Piezoelectric Surgery를 이용한 상악동 골이식술
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Piezoelectric Surgery를 이용한 상악동 골이식술
  • 승인 2006.02.13 09:04
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Piezoelectric Surgery를 이용한 상악동 골이식술

손동석 교수(대구가톨릭대학교 의과대학 치과학교실) / dssohn@cu.ac.kr

Piezoelectric surgery는 상악동 골이식 뿐만 아니라 치조골 분리술, block bone graft, cyst removal, apicoectomy, harvesting of autogenous bone chip등 다양한 목적에 이용될 수 있다. 앞으로 3회의 연제에 통해 piezosurgery를 이용한 다양한 수술에 대해 알아보고자 한다. 제 1 연제에서 상악동 골이식술에 대해 수술법에 대해 발표하고자 한다. 

1. 서론
치아가 상실된 상악 구치부에서 골흡수가 심한 경우 임플란트를 이용한 보철수복을 위해서 상악동 골이식이 추천되어왔다.1)   상악동 막의 천공은 상악동골이식술의 감염을 초래할 수 있기 때문에 조심스러운 상악동막의 거상이 요구된다. 기존의 회전 기구인 버(bur)를 이용한 상악동 측벽의 골삭제나 기구를 이용한 상악동막의 거상은 상악동막의 천공을 초래할 수 있다. 새로운 상악동 골이식술법인 piezoelectric surgery는 골삭제에는 효과적이지만 연조직에 대한 손상을 최소화하기 때문에 상악동 골이식술에 이용할 경우 상악동 측벽의 골삭제를 효율적으로 시행하지만 상악동막의 천공을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.2-3)
piezoelectric surgery는 상악동 골이식 뿐만 아니라 치조골 분리술, block bone graft, cyst removal, apicoectomy, harvesting of autogenous bone chip등 다양한 목적에 이용될 수 있다. 앞으로 3회의 연제에 통해 piezosurgery를 이용한 다양한 수술에 대해 알아보고자 한다. 제 1 연제에서 상악동 골이식술에 대해 수술법에 대해 발표하고자 한다. 
           
2. 임상증례

1)진단
50세의 남성환자로 상악 우측 구치부는 임플란트를 이용한 수복이 완료되었다(그림1). 상악 좌측 구치부에는 제1,2소구치와 제1,2대구치가 상실되었다. 임플란트 지지 보철물을 이용한 수복을 계획하였다. 제1소구치 부위는 15mm의 잔존골을 가지고 있어 임플란트 식립에 문제가 없지만 제2소구치 부위는 4mm, 제1,2대구치 부위에는 1mm 의 잔존골을 가지고 있어 상악동 골이식과 동시에 임플란트의 식립을 계획하였다(그림 2). 

2) 수술 전 처치
상악동 골이식 후 감염을 최소화하기 위하여 상악동 골이식 수술 3일 전부터 0.1% 클로르헥시딘 가글(헥사메딘, 부광제약, 한국)을 하루 3회 1분동안 양치하여 구강내 세균수를 감소시켰다. 또한 수술 후 감염 방지 목적으로 수술 30분 전에 세파로스포린 계통의 항생제(Radacef, 보령제약, 한국)를 정맥을 통해 투여하고, 수술 후에도  세팔로스포린 계통의 항생제(Meiact, 세일제약, 한국)를 10일동안 복용하도록 처방하였다.

3) 수술과정
상악동 주위의 전정부위와 구개측에 전달 및 침윤 마취를 시행한 후 통상적인 방법으로 환자를 준비하고 멸균된 포로 수술 부위를 격리하였다. 15번 블레이드(blade)로 구개측에서 수평절개를 형성하고 수평 절개의 전후방에 연결된 수직 절개를 전정 부위까지 형성한 후 전층판막을 거상 후 상악동 측벽을 노출시켰다. 상악동을 개방시키기 위하여 Mectron사(Italy)의 piezosurgery의 sinus lift kit의 insert(그림3)를 사용하였다. Sinus lift insert는 2개의 diamond scalpel과 원추형 compressor, 상악동 내부로 접근이 용이하기 위해 각도가 다르게 제작된  2 종류의 elevator로 구성되어있다. Insert는 60에서 210md의 선형 진동(linear vibration)으로 움직이면서 골을 삭제한다.
먼저 상악동막을 개방시키기 위하여 둥근형태의 osteotome을 이용하여 상악동막이 보일 때까지 골을 삭제하여 골창(bony   window)를 형성하였다(그림4). 하방 골절제선은 상악동저 2-3mm 상방에 위치시켰고 높이 1cm, 폭 2cm의 window을 최종적으로 형성하였다
골창의 가장자리에 붙어있는 상악동막을 상악동에서 분리시키 위해 원추형 형태의 compressor를 골창의 가장자리에 삽입 후 가장자리를 따라서 compressor를 이동시키면서 가장자리에 위치한 상악동막를 상악동에서 분리시켰다(그림5). 이 과정에서 약 2-3mm의 상악동막이 상악동에서 막의 천공없이 쉽게 분리된다.
가장자리의 상악동막이 거상된 후 상악동의 전후방 및 내측의 상악동막을 거상시키기 위하여 90 angled sinus membrane elevator(그림6)과 120 angled sinus membrane elevator(그림7)를 이용하여 전후방과 내측의 상악동막을 거상시켰다. 전방으로는 상악동의 전방 벽을 만날 때까지 sinus floor elevator를 삽입하여 상악동막을 거상하였고 내측의 상악동막 거상 정도를 식립될 임플란트의 길이를 고려하여 거상하였다.
  상악동막은 piezosurgical elevator의 기계적 작용과 piezosurgical elevator 주위에 동시에 분사되는 고압의 생리식염수에 의해 신속히 거상되어 상악동막의 천공이 최소화된다는 장점이 있다.
골이식재로 자가골과 동종골을 혼합하기로 결정하고 하악의 정중부에서 corticocancellous bone chip을 채취하기 위하여 하악의 좌우측 견치사이의 전정부위에 점막을 절개 후 정중부 골을 노출시켰다.
corticocancellous bone chip을 채취하기 위하여 Piezosurgery(Mectron,Italy)의 basic kit에 있는 bone osteoplastic osteotome을 이용하였다. bone osteoplastic osteotome으로 대패를 시용하듯이  전후방향으로 하악골 정중부을 문지르면 쉽게 corticocancellous bone chip을 쉽게 모을 수 있다(그림8). 이 때 bone collector를 suction 대용으로 사용하면 bone chip을 최대한으로 모을 수 있다.
이렇게 모은 자가골과 동종골인 mineralized irradiated cancellous bone and marrow(Rocky Mountain Tissue Bank, USA) 2cc를 혼합하고 골재생을 촉진하기 위하여 calcium sulfate(Capset,Lifecore)을 첨가하였다(그림9).
제1,2 소구치는 잔존골의 높이가 4mm이상으로 측정되어 스크류 임플란트의 식립을 계획하였지만 제1,2대구치는 잔존골의 높이가 1mm로 스크류 임플란트를 식립 할 겨우 임플란트의 초기 고정을 얻기 어렵기 때문에 낮은 잔존골 높이에서도 초기 고정이 양호한 tapered cylinder 형태의implant(Endopore, Innova, Canada)를 식립하기로 계획하였다. 임플란트의 초기 고정을 확보하기 위하여 2.5mm 직경의 pilot drill로 골삭제 후 전용 osteotome으로 치조골을 압박 및 팽창시켜 임플란트 식립부위를 형성하였다(그림10).
임플란트 식립부위를 형성한 후 개방된 상악동의 전후방과 내측의 공간에 준비된 골이식재를 부분적으로 충전 후 소구치 부위에는 self tapped, HA coated Tapered Screw-Vent 임플란트(Centerpulse, USA)를 식립하였고(그림11) 골높이가 1mm인 대구치 부위에는 Endopore 임플란트(Innova, anada)를 식립하였다. 모든 임플란트의 초기 고정은 양호하였다(그림12).
임플란트 식립 후 상악동 외측의 잔존 공간을 골이식재로 완전히 충전한 후 차단막으로 calcium sulfate barrier(Capset,Lifecore, USA)를 도포한 후 장력없이 봉합하였다(그림13).
수술 후 방사선 사진에서 양호한 상악동 골이식과 임플란트의 식립이 관찰되었다(그림 14)

결론 및 고찰
골흡수가 심한 상악 구치부에서 골재건을 위해 상악동 골식술이 널리 이용되어왔다. 회전식 carbide bur을 이용한 골삭제와 기구에 의한 상악동막의 거상은 상악동막의 천공을 초래할 수 있다. 천공을 줄이기 위하여 직경이 큰 diamond bur를 사용하기도 하지만 일반적으로 30% 이상의 상악동막의 천공이 발생한다.4) 작은 크기의 천공은 흡수성 차단막이나 조직 접착제(fibrin adhesive) 을 이용하여 천공을 폐쇄한 후 상악동 골이식 수술을 계속 진행할 수 있지만 크기가 큰 상악동막의 천공은 이식된  골편이 상악동 내를 돌아다녀 골이식 후 감염을 발생할 수 있어 상악동 골이식술의 연기가 추천되거나 block bone graft가 추천되었다.5-6) 이러한 천공의 결과는 환자의 불편함을 초래할 수 있다.
상악동막의 천공을 감소시키기 위해 초음파를 이용한 골삭제가 임상에서 사용되어왔다.2-3) 초음파 수술은 의과적으로 근골격계 질환의 치료에 이용되어왔고 치과 영역에서도 치석제거등 다양한 목적으로 사용되어왔다.7)
초음파 기구는 경조직의 절단에만 작용하고 연조직과 접촉할 때에는 작동하지 않아 연조직 손상이 발생하지 않는 선택적 삭제작용으로, 상악동 골이식에 이용 시 상악동막의 천공을 최소화 할 수 있다는 장점이 있다. Torrella등은 초음파 기구는 상악동막의 천공을 감소시킬 뿐만 아니라 고압의 외부 생리식염수의 주사와 초음파의 작용으로 수술 부위의 시야가 깨끗하고 회전식 기구(bur)보다 골에 대한 외상이 적다는 장점이 있다고 발표하였다.2) 그러나 Torrella가 사용한 과거의 초음파 기구는 힘이 약하고 치석제거용 스케일러처럼 날카로운 끝을 가진 기구만을 이용하기 때문에 골삭제 시간이 길고 좁은 골삭제만이 가능하다. 또한 골창(bony window)을 형성 후 상악동막 거상에는 직접 손으로 상악동막을 거상해야했기 때문에 상악동막의 천공의 가능성이 여전히 존재하였다. Vercellotti등은 자신이 직접 개발한 piezoelectric 방식의 초음파 기구(Piezosurgery, Mectron, Italy)를 이용한 15명 환자 21 증례의 상악동 골이식에서 underwood septa부위에서의 한 증례에서 상악동막이 천공되었고 나머지 증례에서는 천공이 발생하지 않았다고 보고하였다.3)
Vercelloti가 개발한 piezoelectric surgical unit는 기존의 초음파 기구보다 3배정도 힘(power)이 강화되어 골삭제에 시간이 적게 걸리고 골창 형성 후 외부 주사되는 생리식염수의 압력과 초음파 작용 그리고 초음파 기구의 기계적 작동에 의해 상악동막이 거상되기 때문에 천공이 최소화 된다는 장점이 있다. 기존의 방법에 비해 상악동막의 거상에 요구되는 시간도 절약된다. Vercellotti는 piezoelectric surgery를 이용하여 골창 형성에는 평균 3분, 상악동막 거상에 약 6분의 시간이 소용되었다고 보고하였다.3)
초음파 기구는 상악동 골이식술외에도 치조골 확대술, 매복치 발치, distraction osteogensesis의 골절단 및골절제술에도 이용이 가능하고 치근단 절제술, 자가골편의 채취에도 이용이 가능하다.10) 또한 연조직과 접촉 시에는 절삭력이 작용하지 않고 경조직의 절단에만 작용하는 선택적 삭제 효과로 하치조신경부위에서 시행하는 골절단 및 골삭제에 매우 유용하게 사용할 수 있다.3)
상악동 골이식 후 임플란트를 동시에 식립하기 위해서는 임플란트의 초기고정이 필수적이다. 상악동 골이식 후 임플란트를 동시에 심기위해서는 4-5m 이상의 잔존골 높이와 5-6mm의 치조골의 폭이 필요하다.8) 임플란트의 초기고정을 확보하지 못할 경우에는 상악동 골이식 후 골재생을 위해 자가골 이식 후 6개월이상, 인조골 이식 후 10-12개월의 치유기간이 지난 후 임플란트를 식립하는 지연법이 추천되지만 이러한 지연법은 환자의 입장에서 수술횟수의 증가와 치료기간이 지연되다는 단점이 있다. 저자는 잔존골의 높이가 1-3mm인 상악 구치부에서 상악동 골이식과 동시에 tapered cylinder 형태의 임플란트(Endopore, Innova, Canada)를 식립하여 양호한 결과를 발표하였다.9) 잔존골의 높이가 충분하지 않았지만 15증례의 모든 임플란트의 초기 고정은 양호하였다. 1명의 환자에서 상악동막의 큰 천공과 관련돤 감염이 발생되어 골이식재와 임플란트는 제거되었지만 나머지 14증례는 임플란트의 골유착이 성공적으로 일어났다. 본 증례에서도 잔존골의 높이가 충분한 소구치 부위에서는 Self-tapped, HA cpated Tapered Screw-Vent (Centerpuse, USA) 임플란트를 식립하였고 잔존골의 높이가 1mm인 대구치 부위에서는 tapered cylinder 형태의 임플란트(Endopore, Innova, Canada)를 식립하여 양호한 초기고정을 확보하였다. 잔존골의 높이에 따라서 적절한 형태의 임플란트를 식립하여 환자의 치유기간과 수술 횟수의 최소화가 가능하다.
초음파를 이용한 수술은 아직까지 기구의 구입 단가가 비싸 보편화되기까지에는 시간이 다소 걸리겠지만 초음파를 이용하는 piezoelectric surgery는 상악동 골이식 뿐만 아니라 다양한 골절단술과 골편의 채취에 매우 유용한 기구로 사료된다.

참고문헌
1) Academy of Osseointegration, Sinus graft consensus conference, Wellesly, Mass, 16-17 1996. Int J Oral Maxillofac Implants 1998;13(suppl)
2) Torrella F, Pitarch J, Cabanes G, Anitua E. Ultrasonic osteotomy for the surgical approach of the maxillary sinus: A technical note. Int j Oral Maxillofac Implants 1998;13:697-700
3) Vercellotti T. De Paoli S, Nevins M. The piezoelectric bony window osteotomy and sinus floor elevation : introduction of a new technique for simplification of the sinus augmentation procedure. Int J Periodontics Restorative dent 2001;21:561-567
4) Jensen J, Sindet-Pedersen S, Oliver AJ. Varying treatment strategies for reconstruction of maxillary atrophy with implants: Results in 98 patients. J Oral Maxillofac Surg 1994;52:210-216.
5) Raghoebar GM, Brouser TJ, Reintsema H, Van Oort RP. Augmentation of the maxillary sinus floor with autogenous bone for the placement of endoosseous implants: A preliminary report. J Oral Maxillofacial Surg 1993;51:1198-1203
6) The Sinus Bone Graft. Jensen OT .Quintessence Publishing Co ,1999
7) Horton JE, Tarpley TM jr, Jacoway JR. Clinical Applications of Ultrasonic Instrumentation in the Surgical Removal of Bone. Oral Surg Oral bMed Oral Pathol 1981;51:236-242
8) Misch CE.Maxillary sinus augmentation for endoosteal implants: organized alternative treatment plans. Int J Oral Implantol 1987;4(2):49-58
9) 손동석, 엔도포아 임플란트의 임상적 적용, 군자출판사 2002.
10) Vercellotti T. piezoelectric surgery in implantology: A case report-A new piezoelectric ridge expansion technique. Int J Periodontics Restorative Dent 2000; 4:359-365

 


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