Hydrodynamic Piezoelectric

Internal Sinus Elevation(PISE)

손 동 석         문 지 원
대구 카톨릭대학교 의과대학 치과 구강악안면외과학교실

Tatum에 의해 처음 소개된 상악동저 간접적 거상술(crestal approach)은 Summers의 문헌에 상세히 보고되었다.1-2 상악동 외측벽을 통해 접근하는 상악동 골이식술에 비해 치조정에서 접근한 osteotome-mediated sinus floor elevation(OMSFE)는blind technique이라는 단점에도 불구하고 환자에 대한 외상이 상대적으로 경미하다는 장점이 있어 임상에 널리 이용되어 왔다. 그러나 OMSFE 술식에서는 상악동저 피질골을 천공시키는데 필수적으로 mallet과 osteotome의 사용을 필요로 한다. Mallet과 osteotome를 이용한 수술법은 체위성 발작적 현훈(Benign paroxysmal positional vertigo, BPPV)을 발생시켜 환자와 의사 사이에 분쟁의 소지가 될 수 있다.3-5 Mallet을 사용하지 않고 초음파 수술기를 이용하여 상악동저를 거상하는 piezoelectric internal sinus elevation(PISE)은 2002년에 필자에 의해 세계 최초로 소개되었다.

이 술식은 상악동저의 피질골을 초음파의 미세 진동을 이용하여 직접적으로 상악동저의 피질골을 제거한 후 손의 힘만으로 뼈를 이식하여 상악동막을 올리는 술식으로 오랜 기간 여러 문헌에서 소개한 적이 있고 지난 호에서도 상세히 소개되었다. PISE 술식은 OMSFE 술식의 단점을 극복하지만 OMSFE 술식과 마찬가지로 골이식재를 이용한 상악동막의 거상에 시간이 걸린다는 단점이 있다. 상악동저의 피질골을 직접적으로 천공시키고 상악동막의 거상에 요구되는 시간을 줄이기 위한 시도로 Chen & Cha는 Hydraulic sinus condensing(HSC) 술식을 발표하였다. HSC 술식은 상악동저의 피질골을 직접적으로 고속 핸드피스 버로 천공시키고, 핸드피스에서 공급되는 냉각수에 의해 상악동 막이 거상된다는 이론이지만, 저자의 동물실험에서 고속 핸드피스의 직접적인 수압에 의한 상악동막의 거상은 어려움이 있음을 증명하였다. 상악동저 피질골을 버로 삭제 후 형성된 2mm의 작은 구멍 사이에 외부 주사에 의해 공급되는 냉각수의 양과 압력이 매우 미약하여 실제로 수압에 의해 막은 거상되지 않는다.

이 술식 또한 상악동저 피질골을 직접적으로 천공 후 골이식재를 손의 힘으로 상악동막을 올리는 PISE 술식과 동일한 원리에 의해 막을 거상하게 된다. 그러나 HSC 술식은 치과 유니트 체어용 핸드피스에서 외부 주사로 공급되는 멸균되지 않는 수돗물을 냉각수로 이용하기 때문에 항상 감염의 위험성이 있고 또한 윤리적으로 문제가 될 수 있다. 또한 고속의 버를 피질골 삭제에 이용하기 때문에 경험이 많지 않은 술자의 경우 상악동막의 천공 가능성이 높다. 이러한 단점을 보안하고자 2006년 이홍찬 선생에 의해 발표된 On site sinus compaction technique은 PISE 술식의 원리에 HSC 술식을 접목한 술식이다. 이 술식은하나의 초음파 팁만 사용하는 기존의 PISE 술식에 비해 시술과정에 다양한 팁이 요구되고 상악동막의 거상을 골이식재의 이식에 의존하여 상악동막을 올리는 기존 술식들의 단점을 가지고 있다.
2008년에 다양한 종류의 상악동저 거상 기구가 발표되었지만, 이들 기구 모두 상악동저의 피질골을 직접적으로 천공시키는 데에는 유효하지만 다양한 크기의 팁을 교체하면서 사용해야 하기 때문에 시술시간이 길어지고 상악동막의 거상 시 결국 골이식재를 이용한 물리력을 이용해야 하는 단점이 있다.

2008년 에 필자에 의해 발표된 Hydrodynamic Piezoelectric Internal Sinus Elevation(Hydrodynamic PISE) 술식은 기존의 PISE 술식에서와 같이 하나의 초음파 수술 tip만을 사용하되(S028I), 상악동저 피질골을 직접적으로 천공시키고 멸균된 생리 식염수의 내부 주사에 의한 강한 수압으로 상악동막을 거상시키는 술식이다(그림 1). 상악동막 거상 시 물리적인 힘을 이용하지 않고 수압으로 막을 거상시킨 후 골이식을 시행하기 때문에 골이식 과정에 소요되는 시간이 절약되고, 골이식 과정 혹은 골이식 후에 발생할 수 있는 상악동막의 천공을 예방할 수 있다는 장점이 있다.
현재 시판되고 있는 수압을 이용한 또 다른 초음파 수술 기구 로는 Piezotome™(SATELEC, France)에서 제공되는 IntraLift™ kit가 있다. Intralift™ kit는 총 5개의 초음파 팁으로 구성되어 있다. 골삭제 속도가 느린 다이아몬드가 코팅된 직경이 작은 팁부터 시작하여 점차 직경이 큰 초음파 팁으로 임플란트 식립 부위를 형성 후 마지막 단계에서 수압을 이용하여 상악동막을 거상하기 때문에 시술 과정이 복잡하고 전용 팁 구매에 많은 비용이 들어간다는 단점이 있다. 반면에 Hydrodynamic PISE는 하나의 초음파 tip(S028I)을 이용하여 상악동저를 천공시킴과 동시에 수압으로 막을 거상한다. 골이식 과정에 특별한 osteotome이나 bone packer가 필요하지 않고 S028I 하나의 팁으로 모든 과정을 시행하여 시술 과정이 단순화, 시술 시간의 감소, 기구구입비의 절약이라는 장점이 있다.

Hydrodynamic PISE 시술과정

상악동저의 피질골을 천공시키는 기본 시술 과정은 지난 발표한 PISE 시술 과정과 동일하다. 상악동저의 피질골을 S028I 팁으로 천공 후 10초 정도 상악동막에 멸균 생리식염수를 내부 주사하여 강한 수압으로 상악동막을 거상한다. 상악동 막이 거상되면 S028I 팁을 1-2mm 깊게 상악동 내부로 밀어 넣으면서 10-20초 정도 생리식염수를 계속 공급하여 강한 수압으로 상악동막을 거상한다. 이 때에 S028I 팁을 전후 좌우로 돌리면서 상악동막이 고르게 거상되도록 한다(그림 2). 상악동막이 거상되면 OrthoBlast II(IsoTis OrthoBiologics Inc, USA)와 같은 gel 혹은 putty contioned bone graft material을 담고 있는 시린지를 S028I tip으로 형성한 임플란트 식립 부위에 위치시킨 후 골이식재를 삽입한다. 이미 상악동막이 거상된 상태이기 때문에 골이식 과정이 단순해지고 골이식 동안에 저항이 거의 없고 골이식에 요구되는 시간이 절약된다. 일반적으로 하나의 임플란트를 식립하는 데에 OrthoBlast II. 0.2cc가량을 먼저이식하고, 이후 남은 골이식재는 방사선불투과성이 좋은 bovine bone과 혼합한 후 amalgam carrier을 이용하여 추가적으로 골이식을 시행한다. 상악동저를 5mm 거상과 함께 2개의 임플란트 식립을 하는데 약 0.7-1cc의 골이식재가 요구되지만 골이식재 양은 중요한 요소가 아니다. 왜냐하면 상악동막은 임플란트식립 전에 이미 충분히 거상되어 있기 때문에 골이식재의 양이부족해도 임플란트를 식립하는 과정에 어려움이 없기 때문이다.

그림1. PISE 술식에 이용되는 내부 주수용 PISE tip(SO281)  

그림2. Hydrodynamic PISE 용도의 SO281 팁은 외부 주수형의 SO28E 팁과 마찬가지로 head height는 4mm이고 직경은 2.8mm이며 눈금을 통해 그 부위 잔존골 높이를 정확하게 측정할 수 있으며, 팁의 중앙부에서 멸균생리식염수가 주수되어 상악동막을 안전하게 분리 후 거상시킬수 있다.   

Hydrodynamaic PISE를 이용한 다양한 증례

Case 1. 수압만을 이용한 상악동막의 거상과 골이식재를 동반 사용한 상악동막의 거상 비교
그림 3~ 그림 8

그림3. 상약 우측 2소구치와 하악 우측 제 1, 2 대구치의 결손을 보이는 환자로 파노라마 사진에서 #14 및 15 부위에서 높은 상악동 격벽이 관찰되고 약 5~7mm의 잔존골 높이가 측정되었다. #14부위에는 SO28I의 수압만으로 막을 거상하고 골이식재를 사용하지 않기로 하였고, #15부위에는 수압으로 상악동막을 거상 후 골이식재를 이식하기로 하였다.

그림4. Surgical stent를 이용하여 임플란트 식립 위치에서 임플란트 드릴로 예상된 골높이의 절반 정도만 골삭제를 시행한다. 드릴을 이용하여 무리하게 상악동저 가까이에 접근하면 상악동막의 천공이 쉽게 발생할 수 있다.

그림5. SO28I 팁을 상악동저에 대해 가볍게 누르면서 #14 부위의 상악동 피질골을 천공시킨 후(a) 상악동막 하방에서 수압을 약 10초 동안 가하여 상악동막을 거상시켰다.(b) 이후 팁을 1~2mm 깊게 상악동 내부로 접근하면서 수압을 가하여 상악동막을 충분히 거상하였다. 이때 팁은 전후좌우 방향으로 수압이 고르게 상악동막 하방에 적용되어 막이 고르게 거상되도록 한다. #14 부위에서는 골이식재를 이용하지 않고 수압만으로 상악동막을 거상하였다. 팁을 무리하게 상악동 내부로 밀어 넣으면 물리력에 의해 상악동막의 천공이 될 수 있기 때문에 상악동저를 삭제하는 동안에 finger rest로 핸드피스를 확실히 고정한 후 골을 삭제한다. 골이식재를 이식하지 않고 상악동막만을 거상하였다.

그림6. #15부위에서 동일한 방법으로 SO28I 팁을 가볍게 누르면서 상악동저 피질골이 천공될 때까지 골삭제를 시행하였다. 상악동저의 피질골이 삭제되고 상악동막에 접촉되면 팁이 가볍게 허공으로 떨어지는 느낌을 느낄 수 있다. 상악동막이 수압에 의해 거상되면 일차적으로 OrthoBlast II를 직접 이식한 후 남은 Orthoblast II와 Biocera를 혼합하여 amalgam carrier을 이용하여 골이식을 시행하여 상악동막을 충분히 거상시킨다.

그림7. 임플란트(SPI, Thommen Medical, Swizerland) 식립 후 골결손부에 부가적인 골이식을 시행하고 흡수성 차단막(Tutoplast Pericadium, Tutogen Medical Gmbh, Germany)으로 차단하였다.

그림8. 술후 CT상에서 골이식을 시행하지 않고 수압만으로 상악동막을 거상한 #14부위에서 10mm 이상의 상악동막이 거상되었음을 알 수 있다. 상악동막이 거상된 후 일부 생리 식염수가 빠져나간 부위에서 방사선 투과성이 관찬된다. 식립된 두 임플란트 사이에 상당한 높이의 상악동 격벽이 있었음에도 불구하고 수압과 골이식을 동시에 시행한 #15부위의 상악동막도 충분히 거상되었음이 관찰된다. 수압만을 적용해도 골이색재를 사용하여 막을 거상한 경우와 유사한 양호한 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

Case 2. Hydrodynamic PISE의 임상적 적용
그림 9~그림 18

그림9. 상악 우측 구치부에 임플란트 식립을 위해 내원한 환자로 비침습적인 술식을 원하여 Hydrodynamic PISE술식을 이용한 상악동저 거상술 시행 후 임플란트를 식립하기로 하였다. 심한 발치와 골견솔이 상악 우측 구치부에서 관찰된다.

그림10. 구치부의 잔존골 높이는 약 1~5mm로 관찰된다.

그림11. #14부위는 잔존골 높이가 충분하여 임플란트 드릴을 이용하여 임플란트 식립부위의 형성을 하였다. #16 부위는 잔존골 높이가 1~2mm 가량 측정되어 Hydrodynamic PISE를 적용하였다. 상악동저 피질골 직접 삭제 후 내부 주사에 의한 수압에 의해 상악동막을 골이식 전에 충분히 거상하였다.

그림12. 잔존골 높이가 2~5mm wjdehdls #17 부위에서 SO28I 팁을 이용하여 임플란트가 식립될 부위의 치조정에서부터 상악동저의 피질공을 천공시킬 때까지 골을 삭제한다. 상악동저가 천공되면 이 팁을 전후 좌우로 가볍게 흔들면서 상악동막을 균등하게 거상한다.

그림13. 골이식 전에 수압에 의해 상악동막을 거상하였기 때문에 환자의 호흡에 따라 상악동막의 상하 움직임을 관찰할 수 있다.

그림14. 치조정에 형성된 임플란트 식립 자리를 통해 동종골인 Orthoblast II 를 거상된 상악동막 하방에 직접 이식한다. 상악동막이 이미 거상되어 있는 상태이기 때문에 별다른 저항없이 골이식 과정을 이루어져 골이식에 필요한 시간이 단축된다.

그림15. 초기 이식 후 남은 Orthoblast II와 Biocera를 혼합 후 amalgam carrier를 이용하여 골이식을 추가하였다. 이식된 골은 SO28I 팁을 이용하여 상악동막 하부로 밀어 넣었다.

그림16. 골이식 완료 후 RBM 표면의 임플란트(Replus implant, implantdirect Co., USA)를 동식에 식립하였다.

그림17. 발치와 골결손부에 Orthoblast II를 이식한 후 흡수성 차단막(Tutoplast Pericadium)으로 덮고 PTFE sulure(Cytoplast, Osteogenic Bomedical, USA)로 봉합하였다.

그림18. 수술 후 CT상에서 제 1, 2 대구치 부위에서 약 8mm이상 상악동저가 거상되었음을 알 수 있다. 또한 일반 Summers 술식 시행 후 방사선상 관찰하기 어려운 상악도의 내측벽 부위에서도 골이식이 잘 이루어졌음이 관찰된다. 수압에 의해 상악동막이 충분히 거상된 후에 골이식이 시행되었기에 이러한 양호한 결과가 가능하다.

토의 및 결론

상악 구치부의 무치악부에 임플란트를 식립할 때 잔존골 높이가 부족한 경우 많은 증례에서 악동 이식술이 요구된다. Summers에 의해 보고된 OMSFE(osteotome-mediated sinus floor elevation)는 임플란트를 식립할 치조정에서 접근함으로써 외측벽으로 접근하는 술식에 비해 외상의 위험이 적고 덜 침습적인 술식으로 알려져 있으나, 부적절한 mallet의 사용에 의해 내이의 외상과 연관된 체위성 발작적 현훈, 상악동막 천공 가능성과 같은 합병증이 존재한다. 저자 역시 2000년에 osteotome과 mallet을 이용한 상악동 거상술 시행 후 환자가 발작적 현훈을 일으킨 임상 경험이 있다.

전통적인 OMSFE 술식은 상악동의 경사면에 green-stick fracture를 시키는데 시간이 소요되며, 골삭제를 상악동저의 1~2mm 하방에서 중지해야 하지만 파노라마와 같은 방사선 사진의 다양한 확대율로 인하여 골삭제 시천공 가능성이 존재한다. 이러한 Summers의 OMSFE술식의 단점을 극복하기 위한 방법으로 Chen과 Cha는 수압을 이용한 상악동 거상술(Hydraulic sinus condensing, HSC)을 사용하여 높은 임플란트 성공률을 보고하였다. HSC 술식은 상악동저를 천공시키기위하여 2~3mm 직경의 round bur를 사용하고 drilling시 고속 핸드피스에서 발생하는 수압으로 상악동막을 거상시킨다고 알려져 있지만 저자의 동물 실험에서 외부 주수에 의한 수압은 실제로 상악동막을 거상하기에는 부족하다는 것을 증명하였다. 또한 핸드피스에서 나오는 물은 무균(aseptic) 상태가 아니어서 항상 감염의 위험성이 있고 고속의 bur를 이용하여 골 삭제를 시행하기 때문에 경험이 부족한 임상가의 경우 상악동막의 천공위험이 높다는 단점이 있다.

결국 HSC 술식은 상악동저 피질골을 직접적으로 천공시키기 위한 술식으로 수압에 의한 상악동막의 거상과는 거리가 있다. 수압을 이용한 상악동막 거상을 위한Hydrodynamic Piezoelectric Internal Sinus Elevation(PISE) 술식은 미세진동을 이용하는 Piezoelectric device(Surgybone. , silfradent, Italy)기기와 연결한 내부 주사용 S028I팁을 사용하여 수압과 미세진동에 의해 상악동막을 거상하기 때문에 OMSFE 술식이나 고속의 핸드피스를 이용한 HSC보다 상악동막 천공에 대한 위험이 낮아서 안전하고 유용하다. Piezoelectric device는 25-29kHz의 진동수로 작동하여 tip의 미세진동(microvibration)으로 정교한 골삭제가 가능하며 연조직이 아닌 경조직에만 작용하므로 상악동막의 천공 가능성 을 줄이고 상악동막 상악동저 에서 쉽게 분리되도록 돕는다8-12. 또한 한가지 팁만을 이용하여 미세진동과 수압만으로 상악동막을 거상하게 되므로 내이 충격에 의한 체위성 발작적 현훈(BPPV)을 예방할 수 있다.

상악동저 피질골을 천공이 시킨 후에는 팁의 미세진동과 수압으로 상악동막을 거상시키고 다양한 골이식재를 이식한다. 골이식재는 gel 또는 putty type의 동종골과 이종골을 함께 혼합하여 상악동막을 거상할 때 충격을 완충하여 상악동막 충격과 천공의 가능성을 줄여줄 수 있다. 수압에 의해 상악동막이 이미 거상된 상태에서 골을 이식하기 때문에 골이식 동안에 상악동 막에 대한 저항이 없고 골이식에 요구되는 시간이 매우 절약된다.

하나의 팁으로 상악동의 피질골을 삭제하면서 동시에 상악동막을 수압으로 거상하는 술식은 전세계에서 처음으로 발표된 술식이다. 앞으로 많은 임상적 적용과 장기적인 관찰이 요구되지만 Hydrodynamic PISE 술식은 상악동 외벽에 골창을 형성한 후 골이식을 시행하는 상악동 골이식술의 많은 부분을 대체할수 있을 것으로 사료된다.