SAS의 올바른 선택과 효율적 적용

박영철 교수

Proper Selection and Efficient Application


교정치료시에 적절한 고정원의 조절이 교정치료의 성패와 직결되며 치료의 질을 결정하는 가장 중요한 요인이 된다. 성공적인 치료결과를 얻기 위하여 고정원을 확보하기위한 여러 선학들의 노력이 있어왔으며 많은 고정방법이 개발되었다.

Maximum Anchorage가 요구되는 경우에는anchor unit에 포함되는 치아의 수를 늘리거나Lingual arch, Nance holding arch와 같은 구내장치의 사용 또는 Moment force ratio의 조절을 통해서 고정원 확보를 시도하였으나 만족한 효과를 얻기에는 한계가 있었다. 또한 Headgear 등의 구외장치는 환자의 협조에 의존하는 문제가 있다.

최근 교정치료에 Skeletal Anchorage System의 효과적인 사용 예가 소개된 이래로 고정원을 100% 확보할 수 있는 absolute anchorage가 가능하게 되면서 교정치료 분야에 새로운 가능성이 열리고있다. Skeletal Anchorage System 중 보철용 implant는 시술이 복잡하고, 비싸며, implant 식립을 위한 충분한 무치악 치조골이 필요하며 시술 후 교정력을 가하기 위하여 3-4개월을 기다려야 하는 등의 불편함이 있고, Miniplate는 시술시 외과의사의 협조가 필요하며 식립 부위가 제한되어 있고 구강내 노출부위에 감염의 위험이 있다.

최근 새롭게 각광을 받고있는 Miniscrew는 환자와 술자에게 많은 장점을 갖고있다. 즉 식립 및 제거가 용이하고 식립 즉시 교정력을 가할 수 있으며 식립 부위가 다양하고 임상적용범위가 넓으며 경제적이다. 또한 치료계획을 단순화 할 수 있고, 교정치료의 영역을 넓힐 수 있으며 치료기간을 단축시킬 수 있다.

연자는 아래의 순서로 Miniscrew implant의 교정적 사용에 관하여 토의 하고자 한다.

  1. Overviews of the Skeletal Anchorage System
  2. Advantages and limitations of Miniscrew
  3. Clinical considerations of Miniscrew
    1. Anatomical consideration
    2. Method of implantation
    3. Mid palatal implant
    4. Screw design
  4. Clinical applications and Case presentation
  5. Future Prospects

 

SAS의 이론적 근거와 효과적인 시술방법

김태우 교수

Scientific Background and Evidence-based Technique


I. 교정치료를 위한 고정원으로서의 임플란트

 

A. Gainsforth와 Higley (1945)

 

 

1. vitallium screw를 동물에서 적용하여 140-200 mg의 힘을 가함
2. 상악견치의 견인, 31일간 유지

 

B. Linkow (1969)

 

 

1. 무치악 부위에 보철물을 위해 Blade-vent implant 를 매식하고 Class II elastic을 사용


II. Onplant

 

C. Black과 Hoffman (1995)

 

 

1. 개의 구개에 HA를 coating한 onplant 사용

 

D. Wehrbein (1998)


* Implant와 Onplant의 교정치료에 응용 시 단점

 

1. 비용 - 보철을 하기 위한 implant를 매식하였다면, 이를 사용하면 되지만, 교정치료 자체를 위해서 골유착 임플란트를 매식하기란 실제 어렵다.
2. 기간 - 골유착 후 교정력을 가하려면, 최소 3개월에서 9개월까지 기다려야 한다.
3. 제거 - 교정치료만을 위해 implant를 매식한 경우, 교정치료 후에 제거를 하여야 하는데, 제거가 어렵다.
4. 위치 선정 - 교정 치료 후 보철물이 들어갈 자리를 예상해서 implant를 매식하여야 한다.
5. 재시술의 어려움 - 탈락되었을 경우, 다시 시술하기 곤란하다.


III. Micro-screw (Micro-implant)

 

1) 역사

 

 

1. Ryuzo Kanomi (JCO, 1997)
2. Costa A, Raffani M, Melsen B. (Int J Adult Orthod Orthognathic Surg, 1998)
3. Junji Sugawara et al (AJODO, 1999)
4. 박효상 (micro-implant를 이용한 교정치료, 2001)

 

2) 특징

 

 

i. Need not osseointegration - easy removal
ii. No waiting time - early loading
iii. Small size - advantage in site selection
iv. Low price
v. Problem in 3D force system
vi. Limited stability
vii. No long follow-up data

 

3) Micro-implant의 안정성을 위한 고려 사항

 

 

1. Drilling method로 매식할 경우 마찰열을 줄인다.

 

 

 

· Lundström (1972) - Heat and bone tissue
가열한 임플란트를 골에 삽입한 후, 50°C에서 30초간, 그리고 70°C에 순간적인 노출도 골조직에 비가역적인 손상을 입힌다.
· Eriksson (1984) - The effect of heat on bone regeneration
· Adell (1982) - Brånemark implant를 시술 시 식염수로 충분하게 냉각시키면서 2000 rpm이하의 drill 속도를 사용해서 시술할 경우 골손상을 최소로 할 수 있다.

 

 

2. 가급적 Drill-free micro-implant의 사용

 

 

· Tapping
Non-self tapping screw
Self tapping screw
· Bähr (1990, 1993) - Pre-tapped and self-tapping screws
Self tapping screw는 접촉면적이 커서 안정성이 크다.
drilling으로 인한 골파편이 적은 장점이 있다. (김종완, 최희영, 김태우, 장영일, 2001년 제 34회 대한치과교정학회 학술대회, Microscrew의 교정적 고정원으로 사용시 drilling과정 유무가 microscrew 안정성에 끼치는 영향에 관한 연구)
drilling 없이 시술하는 것이 더 안정적이다.
· Self tapping screw를 사용하여 drilling을 하지 않고 micro-implant를 매식한다.

 

 

3. 조기하중

 

 

· Brånemark : unloaded to achieve max bone contact
· Roberts : for 4 months
· Wehrbein : for 12 weeks
· Weiss CM (1987), Melsen (2000) : immediate loading
· Melsen (2000) : 동물실험, 16개의 titanium vanadium screw를 매식 직 후, 25-50g의 교정력, 2개 탈락, 12개 골유착을 보임. 조기 하중의 가능성을 주장.
· Kanomi (1997) : advocate period of healing & osseointegration, 2개월의 골유착 기간을 주장
· Sugawara : early loading
· microscrew에 대한 객관적인 비교 연구가 필요하다. 김종완 등 (2001)은 early loading에서 골유착이 일어남을 보였다.

 

 

4. 하중의 크기

 

 

· Roberts 등(1989), Herzezeler 등 (1998) - 300 gm의 힘에 골유착, 안정적
· Majzoub (1999) - 150gm
· 김종완 등 (2001) - 200-300gm
· 박효상 (2001) - 1.2mm의 size에서 200gm이내의 교정력, 하악골의 경우 400gm까지 가능
· 힘의 upper limit에 대한 연구가 필요하다.

 

 

5. Hygine - 잇솔과 Chlorhexidine 가글

 

 

6. Antibiotics - no, but analgesics and anti-inflammatory drug (prn)

 

 

7. Fracture - 무리한 힘을 가하지 않는다. 예방을 위해 매식 시 저항을 느끼면 다른 부위에 방향을 바꾸어 매식

 

급속교정에서 SAS의 적용

정규림 원장

Application of SAS in Speedy Orthodontics


초효율적 교정(hyper-efficient orthodontics)과 초심미적 교정(hyper-aesthetic orthodontics)이라는 용어가 최근 사용되고 있다. 초효율적 교정이란 환자의 협력에 의존하지 않고 성공적인 교정치료 결과가 달성되는 것을 말하며, 초심미적 교정이란 환자가 교정치료를 통해 가장 얻고자 하는 것이 효율성도 기능성도 아닌 심미성이기 때문에 이를 우선적으로 고려하여 시행되는 교정치료를 말한다.

환자들은 치료가 편리하고 가능한 빨리 끝나기를 원하며, 치료 중이나 치료 후에도 심미적인 치료를 원하기 때문에 환자에 대한 최상의 서비스를 제공하기 위해서는 이 두가지 개념을 모두 충족시켜 주는 치료역학을 교정의사가 구사해야 한다는 것을 강조하는 것이다.

이러한 점을 감안한다면 치료의 방향을 교정의 중심에서 환자중심으로 전환하여 교정의가 중요시하는 기능성과 효율성보다는, 환자가 중요시하는 심미성에 초점을 맞춘 치료수순을 진행함과 더불어 심미적인 교정치료 방법을 동원한다면 많은 부분이 자연스럽게 해결될 수 있다.

그러나 환자가 요구하는 편리성 때문에 악외교정장치가 사용되지 않고 심미성을 위하여 설측교정이 적용된다고 하여도 치료가 더욱 빨리 진행되거나, 치료결과가 더욱 심미적으로 종결되지는 않는다. 오히려 그 반대의 결과가 나타날 수 있다. 그렇다면 이를 해결해 줄 수 있는 대안은 없는가.

초효율적 교정과 초심미적 교정을 함께 충족시켜 주는 방법의 하나로서 급속교정의 치료체계를 추천하고자 한다. 치성고정원을 골내고정원으로 대체시키고, 치밀골절단술에 의해 치아이동의 한계를 확장시키고, 심미적인 결과를 최우선적으로 달성시키는 교정치료방법의 사용을 제안하는 것이다.

 

설측교정에서 SAS 의 적용

백철호 원장

Application of SAS in Lingual Orthodontics


설측교정의 경우 대부분 성장이 끝난 성인 환자들이기 때문에 extra-oral appliance를 사용하지 못하는 경우가 많다. 이러한 성인 설측교정 환자에 있어서 SAS의 중요성은 더욱 커질 수 밖에 없겠다. 설측교정환자에서 많이 사용되는 SAS 의 종류 및 적용방법을 정리해보고자 한다.

Mid-palatal screw는 TPA와 연결하여 가장 간편하게 상악구치의 vertical control, anchor 보강 및 구치 intrusion 까지 할 수 있는 screw이다. Mid palatal screw에서 당기는 방법도 2가지로 나뉘어 TPA에서 당기는 방법과 wire의 lever arm에서 당기는 방법의 2가지로 나누어진다. 일반적인 TPA에서 mid-palatal screw에 걸어 후방으로 당길 때에 치근만 뒤로 경사지는 경우가 있는데, 이 때문에 SAS용 TPA는 종래의 TPA와 달리 rugae area를 향해 전방으로 향해 있는 것이 좋다. 또한 치관부분도 같이 retraction하기 위해서는 TPA에 extra-oral traction을 추가하기도 한다. 어떤 종류의 TPA에서부터도 screw에서 묶어만 줌으로써 상악구치의 vertical control은 간단히 달성될 뿐 아니라, low TPA에서부터는 intrusion도 가능하다.

Alveolar ridge screw는 설측교정에서는 상악구치들의 구개측 치근이 단근이므로 여유를 가지고 제2소구치와 제1대구치 사이 혹은 제1대구치와 제2대구치 사이에 위치시킬 수 있다. 주로 전후방적으로 최대한 개선을 원할 때 사용되며 mushroom arch의 offset 부위에 lever arm을 달아 sliding으로 당긴다. 하악의 경우 발치없이 하악치열의 en masse로 후방이동이 필요한 경우 retromolar pad에서 SAS를 시행한다. 설측교정에서는 anchor가 강하므로 하악의 경우 오히려 anchor loss를 위하여 SAS를 이용하는 경우도 있다. 최근 악교정수술환자들이 설측교정을 희망하는 례가 늘고 있다. 이들 환자의 술후 악간고정을 위해서 mini screw가 이용되기도 한다.

SAS는 교정학의 획기적인 변화를 가져다 주고 있다. SAS를 통해서 그 동안의 진단체계가 변화되고, 발치 비발치의 개념도 달라지고 있다. 나아가 악교정수술을 필요로 하는 환자의 경우 양악수술이 필요한 환자를 SAS를 이용하여 편측수술 만으로 또는 경미한 악교정수술환자를 SAS를 통하여 교정치료만으로 치료가 가능한 경우도 생겨 환자의 부담을 덜어주고 있다. 특히 설측교정 환자의 경우 mechanics의 한계를 SAS로 극복하여 좀더 이상적인 치료목표의 설정이 가능해졌다. 앞으로도 SAS부문의 계속적인 연구와 발전을 기대한다.

 

심미 및 보철 교정에서 SAS의 적용

경희문 교수

Application of SAS in Adjunctive Orthodontics


교정치료에 있어서 가장 중요하게 고려해야 하는 사항 중의 하나가 고정원의 조절이다. 그리고 경우에 따라서는 고정원의 상실이 전혀 없는 절대적인 고정원이 필요한 경우도 있으나, 작용 반작용의 법칙상 구강내에서 얻을 수 있는 상호고정으로는 반작용이 전혀 없는 절대적인 고정원을 확보하기란 거의 불가능하다. 따라서 이러한 고정원을 보강하기 위하여 전통적으로 악외고정 장치를 이용하여 왔다. 그러나 악외고정 장치의 사용은 환자의 협조가 필수적이며, 협조가 좋은 환자라 하더라도 24시간 계속해서 악외 고정장치를 사용할 수가 없으므로 고정원의 상실이 전혀 일어나지 않게 치료하는 것은 대단히 어려운 일이다.

이러한 절대적인 고정원을 얻기 위하여 보철용 임프란트를 구강내 고정원으로 사용하려는 시도가 있어왔다. 하지만 기존의 임프란트는 비용이 많이 들 뿐 만 아니라 부피가 너무 커서 교정치료에 효과적으로 사용하는데 제약이 많았다. 따라서 부피가 큰 기존의 임프란트 대신 직경이 작은 microscrew를 교정치료에 적용하기 시작하였다.

원래 microscrew는 외과영역에서 mini plate를 골에 고정할 때 사용하였던 것이다. 그러나 외과용 microscrew는 screw head에 교정용 element를 걸기가 곤란하여 ligature wire를 일단 screw 경부에 걸어 연결고리를 만들어 사용하였다. 이런 경우 ligature wire가 screw 하방의 치은 쪽에 위치하므로 ligature wire가 치은 속에 파묻혀 치은에 계속적인 자극을 주는 경우가 많았고, 또한 환자가 스크류 주위를 청결하게 유지하기가 어려운 경우도 많았다. 또한 screw에 교정용 elements를 걸기가 불편하였을 뿐만 아니라 교정용 elements가 치은 쪽으로 위치하므로 교정용 elements가 치은 속에 매복되는 경우도 많았다.

이러한 단점을 보완하기 위하여 본 연자는 다양한 사이즈의 교정치료 전용 Microimplant( Absoanchorⓡ)를 개발하였으며, 상부구조를 lingual button 모양으로 바꾸고 또한 Ni-Ti coil spring과 같은 탄성체를 적용할 경우 자연적으로 탄성체가 치은에서 떨어지도록 button의 경부를 경사지게 해두었다.

본 강연에서는 새로운 디자인의 교정용 마이크로 임프란트의 종류, 장단점 및 식립 방법에 관하여 소개하면서, 심미 및 일반적인 교정치료에 각종 마이크로 임프란트를 부가적으로 어떻게 유용하게 사용할 수 있는지에 관하여 소개하고자 한다.

 

SAS 적용의 임상적 문제점과 대책
-상악구치 압하를 위주로-

전윤식 교수
 

Pros and Cons of SAS


상악구치 압하시 저항원의 설계는 중요한 요소 중 하나이다. 왜냐하면 한 개의 구치만을 압하시킬 때에는 나머지 잔존 치아를 저항원으로 충분히 이용할 수 있지만 편측 또는 양측으로 2개 또는 그 이상의 구치를 압하시킬 때에는 저항원에 포함시킬 치아의 수가 상대적으로 부족하므로 구치압하시 저항원으로 사용한 치아들의 저항원 상실 즉, 정출될 수 있기 때문이다. 따라서 이러한 문제점을 피하기 위해서는 해당구치들을 동시에 압하시키지 않고 한 개씩 압하시키는 단계적 압하(sequential intrusion)을 시도해 왔다.

그러나 이러한 단계적 압하는 치료기간이 연장되는 문제점이 있어 단기간에 여러 개의 치아를 동시에 압하시킬 수 있는 저항원으로 상악골 및 치조골에 스크류를 식립하여 저항원으로 사용하는 방법들이 보편화 되고 있다. 그러나 스크류를 식립할 때 주의해야 할 문제점들이 있어 그 문제점들이 무엇인지 알아보고 해결방법을 제시하고자 한다.

문제점

지금까지 치아를 고정원으로 사용해 왔던 구치압하장치의 구조와 스크류를 비교해 보면 스크류의 구조가 훨씬 간단해 보여 스크류 식립을 쉽게 결정하는 경향이 있다. 그러나 스크류 식립시 다음 사항을 고려하지 않으면 더 큰 문제점을 유발할 수 있기 때문에 주의를 요한다.

1. 스크류의 위치

1) 골질(bone quality)
스크류는 골유착성 임플란트와 달리 일정기간 후에 제거해야 하기 때문에 임플란트에 비해 식립될 부위의 골질이 더 우수할 필요는 없다. 그러나 압하력을 가할 때 스크류의 유지력이 상실되지 않기 위해서는 골의 두께를 고려해야 한다. 상악에서는 상악동 부위를 피하는 것이 바람직하며 일반적으로 식립될 스크류의 길이만큼 골질의 두께가 존재한다면 별 문제가 없다고 본다.
 
2) 접근의 용이성(accessibility)
구치압하를 위해 해당 구치의 협측 및 구개측 상방(치근단 방향)에 스크류를 식립하는데 협측일 경우 일반적으로 기구의 접근이 용이하지 않으며 식립 후 탄성재를 걸기도 어렵다. 특히 상악 제2대구치 또는 제3대구치 상방에 식립할 경우 환자의 최대 개구량에 한계가 있어 기구 접근이 어렵거나 스크류의 식립 방향을 정확히 유지하는데 문제가 있을 수 있다. 이와같이 식립방향이 잘못되면 견인시 스크류가 헐거워지거나 탈락의 원인이 될 수도 있다.
 
3) 위험한 해부학적 구조(Risky anatomical structure)
해당 구치의 구개측 상방에 스크류를 식립할 때 가장 주의해야 할 해부학적 구조는 greater palatine artery이다. 이러한 구조물을 피해 식립하다 보면 이상적인 위치에서 벗어나 압하를 위한 바람직한 견인 방향으로부터 멀어질 수 있다.

2. 스크류의 길이

골질에 따라 스크류의 길이는 달라질 수 있지만 일반적으로 6mm 또는 8mm를 선택한다. 스크류는 구개측 각화조직의 두께로 인해 길이가 8mm 이상을 사용하여도 실제로 식립되는 정도는 2-3mm임을 인식해야 한다.

3. 스크류의 수

대개 압하시킬 구치 한 개당 협측 및 구개측에 한 개씩 2개를 식립한다. 그러나 구치압하의 가장 중요한 요소중 하나인 압하력이 저항중심을 정확히 지나지 않으면 해당 구치가 압하가 되지 않고 경사이동이 되므로 협측 및 구개측에 2개의 스크류만으로는 이상적인 구치압하를 기대할 수 없다.

4. 연조직 손상

이상적인 위치에 스크류가 식립되었어도 견인고무를 걸면 견인고무가 연조직에 묻혀 치은조직이 손상된다. 최근에 소개되는 스크류는 탄성재가 쉽게 걸릴 수 있도록 스크류에 경부구조를 부여하였어도 스크류 헤드를 너무 치은측에 밀착시키면 견인고무가 치은에 묻히고 이를 피하기 위해 스크류 헤드를 충분히 노출시키면 환자가 불편감을 호소한다.

해결방법

스크류만을 단독으로 사용하여 효과적인 구치압하를 얻기란 어려우므로 스크류에 부가적인 장치를 부착시켜(screw-connecting bar splinting technique) 사용한다면 두 개 이상의 구치를 동시에 압하시켜도 치아에서 저항원을 얻는 MIA(Molar Intrusion Arch)를 사용할 때보다 발생가능한 문제점들을 최소화 할 수 있다.

1. 구조

Screw-connecting bar splinting technique 또는 스크류-MIA는 스크류 단독 사용으로 발생할 수 있는 여러 문제점을 동시에 해결할 수 있는 방법이다. 물론 connecting bar를 기공실에서 별도로 제작하는 번거러움은 있지만 단점보다 장점이 더 많다.

2. 원리

구치압하의 가장 중요한 원리는 압하력이 해당 구치의 저항중심을 지나도록 유지하는 것이다. 그런데 한 개의 구치를 압하시키기 위해 스크류를 협측 및 구개측에 한 개씩 식립한 후 견인하면 압하보다는 경사이동이 일어나기 쉽다. 왜냐하면 스크류를 식립할 때 저항중심의 위치를 입체적으로 확인하였다 하더라도 정확하게 식립하기란 임상적으로 불가능하다. 설령 그 부위에 정확히 식립했다 하더라도 치근의 형태에 따라 저항중심은 실제 예측한 것과 다를 수 있다. 그러한 경우 정확한 압하가 되지 않으면 견인 방향을 바꾸어 주어야 하는데 그러기 위해 추가로 스크류를 식립해야 하는 문제점이 있고 이러한 추가 식립을 위해 치료 도중에 환자를 설득하기란 더욱 어렵다.

3. 식립위치

협측은 골질이 비교적 풍부한 견치와 제1소구치 치근 중앙부 사이와 제1소구치와 제2소구치 치근 중앙부 사이에 각 1개씩의 6mm 또는 8mm형 스크류 두 개를 식립한다. 구개측은 제1 및 제2대구치부에 해당하는 정중구개 봉합부에 6mm 또는 8mm형 2개를 일렬로 식립한다.

 


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