구강 임플란트학에서 Dynamic Navigation Guidance에 따른 구개골 적출의 적용을 보여주는 파일럿 연구

요약

이 프로토콜은 동적 탐색 안내를 사용하여 구개골 블록 적출을 위한 새로운 수술 방법을 도입하여 일반적인 구강 내 이식 부위의 불충분한 뼈 부피 문제를 해결하고 임플란트 치과에서 효과적인 뼈 확대를 위한 실행 가능한 솔루션을 제공합니다.

초록

임플란트 부위의 뼈 부피가 충분하지 않은 경우, 임플란트 주변에 적절한 양의 뼈를 확보하기 위해 뼈 확대 수술이 필요한 경우가 많습니다. 자가 뼈 이식 절차에서 일부 환자는 기존의 구강 내 뼈 적출 부위에서 불충분한 뼈 부피에 직면합니다. 구개 절골술을 자유롭게 완료하는 것과 관련된 높은 어려움으로 인해 구개 측면 절골술이 더 적은 것으로 보고되었으며 구개 뼈 블록은 뼈 확대 절차에서 일상적으로 사용되지 않습니다. 디지털 유도 임플란트 기술의 발전으로 구개 뼈 채취가 가능해졌습니다. 본 논문에서는 dynamic navigation guidance를 통해 임플란트 수술을 위한 입천장의 둘레 뼈 블록을 얻는 방법을 제시합니다. 총 3명의 환자가 원주 구개골 차단술을 얻기 위해 이 시술을 받고 뼈 확대 수술을 완료했습니다. 이식 부위의 뼈 확대 결과는 호의적이었으며, 적출 부위에서 일부 뼈 회복이 이루어졌습니다. 이것은 구강 내 뼈 차단을 얻는 안전하고 효과적인 방법입니다.

서문

최근 몇 년 동안 임플란트 기술의 발전으로 점점 더 많은 치아 상실 환자들이 수복 치료를 위해 치과 임플란트를 선택하고 있습니다 ^1,2. 성공적인 임플란트의 열쇠 중 하나는 치조 융기의 적절한 뼈 부피입니다. 환자는 종종 발치 후 다양한 정도의 폐포 뼈 흡수를 경험합니다. 이전 연구에 따르면, 발치 후 12개월 이내에 치조능선의 너비가 5-7mm 감소하고 치조능선의 높이가 2-4.5mm 감소한다고 합니다³. 따라서 뼈 확대술은 구강 임플란트학에서 매우 중요한 부분이며, 부적절한 임플란트 상태를 가진 환자에게 임플란트 수술을 수행할 수 있는 가능성을 제공합니다.

다양한 유형의 폐포 융기 결손이 있는 환자는 distraction osteogenesis⁴, maxillary sinus floor elevation⁵, Guided Bone Regeneration⁶, Onlay Bone Graft⁷ 등과 같은 다양한 뼈 확대 기술로 치료합니다. 자가 뼈 블록 이식은 더 나은 지지와 골형성을 위해 폐포 융기 너비와 높이가 크게 손실된 환자를 위한 일반적인 수술 옵션입니다. 심각한 뼈 결손이 있는 환자는 더 큰 자가이식 뼈 블록이 필요합니다. Petrungaro와 다른 학자들은 구강 내 뼈 채취 부위 중 상행 골, 전방 하악골 및 결절이 각각 약 5-10mL, 5mL 및 2mL의 뼈 부피를 산출한다는 것을 통계적으로 보여주었습니다. 후방 장골능(posterior iliac crest), 전방 장골능(anterior iliac crest), 경골(tibia) 등을 포함한 구강 외 뼈 채취 부위는 20-70mL의 뼈 부피를 얻을 수 있지만, 구강 외 골 블록 채취 수술의 난이도와 위험성이 높다⁸.

일부 환자의 경우, 기존의 구강 내 뼈 추출 부위로는 적절한 양의 뼈를 제공할 수 없습니다. 2013년 Qinghua 등과의 영상 관련 연구에 따르면 상악 구개는 구강에서 절골을 할 수 있는 부위입니다⁹. 구개골은 주로 피질이며 해면골로 보충되며, 이 부위에서 얻은 뼈 조각은 우수한 지지 및 골형성 특성을 나타냅니다. 입천장은 또한 혈액 공급이 풍부하고 각질화된 상피로 덮여 있으며 절골술 후 높은 치유 능력을 보여줍니다. 입천장은 수술 영역의 사각 지대에 있고 수술 공간은 환자의 입 벌림 정도에 의해 제한되기 때문에 수술 공간은 비강, 상악동 및 여러 치아 뿌리와 같은 중요한 해부학적 구조에 인접해 있습니다. 결과적으로, 자유형 구개 절골술을 시행하는 것이 매우 어렵기 때문에 구개 절골술은 거의 보고되지 않으며, 구개 뼈 블록은 뼈 확대 수술에 널리 사용되지 않았습니다. 구개뼈 발치를 위한 특정 도구가 없으면 수술의 난이도가 더욱 높아집니다.

컴퓨터 보조 임플란트 수술(CAIS)의 발전으로 상악 구개골 발치가 가능해졌습니다. 정적 가이드는 수지 및 가이드 링 두께 요구 사항으로 인해 상악 구개 절골술에 적용하기 어려우며, 이는 환자의 입 개방 정도를 증가시켜야 합니다¹⁰. 역동적인 CAIS 시스템의 출현은 위의 어려움을 극복합니다. 동적 CAIS 시스템은 모션 추적 기술을 사용하여 임플란트 드릴링 기구와 환자의 턱 위치를 추적합니다. 이를 통해 수술 과정을 실시간으로 추적하고 소프트웨어에 대한 피드백을 받아 실시간으로 수술을 안내할 수 있다¹¹. Dynamic navigation은 환자의 입 벌림에 대한 요구 사항이 낮은 절골술의 정확성을 보장하고 수술을 명확하게 시각화할 수 있도록 함으로써 상악 구개 절골술을 가능하게 합니다.

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프로토콜

이 연구는 쓰촨 대학의 West China Stomatological Hospital의 윤리 위원회에 의해 승인되었습니다(No. WCHSIRB-D-2021-209-R1)에 참여했으며, 모든 참가자는 본 임상시험에 자발적으로 참여하고 사전 동의서에 서명했습니다. 모든 환자는 중국 쓰촨 대학교의 West China Stomatological Hospital의 임플란트과에 입원했으며, 수평 또는 수직 뼈 결함을 특징으로 하는 치아 결함을 제시하고 임플란트에 대한 욕구를 표현했습니다.

1. 환자 정보 수집

1. 다음 포함 기준에 따라 환자를 선택하십시오: 18-65세; 좋은 구강 위생; 전신 질환 또는 잘 조절되는 전신 질환이 없습니다. 수평 또는 수직 뼈 결손이 있는 치아 결손이 있고 임플란트 시술을 원하는 환자; 환자들은 규정을 준수했고, 이 임상시험에 자발적으로 참여했으며, 정보에 입각한 동의서에 서명했습니다.
2. 다음 제외 기준에 따라 환자를 제외합니다: 블록 뼈 이식이 필요하지 않은 무치악 부위의 뼈 손실량이 적은 환자; 구개골 추출 수술을 위한 구개골 추출 부위에 충분한 뼈가 없는 환자; 주변 치아의 급성 염증, 2도 이상의 헐거움 또는 1벽 하위 뼈 주머니; 골다공증 또는 비스포스포네이트 복용 또는 주사 병력; 잘 조절되지 않는 전신 질환이 있는 사람들; 두경부 방사선 치료의 병력; 임신 중이거나 모유 수유 중인 여성 환자는 보형물 수술 대상이 아닙니다. 후속 검사에 협조할 수 없는 자.
3. CBCT(Cone Beam Computed Tomography) 스캔에서 DICOM 데이터를 수집하여 100 x 100mm(WXH)로 이미징하고 등록 장치를 착용한 환자를 대상으로 30초의 스캔 시간을 수행합니다.
   1. 환자의 구강 내 상태에 따라 적절한 유형의 등록 장치를 선택합니다(그림 1). 누락된 치아에 가능한 한 가까운 위치에서 폴리에테르 인상 재료를 사용하여 환자의 나머지 상악 치아에 등록 장치를 고정합니다. 재료가 완전히 굳을 수 있도록 5분 동안 손 보조 고정을 수행합니다.
   2. 등록 장치를 제거하고 메스로 여분의 물질을 제거하십시오. 등록 장치를 환자의 입에 재배치하고 재배치의 견고성을 확인합니다. 재설정이 불가능하거나 견고성이 좋지 않은 경우 모든 폴리에테르 재료를 제거하고 1.3.1단계를 반복합니다.
   3. 등록 장치를 환자에게 이식한 후 CBCT를 복용하고 안정성을 확인합니다. 솜뭉치를 사용하여 환자의 구치를 들어 올려 촬영 중 환자가 등록 장치를 물었을 때 등록 장치가 변위되는 것을 방지합니다. 환자가 등록 장치를 착용하고 있는 동안 CBCT 스캔의 DICOM 데이터를 얻습니다(그림 2A).
4. 구강 스캔 장비 또는 알긴산 모델링을 사용하여 환자의 구강 내 모델에서 데이터를 얻기 위해 환자의 구강 스캔을 수행합니다(그림 2B).

2. 동적 탐색 소프트웨어 설계

1. 새 환자를 만듭니다. 사례 열기를 클릭합니다. DICOM 데이터 및 구강 스캔 데이터를 소프트웨어로 가져옵니다.
2. 환자의 임플란트 수술의 예비 설계에 따라 임플란트, 크라운 및 접합부 치아 위치를 만듭니다. 14^번째 및 24^번째 치아 위치에 추가 임플란트를 배치하여 상악 구개골 발치 부위를 표시합니다. 환자의 임플란트 설계에 14^번째 및 24^번째 위치가 포함된 경우 임플란트를 교체하고 필요에 따라 구개골 추출을 표시합니다.
3. 디자인 시작을 클릭합니다. 커터를 클릭하여 설계를 방해하는 CBCT 모델 부분을 트리밍하여 제거합니다. 등록 장치의 고밀도 방사선 투과점과 상악 구개 및 임플란트 부위와 같은 필수 구조를 보존하도록 주의하십시오.
4. stl에서 Crown Design을 클릭하여 누락된 치아를 가상으로 정렬하고, 수복 중심의 임플란트 치료를 달성하기 위해 교합 및 잇몸 가장자리 위치에 주의를 기울이십시오.
5. 파노라마 곡선(Panorama Curve)을 클릭합니다. 상악 치조 능선의 정점에서 파노라마 라인을 그립니다. stl 중첩을 클릭합니다. 그런 다음 CBCT 데이터를 구강 내 모델 데이터에 맞춥니다.
   참고: 이 소프트웨어는 피팅을 위한 AI(인공 지능) 작동 기능을 갖추고 있지만 AI 피팅이 만족스럽지 않은 경우 수동 피팅을 사용해야 합니다. 수동 피팅은 가능한 한 넓게 펼쳐져야 하는 4개의 동일한 지점을 선택하여 CBCT 모델을 구강 내 모델 치아의 단단한 조직과 정렬하는 것을 포함합니다.
6. CBCT에서 크라운의 바깥쪽 윤곽이 구강 내 모델의 윤곽선과 일치하는지 관찰하여 피팅 결과를 확인합니다. 편차가 있는 경우 피팅이 성공할 때까지 2.5단계에서 수동 피팅을 반복하고 팁을 적절하게 교체합니다.
7. Implant Design을 클릭합니다. 임플란트, 뼈 적출 및 뼈 확대 수술 설계를 수행합니다.
   1. 무치악 부위에 가상 임플란트를 배치하고 필요에 따라 임플란트 또는 뼈 블록 고정 손톱에 배치합니다. Fine-tune Implant 를 클릭하여 미세 조정합니다(그림 3).
   2. 페이지 왼쪽 상단의 회로도에서 위치 14와 24를 클릭하여 가상 임플란트를 만듭니다. 가상 임플란트의 직경과 길이가 뼈 추출의 설계와 일치하는지 확인합니다.
   3. 가상 임플란트를 입천장으로 끌어다 놓고 배치한 다음 뼈 회수 설계에 따라 미세 조정합니다. 배치 후 인접한 중요한 해부학적 구조가 손상되지 않도록 주의하고 최소 1.5mm의 안전 거리를 유지하면서 자세한 검사를 수행합니다(그림 4).
8. 마커 점 설정을 클릭합니다. 3D CBCT 모델에서 고저항 방사선 촬영 지점을 클릭하면 소프트웨어가 일치시킬 등록 장치 모델을 자동으로 감지합니다.
9. 프로젝트를 저장하고 내보냅니다. 수술 전에 위치 센서에 연결된 컴퓨터의 내비게이션 소프트웨어로 가져오십시오.

3. 동적 탐색 준비

1. 환자 추적기 및 고정 장치 설치
   1. 등록 장치와 수술 부위를 피하면서 배치 위치에 따라 적절한 고정 장치를 선택합니다(그림 5).
   2. 연결 장치를 사용하여 환자 추적기를 고정 장치에 연결합니다(그림 6). 등록 장치를 환자의 입에 복원하고, 고정 장치를 환자의 입에 놓고, 연결하기 전에 연결 장치의 가동 관절을 적절한 위치로 조정하십시오. 환자 추적기가 작업자의 수술 중 조작에 의해 가려지지 않고 위치 센서의 수신기가 관련 정보를 획득하는지 확인하십시오.
   3. 입 밖의 고정 장치에 복합 레진 소재를 채운 후, 복합 레진 소재를 사용하여 고정 장치를 통해 환자의 남은 상악 치아에 환자 추적기를 고정합니다(그림 7). 구강 내 고정 장치를 3-5분 동안 안정화하고 임시 크라운 재료가 완전히 응고될 때까지 놓지 마십시오.
   4. 환자 추적기를 가볍게 터치하여 보안을 확인하십시오. 느슨하면 단계를 반복하십시오.
2. 수술 중 정합
   1. Patient Tracker 아이콘을 클릭하여 보정 화면으로 들어갑니다.
   2. 현재 절차에 사용되는 실제 핸드피스 트래커 및 환자 트래커 버전을 기반으로 소프트웨어에서 해당 코드를 선택합니다.
   3. 위치 센서가 핸드피스 트래커 및 환자 추적기로부터 안정적인 방식으로 신호를 수신하도록 위치 센서 및 핸드피스 트래커의 위치와 각도를 조정합니다. 그런 다음 등록을 클릭합니다.
3. 수술 중 교정
   1. 오른쪽 하단 모서리에 있는 Calibration 버튼을 클릭하여 정렬 화면으로 들어갑니다.
   2. 재설정 후 등록 장치의 조임 상태를 확인하십시오. Dynamic Navigation을 위해 드릴 핀을 짧은 볼 드릴로 교체합니다. 짧은 볼 드릴을 사용하여 등록 장치의 구형 구덩이를 두드리는 동안 보조자는 소프트웨어의 보정 버튼을 클릭합니다. 다른 구형 구덩이를 교체하여 5x-6x를 반복합니다.
   3. AI가 계산한 보정의 정확도를 확인합니다. 0.3mm 이내의 허용 오차가 권장됩니다. 정확도 허용 오차가 너무 크면 데이터를 삭제하고 3.2단계를 반복합니다. 정확성을 확인한 후 내비게이션 시작을 클릭합니다.

4. Dynamic Navigation 지침에 따른 구개골 추출 및 폐포 융기 뼈 이식

알림: 다음 작업에서 작업자가 드릴링 바늘을 변경할 때마다 보조자는 소프트웨어에서 적절한 유형의 드릴링 바늘을 선택해야 합니다. 작업자는 드릴 핀의 끝을 이웃 치아의 크라운 교두에 놓고 내비게이션 소프트웨어에 표시된 위치가 실제와 일치하는지 관찰하여 이를 확인하는 것이 좋습니다(그림 8).

1. 국소 마취가 완료된 후 Dynamic Navigation 지침에 따라 개척자 드릴을 사용하여 뼈 추출 위치를 찾습니다. 가이드 캐비티 준비를 위해 직경 2mm의 트위스트 드릴을 사용하십시오. 뼈 발치 직경의 수술 전 설계에 따라 해당 유도 절골 링 드릴을 사용하여 뼈를 추출합니다.
2. 고리뼈 블록 위의 연조직을 취하여 나중에 사용할 수 있도록 식염수에 넣습니다.
3. 수술 설계에 따라 고리뼈 블록의 중앙 구멍을 준비합니다. 예를 들어, 골봉 수술이 필요한 환자의 경우 사용하는 임플란트의 크기에 따라 뼈 블록의 중심을 점진적으로 넓힙니다.
4. 최소 침습 치과용 엘리베이터를 사용하여 고리뼈 블록을 조심스럽게 제거합니다. 나중에 사용할 수 있도록 쇄 골 블록을 입 천장 또는 식염수에 제자리에 놓습니다(그림 9).
5. 수술 설계에 따라 뼈 이식 절차를 완료합니다(그림 10).

5. 구개 상처의 치료

1. 지혈을 돕기 위해 은이 함유된 젤라틴 스펀지를 구개구개(palatal fossa)의 구멍에 놓습니다. 수술용 봉합사(모노필라멘트 폴리프로필렌 봉합사 5-0 )를 사용하여 연조직을 구개 절개 부위에 고정합니다.
2. 출혈을 멈추기 위해 거즈 볼로 압박을 가합니다. 수술 후 가능한 한 빨리 알긴산 인상을 취하고 같은 날 환자를 위해 압력막 리테이너 타입의 구개 보호막을 만드십시오.
3. 환자에게 수술 후 24시간 동안 착용하도록 지시하고 매 식사 후에는 청소를 위해 구개 보호대만 제거하도록 지시합니다. 미개구 보호대는 30일 동안 착용해야 합니다.
4. 수술 후 상악 CBCT 스캔을 수행합니다. 후속 진료 예약은 수술 후 1주, 2주, 1개월 후에 이루어집니다. 수술 2주 후 실밥을 제거하십시오.
5. 수술 후 환자에게 아목시실린 캡슐(0.25g, 하루 3회)을 7일간 복용하도록 지시합니다. 페니실린에 알레르기가 있는 경우, 아지트로마이신(0.25g, 하루 1회)과 디클로페낙 나트륨 서방형 캡슐(인타콴 0.1g, 하루 2회)을 투여하여 필요에 따라 수술 후 통증을 완화합니다. 또한 환자에게 수술 후 1개월 동안 가글용 0.12% 코트리목사졸 린스 용액(10mL, 하루 2회-3회)을 사용하도록 요청하십시오. 수술 2주 후 실밥을 제거하고 구강 위생 상담을 실시합니다.

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결과

2021년 5월부터 2022년 5월까지 쓰촨대학교 서중국 구강병원에 3명의 환자가 포함되어 구개 절골술을 완료했습니다. 얻어진 구개 기원의 고리 뼈 블록은 자가 골 고리 이식에 사용되었으며 동시 임플란트 수술 중에 이식되었습니다. 모든 환자는 3.3mm Straumann 임플란트를 이식받았습니다. 모든 환자가 이식된 뼈 블록을 성공적으로 통합했고, 임플란트 골유착이 잘 확립되었으?...

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토론

블록 뼈 이식은 뼈 결함이 있는 부위의 뼈 부피를 향상시키기 위해 임상적으로 일반적으로 사용됩니다. 이식된 뼈 블록은 출처에 따라 동종 뼈 블록, 이종 뼈 블록, 자가 뼈 블록의 세 가지 유형으로 분류할 수 있습니다. 동종 골 블록은 구하기가 더 쉽고 상대적으로 저렴하지만, 수직 골 확대술에 대한 효과는 제한적이다¹². 동종 뼈는 더 나은 골형성 결?...

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자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D Bone Graft Set	Zepf	47.500.31
3-matic software	Materialise	13
3Shape software	3Shape	1.7.27.6
Bio-Gide	Geistlich
Bio-Oss	Geistlich
Carestream 360 oral scanner	OneX	FN-11
CBCT scanner Morita 3D Accuitom	Morita	1620
Dcarer dynamic navigation	Dcarer
Dental implant dynamic navigation sys-tem software	Dcarer	3.0.7.2432
Dental tines	Zepf	17.008.01
Drufomat scan	DREVE	DV3300
GraphPad Prism 9	GraphPad	9
Mimics software	Materialise	21
PROLENE Monofilament polypropylene suture 5-0	Johnson & Johnson	W8310
Straumann Dental Implant System	Straumann	021.3312
Straumann Surgical Toolbox	Straumann	040.165
Temporary crown and bridge material automix system	Coltene	170152-202
Thermo-forming foils and plates	DREVE	20172636510