Oral Biol Res 2022; 46(1): 1-9  https://doi.org/10.21851/obr.46.01.202203.1
Maxillary sinus floor augmentation using two different ratios of cancellous and cortical freeze-dried bone allograft mixtures: clinical and histological outcomes
Keon-Il Yang1 , Choong-Seop Ji2 , Ock-Hyun Cho3 , Ho-Jin Yun3 , Won-Pyo Lee4 , Byung-Ock Kim5 , and Sang-Joun Yu5*
1Clinical Professor, Department of Periodontology, School of Dentistry, Chosun University, Gwangju, Republic of Korea
2Doctor of Dental Clinic, Best Dental Office, Jecheon, Republic of Korea
3Resident, Department of Periodontology, School of Dentistry, Chosun University, Gwangju, Republic of Korea
4Assistant Professor, Department of Periodontology, School of Dentistry, Chosun University, Gwangju, Republic of Korea
5Professor, Department of Periodontology, School of Dentistry, Chosun University, Gwangju, Republic of Korea
Correspondence to: Sang-Joun Yu, Department of Periodontology, School of Dentistry, Chosun University, 309 Pilmun-daero, Dong-gu, Gwangju 61452, Republic of Korea.
Tel: +82-62-220-3850, Fax: +82-62-224-4664, E-mail: sjyu78@chosun.ac.kr
Received: October 12, 2021; Revised: December 1, 2021; Accepted: December 9, 2021; Published online: March 31, 2022.
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Abstract
The aim of this study was to evaluate the clinical and histologic outcomes of sinus floor augmentation using mixtures of cancellous and cortical freeze-dried bone allograft (AG) at two different ratios (5:5 and 3:7). The sinuses of 21 patients were grafted with the two types of mixed allografts. Cone-beam computerized tomography scans were obtained, and the radiographic parameters measured were residual bone height and bone gain after bone healing. Clinical examinations and histologic analyses were performed 6 months after the grafting procedure. Twenty implant sites in the 5:5 mixed AG group and 22 implant sites in the 3:7 mixed AG group were analyzed. The bone gain after bone healing was 13.0±3.1 mm in the 5:5 group and 14.5±3.5 mm in the 3:7 group. The survival rates of the implants in both groups were 100% during follow-up periods. The newly formed bone was 29.9±16.6% in the 5:5 AG group and 25.1±10.1% in the 3:7 AG group. Moreover, the percentage of residual graft material was 15.2±12.7% in the 5:5 AG group and 20.4±12.1% in the 3:7 AG group. The connective tissues were 55.0±14.0% and 54.6±10.0% in the 5:5 and 3:7 AG groups, respectively. The two different ratios of AG presented with different histological outcomes after bone healing. Additionally, adequate new bone formation for the placement of implants was achieved following maxillary sinus augmentation using both types of AG.
Keywords: Allograft; Bone regeneration; Bone substitutes; Clinical trial; Sinus floor augmentation
Introduction

상악 구치부 치아의 상실 후 치조제에서는 수평, 수직적으로 치조골 흡수 및 상악동저의 함기화 현상이 나타나며, 이러한 현상은 임플란트 및 보철 수복을 하는데 한계점으로 고려되어 왔다[1]. 상악 구치부 치조골의 부족은 상악동저 함기화로 인해 표준길이의 임플란트 식립을 어렵게 하고, 이를 해결하기 위한 상악동저거상술이 여러 보철 전 수술 방법으로 받아들여졌다. 이중 측방 접근 상악동저거상술은 1977년 Tatum [2]에 의해 처음 소개되었으며, 1980년 Boyne와 James [3]에 의해 처음 발표되었고, 이후 약 40여 년 동안 다양한 외과적 술식의 진보와 함께 재료의 발달로 인해 발전되어 왔다.

측방 접근 상악동저거상술의 발전 과정에서 제기된 두 주요한 논제는 합병증 발생을 줄일 수 있는 수술적 접근법에 대한 것과 골 이식재 선택에 대한 것이다. 상악동 내부로 접근하는 수술적 방법으로는 저속 회전 절삭 기구(rotary device)를 이용한 전층 골 절제술(complete osteotomy) [2]이 있고, 고속 핸드피스를 이용한 경첩형 골 절제술(hinge osteotomy) [4]이 있다. 또한, 그 외에 변형된 경첩형 골 절제술도 보고되었다[5]. Vercellotti 등[6]은 상악동 골창 형성에 있어 압전 기구(piezoelectric device)을 이용하는 방법을 처음 보고하였으며, 이 방법이 최소 침습적 골수술법이라고 소개하였다. 또한, 골창 형성 방법을 변형하여 차폐막 없이 골창을 재위치시키는 방법(replaceable bony window)을 이용해 상악동저거상술을 시행하는 여러 방법들이 소개되었다. Cho 등[7]은 회전 절삭기구를 이용한 골창 재위치 방법을 사용한 후 골창 간극 사이의 골치유가 양호함을 임상적 및 방사선적으로 확인하였고, Lundgren 등[8]은 미세진동형 톱(microreciprocal saw)을 이용한 골창 형성 및 골창 재위치 방법도 보고하였다.

골 이식재 사용에 대해서 자가골만을 사용해야 한다고 주장하는 기존 연구[2,3]보다는 골 대체제를 사용할 때 통계적으로 유의하게 높은 임플란트 생존율을 얻을 수 있다는 여러 연구들이 더욱 주목을 받고 있다[9]. 자가골의 경우 골재생성, 골유도성 그리고 골전도성을 지닌 좋은 골이식재료이지만, 이용할 수 있는 양이 제한적이고 수술부위가 늘어나는 단점을 지니고 있다[10,11]. 그외 골 대체제로는 이종골, 동종골 그리고 합성골이 사용되고 있다. 이중에 동종골은 탈광화 유무에 따라 광화동결건조동종골(mineralized freeze-dried bone allograft, FDBA)과 탈광화동결건조동종골(demineralized freeze-dried bone allograft, DFDBA)로 구분되며, FDBA는 골 이식재를 제작할 때 사용하는 골의 종류에 따라 cancellous FDBA와 cortical FDBA로 구분할 수 있다. 또한, 이러한 동종골들은 그 특성에 따라 치유 양상이 서로 다르다고 보고되었다[12,13].

하지만, 지금까지 상악동저거상술 시 종류가 다른 골의 비율을 달리하여 동종골을 이식하고 골치유 후 재생된 골에 대한 평가를 하는 연구가 거의 이루어지지 않았다.

이에 이 연구의 목적은 비율이 다른 2가지의 cancellous FDBA과 cortical FDBA의 혼합골을 사용하여 측방접근 상악동저거상술을 시행하고 골창 재위치 술식을 사용하여 치유 후 방사선학적 및 조직형태계측학적 평가를 통하여 골형성 효과를 서로 비교 평가하고자 하였다.

Materials and Methods

대상 환자

본 연구는 조선대학교 치과병원 치주과에서 2012년부터 2017년까지 만성 치주염 진단 하에 상악 대구치를 포함한 구치의 발치 및 임플란트 식립이 계획되었던 환자 136명 중, 제한된 잔존 골 높이로 인해 측방접근 상악동저거상술 및 임플란트 지연식립이 계획되었던 환자들을 대상으로 하여 후향적으로 이루어졌다. 이 연구는 조선대학교 치과병원 윤리위원회의 승인(CUDHIRB-2106-003)을 받아 진행되었다.

모든 피실험자들은 다음과 같은 요구사항을 충족한 환자로 선정되었다. 1) 상악동 저로부터 잔존 골 높이가 5 mm 미만으로, 임플란트 지연 식립이 요구되는 환자; 2) 임플란트 수술 시행과 관련된 금기증인 전신 질환이 없는 환자; 3) 상악동저거상술 후 골증대량 측정을 위해 콘빔 전산화단층영상(cone-beam computerized tomography, CBCT)이 술전, 술후, 골치유 후 촬영된 환자 또는 골임플란트 식립 시 조직편 채취를 시행된 환자; 4) 상악동저거상술에 5:5 및 3:7 비율의 동종골(cancellous FDBA 50%: cortical 50% FDBA allografts and cancellous FDBA 30%: cortical 70% FDBA allografts)을 단독으로 이용한 환자로서 선정기준을 정하였다.

반면에 1) 상악동 저로부터 잔존 골 높이가 5 mm 이상이거나, 상악동저 거상술을 동반한 임플란트 수술이 진행된 환자; 2) 조절되지 않는 당뇨 및 심혈관계 질환을 지닌 환자; 3) 상악동저거상술에 동종골과 함께 다른 종류의 골이식재가 혼합 이식(composite graft)되거나 bone morphogenetic protein 2 (BMP2)를 사용한 환자들은 본 연구대상에서 제외되었다. 위와 같은 기준에 따라 총 21명의 환자들이 선정되었다(Fig. 1).

Fig. 1. Flow chart depicting the selection process. BMP2, bone morphogenetic protein 2; CBCT, cone-beam computerized tomography.

연구 방법

측방 접근 상악동저거상술이 계획된 환자에 대해 수술 전 촬영된 콘빔 전산화단층영상을 이용하여 방사선적 사진상으로 술전 잔존골 높이(residual bone height)에 대한 측정이 계측 프로그램(PiViewStar 5.0.9.2; Infinitt, Seoul, Korea) 상에서 이루어졌다. 수치의 표준화를 위해, 잔존골 높이는 표준형 임플란트가 식립될 중심 위치에서 전방 및 후방 2 mm 단층 영상의 평균치를 산출한 후 계산되었다(Fig. 2).

Fig. 2. Cone-beam computerized tomography (CBCT) images. (A) The image taken before sinus floor elevation; (B) the image taken after surgery; (C) the image taken after 6 months. RBH, residual bone height; ABH, augmented alveolar ridge height.

수술 과정은 2% lidocaine HCl (1:80,000 Epinephrine; Yuhan Corporation, Seoul, Korea)을 사용하여 국소 마취 시행 하에 진행되었다. 치조정 절개 및 근심측 인접 치아에 수직 절개를 시행한 후 협측의 전층 판막을 거상하여 상악동 측벽을 노출시키고, 골창 형성은 임플란트 식립부위를 기준으로 상악동 저의 위치에서 사각형 형태의 골창이 형성되었다. 골창은 압전기구(Piezotome; Mectron, Carasco, Italy)와 함께 톱 형태의 tip이 이용되었다.

상악동막은 막 거상 전용 기구(DASK kit; Dentium, Seoul, Korea)를 이용하여 거상되었다. 막 거상 후 2종류의 혼합 동종골과 환자의 정맥혈을 이용해 형성한 혈소판 풍부 피브린(Platelet-Rich Fibrin, PRF)을 혼합하여 상악동 내부에 저항감이 느껴지는 수준까지 골이식이 시행되었다. 이후 준비된 골창의 재위치 후 측벽에 차폐막 없이 일차 폐쇄시켰다(Fig. 3). 술후 감염 방지를 위한 항생제(Augmentin 625 mg; Ilsung, Seoul, Korea)는 하루에 세 번씩 5일간 경구 복용되었다. 또한, 하루에 2번씩 0.12% chlorhexidine (Daewoong Pharmaceutical, Seoul, Korea)으로 2주 동안의 구강세척이 지도되었다. 술후 1주일경에는 창상 소독을 위한 내원 및 술후 2주일경에는 발사가 진행되었고 이후 골치유 기간 동안 3개월 간격 계속 관리가 진행되었다.

Fig. 3. Surgical procedure of maxillary sinus floor augmentation. (A) Two lateral window accesses were formed using a piezoelectric device. (B) The mixed allograft was packed under the Schneiderian membrane elevated. (C) The bone lids were repositioned without a membrane. (D) Newly formed bone formation between lids and windows and no soft tissue invasion was seen. (E) Core biopsies were harvested using a trephine bur (inner diameter 2 mm) after a 6-month healing period. (F) The implant fixtures were placed.

6개월의 골치유 기간이 지난 후 임플란트 식립 전 촬영된 콘빔 전산화단층영상을 이용하여 상악동저거상술이 진행된 부위의 치유 이후의 치조골 상태를 확인하고 해당 부위에 적합한 임플란트 규격이 결정되었다. 임플란트 식립 과정은 2% lidocaine HCl (1:80,000 Epinephrine; Yuhan Corporation)을 사용하여 국소 마취 시행 하에 진행되었으며, 치조정 절개 및 근심측 인접 치아에 수직 절개를 시행한 후 전층 판막을 거상되었다. 조직편 채취는 치조정을 통해 진행되었으며, 기존 잔존골 높이만큼은 임플란트 제조사의 point drill이 이용되었고, 이후 내경이 2.0 mm인 trephine bur를 이용해 높이 8–10 mm의 깊이로 상악동 중심부의 조직편을 채취되었다.

조직편 처리 및 분석

조직편이 채취된 후 10% 완충 포르말린에 1주 동안 고정된 후 10% formic acid로 2주 이상 충분히 탈회되었다. 조직편은 paraffin block로 제작된 후 마이크로톱을 이용하여 근원심방향으로 7 mm 두께의 박절편으로 제작되었고 Hematoxylin-Eosin으로 염색된 후 조직형태계측학적 평가를 위해 광학 현미경과 연결된 디지털 카메라를 사용하여 조직소견이 촬영되었다. 모든 측정에는 iMT 프로그램(IMT i-Solution Corporation, Burnaby, BC, Canada)이 사용되었고, 신생골형성, 잔존 골이식재 그리고 결합조직이 차지하는 비율이 계산되고 기록되었다(Fig. 4).

Fig. 4. Histomorphometric analysis (H&E stained [A: ×20, B: ×100, C: ×40, D: ×100). (A, B) 5:5 Mixed allografts (cancellous FDBA 50%: cortical 50%) group. The sample showed 27.8% NB, 18.2% RG, and 54.0% connective tissue (CT). (C, D) 3:7 Mixed allografts (cancellous FDBA 30%: cortical 70%) group. The sample showed 24.6% NB, 18.2% RG, and 57.2% CT. NB, newly formed bone; RG, residual bone graft; FDBA, mineralized freeze-dried bone allograft.

통계학적 분석

측정치는 평균±표준편차로 표시하였고, 집단간의 통계적 유의 수준의 차이가 있는지를 검증하기 위해 SPSS 통계프로그램 ver. 12.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하였다. 각 데이타값은 그룹별로 Kolmogorov–Smirnov와 Shapiro–Wilk test를 통해 정규성을 평가하였다. 나이, 성별, 임플란트 직경, 임플란트 길이의 분포를 분석할 때 Fisher exact test를 사용했으며, 골치유기간, follow/up 기간, implant stability quotient, 골증대량, 신생골양, 잔존골이식재양 그리고 결합조직 생성양의 비교에는 모수검정법인 independent t-test를 사용하였다. 분석 결과 95% 신뢰수준에서 유의 확률이 0.05 미만 (p<0.05)일 때 두 집단 간의 유의미한 차이가 있다고 해석하였다.

Results

환자 및 임플란트의 인구통계학적 정보

총 42개의 임플란트를 가진 21명의 환자가 이 후향적 연구에 포함되었다. 이 환자들의 상세한 통계적 정보는 Table 1에 요약되었다. 5:5 비율의 동종골로 이식된 환자 그룹은 총 12명(남자 6명, 여자 6명)으로 총 20개의 임플란트가 식립되었고 평균나이는 52.6±8.0 세(범위, 38–68세)였다. 3:7 비율의 동종골로 이식된 환자 그룹은 총 9명(남자 4명, 여자 5명)으로 총 22개의 임플란트가 식립되었고 평균나이는 55.2±8.7세(범위, 43–70세)였다. 그리고 이 두 그룹간의 통계적으로 유의한 차이는 없었다.

Subject characteristics (subject=21/site=42)

Variable 5:5 Mixed AG 3:7 Mixed AG p-value
No of subjects 12 9
No of implants 20 22
Mean age (y) 52.6±8.0 (38–68) 55.2±8.7 (43–70) 0.557
≤50 5 3
51–60 5 4
>60 2 2
Sex >0.999
Male 6 (50) 4 (44.4)
Female 6 (50) 5 (55.6)

Values are presented as mean±standard deviation (range), number only, or number (%).

5:5 Mixed AG, mixed allografts (cancellous FDBA 50%: cortical 50%); 3:7 Mixed AG, mixed allografts (cancellous FDBA 30%: cortical 70%); FDBA, mineralized freeze-dried bone allograft.



식립된 임플란트에 대한 정보는 Table 2에 정리되었다. 총 6가지 시스템의 internal type의 임플란트가 식립되었으며, 그 종류로는 3i (Implnat Innovations, West Palm Beach, FL, USA), Astra (Astra Tech., MÖlndal, Sweden), ITI (Straumann AG, Waldenburg, Switzerland), Luna (Shinheung, Seoul, Korea), Superline (Dentium, Seoul, Korea), TSIII (Osstem Implant Co., Busan, Korea)가 있었다. 식립된 임플란트는 모두 4 mm 이상의 직경을 가진 임플란트였으며, 두 그룹 모두에서 직경 5 mm의 임플란트가 가장 많이 식립되었다. 식립 직경에 대한 통계학적 유의한 차이는 없었다. 식립된 임플란트는 모두 10 mm 이상의 길이를 가진 임플란트였으며, 11 mm 이상의 임플란트가 5:5 비율의 동종골 그룹에서 85%, 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 95.5%를 차지하였다. 임플란트 길이에 대한 통계적 유의한 차이는 없었다.

Characteristics of inserted implants

Variable 5:5 Mixed AG (n=20) 3:7 Mixed AG
(n=22)
p-value
Implant diameter (mm) 0.711
4.0 (4.1) 2 (10) 1 (4.5)
4.5 6 (30) 9 (40.9)
5.0 (4.8) 12 (60) 12 (54.6)
Implant length (mm) 0.333
<11 3 (15) 1 (4.5)
>11 17 (85) 21 (95.5)

Values are presented as number (%).

5:5 Mixed AG, mixed allografts (cancellous FDBA 50%: cortical 50%); 3:7 Mixed AG, mixed allografts (cancellous FDBA 30%: cortical 70%); FDBA, mineralized freeze-dried bone allograft.

Six different types of internal type implant were placed in this study; 3i (Implnat Innovations, West Palm Beach, FL, USA), Astra (Astra Tech., MÖlndal, Sweden), ITI (Straumann AG, Waldenburg, Switzerland), Luna (Shinheung, Seoul, Korea), Superline (Dentium, Seoul, Korea), TSIII (Osstem Implant Co., Busan, Korea).



임상적 및 방사선학적 결과

임상적 평가 결과는 Table 3에 정리되었다. 상악동저거상술 후 골치유기간은 5:5 비율의 동종골 그룹에서 6.1±0.6개월이었고, 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 5.8±0.6개월이었다. 골치유기간에 대한 두 그룹의 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 골치유 후 임플란트 1차 고정 후 측정한 ISQ 수치는 5:5 비율의 동종골 그룹에서 74.1±6.7이었고, 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 73.4±5.2개월이었다. ISQ에 대한 두 그룹간의 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 임플란트 식립 후 조사시점까지의 F/U 기간은 5:5 비율의 동종골 그룹에서 65.8±7.2개월이었고, 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 38.8±6.5개월이었다. F/U 기간에 대한 두 그룹의 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p=0.000). 임플란트 생존율은 두 그룹 모두에서 100%였다.

Clinical examination of sites augmented with mixed AG

Variable 5:5 Mixed AG 3:7 Mixed AG p-value
No of sites 20 22
Healing periods (mo) 6.1±0.6 5.8±0.6 0.135
ISQ 74.1±6.7 73.4±5.2 0.884
Failure of implant 0 0
Survival rate of implant (%) 100 100
F/U periods (mo) 65.8±7.2 38.8±6.5 0.000*

Values are presented as number only or mean±standard deviation.

5:5 Mixed AG, mixed allografts (cancellous FDBA 50%: cortical 50%); 3:7 Mixed AG, mixed allografts (cancellous FDBA 30%: cortical 70%); FDBA, mineralized freeze-dried bone allograft; Healing period, period since the sinus floor augmentation to the inserting implant; ISQ, implant stability quotient using Osstell ISQ (Osstell, Gothenburg, Sweden); F/U period, period since the inserting implant to the examination time.

*Statistically significant difference (p<0.05; independent t-test).



방사선학적 평가 결과는 Table 4에 정리되었다. 술전 잔존골에 대한 방사선학적 측정 결과는 5:5 비율의 동종골 그룹에서 3.3±1.6 mm였고, 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 2.8±1.9 mm였다. 술전 잔존골에 대한 두 그룹의 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 골치유 후 증대된 치조골에 대한 방사선학적 측정 결과는 5:5 비율의 동종골 그룹에서 16.3±2.4 mm였고, 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 17.3±2.6 mm였다. 골치유 후 증대된 치조골에 대한 두 그룹의 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 증대된 치조골양에 대한 방사선학적 측정 결과는 5:5 비율의 동종골 그룹에서 13.0±3.1 mm였고, 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 14.5±3.5 mm였다. 증대된 치조골양에 대한 두 그룹의 통계적으로 유의한 차이는 없었다.

Radiological assessment of sites augmented with mixed AG

Variable 5:5 Mixed AG 3:7 Mixed AG p-value
No of sites 15 15
RBH (mm) 3.3±1.6 2.8±1.9 0.459
ABH (mm) 16.3±2.4 17.3±2.6 0.262
Increased ABH (mm) 13.0±3.1 14.5±3.5 0.210

Values are presented as mean±standard deviation.

5:5 Mixed AG, mixed allografts (cancellous FDBA 50%: cortical 50%); 3:7 Mixed AG, mixed allografts (cancellous FDBA 30%: cortical 70%); FDBA, mineralized freeze-dried bone allograft; RBH, residual bone height; ABH, augmented bone height; Increased ABH from RBH to ABH.



조직계측학적 결과

조직계측학적 평가 결과는 Table 5에 정리되었다. 형성된 신생골조직의 비율은 5:5 비율의 동종골 그룹에서 29.9±16.6%였고, 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 25.1±10.1%였다. 형성된 신생골조직에 대한 두 그룹의 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 잔존하는 골이식재의 비율은 5:5 비율의 동종골 그룹에서 15.2±12.7%였고, 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 20.4±12.1%였다. 잔존하는 골이식재에 대한 두 그룹의 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 형성된 결합조직의 비율은 5:5 비율의 동종골 그룹에서 55.0±14.0%였고, 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 54.6±10.0%였다. 형성된 결합조직에 대한 두 그룹의 통계적으로 유의한 차이는 없었다.

Histomorphometric evaluation of sites augmented with mixed AG

Variable 5:5 Mixed AG 3:7 Mixed AG p-value
No of sites 19 19
Newly formed bone (NB) (%) 29.9±16.6 25.1±10.1 0.202
Residual bone graft (RG) (%) 15.2±12.7 20.4±12.1 0.287
Connective tissue (CT) (%) 55.0±14.0 54.6±10.0 0.917

Values are presented as mean±standard deviation.

5:5 Mixed AG, mixed allografts (cancellous FDBA 50%: cortical 50%); 3:7 Mixed AG, mixed allografts (cancellous FDBA 30%: cortical 70%); FDBA, mineralized freeze-dried bone allograft.


Discussion

이 연구는 5:5 비율의 혼합동종골과 3:7 비율의 혼합동종골을 이용한 상악동거상술에서의 식립된 임플란트의 직경과 길이, 골치유기간, 관찰기간, ISQ, 임플란트 생존율, 잔존치조제의 양, 골증대양, 기록된 신생골조직과 골이식재 및 결합조직의 비율을 조사하여 두 그룹간의 차이를 비교한 연구이다. 또한, 이 연구는 기존의 방사선학적 평가 및 임상적 평가만으로 서로 비교한 연구들과는 다르게 차트에 기록된 조직계측학적 결과를 조사함으로써 방사선학적 평가와 그 차이를 평가하고자 하였다.

이 연구에서 사용된 측방접근 상악동저거상술은 모두 piezosurgery를 이용하여 상악동 측벽 골창을 재위치 시키는 방법으로 시행된 것이었다. Vercellotti [14]에 의해 처음 소개된 piezosurgery는 저진동수의 초음파 진동을 이용하여 상악동 측벽 골창을 형성할 수 있고 연조직보다 경조직에 선택적 절삭능을 보이며, 이런 선택적 절삭 효과는 상악동 측벽 골창형성시 상악동막의 천공율을 현저히 감소시키는 이점을 보인다고 보고하였다[15]. 또한, 다양한 조직학적, 분자생물학적 연구들에서 piezosurgery를 통한 골절단시에 회전 절삭 기구를 이용한 경우보다 더 좋은 골치유반응을 보이는 경우가 많다고 보고되었다[16-18]. Lundgren 등[19]은 골창재위치를 이용한 상악동저거상술의 몇가지 장점을 보고하였다. 재위치된 골창에 의한 작은 간극이 상악동내로 연조직이 침입하는 것을 방지할 수 있고, 골창을 통해 공기의 유입이 없는 환경이 재형성되어 내측 상악동 막과 혈액 응괴에 부정적 영향을 주지 않는다. 또한, 재위치된 골창의 내측벽 자체가 수동적으로 골치유에 작용하여 초기 치유에 도움을 준다. 임상적으로 상악동 골창의 외측 피질판이 재건된 상악동저거상술 증례에서는 임플란트 식립 시 그 생존율과 관련하여 예지성이 높은 것으로 보고되었다[20,21]. 이 연구에서는 골치유기간의 두 그룹간의 차이는 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았지만, 관찰기간이 5:5 비율의 동종골 그룹에서 평균 65.8개월로, 3:7 비율의 동종골 그룹에서의 평균 38.8개월보다 통계적으로 유의하게 더 길었다. 하지만, 이러한 차이에도 불구하고 골창재위치를 이용한 상악동저거상술 후 관찰기간 동안 두 그룹 모두에서 100%의 임플란트 생존율을 보였다. 이는 완전한 골치유로 인해 골창 간극 부위의 신생골이 형성되고 상악동 내로 연조직 침입을 방지함으로써, 재위치된 골창 자체의 치유 잠재력에 의해 차폐막 없이도 상악동저거상술후 좋은 임상적 결과를 얻을 수 있음을 보여준다.

이 연구에서는 수술 전, 후 촬영된 콘빔 전산화단층영상을 이용한 방사선학적 평가를 통해, 잔존골 높이, 증대된 치조제 높이, 증가된 골증대량에 대한 측정이 이루어졌다. 이중 잔존골 높이는 최대 4.9 mm, 최소 1.1 mm로 5:5 비율의 동종골 그룹에서는 평균 3.3 mm, 3:7 그룹의 동종골 그룹에서는 평균 2.8 mm의 높이를 보였다. 이는 Fugazzotto [22]에 따른 상악동저거상술 선택 기준에 따라 측방접근 상악동저거상술 및 임플란트 지연 식립이 계획된 것으로 생각된다. 또한, 골치유 후 증대된 치조제의 높이는 5:5 비율의 동종골 그룹에서 16.3±2.4 mm, 3:7 비율의 동종골 그룹에서 17.3±2.6 mm로 측정되었다. 증대된 치조골의 높이는 두 그룹간의 통계적인 유의성이 없었다. 이렇게 증대된 상악치조제에 5:5 비율의 동종골 그룹에서는 11 mm 이상 길이의 임플란트를 이식부위의 85%에서 식립할 수 있었고, 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 95.5%의 이식부위에 식립할 수 있었다. 또한, 두 그룹 모두에서 최소 직경 4 mm 이상의 임플란트들을 식립할 수 있었고, 두 그룹간의 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 즉, 이 연구에서의 혼합동종골을 이용한 상악동저거상술을 시행한 두 그룹에서 충분한 직경과 길이의 치과용 임플란트를 식립할 수 있었다. 이러한 결과로, 혼합동종골을 이용한 상악저거상술이 임플란트 식립에 적합한 수평, 수직적 치조제 증대효과를 지니고 있음을 확인할 수 있다.

평균 5.8개월 이상의 골치유기간이 지난 후에, 총 18부위의 상악동 내의 골치유 후 조직편을 분석한 결과, 조직형태계측학적 검사에서 5:5 비율의 동종골 그룹에서는 29.9±16.6% 그리고 3:7 비율의 동종골 그룹에서는 25.1±10.1%의 신생골형성이 관찰되었다. 잔존 골 이식재는 5:5 비율의 동종골 그룹에서 15.2±12.7%, 3:7 비율의 동종골 그룹에서 20.4±12.1%의 비율을 나타냈다. 이는 흡수가 비교적 적게 일어나는 cortical bone의 비율이 많은 혼합동종골에서 잔존 이식재의 양이 증가되고 반면에 그 양만큼 신생골의 형성이 덜 일어났음을 보여준다. 반면에 결체조직은 5:5 비율의 동종골 그룹에서 55.0±14.0%, 3:7 비율의 동종골 그룹에서 54.6±10.0%의 비율을 나타냄으로써, 거의 절반에 해당되는 비율이 연조직을 차지하고 있으며, 그 그룹간에 연조직 대 경조직 비율이 일정하게 유지되고 있음을 나타낸다. 이러한 일정한 비율의 연조직 대비 경조직의 형성은 임플란트 보철 후 임플란트가 저작력에 적절하게 기능할 수 있도록 하는 것과 연관된다. 또한, 상악동저거상술에서 신생골 형성 평가와 함께 반드시 최소 1년 이상의 기능적 부하를 가한 후 그 임플란트의 생존율 평가가 같이 고려되어야 한다는 연구들을 고려해 볼때[9,23], 최소 32개월 이상의 관찰기간 동안 두 그룹의 임플란트들이 100% 생존율을 나타낸 것은 이러한 일정비율 이상의 경조직 형성 결과가 임플란트 생존율에 영향을 끼친 것으로 생각해 볼 수 있다. 상악동저거상술의 신생골 형성과 관련하여 골재생의 근원에 대해 많은 연구들이 보고된다. Boyne과 James [3]가 Schneiderian membrane이 거상된 상악동 내부에 이식된 골이 상악동저로부터 골형성을 일으킬 수 있다는 보고를 하였으며, 최근 많은 무작위 대조 연구 실험에서 차폐막의 사용이 신생골 형성에 유의적인 차이를 관찰할 수 없었다고 보고하고 있으나[11], 이 연구에서는 재위치된 골창에 의한 상악동저거상 술이 차폐막을 사용한 기존 연구만큼 높은 신생골 형성 비율을 나타냄을 보여준다.

또한, 차트상 막거상 도중 천공에 대한 보고는 기록되지 않았다. 천공은 천공된 크기에 따라 Pikos [24]이 제시한 방법을 따라 5 mm 미만을 미세한 천공(minor), 5–10 mm를 작은 천공(small), 10 mm 이상을 큰 천공(large)으로 분류할 수 있지만, 임상적으로 인지하지 못할 만큼의 미세한 천공이나 5 mm 미만의 미세한 천공인 경우 콜라겐 드레싱 제재 및 흡수성 차폐막을 상악동막에 적용한 후 막 거상을 할 수 있다. 상악동 천공과 관련해서 골형성 및 임플란트 생존율에 어느 정도 영향을 끼치는지에 대해서는 악영향을 미친다고 주장하는 연구들도 있지만[25], 유의적인 차이가 없음을 주장하는 연구자들[26,27]도 있다. 그러나 상악동막 천공과 신생골 형성간의 유의성을 평가한 다른 후향적 연구에서 상악동막이 천공되었더라도 적절히 폐쇄되어 마무리되었을 때, 신생골형성이나 임플란트 생존율에 부정적 작용을 미치지 않는다고 보고하였다[28]. 따라서, 이 연구에서 기록되지 않은 막 천공이 치조제증대양에 크게 영향을 주지는 않을 것으로 생각된다.

이 연구에서의 한계점으로는 상악동 내의 폭경에 대한 측정이 이루어지지 않았고, 대조군으로써 다른 이식재를 이식한 환자와의 비교가 필요하며, 더 장기간의 관찰기간이 필요하며, 더 많은 환자에서의 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.

두 종류의 혼합동종골을 이용한 상악동저거상술은 골치유 후 서로 다른 양상의 조직학적 치유를 보이지만, 치과용 임플란트를 식립하기에 충분한 골증대 효과를 나타내며, 식립부위에서 높은 임플란트 생존율은 보였다.

Acknowledgements

This study was supported by research fund from Chosun University, 2019.

Conflicts of Interest

The authors declare that they have no competing interests.

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