Histomorphometry and Stability Analysis of Loaded Implants with two Different Surface Conditions in Beagle Dogs

Despite an improved bone reactions of Mg-incorporated implants in the animals, little yet has been carried out by the experimental investigations in functional loading conditions. This study investigated the clinical and histologic parameters of osseointegrated Mg-incorporated implants in delayed loading conditions. A total of 36 solid screw implants (diameter 3.75 mm, length 10mm) were placed in the mandibles of 6 beagle dogs. Test groups included 18 Mg-incorporated implants. Turned titanium Implants served as control. Gold crowns were inserted 3 months. Radiographic assessments and stabilitytests were performed at the time of fixture installation, $2^{nd}$ stage surgery, 1 and 3 months after loading. Histological observations and morphometrical measurements were also performed. Of 36 implants, 32 displayed no discernible mobility, corresponding to successful clinical function. There was no statistically significant difference between test implants and controls in marginal bone levels (p=0.413) and RFA values. The mean BIC % in the Mg-implants was $54.4{\pm}20.2%$. The mean BIC % in the turned implant was $48.9{\pm}8.0%$. These differences between the Mg-implant and control implant were not statistically significant (P=0.264). In the limitation of this study, bone-to-implant contact (BIC) and bone area of Mg-incorporated oxidized implant were similar to machine-turned implant. The stability analysis showed no significantly different ISQ values and marginal bone loss between two groups. Considering time-dependent bone responses of Mg-implant, it seems that Mg-implants enhanced bone responses in early loading conditions and osseointegrated similarly to cp Ti implants in delayed loading conditions. However, further investigations are necessary to obtain long-term bone response of the Mg-implant in human.

하중을 가한 두 가지 표면의 임플란트에 관한 조직형태학적 분석 및 안정성 분석 (비글견을 이용한 연구)

최적의 골유착을 얻기 위하여 임플란트 디자인의 개선과 다양한 표면처리 방법이 개발되어 왔는데, 특히 최근 알칼리 에칭과 이온 주입법, 양극산화법 등 생화학적인 골유착을 유도할 수 있는 표면개질 방법이 관심의 대상이 되고 있다. 이러한 방법 중 마그네슘 이온을 함유한 전해액속에서 양극산화피막처리한 임플란트(마그네슘 임플란트)를 이용하여 조기 하중의 가능성이 제시된 바 있다. 그러나 마그네슘 임플란트의 경우 장기간의 기능적 하중을 가한 경우에 대한 연구가 부족한 상태이므로, 이에 본 연구에서는 비글견을 이용한 동물실험을 통해 지연하중을 가한 마그네슘 임플란트의 방사선적, 임상 안정성 검사 및 조직형태학적 분석을 시행하여 화학적 표면개질 임플란트의 골조직 반응을 기계가공 임플란트와 비교 평가하고자 하였다. 발치 후 3개월의 치유과정을 가진 비글 성견 6마리의 하악에 좌우 3개씩 실험용으로 제작된 직경 3.75 mm, 길이 10.0 mm의 나사 형태 임플란트 36개를 보편적인 임플란트 시술시 이용하는 식립법을 이용하여 식립하였다. 18개의 대조군은 기계가공만 한 상태였고, 실험군은 마그네슘을 함유한 전해액에서 양극산화 피막처리하였다. 식립 후 3개월 동안의 치유기간 후 이차수술을 실시하였으며, 연결고정하지 않고 단일치 금관수복으로 보철물을 장착하여 하중을 가하였다. 3개월 동안 하중을 가한 후에 희생시켜 비탈회 연마 표본을 제작하여 조직형태 계측학적 분석을 시행하였다. 임플란트 식립시, 이차 수술시, 하중을 가한 1개월, 3개월 후에 변연골 흡수를 평가하기 위해 방사선학적 검사를 실시하였고, 골계면 사이에서의 안정성을 평가하기 위해 공진주파수 수치를 측정하였다. Mann-Whitney U test와 repeated measured ANOVA를 이용하여 95 퍼센트 유의수준으로 통계적 유의성을 확인하였다. 총 36개의 임플란트 중 8개에서 일차 수술 후 골유착의 실패가 나타났으며, 1개는 3개월의 부하 후에 실패 양상이 나타났다. 공진주파수분석결과, 마그네슘 임플란트군은 대조군과는 달리 공진주파수 수치가 증가하다가 다소 감소하는 양상을 보였으며, 하중을 가한 3개월 후에는 두 군의 수치가 비슷하였다. 방사선 사진 분석 결과 두 군 모두 시간에 따른 변연골 흡수량이 증가하였으며, 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 조직형태학적인 분석 결과 마그네슘-임플란트가 대조군에 비해 더 높은 수치의 골임플란트 계면접촉율을 보여 주었으나, 나사산내 골면적은 더 낮았다. 그러나 두 군 모두에서 통계적 유의성은 없었다. 이상의 결과에서 지연 하중을 가하는 경우에 있어서 골유착에 대한 마그네슘-임플란트의 효과는 기계가공된 임플란트와 유사하였다. 조기 하중시 더 빠르고 강한 골반응을 보여주던 이전 연구와 종합하여 볼 때, 마그네슘 임플란트는 즉시 또는 조기 하중 가능성을 증진시켜 주며, 지연 하중에서는 생체 적합성이 우수한 타이타늄과 유사한 골유착 정도를 보이는 것으로 사료된다. 그러나 임상적으로 화학적 표면개질 방법의 유용성을 판단하기 위해 다양하고 장기적인 임상 연구가 필요하리라 사료된다.