한국의 단국대학교 치주과 박정철 교수는 임상 연구에서 이 문제를 연구한 최초의 연구원 중 한 명입니다. 여기서 그는 Geistlich Pharma 연구 부서의 Niklaus Stiefel과 압력에 관한 과학적 증거에 대해 이야기합니다.
박정철교수님, 서로 다른 압력이 치조능 보존술 결과에 어떤 영향을 미치는지 첫 임상 연구를 진행했습니다. 왜 이런 연구를 진행 하시는 건가요?
Prof. Park: 치조능 보존술을 시행 할 때마다 때로는 골 이식재 입자가 발치 소켓에서 밀려 나오는 것을 발견했습니다. 그래서 저는 소켓 내부부터 압력을 가해 충전하기로 결정 했습니다. ‘치조능 보존술이나 골 이식술을 진행할 때 어떤 압력이 가장 효과적인가’ 에 대한 연구는 없었습니다. 그래서 강한 압력과 낮은 압력의 영향을 연구 하기로 결정했습니다.
연구는 어떻게 되었나요?
Prof. Park: 음.. 싱글 상악 또는 하악 구치부의 발치가 필요한 20명의 환자를 선정하여 발치 후 발치 창에 Geistlich Bio-Oss Collagen 250mg을 채우고 매우 낮은 압력 (5N) 그리고 강한 압력 (30N)으로 시행 하였습니다. 그리고 이중구조의 Geistlich Bio-Gide를 반으로 잘라 Double laired 방식, 즉 두 겹으로 포개어 발치 창 위에 덮고 제가 개발한 Hidden X Suture로 봉합을 하였습니다.
어떤 결과가 관찰 되었나요?
Prof. Park: 이 연구는 단단하고 부드러운 조직 부피의 변화, 임플란트 생존 및 신생골 형성에 중점을 두었습니다. 저는 낮은 압력보다도 강한 압력을 조사 하기 위해서 Biopsy의 조직학적인 부분을 분석 했습니다. 체적 증가와 임플란트 생존율은 두 그룹에서 비슷했지만 (당연히 Geistlich Bio-Oss Collagen 과 Bio-Gide를 사용한 결과) 더 강한 압력 (30N)으로 채워진 소켓에서 더욱 증가된 양의 신생골 형성을 보았습니다.
체적 증가나 임플란트 생존에는 차이가 없었다는 말씀 이군요.
Prof. Park: 그렇습니다. 저희 연구팀은 이미 일반적인 치료계획, 임플란트와 골 이식 생체재료로 큰 성공을 거두었습니다. 그렇다면 모든 것이 완벽했는데 왜 압력에 관심을 가져야 할까요? 비록 환자에게 큰 차이는 없었지만 압력은 골다공증이나 당뇨병과 같은 건강 상태가 좋지 않은, 뼈에 심각한 결함이 있는 환자에게 막대한 영향을 줄 수 있습니다.
Nik Stiefel, 강한 압력이 더욱 많은 신생골 형성으로 이어질 수 있다는 사실이 놀랍습니까?
Nik Stiefel: 예. 맞아요. 아니요. 다 맞아요. 사실 치과에서는 골 이식재의 구조와 다공성을 잃지 안도록 가능한 한 부드럽게 도포하는 것이 좋다고 합니다. 그러나 압력은 골 이식편의 기계적 안정성을 증가 시키기 때문에 원리상 더 많은 안정성은 더 많은 골 생성을 의미합니다. 이는 압력을 가하는 방식은 적용되지 않아야 할 이유는 없습니다.
그러면, 압력에 대해 긍정적인 효과를 설명 해 주실래요?
Nik Stiefel: 기계적 원리에 따르면, 만약 거의 움직임이 없으면 골 형성은 일어나지 않고 많은 양이 연조직 형성으로 이어집니다. 압력을 가하게 되면 골 이식재 재료의 기계적 강성을 증가시키기 때문에 연조직 형성보다 골 형성으로 더 많이 이어진다고 봅니다.
이 원리가 입증이 된 건가요?
Nik Stiefel: 그렇습니다. 우리는 혈전 안정성과 상처의 전반적인 안정성이 골 재생에 중요한 역할을 한다는 것을 알고 있습니다. 예를 들어, 쥐의 경골 중 골다공증 골절에서 특정 유형의 균 주는 뼈 대신 연골의 골절로 이어집니다. 그리고 골 이식재를 사용하여 골 재생하는 동안 골 결함이 완전히 골화 되는 반면, 수직적 골 재생을 하기 위해서는 기계적 안정화가 필요합니다 또한, 조직 수준에서 기계적 균 주가 조직 재생과 관련된 조골세포, 내피세포 또는 상피줄기세포와 같은 관련 세포 유형에 영향을 미친다는 증거가 있습니다.
Prof. Park: 다른 몇 가지 요소가 관련 될 수 있습니다. 골 세포에서 Integrin-Beta 신호를 이용한 기계적 형질 도입은 잘 연구 된 원리입니다. 조밀하게 채워진 발치 창에 쉽게 골이 형성되는 것도 또 다른 일입니다. 또는 골 이식재를 압력을 가해 소켓의 가장 정 단 부분에 사용한다는 간단한 사실. 우리가 현재 알고 있는 것은 골 이식 재료에 더 많은 힘을 가할 때 더 많은 골 형성을 얻게 된다는 것입니다. 그러나 이것이 골 형성을 강화시키는 힘인지 또는 다른 것 (예: 골 이식재의 안정성)인지는 알 수 없습니다.
그렇다면 다른 골 이식재료와 동일한 효과를 기대하시나요?
Prof. Park: 우리의 연구는 Geistlich Bio-Oss® Collagen으로 진행되었는데, 여기서 콜라겐 섬유는 골 입자들 사이의 공간 유지 역할을 하고 생체 물질의 분쇄를 방지 할 수 있습니다. Geistlich Bio-Oss® 의 경우 상황이 다를 수 있습니다. 수평 또는 수직적 증대, 치조능 보존, 생체 재료 공급원 (이종 이식편, 동종 이식편, 합성 이식), 입자 크기, 주변 골의 질 (예: #3 vs #1 치아 결함). 어떻게 결정을 내려야 할까요? 압력이 중요한 요소라고 생각하게 되면 많은 궁금증이 나타납니다.
이 분야에 대한 연구가 진행 되고 있나요?
Prof. Park: 성장 인자, 신진 대사 또는 항복원제 등으로 골 재생을 향상시키는 방법에 대한 많은 연구가 있지만 또한 이 모든 방법에는 부작용이 있습니다. 그러나 일상적인 임상 절차를 약간만 조정하면 차이를 만들 수 있습니다. 그리고 저는 임상의로서 더 나은 치유를 위해 모든 것을 동원 할 것입니다.