완전무치악 치과용 임플란트 가이드의 고정핀 방향이 임플란트 식립 정확도에 미치는 영향

Abstract

목적. 치과 임플란트 수술용 가이드를 사용한 임플란트 식립은 임플란트를 계획한 위치와 방향으로 정확히 식립할 수 있도록 도와주는 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 지금까지 보고된 수술용 가이드 정확성에 관한 연구는 잔존치가 존재하는 경우에 수술용 가이드 형태 및 제작방법, 식립 방법 등에 따른 차이를 비교한 것으로 완전 무치악 환자에서의 연구는 아직 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 완전무치악 모델에서 수술용 가이드의 고정핀 방향을 달리한 경우와 고정핀이 없는 경우로 제작하여, 각각의 경우에 임플란트 식립 정확도에 미치는 영향에 관해 비교 분석하였다. 연구 방법. 완전무치악 모형에 수술용 가이드 고정핀 방향이 수직, 수평인 군과 고정핀이 없는 세개의 군을 설정하여 수술용 가이드를 Implant Studio 를 사용하여 임플란트 식립을 설계 및 디자인 하였다. 고정핀의 위치는 하악 우측 제 1 대구치, 하악 좌측 측절치, 하악 좌측 제 2 대구치에 위치하도록 설계를 하였고, 임플란트 식립 위치는 하악 우측 제 2 대구치, 하악 우측 측절치, 하악 좌측 제 1 소구치로 설계하였다. 수술용 가이드를 3D 프린터로 제작하여 총 21 개의 모델에 수술용 가이드를 부착하였다. 수직 및 수평 고정핀을 사용한 군에는 직경 2.0 mm, 길이 18.0 mm 의 수술용 가이드 고정핀을 하악 우측 제 1 대구치, 좌측 제 2 대구치, 좌측 측절치 순으로 식립하였고, 세개의 군 모두 직경 4.0 mm, 길이 11.5 mm 의 임플란트를 하악 우측 제 2 대구치, 하악 좌측 제 1 소구치, 하악 우측 측절치 순으로 식립 하였다. 임플란트 식립 한 모델의 CBCT 를 촬영 하여 술전 DICOM 파일과 술후 DICOM 파일을 중첩시켜 가상으로 계획 된 임플란트 위치와 실제 식립 한 임플란트 위치를 비교하였다. 임플란트의 위치는 계획 된 임플란트의 위치가 기준이 되어 실제 식립한 임플란트 위치 변위량에 대해 결과를 분석하였다. 계획 된 임플란트와 식립 된 임플란트의 최상단 중앙에서부터 거리인 플랫폼에서의 거리 변위량, 계획 된 임플란트와 식립 된 임플란트의 최하단 중앙에서부터 거리인 근첨부에서의 거리 변위량, 각도 오차에 대해 분석을 하였고, SAS version 9.4 를 이용하여 통계를 실시하였다. Shapiro-Wilk test 로 정규성 검정을 진행하였고, 각 군 차이를 비교하기 위해 ANOVA 분산분석을 수행하였다. Bonferroni Correction Method 사후 검정을 진행 하였고, 모든 결과는 p<0.05 수준에서 유의성 검정을 하였다. 결과. 수직 방향으로 고정용 핀이 식립된 1 군은 각도 오차는 1.84±0.53°, 임플란트 플랫폼에서 거리 변위량은 0.43±0.35 mm, 근첨부 거리 변위량은 0.64±0.53 mm 로 나타냈으며, 수평 방향으로 고정용 핀이 식립 된 2 군에서 각도 오차는 1.94±0.50°, 임플란트 플랫폼에서 거리 변위량은 0.49±0.38 mm, 근첨부 거리 변위량은 0.73±0.57 mm 로 나타났다. 고정용 핀을 사용하지 않은 3 군의 각도 오차는 2.47±0.63°, 임플란트 플랫폼에서 거리 변위량은 0.79±0.50 mm, 근첨부 거리 변위량은 1.15±0.70 mm 로 나타났다. 수술용 가이드 고정핀을 사용한 가이드의 임플란트 식립 정확도가 고정핀을 사용하지 않은 가이드의 임플란트 식립 정확도보다 작은 오차를 나타냈다. 치아 위치에 따른 임플란트 식립 시 고정핀이 수직으로 식립 된 1 군의 하악 우측 측절치에서 각도 오차는 2.39±0.14°, 플랫폼에서 거리 변위량은 0.85±0.12 mm, 근첨부 변위량은 1.30±0.28 mm 로 나타났다. 고정핀이 수평으로 식립 된 2 군에서의 각도 오차는 2.46±0.14°, 플랫폼에서 거리 변위량은 0.96±0.21 mm, 근첨부 변위량은 1.44±0.29 mm 로 나타났다. 고정핀을 사용하지 않은 3 군의 각도 오차는 3.28±0.32°, 플랫폼에서 거리 변위량은 1.43±0.12 mm, 근첨부 변위량은 2.06±0.12 mm 로 나타났다. 고정핀이 수직으로 식립 된 1 군의 하악 좌측 제 1 소구치에서 각도 오차는 1.92±0.13°, 플랫폼에서 거리 변위량은 0.32±0.12 mm, 근첨부 변위량은 0.46±0.18 mm 로 나타났다. 고정핀이 수평으로 식립 된 2 군에서의 각도 오차는 1.98±0.14°, 플랫폼에서 거리 변위량은 0.38±0.12 mm, 근첨부 변위량은 0.56±0.19 mm 로 나타났다. 고정핀을 사용하지 않은 3 군의 각도 오차는 2.23±0.05°, 플랫폼에서 거리 변위량은 0.64±0.06 mm, 근첨부 변위량은 0.95±0.11 mm 로 나타났다. 고정핀이 수직으로 식립 된 1 군의 하악 우측 제 2 대구치에서 각도 오차는 1.21±0.28°, 플랫폼에서 거리 변위량은 0.11±0.05 mm, 근첨부 변위량은 0.15±0.06 mm 로 나타났다. 고정핀이 수평으로 식립 된 2 군에서의 각도 오차는 1.37±0.30°, 플랫폼에서 거리 변위량은 0.17±0.05 mm, 근첨부 변위량은 0.18±0.07 mm 로 나타났다. 고정핀을 사용하지 않은 3 군의 각도 오차는 1.89±0.07°, 플랫폼에서 거리 변위량은 0.29±0.07 mm, 근첨부 변위량은 0.43±0.10 mm 로 나타났다. 결론. 수술용 가이드 고정핀을 식립한 경우가 고정핀을 식립하지 않은 경우에 비해 정확도가 높았으나, 고정핀의 식립 방향에 따른 차이는 없는 것으로 나타났다. 치아 위치에 따른 임플란트 식립 정확도는 수술용 가이드 고정핀을 사용한 경우와 사용하지 않은 경우 모두 대구치, 소구치, 전치 순으로 정확도가 높게 나타났다.

Purpose. The use of surgical guides in dental implant placement helps ensure implants are positioned and oriented as planned. Previous studies on the accuracy of surgical guides have included diverse forms of guides, patient cases, and manufacturing methods, often involving residual dentition, making it difficult to objectively compare the accuracy of surgical guides used for fully edentulous patients. Moreover, studies on the direction of fixation pins in surgical guides for fully edentulous cases are scarce. This study aimed to investigate the effect of fixation pin direction on implant placement accuracy in fully edentulous models. Surgical guides were fabricated with fixation pins positioned either vertically or horizontally and analyzed for their influence on placement accuracy. Methods. Two types of surgical guides were fabricated for fully edentulous models, one with vertically positioned fixation pins and the other with horizontally positioned pins. Additionally, a guide without fixation pins was included, resulting in three types of guides. Using Implant Studio, surgical guides were designed and planned for implant placement. Fixation pins were positioned in a triangular arrangement at the right posterior, left posterior, and anterior regions. Implant sites were planned at the mandibular right second molar, mandibular right lateral incisor, and mandibular left first premolar. The surgical guides were manufactured using a 3D printer and attached to 21 total models. For Groups 1 and 2, fixation pins (2.0 mm in diameter, 18.0 mm in length) were placed in the right posterior, left posterior, and anterior regions, respectively. In all three groups, implants (4.0 mm in diameter, 11.5 mm in length) were placed sequentially in the mandibular right second molar, mandibular left first premolar, and mandibular right lateral incisor. Post-placement, CBCT scans of the models were taken, and preoperative and postoperative DICOM files were superimposed to compare planned implant positions with actual placements. Analyses included displacement at the implant platform, displacement at the apex, and angular deviations. Statistical analyses were performed using SAS version 9.4. Normality was assessed via the ShapiroWilk test, and differences between groups were analyzed using ANOVA, with post-hoc tests conducted via the Bonferroni correction method. Statistical significance was set at p<0.05. Results. In Group 1 (vertical fixation pins), angular deviation was 1.84±0.53°, platform displacement was 0.43±0.35 mm, and apical displacement was 0.64±0.53 mm. In Group 2 (horizontal fixation pins), angular deviation was 1.94±0.50°, platform displacement was 0.49±0.38 mm, and apical displacement was 0.73±0.57 mm. Group 3 (no fixation pins) showed higher angular deviation (2.47±0.63°), platform displacement (0.79±0.50 mm), and apical displacement (1.15±0.70 mm). Surgical guides with fixation pins demonstrated smaller deviations compared to guides without fixation pins. For implant placements based on tooth location Mandibular right lateral incisor: Group 1 showed angular deviation of 2.39±0.14°, platform displacement of 0.85±0.12 mm, and apical displacement of 1.30±0.28 mm. Group 2 showed angular deviation of 2.46±0.14°, platform displacement of 0.96±0.21 mm, and apical displacement of 1.44±0.29 mm. Group 3 showed angular deviation of 3.28±0.32°, platform displacement of 1.43±0.12 mm, and apical displacement of 2.06±0.12 mm. Mandibular left first premolar: Group 1 showed angular deviation of 1.92±0.13°, platform displacement of 0.32±0.12 mm, and apical displacement of 0.46±0.18 mm. Group 2 showed angular deviation of 1.98±0.14°, platform displacement of 0.38±0.12 mm, and apical displacement of 0.56±0.19 mm. Group 3 showed angular deviation of 2.23±0.05°, platform displacement of 0.64±0.06 mm, and apical displacement of 0.95±0.11 mm. Mandibular right second molar: Group 1 showed angular deviation of 1.21±0.28°, platform displacement of 0.11±0.05 mm, and apical displacement of 0.15±0.06 mm. Group 2 showed angular deviation of 1.37±0.30°, platform displacement of 0.17±0.05 mm, and apical displacement of 0.18±0.07 mm. Group 3 showed angular deviation of 1.89±0.07°, platform displacement of 0.29±0.07 mm, and apical displacement of 0.43±0.10 mm. Conclusion. Surgical guides with fixation pins demonstrated higher implant placement accuracy compared to guides without fixation pins. However, the direction of fixation pin placement (vertical or horizontal) did not significantly affect accuracy. Implant placement accuracy, regardless of whether fixation pins were used, was highest in molars, followed by premolars and incisors.