난치성 골질환 치료에 관한 최신지견 (6)

6. 치과임플란트와 골이식술 (1)

치아의 상실은 턱뼈 치조골의 생리학적 재흡수를 일으키게 된다. 흡수 정도는 크게 다양한 구강내 환경에 따라 다르게 나타난다. 치아의 상실로 인한 치아 손실과 오랜 기간 동안 의치 틀 착용으로 인한 경우에는 생리적 재흡수 과정이 극한으로 나타나게 된다. 심한 경우에는 치조골 상방의 연조직의 왜곡, 연한 융기로 인해 틀니 착용이 어렵거나 불가능하다.

이전에 무치악 환자를 재활시킬 수 있는 유일한 방법은 의치를 지탱할 수 있는 영역을 개선하기 위해 외과적 수술을 통해서 의치의 힘을 분산할 수 있도록 치조골 성형술이나 골이식술 등을 동반하는 경우도 있으며 임플란트 지지형 의치를 고려해 볼수 있다.

이와 같은 다양한 보철적인 수복 방법이 있음에도 치아의 상실 부위의 골흡수는 아주 심각한 수준에 이르게 될 수 있으며 이러한 환경을 개선하기 위한 골이식술은 필수적인 상황이다.

결국 최근 각광받고 있는 치과임플란트의 성공 여부는 주로 수혜사이트에서 사용 가능한 뼈의 질과 양에 달려 있다. 그러나 이것은 종양, 외상 또는 치주 질환 등으로 인해 손상되거나 이용 불가능할 수 있으며, 이는 추가로 뼈 확대 술의 필요성을 필요로 하고 있다.

성공적인 재생을 위해서는 세포, 지지체 및 신호 분자의 필수 구성 요소가 필요하다. 조직공학에서는 3대 필수요소로 이야기하고 있는데 stem cell, scaffold, cystokain이라고 한다.

이것은 자가뼈의 사용이 가장 효과적으로 이루어진다고 보고 있기 때문에 다른 모든 유형의 뼈 재생 물질을 비교하는 뼈 재생의 금 표준(Gold standard)으로 간주하고 있다. 그러나 골이식에 대한 재생 생체 재료의 분야에서 엄청난 발전과 함께, 광범위한 biomaterials는 autologous 뼈의 대안으로 급부상하고 있다.

골의 치유는 골 형성 세포, 골전도 기질, 골유도 신호의 세 가지와 더불어 기계적 안정성 및 혈관화 과정을 필요로 하는 다단계적인 과정이다. 따라서 가장 이상적인 자가골 대체재는 이러한 조건들을 충족시키면서 면역학적 거부 반응이나 질환 감염의 위험이 없으며, 재생되는 골에 의하여 점진적으로 대치되어 이식물이 숙주골(host bone)에 합병되는 융합(incorporation)이 이루어져야 한다(Campana V, Milano G, Pagano E, et al: Bone substitutes in orthopaedic surgery: from basic science to clinical practice. J Mater Sci Mater Med, 25: 2445-2461, 2014.).

골 대체재 물질들은 구성, 기계적 강도, 기능의 생물학적 기전이 다양하며, 각각 고유의 장단점들을 가지고 있어 생물질적 특징의 다양한 측면과 골 치유와의 연관성에 대한 이해가 요구된다.

이식골의 형태는 두가지로 분리해서 이식하는 것이 치유양상을 높이고 향후 지속적인 remodeling을 가질수 있다. 피질골과 수질골을 따로 분리하여 골이식을 진행하는 것이 지속적인 골치유와 함께 골재생을 기대할 수 있다.

(1) 자가 이식골 이식

치과 임플란트 분야에서 가장 어려운 과제 중 하나는 큰 뼈의 결함이나 결핍을 치료하는 것이다. 자가 조직 뼈는 중간 엽 줄기 세포가 골 형성 선조 세포로 분화되도록 유도 할 수 있는 다양한 성장 인자를 제공한다.

그들은 또한 추가 동형이 발생할 수 있는 발판 역할을 하여 osteoconduction에 도움이 된다. 또한, 면역 거부 반응의 위험이 없으며 장기간의 연구 결과는 우수한 장기 결과를 나타내고 있다.

구강 내 뼈를 채취하기 선호되는 부위는 하악골, 하악골 ramus나 턱의 정중부위이다. 여분의 구강 내 장골과 경골에서 많은 양의 자가 이식골을 채취도 가능하다. 최근에는 장골부위의 bone miner라는 기구를 이용하여 장골(iliac) bone내의 수질부위를 채취하는 기술을 사용하기도 한다.

그러나 자가 골의 양은 기증자 사이트의 심각한 병적 상태를 피하기 위해 종종 제한 될 수 있다. 이 문제를 피하기 위해 몇 가지 기술이 개발되기도 하였다.

이식된 뼈의 치유과정은 기본적으로 골형성(osteogenesis), 골유도(osteoinductio), 골전도(osteoconduction)의 3가지의 형태로 설명할 수 있다. 골형성은 살아있는 조골세포(osteoblast)들이나 전조골세포들이 직접 뼈를 형성하는 것이다.

즉 자가골의 망상골, 골수, 골막들에 존재하는 골형성세포들은 직접 신생골을 형성할 수 잇으며 혈관과 골조직을 성공적으로 복합이식한 경우 골형성 및 골개조 과정을 거치게 된다.

골이식의 block bone grafting에 이러한 개념을 이용하여 corticocancelous bone grafting을 시행시에는 이와 같은 현상을 고려할 수 있지만 골이식 bed에 대한 철저한 혈관공급이 이루어지도록 preparation이 필요하다.

골유도는 미분화간엽세포, 전조골세포나 줄기세포를 뼈를 생성할 수 있는 세포로 유도하여 뼈를 형성하는 과정으로 골유도성 골형성단백질 혹은 비교원질성 단백질 등과 같은 특수 단백질에 의해 이루어진다.

골전도는 결손부를 채운 이식 재료가 기질로 작용하여 숙주골로부터 신생골이 형성되어 이식재료를 자가골로 대체해 가는 것을 의미한다. 기존의 xenograft과 aplastic material등이 이러한 골전도 역할을 담당하고 있다.

골괴이식(block bone graft)은 주로 골유도와 골전도로 새로운 골의 형성을 하게 되며 수용부의 골조직에서 골형성세포들이 자라나와서 새로운 골을 형성하게 된다.

자가골 이식은 3가지 형태로 이루어지고 있다.

첫 번째 방법은 피질골과 수질골의 덩어리(골괴)를 혈류공급원이 없이 이식하는 것이다. 이것이 가장 오래된 방법이고 본지에 소개된 case이다. 골형성세포보다는 광물성의 무기질을 더 많이 함유하고 있다.

생활세포가 더 많이 포함된 망상골에 비해 신생골 형성량이 적고 혈관경과 함께 이식된 혈류화골이식과는 다른 원래 뼈세포들을 제대로 유지하지 못하고 치유속도가 느린 단점을 가지고 있어서 노출의 위험성과 골괴사에 이루는 감염을 일으키기도 한다.

두 번째 방법은 혈류를 유지시킨 상태로 피질골과 수질골로 이루어진 골괴를 이식하는 방법과 세 번째 방법은 망상골과 치밀골을 골 분쇄기를 이용하여 작은 입자로 갈아서 이식하는 방법이다.

다음 호에 계속 ▶

목차
1. 약물성 골괴사증의 최신지견
2. 골수염 치료의 최신지견
3. 골수와 관련된 질환에 대한 치료개념의 변화
4. 난치성 골질환과 관련된 진단
5. 골이식의 최신개념
6. 치과임플란트와 골이식술
7. 상악동거상술과 임플란트 식립
8. Immediate postextraction implantation

권경환 교수 (원광대학교 치과대학 구강악안면외과)
-원광대학교 치과대학 졸업
-원광대학교 치과대학 부속병원 구강악안면외과 수련
-전남대학교 치의학대학원 구강악안면 외과학교실 박사학위 취득
-Texas Baylor 치대 구강악안면외과 교환교수(rhBMP-2 연구)
-16대 원광대학교 치과대학 부속치과병원장
-원광대학교 치과대학 구강악안면외과학교실 주임교수
-보건복지부 장애등급판정위원(치과대표)
-한국의료분쟁조정중재원 치과분야 중재위원
-대한악안면성형재건외과학회 보험이사