beagle dogs. One side was randomly allocated as control (biphasic calcium phosphate plus collagen membrane; GBR only), while contralateral side was allocated as test (biphasic calcium phosphate plus collagen membrane plus an additional layer of collagen matrix). Histologic observations, histomorphometric and micro-computed tomography analyses were performed after 8 weeks. Results: Membrane complex comprising residual collagen membrane and adjacent dense connective tissue was observed at both control and test sites. The thickness were 1.69 ± 0.23 mm (control) and 1.76 ± 0.07 mm (test) in histologic analysis and were 2.03 ± 0.26 mm (control) and 2.14 ± 0.24 mm (test) in radiographic analysis.The thickness of the membrane complex (consisting of residual membrane and adjacent dense connective tissue) in soft-tissue layer were 723.0 ± 241.6 μm (control) and 984.6 ± 334.4 μm (test). The percentage of new bone formation were 22.30 ± 5.92% (control) and 25.50 ± 8.08% (test). All measured outcome did not show significant differences between control and test groups. Conclusions: The addition of collagen matrix on top of standard GBR procedure did not increase the soft tissue thickness and dense connective tissue formation at 8 weeks of healing. Bone regeneration was not affected by the addition of collagen matrix.

충분한 임플란트 주변의 연조직 부피는 심미적인 면과 기능적인 면에서 매우 중요하다. 이를 위해 임플란트 주변에 여러 방법의 연조직 이식술이 소개되어왔으며, 그 중 자가 연조직을 이용한 이식술은 gold standard로 보고되고있다. 임상에서는 임플란트 식립술 시행 시뿐만 아니라 골유도재생술과 같은경조직 이식술을 시행할 때에도 치유 후에 일어날 수 있는 조직 결손에 대한보상을 위해 자가 연조직 이식술을 함께 사용하고 있다. 하지만, 이러한 자가 연조직을 이용한 이식술은 환자의 불편감 증가와 공여부의 양과 질이 제한적이라는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 최근 결합조직 대체제인 콜라겐매트릭스가 개발되었으며, 이것을 이용하여 연조직 부피를 효과적으로 증강시킨 연구들이 보고된 바 있다. 임상에서 이러한 결합조직 대체재를 골유도재생술시에 함께 사용하여 연조직과 경조직의 부피가 효과적으로 증강될 수 있다면, 환자의 불편감 감소와 치유기간의 단축 등의 장점이 있을 것이라 생각한다. 따라서 본 연구는 예비연구로서 골유도재생술을 시행하는 부위에서 흡수성 차단막 위에 콜라겐매트릭스를 추가로 사용할 경우, 연조직의 두께 변화 여부와 골유도재생술의 목적인 골형성에 미치는 영향 여부를 평가하기 위해 시행된 조직학적 관찰 연구이다. 4마리의 비글견에서 양측 상악 소구치를 발치하였고 8주 후 양측 무치악부위에 표준화된 결손부를 형성하였다. 무작위적으로 한 쪽은 대조군으로서 이상성 인산칼슘과 흡수성차단막을 이식하였고, 다른 한 쪽은 실험군으로서 이상성 인산칼슘과 흡수성차단막, 그리고 추가로 콜라겐매트릭스를 이식하였다. 8주 후, 조직학적 관찰과 조직학적 및 방사선학적 분석을 통해, 연조직의 두께변화와 연조직 층 내의 결합조직의 두께변화, 신생골 형성능력을 비교하였다. 대조군과 실험군 모두에서 남아 있는 흡수성 차단막과 그 주변의 치밀결합조직이 관찰되었으며, 이 연구에서는 이를 합쳐 차단막 복합체라고 명명하였다. 연조직의 두께의 조직학적 분석 결과는 대조군과 실험군에서 각각 1.69 ± 0.23mm, 1.76 ± 0.07mm (p=1.000) 이었으며, 방사선학적 분석 결과에서는 각각 2.03 ± 0.26, 2.14 ± 0.24mm (p=0.273) 이었다. 또한 연조직 층 내 차단막 복합체의 두께의 조직학적 분석 결과는 각각 723.0 ± 241.6μm와 984.6 ± 334.4μm이었으며 (p=0.068), 신생골의 비율은 대조군에서 22.30 ± 5.92%, 실험군에서 25.50 ± 8.08%이었다(p=0.068). 위의 계측된 모든 수치는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. 이러한 결과는 표준적인 골유도재생술을 시행할 때 콜라겐매트릭스를 추가로 사용하더라도, 8주 후 연조직의 두께와 치밀 결합조직의 생성을 유의미하게 증가시키지 않으며 신생골형성에는 부정적인 영향을 주지 않는 것으로 해석할 수 있다.