콜라제닉 vs 콜라겐 강화 이식재를 이용한 상악동 거상술: 무작위 대조군 임상시험 (C vs CE)

경상조 돌출부 상승술(tSFE)은 무치악 상악 후방부에서 수직적으로 골을 증대시키기 위한 확립된 기법으로, 측방 접근법보다 침습성이 적은 대안을 제공합니다.

경상조 상악동 증대술에 사용되는 다양한 골 대체물 중 널리 채택된 옵션은 콜라겐이 강화된 우유에서 유래한 골 대체물입니다. 이 재료는 주로 탈단백화된 우유 골 입자와 소량의 고순도 돼지 콜라겐을 혼합하여 구성됩니다. 콜라겐의 첨가는 이식편의 취급성과 성형성을 개선하여 임상 적용을 용이하게 합니다.

대안적 접근법은 돼지 유래 이식편을 사용하는 것으로, 이는 탈항원화 과정으로 인해 천연 콜라겐으로 완전히 함침됩니다. 이는 혈관신생 및 골형성 능력으로 인해 더 나은 재생을 허용하는 것으로 입증되었습니다. 본 연구의 주요 목적은 심하게 흡수된 상악 후방부의 경우 경상조 상악동 바닥 상승술 동안 이식 재료를 배치한 후 골 재생의 질에 대한 조직학적 평가를 수행하는 것입니다. 구체적으로, 분석은 증대된 영역 내에서 천연골, 새로 형성된 골, 결합 조직 및 잔여 이식 재료의 상대적 비율을 정량화할 것입니다. 2차 목표는 방사선 분석을 통해 시간 경과에 따른 이식 영역의 체적 변화(이식 재료의 흡수 또는 수축률 포함)를 평가하고, 이 재생 접근법과 관련된 임플란트 생존율을 평가하는 것입니다.

재료 및 방법: 본 연구는 전향적, 무작위, 대조 임상시험으로 설계되었습니다. 상악동 바닥 아래 잔여 골 높이가 4mm 미만인 상악 후방부에서 임플란트 지지 보철이 필요한 모든 환자가 연구에 적합했습니다. 두 그룹 간 유의미한 차이를 감지하기 위해 각 그룹당 최소 12.2명의 참가자(총 24.4명)가 필요했습니다. 수술 전, 모든 환자는 포괄적인 임상 및 방사선 평가를 받을 것입니다. 여기에는 완전한 치주 검사, 교합 관계 평가 및 보철 공간 평가가 포함됩니다. 콘빔 컴퓨터 단층촬영(CBCT) 스캔과 디지털 치과 인상이 획득될 것입니다. 결과적인 표준 테셀레이션 언어(STL) 및 디지털 영상 및 의학 통신(DICOM) 파일은 전용 소프트웨어(RealGUIDE, 3DIEMME, Cantù, Italy)를 사용한 가상 계획을 위한 디지털 워크플로우에 매칭 및 통합될 것입니다.

국소 마취(1:100,000 에피네프린이 포함된 2% 메피바카인 HCl) 투여 후, 최소 침습적 전층 피판이 상승되어 수술 부위를 노출시킬 것입니다. 상악동 내강으로의 접근은 치조정 접근법을 통해 이루어질 것입니다. 초기 천공은 상악동 바닥의 피질골과 접촉할 때까지 2mm 드릴을 사용하여 수행될 것입니다. 이후 점점 커지는 직경의 골절 나사(일반적으로 3.5 및 4.0mm)를 사용하여 치조정 상악동 개창술을 완료할 것입니다. Schneiderian 막의 예비 박리는 특수 설계된 마이크로 리프터(Dajelevators, Merighi Umberto, Valsamoggia, Italy)를 사용하여 수행될 것입니다. Valsalva 기동을 사용하여 막의 무결성을 확인한 후, 선택된 골 이식 재료를 소량씩 삽입하고 플러거를 사용하여 부드럽게 다짐하여 상악동 바닥 및 측벽과 내벽에서 상악동 막을 추가로 상승시킬 것입니다. 콜라겐성 돼지 골 이식편(MP3, Osteobiol, Giaveno, Italy)은 시험군에 삽입될 것이며, 콜라겐이 강화된 우유 유래 골 대체물(Bio-Oss Collagen, Geistlich, Wolhusen, Switzerland)은 대조군에 사용될 것입니다. 치조골 수준에서 상승된 막 위치까지 총 높이가 최소 10mm로 정의되는 만족스러운 상승이 달성되면(수술 중 치근단 방사선 사진으로 확인), 치조정 접근부는 이식 재료의 최종 증분으로 밀봉될 것입니다.

그런 다음 피판은 단일 단속 봉합을 사용하여 흡수성 6-0 봉합사(Monofast, Medipac, Greece)로 봉합될 것입니다. 수술 후 처치에는 5일간의 항생제 요법(아목시실린/클라불란산 1g 하루 세 번) 및 비스테로이드성 항염증제(케토프로펜 80mg 필요 시)가 포함됩니다. 봉합사는 14일 후 제거되며, 치유는 월별로 모니터링될 것입니다.

점막 상승의 삼차원적 무결성을 평가하기 위해 CBCT 스캔이 수행될 것입니다.

치과 임플란트 설치 및 보철. 6개월의 치유 기간 후, 재생 조직의 질과 성숙도를 평가하기 위해 CBCT 스캔이 수행될 것입니다. 이후, 치과 임플란트는 사전 확립된 수술 계획에 따라 식립될 것입니다. 국소 마취 및 최소 침습적 피판 상승 후, 골절을 유도하기 위해 수술 스텐트가 사용될 것입니다. 수술 모터(SA-310 Elcomed, W&H, Bürmoos, Austria)에 장착된 4mm 외경 트레핀 버는 계획된 임플란트 부위에서 골 코어를 채취하는 데 사용될 것입니다. 채취된 골 표본은 조직학적 분석을 위해 즉시 10% 완충 포르말린 용액(Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italy)에 침지될 것입니다. 그런 다음 임플란트 골절이 완료되고, 임플란트는 계획대로 삽입될 것입니다.

추가 4개월의 치유 기간 후, 보철 재활은 표준 임상 프로토콜에 따라 수행될 것입니다. 이식 영역의 치수 변화를 평가하기 위해 수술 전, 수술 직후 및 수술 6개월 후 CBCT 스캔이 분석될 것입니다. 증대된 영역의 변화는 골 높이와 이식 체적 측면에서 평가될 것입니다. 선형 측정의 경우, 임플란트 부위가 기준으로 사용되며, 평가는 이전에 3D 계획 소프트웨어를 사용하여 결정된 이상적인 임플란트 축을 따라 수행될 것입니다. 치조골 높이(CBH)는 치조정과 상악동 바닥 사이의 수직 거리로 정의될 것입니다.

상악동 너비는 치조정에서 10mm 떨어진 곳에서 내측-협측 치원으로 측정될 것입니다. 12mm의 임계값은 상악동을 넓은(>12mm) 또는 좁은(≤12mm) 것으로 정의하는 데 사용될 것입니다. 체적 분석을 위해, 이식 영역의 삼차원 재구성은 의료 영상 분석을 위한 오픈 소스 소프트웨어 플랫폼인 3D Slicer(버전 5.2.1)에서 수행된 반자동 분할 프로토콜을 사용하여 얻어질 것입니다. 분할은 경험 있는 조작자가 임계값 기반 및 수동 정제 기술을 결합하여 수행할 것입니다. 각 임플란트 부위에 대해, 이식 체적의 STL 파일이 생성될 것입니다. STL 파일은 3D 메시 처리를 위한 오픈 소스 시스템인 MeshLab(버전 2023.12)(www.meshlab.net)을 사용하여 처리되어 총 이식 체적을 입방밀리미터(mm³)로 표현하여 계산할 것입니다. 골 샘플은 조직 변화를 최소화하기 위해 채취 직후 10% 완충 포르말린(Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italy)에 고정될 것입니다. 고정은 72시간 동안 수행된 후, 잔여 포르말린을 제거하기 위해 물로 철저히 헹굴 것입니다. 그런 다음 샘플은 이전에 기술된 대로(Savadori et al., 2023) 마이크로파 보조 프로토콜을 사용하여 17% EDTA, pH 10(Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italy)에서 탈회될 것입니다. 탈회의 종점은 옥살산 암모늄 화학 검사(Giardino et al., 2019)를 사용하여 결정될 것입니다. 탈회 후, 표본은 단계적 에탄올 계열(70% ~ 100%)에서 탈수, 자일렌 투명화 및 파라핀 포매(Giardino et al., 2023)를 거칠 것입니다. 4μm 두께의 조직학적 절편은 회전식 마이크로톰(RM2245, Leica Biosystems, Nussloch, Germany)을 사용하여 얻어질 것입니다. 트레핀 버의 마찰로 인해 영향을 받을 수 있는 영역을 피하여 각 생검의 중심 부분에서 유래된 절편만 분석에 포함될 것입니다. 절편은 실란 처리된 유리 슬라이드(VWR International, Radnor, PA, USA)에 부착되고 헤마톡실린 및 에오신(Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italy)으로 염색되어 새로 형성된 골과 잔여 생체 재료의 식별 및 정량화, 연조직 형태, 세포 구성 및 염증 반응의 정성적 평가가 가능하도록 할 것입니다.

이미지는 Olympus LC30 카메라가 장착된 투과 광학 현미경(CX43, Olympus Corporation, Tokyo, Japan)을 사용하여 획득되고 LCmicro 소프트웨어(버전 2.2)(Olympus Corporation, Tokyo, Japan)로 처리될 것입니다. 각 샘플에 대해 세 개의 대표적인 절편이 분석될 것입니다. 각 절편당 여러 개의 고해상도 현미경 사진이 촬영되고 AutoStitch 소프트웨어(버전 1.0)(University of British Columbia, Vancouver, Canada; www.cs.ubc.ca/~mbrown/autostitch/autostitch.html)를 사용하여 디지털적으로 단일 파노라마 이미지로 스티칭될 것입니다. 이 합성 이미지는 새로 형성된 골과 잔여 생체 재료의 면적을 총 절편 면적의 백분율로 표현하여 정량화하는 조직형태계측 분석에 사용될 것입니다. 측정은 세 절편 모두에서 수행되며, 산술 평균이 계산될 것입니다. 이미지 분석은 ImageJ 소프트웨어(National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA; https://imagej.nih.gov/ij/)를 사용하여 수행될 것입니다. 동일한 이미지는 정성적 평가에도 사용될 것입니다.

표준화된 분석을 위해, 각 골 코어는 동일 평면 내에서 서로 다른 재생 패턴을 가진 영역을 비교하는 것을 피하고, 채취 또는 처리 중 코어 골절로 인한 잠재적 편향을 줄이기 위해 2.5mm 길이의 세그먼트로 나누어질 것입니다. 균일한 길이(7-8mm)의 코어를 얻기 위한 노력이 있지만, 트레핀 추출 또는 탈회 중 기계적 취약성으로 인해 온전한 샘플이 항상 회수되지 않을 가능성이 있습니다. 이러한 이유로, 세그먼트 분석 접근법이 방법론적 표준으로 채택될 것입니다: 제한된 세그먼트만 평가될 수 있는 광물화가 불량한 샘플은 더 길고 구조적으로 온전한 표본과 동등하게 가중치가 부여되지 않을 것입니다. 기계적 무결성이 손상된 비재생 부분은 분석에서 제외될 것입니다.

또한, 헤마톡실린 및 에오신(H&E) 염색은 이전에 검증된 점수 시스템을 기반으로 염증 침윤의 반정량적 평가에 사용될 것입니다. 염증 반응은 염증 세포의 밀도와 분포에 따라 다음과 같이 등급이 매겨질 것입니다:

• 점수 0: 염증 침윤 없음
• 점수 1: 가끔 분리된 단핵 세포
• 점수 2: 제한된 분포를 가진 국소 단핵 침윤
• 점수 3: 중등도 강도의 확산 단핵 침윤
• 점수 4: 세포 응집체 및/또는 과립구 성분을 가진 광범위한 침윤

통계 분석 및 데이터 시각화는 GraphPad Prism(Windows용 버전 8.0.1; GraphPad Software, Boston, MA, USA)을 사용하여 수행될 것입니다. 데이터셋의 모든 변수는 먼저 Shapiro-Wilk 검정을 사용하여 정규성을 검정할 것입니다. 그런 다음 데이터는 정규 분포 변수의 경우 평균 및 표준 편차, 비정규 분포 변수의 경우 중앙값 및 사분위 범위(IQR)를 사용하여 요약될 것입니다.

시험군과 대조군 간의 연령, 잔여 치조골 높이, 상악동 내측-협측 치원, 총 광물화 조직, 새로 형성된 골, 잔여 이식편 및 메쉬 체적(mm³) 측면의 차이는 분포의 정규성에 따라 비짝 t-검정 또는 Mann-Whitney U 검정을 사용하여 평가될 것입니다. 범주형 변수(성별, 흡연 습관, 치주염 병력, 막 천공 존재)의 차이는 Fisher의 정확 검정을 사용하여 평가될 것입니다. 골 코어의 세 정의 영역에 걸친 새로 형성된 골과 잔여 이식편의 평균 순위에 대한 그룹 간 차이는 Kruskal-Wallis 검정을 사용하여 분석될 것입니다.

모든 통계 분석에서, p-값 ≤ 0.05는 통계적으로 유의미한 것으로 간주될 것입니다. 각 경우의 귀무가설은 검정 중인 매개변수에 대해 그룹 간 차이가 없을 것이라고 명시합니다.