• 대한치과보철학회지
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• 제50권1호
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• pp.29-35
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• 2012

연구 목적: 임플란트-골 계면에서 발생하는 과도한 열은 골유착을 저해하여 임플란트의 실패를 유발한다. 이에 이번 연구에서는 임플란트 금 합금 보철물의 교합면 삭제시 임플란트-골 계면으로의 열전달 양상과 냉각 방식의 효율성을 알아 보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 온도 감지 장치 제작을 위하여 Internal cone 연결형태의 임플란트에 16개의 K형 열전대를 부착하여 아크릴릭 레진에 포매하였다. 치과용 금 합금과 주조용 abutment를 사용하여 교합면에 3개의 요철을 가지는 시편을 10개 제작하였고, 연결 나사를 이용하여 임플란트와 연결한 뒤 온도 감지 장치를 $37^{\circ}C$ 유지되는 수조에 위치시켰다. 저속 핸드피스와 green stone bur를 이용하여 30초 동안 보철물의 요철을 삭제하였는데, 무냉각군, 공기 냉각 군, 물 분사 냉각 군으로 나누어 요철을 삭제하였다. 보철물이 삭제 되는 동안 임플란트의 부위별로 온도가 0.05초 간격으로 기록되었고, 삭제를 멈춘 뒤에도 무 냉각 군의 경우 임계 온도인 $47^{\circ}C$ 이하로 온도가 하강할 때까지, 공기 냉각군과 물 분사 냉각군의 경우 삭제 중단 후 30초 동안 추가로 온도를 기록하였다. 냉각 방식에 따른 임플란트-골 계면의 온도를 알아보고, 임플란트의 부위별 온도변화의 유의차를 알아보기 위하여 one-way ANOVA를 실시하였고, Turkey HSD 이용하여 95% 유의수준에서 사후 검증하였다. 결과: 무 냉각 군은 임플란트-골 계면의 온도가 $47^{\circ}C$ 이상으로 상승하였으며, 임플란트의 경부에서 유의하게 높은 열이 측정되었다(P>.05). 공기냉각군과물분사냉각군은 임플란트-골 계면의 온도가 $47^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 무 냉각 군에서 임플란트 경부의 온도가 $47^{\circ}C$에 도달되는 데는 약 $10.8{\pm}1.5$초가 소요되었다. 공기 냉각 군과 물 분사 냉각 군 사이에서는 임플란트-골 계면 온도의 유의차가 없었다(P>.05). 결론: 이상의 결과로부터 임플란트 금 합금 보철물의 교합면 삭제 시, 임플란트 주위 조직에 위해를 가할 수 있는 임계 온도 이상의 열이 발생했음을 알 수 있었으며, 냉각 방식은 공기 냉각과 물 분사 냉각 모두 효과적이라고 생각된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.83-83
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• 2017

생체재료의 표면은 이식과 동시에 생체계면의 역할을 하게 되어, 일련의 생물학적 반응이 시작되고 진행되는 중요한 장소가 된다. 초기에 생체계면에서 일어나는 단백질 흡착이나 염증반응을 비롯한 생물학적 반응들은 궁극적으로 임플란트의 성패를 좌우할 만큼 중요하다. 골융합을 개선하기 위한 다른 방법으로 생체불활성의 타이타늄 (Ti)과 골조직의 능동적인 반응을 이루기 위해 생체활성 표면을 부여함으로서 계면에서의 골형성 반응을 증진시키는 방법이 이용된다. 생체불활성의 Ti과 Ti합금은 골조직과 직접적인 결합을 이루지 못하므로, 골조직과의 반응을 향상하기 위해 여러 종류의 생체활성 재료를 코팅하는 방법이 연구되어 왔고, 이 중 생체의 변화와 가장 유사한 하이드록시아파타이트 코팅이 가장 대중적인 방법으로 사용되었으며 이는 초기 골형성을 촉진하는 것으로 알려졌다. 치과용 임플란트의 표면형상과 화학조성이 골 융합에 영향을 미치는 가장 중요한 인자이므로 최근의 연구동향은 이들 두 가지 표면특성을 결합함으로서 결과적으로 최적의 골세포반응을 유도하고, 골융합 후 골조직과의 micromechanical interlocking에 의해 임플란트의 안정성에 중요한 역할을 하는 마이크론 단위의 표면조도와 표면 구조를 유지하면서, 부가적으로 골 조직 반응을 능동적으로 개선할 수 있는 생체활성 성분을 부여하여 골 융합에 상승효과를 이루기 위한 표면처리법에 관해 많은 연구가 요구되어지고 있다. 따라서 골을 구하는 원소인 망간과 실리콘으로 치환된 하이드록시아파타이트를 플라즈마 전해 산화법으로 코팅하여 세포와 잘 결합할 수 있는 표면을 제공함으로써 골 융합과 치유기간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. 실험방법은 시편은 치과 임플란트 제작 합금인 Ti-6Al-4V ELI disk (grade 5, Timet Co., USA; diameter, 10 mm, thickness, 3 mm)이며, calcium acetate monohydrate, calcium glycerophosphate, manganese(II) acetate tetrahydrate, sodium metasilicate을 설계조건에 따라 혼합 제조된 전해질 용액을 이용하여 플라즈마 전해 산화법으로 표면 코팅을 실시하였다. 각 시편의 플라즈마 전해시 전압은 280V로 인가하였고, 전류밀도는 70mA로 정전류를 공급하여 해당 인가전압 도달 후 3분 동안 정전압 방식을 유지하였다. 코팅된 피막 표면을 주사전자현미경과 X-선 회절분석을 통하여 미세구조 및 결정상을 관찰하였다. 또한 코팅된 표면의 생체활성 평가는 정량적으로 평가하기 위해 동전위시험과 AC 임피던스를 통하여 시행하였다. 분극거동을 확인하기 위해 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하여 구강 내 환경과 유사한 $36.5{\pm}1^{\circ}C$의 0.9 wt.% NaCl에서 실시하였다. 전기화학적 부식 거동은 potentiodynamic 방법으로 조사하였고 인가전위는 -1500 mV에서 2000 mV까지 분당 1.67 mV/min 의 주사속도로 인가하여 시험을 수행하였다. 임피던스 측정은 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하였으며, 측정에 사용한 주파수 영역은 10mHz ~ 100kHz 까지의 범위로 하여 조사하였고 ZSimWin(Princeton applied Research, USA) 소프트웨어를 사용하여 용액의 저항, 분극 저항 값을 산출하였다. 망간의 함량이 증가할수록 불규칙한 기공을 보였으며, 실리콘은 $TiO_2$ 산화막 형성을 저해하는 경향을 확인할 수 있었다. 단독으로 표면을 처리한 경우보다 두 가지 원소를 이용해 복합 표면처리를 시행한 경우가 내식성이 좋아 임플란트과의 골 유착에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권3호
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• pp.255-265
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• 2009

즉시 하중에 대한 관심과 시도가 증가되고 있지만, 명확한 술식이 정립되어 있지는 않다. 본 연구에서는 상악 전치부 임플란트에서 즉시 하중시에 골과 임플란트에 나타나는 응력분포 양상을 3차원 유한요소법을 이용하여 알아보고자 하였다. 골질이 D3인 상악 전치부의 골모형을 구성하고, 서로 다른 길이(8.5 mm, 10.0 mm, 11.5 mm, 13.0 mm, 15.0 mm)의 직경 4.0 mm 나사형 임플란트를 식립한 모형을 제작하였다. 해석 절차의 간소화를 위하여 모든 물성은 등방성, 선형탄성, 균질성으로 가정하였다. 골-임플란트 계면은 접촉 요소법으로 처리하여 골유착이 일어나기 전 상태로 구성하였다. 지대주 장축에 120도의 각도로 지대주의 구개 절단각 중앙부에 176 N의 정하중을 가하고 응력분포를 관찰하였다. von Mises stress를 이용하여 응력을 분석한 결과 모든 모형에서 순측 피질골에 응력이 집중되었으며 피질골과 망상골의 경계부에서 최대 응력값을 나타내었다. 길이에 따른 비교시 8.5 mm 모형에서 가장 큰 최대 응력값을 나타냈으며, 임플란트 길이가 증가될수록 좀 더 양호한 응력 분포를 나타내었다. 상악 전치부 즉시 하중시에 피질골의 존재 유무는 매우 중요하며, 길이가 긴 임플란트를 식립하는 것이 유리하며, 가능하면 13.0 mm 이상의 임플란트를 식립하는 것이 즉시하중을 시행할 때 응력 분산에 유리한 것으로 판단된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제53권2호
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• pp.120-127
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• 2015

목적: 4종의 임플란트 나사산이 골유착 중간과정과 완료 이후 단계에서 보이는 응력분산 특성을 평가하고자 한다. 재료 및 방법: 실린더형 몸체(외경 4.1 mm 길이 10 mm)에 이전연구에서 식립 특성이 우수하게 평가되었던 V-자형 나사산과 다른 3종(buttress형, reverse buttress형, square형)의 나사산을 가진 4종의 임플란트가 악골에 매식된 복합체 모델을 CAD 프로그램으로 제작하였다. 지대주 상부에 100 N의 힘을 임플란트 장축과 30도 방향으로 부하하고 인접골 응력분포를 유한요소 해석하였다. 응력분산 특성이 골유착 진척 상태에 따라 달라질 수 있다는 가정하에 임플란트/골 계면을 골유착 미숙단계와 골유착 완료단계의 두 가지로 구분하여 분석하였다. 골유착 미숙단계는 임플란트/골 계면을 비선형 contact 조건(마찰계수 0.3)으로 모사하였고, 골유착이 완료된 단계에 대해서는 계면이 충분히 결합된 것으로 간주하여 접합(bonding) 조건을 부여하였다. 결과: 골유착 정도에 따라 임플란트의 응력분산 특성이 달라졌다. 골유착 미숙단계에서는 골응력과 나사산에 따른 응력 특성의 차이도 상대적으로 컸고 골유착 완료단계에서는 골응력의 절대값과 나사산간 차이가 모두 감소하였으며, V-자형 나사산의 응력분산 특성은 골유착 미숙 및 완료단계에서 모두 4종 나사산의 중간 정도였다. 이로부터 나사산 디자인의 차이는 임플란트 식립후 골유착이 진행되는 과정까지 영향을 미치며, 일단 골유착이 완료되면 나사산의 영향은 급격히 감소할 것임을 추론할 수 있었다. 결론: V-자형 나사산의 응력분산 특성은 골유착이 이루어지는 단계와 완료된 이후 단계 전기간 동안 4종 나사산의 중간 정도였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제51권2호
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• pp.82-89
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• 2013

연구 목적: 본 연구는 양극산화 임플란트에 골형성단백질과 혈관내피세포성장인자를 코팅한 임플란트를 토끼의 경골에 식립하여 골과 임플란트 계면의 골유착 향상의 가능성을 평가하고자 시행하였다. 연구 재료 및 방법: 6마리의 토끼 양측 경골에 코팅을 하지 않은 양극 산화 임플란트(대조군)와 골형성단백질과 혈관내피세포성장인자를 코팅한 임플란트(실험군)을 각각 한쪽에 2개씩 식립하였다, 토끼는 2주, 8주에 각각 3마리씩 희생하였고 전체 식립된 임플란트는 24개이었다. 각 시기별, 그룹별 임플란트 수는 각각 6개씩이었다. 임플란트안정지수(resonance frequency analysis (RFA)), 회전 제거력(Removable torque measurement (RTQ))을 희생 시기에 측정하였다. 독립표본 t-test (SPSS Ver. 15.0, Chicago, USA)을 이용하여 2주, 8주에서 대조군과 실험군의 차이를 비교 분석하고, 유의수준95%에서 통계적으로 검정하였다. 결과:대조군과 실험군 모두 8주에서 우수한 골유착을 보였다. 특히 실험군에서 8주에 ISQ, RTQ 값 모두 대조군과 비교하여 우수한 값을 나타내었다 (P<.05). 하지만 2주에서는 두군 사이에 통계적 유의성을 보이지 않았다(P>.05). 결론: 골형성 단백질과 혈관내피세포성장인자를 임플란트 표면에 코팅하여 식립하는 것은 치유의 후반기에 골유착을 증대하는 것으로 사료된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제24권4호
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• pp.337-349
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• 2008

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.

• 구강회복응용과학지
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• 제26권1호
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• pp.47-57
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• 2010

임플란트-골 계면상에 미세동요 없이 회복기를 가지는 것은 골융합을 위해서 필수적이다. 이를 위해 임플란트의 초기 안정성은 성공적인 예후를 위해서 중요한 요건이다. 충분한 골질과 골량은 임플란트의 초기 안정성과 조기 실패 방지를 위해 중요한 요소이지만, 임플란트가 갖는 외형적 특성이 초기 안정성에 미치는 영향에 대한 연구는 부족하다. 이에 본 연구는 임플란트의 형태가 초기 안정성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 골질에 따라 피질골과 해면골의 두께가 서로 다른 모형골에 straight body의 US II, GS II, SS II system과 tapered body의 GS III system (OSSTEM Implant Co., Seoul, Korea) 임플란트를 식립하고 식립 회전력과 공진 주파수 및 동요도를 측정하였다. 이번 실험에서 초기 안정성에 주요한 영향을 미치는 요소는 골질로 나타났다. 임플란트의 형태에 따라 이중 나사선을 가지는 GS II 임플란트가 초기 안정성은 높게 나타났으며 tapered 한 임플란트가 straight 임플란트에 비해서 높은 초기 안정성을 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 또한 tapered 임플란트 식립 시 임플란트의 외형과 조화된 식립구를 형성하는 것이 피질골이 두꺼운 경우 피질골에 과도한 압축력을 감소시키고 반대의 경우 해면골로부터 좀 더 많은 골고정을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제48권4호
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• pp.308-314
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• 2010

연구 목적: 본 연구의 목적은 골 유착된 임플란트에 인위적 비틀림을 가하여 골 유착을 파괴시킨 뒤 시간 경과에 따른 골 재유착력의 변화와 임플란트와 골과의 계면에서의 골 반응을 조직형태학적으로 분석하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 표면처리 하지 않은 실험용 임플란트 (cp titanium, ${\phi}3.75\;mm{\times}4\;mm$)를 제작하였다. 3.5 kg이상의 뉴질랜드산 흰색 암컷 토끼 12마리의 좌우 경골에 제작한 임플란트를 2 - 3개씩 식립한 후, 6주의 골유착 유도한 기간을 부여한 후 비틀림 제거력을 측정하여 1차 측정치로 기록한 다음, 골 재유착을 얻기 위하여 다시 침하시켰다. 시간 경과에 따른 골유착의 변화를 살펴보기 위해 각각 4일 (I군), 1주 (II군), 2주 (III군), 3주 (IV군), 4주 (V군), 및 5주 (VI군)의 치유기간 후에 2차 비틀림 제거력을 측정하였다. 형광 조사 하에서 골 재형성여부를 검사하기 위해서 각군의 토끼에게 테트라사이클린 15 mg/kg을 근육 주사하였다. 2차 비틀림 제거력을 측정한 후 토끼를 희생시키고 각 실험군당 2 - 3개씩 총 16개를 제작하였다. 광학 현미경을 이용하여 형광 조사 하에서 골재형성여부를 관찰하였다. 측정된 각 실험군의 1차 비틀림 제거력과 2차 비틀림 제거력의 증감율의 평균을 구하였다. 그리고 각 실험군에서 그리고 실험군간에서 2차 비틀림 제거력이 1차 비틀림 제거력에 대하여 유의한 변화가 있는지 알아보기 위하여 paired t-test, one-way ANOVA, 그리고 DUNCAN 다중비교법으로 통계처리하였다. 결과: 실험 I군과 II군에서는 2차 비틀림 제거력이 감소하였으며 특히 실험 I군은 유의성 있게 감소하였다. 실험 III, IV, V, 그리고 VI군에서는 2차 비틀림 제거력이 유의성있게 증가하였다. 실험군 간 차이 비교에서, 실험 I, II군과 실험 III, IV, V, VI군 사이에 유의성있는 차이를 보였다. 형광 조사 검사에서 1주째 시편부터는 임플란트와 골과의 계면 부위에서 형광띠로 나타나는 광물화가 시작되는 부분이 관찰되었으며, 2주째 시편 이후부터는 더욱 분명하게 골생성이 이루어짐을 볼 수 있었다. 결론: 임플란트에 의원성 동요가 발생된 후 힘을 가하지 않은 상태로 일정시간 유지하게 되면 임플란트와 골 사이 계면에 다시 골유착이 발생되며 토끼의 경골에서는 높은 골유착력을 2주 만에 얻을 수 있었다는 것을 알 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제33권2호
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• pp.354-357
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• 1995

The secondary ion of titanium from commercially pur titanium implant which installed at Rabbit tibia. Was analyzed by Secondary lon Mass Spectroscopy. And we detected about 3476 ppm ion from $10-50{\mu}m$ distance from interface.

• 대한치과보철학회지
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• 제52권1호
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• pp.9-17
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• 2014

연구 목적: 본 연구에서는 외과적으로 형성한 골 결손부에 이종골 이식과 함께 식립한 지르코니아 임플란트의 골유착에 대한 기계적 안정성과 조직학적 반응을 타이타늄 임플란트와 비교하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 6마리 돼지의 경골에 인위적으로 형성한 골 결손 부위에 대조군인 18개의 상용 타이타늄 나사형 임플란트와 실험군인 18개의 샌드블라스팅한 지르코니아(Y-TZP) 나사형 임플란트를 각각 식립하고 차폐막을 이용하여 이종골을 이식하였으며 1주, 4주, 12주후에 각각 2마리씩 희생시켜 조직 시편을 제작하였다. 식립 직후와 식립 1주, 4주, 12주 후에 각각 페리오테스트를 이용하여 임플란트의 안정성을 측정하였고, 광학현미경으로 조직학적 관찰과 조직계측학적 분석을 하였으며 주사전자현미경으로 임플란트의 표면 특성과 골-임플란트 계면을 관찰하였다. 결과: 페리오테스트를 이용한 임플란트 안정성 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 없었고, 조직학적 분석 결과, 각 군 모두 4주에 이식골의 재흡수와 조골세포의 활발한 활동에 의해 신생골이 형성되기 시작하였다. 골-임플란트 접촉률 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 있었으며(P<.05), 특히 4주와 12주에서 실험군과 대조군 사이에 2시점에서 유의한 차이를 보였다(P<.05). 골 면적률 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 없었다. 주사전자현미경 관찰 결과, 대조군은 균일한 다공성의 거친 표면을 나타냈고 실험군은 무정형 입자들이 불규칙하게 산재된 표면을 보여 주었다. 각 군 모두 4주에 임플란트 표면과 골 조직 사이에 빈 공간이 관찰되었고 12주에는 일부 공간에서 골 조직으로 채워진 양상을 보였다. 결론: 차폐막을 이용한 이종골 이식을 동반하는 경우 본 실험에 사용된 지르코니아 임플란트의 골-임플란트 접촉률은 양극산화 표면처리를 한 타이타늄 임플란트에 크게 미치지 못하므로 지르코니아 임플란트의 실용화를 위해서는 표면 처리 방법 등에 대한 지속적인 연구를 통한 개선이 필요하다고 사료된다.