Piezoelectric Device
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Piezoelectric Device
  • 류지헌 기자
  • 승인 2005.12.07 10:04
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Piezoelectric Device

Piezoelectric Device는 상악동 골이식 뿐만 아니라 치조골 분리술, block bone graft, cyst removal, apicoectomy,
harvesting of autogenous bone chip등 다양한 목적에 이용될수 있다.
이번호에서는 Piezoelectric Device에 대해 알아보고 국내에 공급중인 제품들을 정리해 보고자 한다.

Piezoelectric은 초음파 수술기로 골 삭제가 용이하면서 외과적 경험이 많지 않은 치과의사도 임플란트를 위한 골 수술이나 다른 목적을 위한 구강외과적인 골 수술에 사용해 좋은 결과를 낼 수 있는 것으로 알려지고 있다.
Piezoelectric Device가 한국에 수입된 것은 2003년 말 거인씨앤아이에서 처음 국내 도입하면서 알려지게 되었으며 최초로 사용한 손동석 교수(대국가톨릭대학교 의과대학 치과 구강악안면외과)의 임상자료를 통해 수술도구로써의 우수함이 입증되고 있다.

Piezoelectric Device 역사
Piezoelectric Device의 탄생은 1998년 Dr.Vercellotti에 의해 개발되어 1980년대 이전의 Old  ultrasonic device에 비하여 3배 이상의 파워를 가지며 스칼펠(팁)의 상하좌우 진동에 의하여 Bone의 Micrometric, Selective, Secure Cut을 가능하게 해준 수술도구로써 다양한  팁의 형태를 이용하여 구강내 악골수술에 매우 편리하게 이용되고 있다.
또한 인간이 들을 수 없는 20,000Hz(20KHz) 이상의 초음파는 이용하는 초음파 수술기는 다양한 수술 목적으로 치과와 의과학 영역에서 오래전부터 이용되어왔다. 단순 경조직 수술에는 주로 20,000 ~ 30,000Hz의 진동수가 요구되지만 암이나 태아의 진단에 이용되는 초음파진단(ultrasonography, echography)나 신장결석파쇄(lithotripsy) 혹은 연조직수술에는 수 MHz의 훨씬 더 높은 주파수가 주로 이용한다. 높은 진동의 초음파를 만드는 기본원리는 압전현상을 이용하는 것이다.
경조직의 삭제 목적으로 대표적인 초음파 수술기중 하나인 Piezoelectric surgery(Piezosurgery?)는 압력(press)을 의미하는 그리스어(piezein)에서 나온 접두어인 ‘piezo’와 전기를 의미하는 ‘electricity’의 합성어로서 어떤 물질에 압력을 가하며 전기를 만들 수 있는 원리, 혹은 반대로 어떤 물질에 전기를 제공하면 그 물질이 수축과 팽창을 반복하고 진동하게 하여 이 때 발생한 에너지를 이용하여 경조직을 삭제하는 기구이다.
이러한 압전효과를 제공하는 대표적인 물질로는 도재 혹은 수정(ceramics or quartz crystals)을 이용한 piezo-electric transducer이다.
현재 임상에 시판 중인 초음파 수술기는 모두 이러한 piezo-electric transducer의 압전효과를 이용하고 있다. 임상에 사용할 수 있는 초음파 수술기로 이태리 Mectron사의  Piezosurgery?, 이태리 Silfradent사의 SurgyBone 그리고 이태리 Italia Medica사의 Ultrasonic Bone Surgery가 있다.

 

Piezoelectric Device의 장점
Piezoelectric surgery는 다이아몬드 드릴을 사용할 때보다 시간은 훨씬 많이 걸리지만 무엇보다도 안정성이 높다는 장점이 있다. Piesosurgergery의 최대 장점은 selective cutting으로 즉 경조직은 삭제하고 연조직에 손상을 주지 않기 때문에 상악동막 천공을 최소화시킬 수 있다. 이런 연조직 손상에 대한 위험의 감소는 술자가 시술에 대한 불안감이나 스트레스를 줄일 수 있다는 장점도 있고, 시술경험이 많지 않은 임상가에게도 큰 도움이 될수 있다. 골 삭제가 천천히 되지만 삭제면이 드릴을 사용할 때보다 깨끗하고 sharp한 edge가 생기지 않아 매우효과적인 시스템이다. 한가지 단점은 제품가격이 만만치 않다는 것. 지금 국내시장에서 판매되고 있는 3가지 제품은 가격이 대략 1000~1100만원으로 개원가에 부담이 갈 수 있는 가격들이다


Piezoelectric Device 사용용도
Piezoelectric Device를 치과에 사용하는 방법에는 여러가지가 있다. 이번에는 그 용도에 대해 간단히 알아보기로 한다.

임프란트 수술
상악동 골이식술(sinus graft) 등 상악동막의 천공을 최소화하며 자가골판 이식술(block bone grafting)에는 술자가 원하는 형태의 골절단이 가능하고 진동과 소음이 적어 환자의 만족도가 높다. 좁은 구강에서도 접근이 쉽다. 또한 치조골 분리술(ridge splitting)에는 골절단이 선명하고 깨끗하기 때문에 좁은 치조골에서도 치조골의 천공 없이 치조골의 분리가 가능하며, 자가골편 이식술(harvesting of autogenous bone chip)에는 임플란트 식립 후 골결손의 회복이 필요한 경우 인접한 치조골에서 쉽게 자가골편을 일정한 크기의 모을 수 있어 자가골 이식에 유리하다.
하치조신경 전위술(nerve lateralization)에는 하치조신경 전위술을 위한  골창을 만들거나 하치조 신경을 이동시키면서 주위골을 제거할 때 신경의 손상을 최소화하면서 골을 제거한다.
Distraction osteogenesis은 골절단을 하는 동안 반대측 연조직과 scalpel이 지접 접촉하여도 연조직 외상이 발생하지 않고 원하는 형태의 골절단이 가능하다. 마지막으로 Indirect sinus floor elevation(osoteotome technique)에는 상악동막의 천공을 최소화하면서 동시에 상악동막의 간접 거상을 얻을 수 있다.

치주수술(Periodontal surgery) 및 구강악안면외과술
턱성형수술시 발생할 수 있는 연조직 손상을 방지할 수 있으며, 낭종의 제거 시 하치조 신경에 대한 손상을 최소화할 수 있고, 상악의 낭종을 제거할 때 인접한 중요 구조물(비강 혹은 상악동)에 대한 손상을 방지할 수 있으며, 악골종양 제거술, 매복치 제거술, 치근단 절제술(apicoectomy)에 사용한다.
또한 치주수술(Periodontal surgery), 신경외과수술(neurosurgery), 이빈인후과수술(E.N.T. surgery), 성형수술(Aestehtic surgery), 심혈관수술(Cardiovasculsr surgery)등에 이용할 수 있다.


Piezoelectric Device를 이용한 다양한 골이식술
최초로 사용한 손동석 교수의 임상자료를 통해 수술도구로써의 우수함이 입증되고 있다. 손 교수의 임상 자료를 통해 수술시 Piezoelectric Device 임상적 견해에 대해 알아보고자 한다.

- Piezoelectric bilateral sinus bone graft and simultaneous implant placement
치아가 상실된 상악 구치부에서 골흡수가 심한 상악 구치부에서 임플란트를 이용한 보철수복을 위해서 상악동 골이식이 추천되어왔다. 상악동의 골창을 만들기 위해 일반적으로 회전 기구인 버(bur)가 많이 이용되어 왔다. 상악동 측벽의 골삭제나 기구를 이용한 상악동막의 거상은 상악동막의 천공을 초래할 수 있다. 특히 막의 천공이 큰 경우에는 골이식재가 상악동내로 빠져 나와 상악동의 감염을 초래할 수도 있다. Piezoelectric device는 압전현상으로 만들어진 초음파를 이용하는 수술 기구로 골삭제에는 효과적이지만 연조직에 대해서 절단 작용이 작용하지 않아 상아동막에 대한 송상이나 천공을 최소화하기 때문에 상악동 골이식술에 이용할 경우 상악동 측벽의 골삭제를 효율적으로 시행하는 동시에 상악동막의 천공을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

- Piezoelectric block bone graft in severely atrophic posterior maxilla with simultaneous implant placement
심한 수직적 골흡수가 동반된 상악 구치부에서는 상악동 골이식과 동시에 양호한 치관/임플란트 관계를 개선하기 위하여 수직적 골이식이 요구된다. 수직적 관계를 개선하기 위하여 수직적 골이식이 요구 된다. 수직적 관계를 개선하기 위하여 block bone graft가 이용될 수 있다. 기존의 회전식 bur 혹은 reciprocation 혹은 oscillating saw도 block bone 채취에 유용하게 사용할 수 있지만 회전식 기구에 주의를 기울이지 않거나, 외과적 경험이 풍부하지 않은 경우에 연조직 외상이 발생하여 회복이 불가능한 안면부 외상이 발생할 수 있다. 또한 bur 혹은 saw를 이용하여 골을 삭제할 경우 골삭제 선이 불규칙저기이고 골삭제 동안에 진동과 소음이 커서 수술과정 동안에 환자에게 정신적으로 불안감을 줄 수 있다. Piezoelectric bone cut은 매우 정교한 골삭제가 가능하고 골삭제 동안에 소음과 진동이 약하여 환자의 정신적 고통을 감소시키고 우발적으로 연조직과 접촉하여도 연조직에 외상을 초래하지 않기 때문에 매우 안전한 술식을 제공한다.

- Piezoelectric Ridge Splitting
치아가 상실된 후 오랜 시간이 경과하게 되면 치조골의 수평 및 수직적 골흡수가 발생한다. 특히 combination syndrome을 가진 환자는 상악 전치부에서 심한 골흡수가 발생한다. 골흡수가 심한 치조골에 임플란트를 식립하기 위해서 다양한 골재건술이 요구된다. 골흡수가 경미하면 골유도재생술(GBR)이나 osteotome을 이용한 치조골 확대술(ridge expansion)을 이용한 후 임플란트 식립이 가능하다. 치조골의 수평적 흡수가 심한 좁은 치조골의 재건을 위해서는 autogenous block bone grafting이나 치조골 분리술을 이용할 수 있다. 치조골 분리술은 협설측 피조골을 분리시켜 치조골을 확장시킨 후 임플란트를 식립하는 술식이다. 회전식 fissure bur가 치조골 분리술에 많이 이용되지만 부적절한 bur의 사용은 좁은 치조골에서 치조골의 천공을 발생시킬 수 있다. 이에 반해 piezosurgery는 매우 정교한 골삭제가 가능하기 때문에 골폭이 매우 좁은 치조골에서도 협설측 치조골의 분리가 용이하다.

 

- Piezoelectric removal of odontogenic cyst and harvesting of autogenous bone chip
매복된 치아나 낭종을 제거한 후에는 큰 골결손이 남게 된다. 특히 만기 잔존된 유견치와 매복 견치 제거 후 보철물이 바로 제공되지 않을 경우 환자는 심미적으로 문제점을 안게 된다. 매복된 치아를 제거 후 골결손 부위에 자가골을 이식하기 위하여 다양한 자가골 채취방법을 이용할 수 있다. 여러 가지 자가골 채취 방법중에서 piezoelectric scalpel을 이용한 자가골 채취는 미세하고 균일한 크기의 자가골편(autogenous bone chip)을 얻을 수 있어 도움이 된다. 기존의 회전식 bur 혹은 reciprocation 혹은 oscillating saw도 자가골 채취에 유용하게 사용할 수 있지만 큰 골편의 분쇄에 다른 기구가 필요할 뿐만 아니라 회전식 기구에 대해 주의를 기울이지 않거나 외과적 경험이 풍부하지 않는 경우에 연조직 외상이 발생하여 회복이 불가능한 안면부 외상이 발생하거나 혈관을 손상시켜 심한 출혈을 일으킬 수 있다. 반면에 piezosurgery를 이용할 경우에는 연조직에 대한 손상없이 자가골 채취가 가능하다.     

현재 국내 시판 되고 있는 Piezoelectric Device
현재 국내에 시판되고 있는 제품은 총 3가지 제품으로 ㈜오스템의 Piezo Surgery, 북부덴탈의 Surgysonic, 원효통상의 Sury Bone 제품이 있으며, 현재 우리나라에서도 Piezoelectric에 대한 제품개발이 진행중인 것으로 알려졌다.

● Piezo Surgery (㈜오스템)
이탈리아의 Mectron Medical Technology에서 제조하고 오스템에서 수입 및 판매하는 이 제품은 최소의 세포(뼈세포:Osteocyte) 손상 없이 정밀한 초정밀 절단 가능하다. 또한 절단되는 골의 인접한 연조직(Soft tissue) 손상을 최소화하여 선택적 절개를 할 수 있다.  공동효과로 수술 부위에 유혈이 적어 시야 확보가 용이하여 수술부위 유혈 최소화한다. 
Cavitation Effect(공동 효과)는 생리 식염수로 인하여 절개부위의 온도를 낮추어 수술 시야 확보와 치과용 초음파 기기보다 3배 더 강하며 핸드피스 팁의 해머 작용으로 괴사를 최소화 하고 깨끗한 절개 가능하다. 주의사항은 맥박 조정기 또는 그 외의 신체 이식이 가능한 전자 기기를 사용하고 있는 환자에게는 Piezosurgery를 사용하지 않는다. 또한 모양이 변형되거나 그 밖에 다른 손상을 입은 팁들은 사용 중에 부러질 수가 있다. 이런 팁들의 사용을 절대로 금한다. 환자와 사용자의 안전을 최대한 보장하기 위하여 피에조전기 핸드피스, 팁 및 토크 렌치를 치료 후 매번 세척하고 살균, 소독하며 기기를 금속이나 자기로 된 인공 보철 기기에 사용하지 않는다. www.mectron.com

● Surgysonic (북부덴탈)
이탈리아의 Esacrom에서 제조하고 북부덴탈에서 수입 및 판매하는 이 제품은 환자의 심리적 공포 및 통증 최소화와 Hard-Tissue(골조직 등)에만 적용하며 상악동 거상 시 멤브레인 천공 위험을 최소화한다. 또한 본 티슈에 최소한의 열만 발생하므로 임플란트 골융합이 더욱 빠르게 진행되며 유혈의 최소화로 인한 시술 중 최대한의 시야확보와, 자가골 채취시 좁은 구강내 접근용이, GBR에 적합한 크기의 Bone chip 채취용이하다. 치조능 확대 골절단술(Ridge Expansion)에 최적이며 하치조 신경 손상 최소화와 간단하고 쉬운 조작을 자랑한다. 주의사항은 제품구입 후 최초 사용시에는 Power=10, Vibra=10 을 권장하며 일정기간 사용한 후에는 본 타입에 따라 알맞은 Vibration 값을 정할 수 있다. Bone을 Cuttiing 할 때 나는 소리에 주의를 기울여야 하고, 파워가 너무 높아지면 bone Tissue를 과열시킬 수 있으므로 주의하여야 한다. 팁을 장착하실 때에는 항상 본체를 끄고 장착해야 한다. 또한 장착중에는 풋배달을 누르지 말아야 한다. www.silfradent.com

● Sury Bone (원효통상)
이탈리아의 Silfradent에서 제조하고 원효통상에서 수입 및 판매하는 이 제품은 Sury Bone의 핸드피스는 티타늄 프레임 안에 제조되어 긴수명과 최고의 파워를 내며, 2개의 메인프로그램으로 구성과 각프로그램별 10개의 메모리 기능이 있다. 또한 50단계의 Power 조절, 100단계의 Vibra 조절, 100단계의 Water 조절과 10가지 기본팁을 제공한다. 조작이 편리한 버튼 구성으로 식별이 쉬운 디스플레이이며 강력한 전기 모터와 견고함으로 긴 수명을 보장한다. 주의 사항은 손이나 기타 외부 물체로 핸드피스의 진동을 막지 말아야 하며, SurgiSonic은 110~230 볼트의 전기가 공급되므로 주의해서 다루어야 한다. www.esacrom.com   

* 본 기사는 각 업체의 자료와 손동석 교수, 김범준 원장, 김관식 원장의 자료를 참고



 


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