이준호 원장의 지상강좌

Connection Integrity에 대해

디자인, 표면처리, 시술편의성, 가격, 역사와 전통, 성공률 등 임상에서 임플란트 재료 및 테크닉을 선택하는 다양한 기준이 있을 것입니다. 거기에 그간 별 관심받지 못했던 connection integrity도 하나의 항목이 되었으면 좋겠습니다.

Connection integrity에 대한 글을 쓰면서 임플란트 임상에 관한 여러 가지 생각이 떠올랐습니다. 이번 기회에 머리 속에서만 맴돌았던 임플란트 디자인, 테크닉 등을 정리해볼까합니다. 단, 다양한 것을 포괄적으로 생각해 보는 것이 아니라 connection integrity를 중심으로 더 유리한 것이 어떤 것인지 편협(?)한 시각으로 해볼까 합니다.

커넥션 형태 : 픽스쳐 타입과 회전 방지 구조 유무
인상법 : abutment-level vs fixture-level
어벗먼트 형태 : gingival part
어벗먼트 형태 : prosthetic part

동일한 임플란트 부품을 써도 치과의사에 따라 다른 치료 결과가 나오는 것을 우리는 잘 알고 있습니다. 임플란트 부품 역시 품질의 편차가 있습니다. 그 중 치수 오차(공차)에 대해서 같이 생각해볼까 합니다.

기계 가공의 산물은 모두 동일한 규격이라고 오인하기 쉬운데, 마이크론 단위에서 보면 모두 다르다고 볼 수 있습니다. 따라서 훌륭한 설계자는 공차에 대한 관용도 있는 디자인을 합니다.

아시다시피 픽스쳐를 중심으로 연결 부위가 튀어나와 있으면 익스터널, 들어가 있으면 인터널 타입입니다.

먼저 익스터널 타입.
어벗먼트와 픽스쳐가 butt joint로 만납니다. 픽스쳐에 어벗먼트가 얹혀 있는 형상입니다. 스크류 힘으로 어벗먼트와 픽스쳐가 결합하며, 어벗먼트-픽스쳐 계면은 수평면접촉을 합니다. 이전 글에서 말씀드렸듯이, “스크류 힘”만으로 버텨야 하니 상대적으로 나사 풀림이나 파절이 많을 수 있는 구조입니다.

수직 교합력에 대해서는 잘 저항할 수 있지만, 수평 교합력에 대해서는 어벗이 휘청거릴 수 있습니다. 또한, 경계가 수평으로 나있으므로, 어벗먼트-픽스쳐 표면이 매끄럽지 못하면 세균이 군집하기 쉬운 구조입니다. 실제로 예전엔 saucerization의 문제(어벗먼트-픽스쳐 경계부 주변 치조골 1.5mm가량이 흡수되는 현상)가 있기도 했지요.

인터널 타입 중 non-submerged입니다.

결합부를 확대해서 보면, 숄더부(보라색)와 옥타(anti-rotation, 하늘색)구조, 내부테이퍼(파란색)가 어벗먼트-픽스쳐 경계인 것을 알 수 있습니다.

굳이 세 부분으로 나눈 이유는 각각의 각도가 다르기에, 셋 중 어느 한 부위에만 픽스쳐-어벗먼트가 접하기 때문입니다. 이론적으로는 세 부위 모두 닿아야겠지만, 현실은 수(십) 마이크론 이상의 공차가 있기 때문에 셋 모두 닿는 것은 불가능합니다.

왼쪽처럼 내부 테이퍼에 닿던지, 오른쪽처럼 숄더부에 닿던지 둘 중 하나입니다. 왼쪽은 아무래도 세균이 좋아할 것 같으니, 제가 설계자라면 오른쪽을 택하겠네요. 오른쪽은 익스터널 대비 접촉 면적이 늘었지만, 여전히 아쉽습니다. 참고로, 인터널은 conical joint라 하는데, 원뿔대같은 면접촉에서 나온 말이겠지요.

인터널 타입 중 submerged는 11도 테이퍼 conical interface를 가집니다.

헥사 구조는 어벗먼트-픽스쳐가 닿지 않고, 내부 테이퍼 부분에서 서로 긴밀하게 접촉합니다. 다른 타입에 비해 단순한 커넥션 구조를 가졌습니다.

국내 D1, D2사 두 곳의 디자인을 보면, 면접촉량이 적은 디자인(파란색)도 있고, 많은 디자인(보라색)도 있습니다. Anti-rotation 구조(헥사)를 둘다 가지고 있지만, 한쪽은 면접촉을 늘리기 위해 헥사를 많이 양보한 것을 알 수 있습니다. 제 경험으로는 왼쪽보다 오른쪽에서 나사 풀림의 경향이 훨씬 덜했던 것 같습니다.

왼쪽부터 익스터널, 인터널 넌서브머지드, 인터널 서브머지드1, 서브머지드2.

수평력이 가해질 때 왼쪽 디자인은 픽스쳐와 어벗의 미세한 분리가 잘 일어날 것 같습니다. 특히 스크류의 조임이 약하면 어벗이 휘청거리면서 microgap이 생길 것 같네요. 세균이 모여서 악취가 나고, 골흡수가 일어나는 주요 원인이지요.

수직력에 대해서는 butt joint가 유리합니다. Conical joint에는 wedge effect가 발생되겠지요. 즉, 어벗먼트가 픽스쳐 내부로 밀려들어가면서 픽스쳐를 수평 방향으로 팽창시키게 됩니다. 티타늄 합금도 연전성이 있기 때문에 늘어나긴 하는데, 그 한계를 넘어서면 tearing이 발생됩니다. 직경이 작은 픽스쳐의 경우 간혹 상부가 찢어지기도 했었는데, 바로 이런 이유 때문입니다. 구치부에는 3.8 이상 써라는 말과 일맥 상통하기도 합니다.

Lathe(선반) 절삭 가공. 고속 회전하는 재료에 공구를 갖다대면 소재가 깎여나감

<42면에 계속>