골이식재의 선택-나는 어떠한 기준으로 선택하고 있는가?

기획임상 / 팽준영 교수

팽 준 영

서울대학교 치과대학 졸업, 동대학원 석박사
서울대학교 치과병원 구강악안면외과 전임의(임상강사)
일본큐슈치과대학 형태기능재건학분야 연구원
서울대학교 치과대학 치의학 연구소, 선임연구원
현, 원광대학교 치과대학 대전치과병원 구강악안면외과 전임강사

골이식재의 선택 – 나는 어떠한 기준으로 선택하고 있는가?

수많은 골이식재가 임상에서 사용되고 있고, 현재에도 개발이 되어 출시되고 있는 상황이다. 무엇을 선택해야 좀 더 나은 임상적 결과를 가져올지 고민에 빠지게 되어 해답을 찾으려 해도, 또렷한 해답을 주는 임상적 데이터나 연구결과가 별로 없는 실정이다. 주변의 대가라고 불리는 임상가들의 답을 들어보아도 확실한 기준을 가지고 말하는 경우는 찾아보기 드물다. 심지어는 요즘 어떤 재료를 사용해도 비슷한 결과가 나온다고 추측에 선택의 기준을 모호하게 하게된다. 정말로 그럴까? 점점 더 확인하기 어렵게 되어가고 있다. 골이식재를 만들어내는 회사로서는 다행스러운 환경일 수 있다. 재료에 대한 올바른 평가를 하기 힘든 상황이 되어가니까…. 의학적인 접근방법에 관해서는 이미 교과서에 다 나와 있고, 실제의 골이식제품을 선택함에 있어서는 원리와 원칙이 그대로 제품에 녹아있다고 할 수 없기때문에(그렇다고 생각하면 절대로 안될 것이다. 실제의 제품을 생산하는 것은 제품 개발시의 의도와 원리와는 다른 측면을 가지고 있는 것이 사실이다. ) 원리에 대한 설명은 접어두고 현실적인 문제로 접근하는 것이 필요할 것으로 판단된다.

골이식재를 선택할 때 점검해야하는 질문들….
1. 얼마나 많은 임상적 data를 가지고 있는가?
2. 얼마나 많은 사람들이 오래 사용하고 있는가?
3. Long-term data를 가지고 있는가?
4. 임상적 한계와 제한점은 무엇인가?
5. 믿을만한 회사인가?

(1) 골이식재의 종류 - 기존의 분류방법이 골이식재의 선택에 여전히 유효한가?

골이식재의 종류에 관해서는 교과서 및 다른 많은 참고문헌에 기술되어 있지만, 설명을 위해 잠시 언급하도록 하겠다.

1. 골이식재의 기원에 따른 분류

Allogenic Bone
Xenogenic Bone
Alloplastic(Synthetic) Material

참고 : lyophilization이라는 말은 freeze dried라는 말과 함께 사용하는 것으로 골이식재를 제조하던 초창기부터 동종골의 처리방법으로 사용되어왔다.

2. 골이식재로부터 골이 형성되는 기전
Osteogenesis/osteoproliferation : 이식재 내의 세포에 의해 골이 만들어지는 것을 의미하나, 자가골의 경우에만 해당하므로 자가골이 아닌 골 이식재를 선택함에 있어서는 의미가 없다고 하겠다.
Osteoinduction : BMP등의 증식인자가 주변의 골 생성세포를 증식하도록 유도하여 골을 만들도록 하는 기전으로 동종골이나 자가골에서 BMP가 유지되도록 처리하면, 골유도능을 가질 수 있다고 할 수 있다. 주로 동종골에서 골유도능을 생각할 수 있으나, 공여자의 연령이 높은 경우 골유도능이 감소하며, 골유도능을 높이기위해 탈회를 하는 경우 골이식재의 강도와 부피를 유지하기 힘들게 된다.
Osteoconduction : 골이식재가 지금 현재 많이 사용되고 있는 골이식재는 주변의 골에서 골세포에서 골이 생성되어 나오도록 발판이 되어주는 작용을 의미한다. 지금 우리가 사용하는 대부분의 재료들은 이에 해당된다.

3 Mineralization에 따른 분류

demineralized : 주로 동종골에서 HCl을 이용하여, BMP등의 유리를 위해 사용되고 있다.
mineralized : 현재에는 탈회골 보다는 공간유지가 뛰어나고, 생성골의 강도를 빨리 확보할 수 있는 비탈회골이 임플란트 식립과 관련하여 더 선호되고 있다고 보여진다.

이러한 골생성의 원리를 생각해 볼 때, 골이식재를 선택함에 있어서 중요한 포인트라고 해야할 것은
demineralization(탈회) 처리를 한 골은 공간의 유지가 어렵고 필요한 강도의 골을 얻는 시간이 많이 걸린다.
골이식재에서 골이 생성되는 것이 아니기 때문에 골이식재의 역할은 어니까지나 수여부에서 신생골이 만들어지는 것을 도와주는 역할에 그치게 된다.
골이식의 성공은 수여부에서 골이생성되어 나올 수 있는 환경이 충분한가에 의해 결정이 되며, 골이식재도 이러한 측면에서 접근하는 것이 옳다고 볼 수 있다.

예를 든다면, 진통소염제인 NSAID의 선택은 약제의 작용 원리에 의해 우열을 비교하는 것은 아니며, 환자의 상태에 따른 합병증 및 필요한 정도의 진통효과로 선택해야 하는 것이기 때문에, 합병증 및 효과에 대해 충분히 검증되어 있고 사용자가 이를 완전히 파악하고 있는 약제를 선택하는 것이 옳다고 판단되다. 골이식재의 경우도, 골이식재를 만드는 원리 자체는 그 이식재의 기본적인 성질을 정의하는 것이고, 골이식재의 사용은 골이식재의 성질만 가지고는 선택할 수 없다고 하겠다. 개개인의 치과의사가 골이식재 자체의 골형성능을 비교하기가 어렵고, 과학적인 실험 데이터를 얻기가 힘든 상황에서는 골이식재의 기본적인 요구조건에 관해서는 공신력있는 기관(식약청)에서 관리하는 것이 필요하며, 사용자인 치과의사는 그 선택에 신중을 기할 필요가 있다고 할 수 있다. 즉 굳이 널리 쓰이지도 않으며, 임상적인 데이터도 많이 가지고 있지 않은 이식재를 선택하여 사용할 필요는 없다고 판단된다.

(2) 골이식재의 선택
이러한 측면들을 고려한다면, 골이식재를 선택시 저자가 중요하게 고려하는 부분은 다음과 같다.
자가골을 제외한 선택의 고려사항이다.

골형성능
면역반응 혹은 감염질환의 전파 가능성
임상적 데이터나 사용되는 양
탈회 유무
비용
입자의 크기

골형성능
골형성능력을 비교하는 것은 생각만큼 쉽지는 않다. 개발 당시의 이론 및 실험결과가 그 이후의 대량 제조 과정에서 그대로 유지되지 않을 수도 있기 때문에 제품의 생산은 quality control이 무엇보다도 중요하다. 특히나 동종골이나 이종골의 경우 공여개체간의 차이가 존재할 수 있기 때문에 항상 일정한 골형성능을 보인다고 할 수는 없을 것이다. 하지만, 이러한 것을 각각의 제품에서 구별할 수는 없기 때문에 일정하다고 가정하고 접근할 수 밖에는 없다. 우선은 골형성능으로만 보면, 자가골, 동종골, 이종골, 합성골의 순일 것으로 생각할 수 있다. 자가골이 아니라면, 감염(HIV 혹은 HBV등)의 위험을 거의 없는 것으로 판단한다면, 동종골을 선택하는 것이 골형성능으로 본다면 유리할 것이다.

면역반응 및 감염질환
이에 관해서는 어느 문헌에서도 거의 같은 이야기를 하고 있다. 면역반응은 거의 없다. 감염질환의 전파 가능성도 실험적 simulation 상에서 DFDB의 경우 28억분의 1 (1: 2.8 billion)이며, HBV의 경우 한 증례도 전염이 보고된 적은 없다.

임상적 데이터나 사용되는 양
임상적으로 얼마나 데이터를 가지고 있느냐는 중요한 부분이라고 할 수 있다. 널리 쓰이는 재료는 데이터가 많을 수 밖에 없다. 이것은 우리가 그 재료를 임상적인 특징을 잘 파악하는 데 중요하기 때문에 데이터를 많이 가지고 있는 재료를 선택해야 한다.

비용
골이식재료는 비용이 많이 들고, 특히 상악동 거상술 같은 술식에서는 많은 양이 사용되기 때문에 비용을 고려하지 않을 수 없다. 발치 창이나 작은 5 wall defect같은 비교적 골이 잘 생성될 것으로 판단되는 곳에서는 골전도능만을 가진 합성골로서도 저렴한 비용으로 충분한 역할을 한다고 할 수있다.

입자의 크기
입자의 크기는 거의 모든 제품이 0.2-1.0 mm내외의 입자크기를 가지고 있다. 125μm 이하의 입자인 경우 거의 조기에 흡수가 된다고 되어 있으며, 따라서 약 500-700 μm 정도가 적당한 것으로 권장된다.

위와 같은 조건을 고려하여 이식재를 선택하게 되는데, 이러한 측면에서 저자는 임상에서는 대표적으로 Puros와 CeraSorb M을 사용하고 있다. 하지만 임플란트와 관련해서는 Puros를 주로 사용하고 있어 이에 대한 정리와 임상증례를 소개하는 바이다.

(3) Puros
1. 판매원 : Zimmer dental
2. 수입원 : 거인

3. 특징 : 기존의 동결건조 방식과는 다른 Tutoplast라는 방식을 통해 동종골을 처리함
5 steps of Tutoplast Process
Delipidization,
Osmotic contrast treatment ,
Oxidation treatment(H2O2 wash),
Solvent Dehydration(Acetone),
Limited-dose gamma irradiation (17.8 kGy)

4. 입자의 크기
입자의 크기는 200-1000 μm, 1000-2000 μm이 있으나 200-1000 μm이 주로 사용된다.
5. 포장 단위 : 0.3,0.5,1.0 cc

이러한 과정을 거치면서 bacteria와 Virus의 removal과 antigenicity를 더욱 낮추는 것으로 알려져 있다.

증례

(4) 성공적인 골이식을 위한 제언
글의 서두에서도 언급하였듯이 성공적인 골이식은 골이식재의 선택도 중요하지만, 수혜부의 환경과 이를 조절할 수 있는 술자의 능력이 더 우선시 된다.

1. 골이식의 환경
이식부(수혜부)의 환경은 중요한 요소이다.
① 결손부의 형태 : 결손부의 wall의 수가 줄어들수록 신생골이 생성될 수 있는 부분이 줄어들게 된다.
② 결손부의 방향 : horizontal defect가 vertical defect보다 유리하다. 아래이 지지골과의 접촉면적이 넓고, 공간유지(Space maintenance)가 더 용이하며, 외부로부터의 압력을 덜 받기 때문이다.
③ 결손부의 위치 : 하악보다는 상악이, 구치부 보다는 전치부가 유리하다. 하악골은 잔존골이 치밀하여, 신생혈관 및 신생골의형성이 느리다. 따라서 하악골의 경우 피질골에 구멍을 형성하여 endosteal osteoblast로 부터 신생골이 생성될 수 있도록 하는 것이 필요하다. 구치부의 경우 근육으로 인해 연조직의 움직임이 더 많고, hygiene을 유지하기 힘들다.
④ 연조직의 상태 : 각화점막이 많을수록 즉 movable mucosa가 적을수록 유리하다. 움직이는 점막이 많을 수록 골이식재의 동요도도 심해지고, 창상의 문제를 야기할 가능성이 높게된다. 이러한 곳일수록 더 견고한 공간유지방법을 선택해야한다. (예를 들면, Titanium Mesh) 점막의 두께가 얇을수록 연조직 창상의 문제가 생길 확률이 높아진다.

2. 술자의 외과적 술기
① 출혈이 없는 부드러운 수술술기 : 모든 수술의 기본이며, 출혈이 많을수록, 수술 시 연조직에 대한 외상이 많을수록 술 후 부종이 심해지며, 감염과 창상 열개의 가능성이 더욱 높아진다.
② 절개선 : 절개선은 치조정 혹은 순측/협측이 유리하다. 설측의 피판은 당기기 어렵거나, 약해서 잘 찢어지기 때문에 혹시나 연조직이 모자라게 되면 낭패를 보게 된다. 또한 골이식 후 치조정의 높이가 높아지면, 협측 피판이 치조정을 넘어가게 되어 tension이 발생하게 된다.
③ 이식재의 고정 : 이식재는 움직이지 않아야만 신생골로 치환된다. 그냥 이식하는 것이 중요한 것이 아니라 고정될 수 있어야 하며, 고정이 어려울 경우 고정을 하기 위한 장치들을 구상해야 한다. 골이식재가 혈병 속에 안착되는 것은 신생골이 자라들어오는 데 필수적인 부분이기도 하며, 골 이식재를 고정하는 기본적인 방법이다. 만약 이것이 어려울 경우 PRP gel 혹은 fibrin glue의 사용이 필요하며, membrane/Titanium mesh를 이용한 이식재의 고정 및 보호가 필요하다.
④ Tension free suture : tension이 없는 봉합은 골이식에서 필수적이다. 봉합사를 이용하여 열려있는 연조직을 끌어 당기는 것이 아니라, 연조직을 그냥 놓아도 창상이 1-2 mm정도 겹칠 정도가 되어야 긴장없는 상태라 할 수 있다. 봉합은 당겼을 때 벌어지지 않도록 해주는 역할을 한다는 개념으로 접근해야 한다.
periosteal releasing incision: 골막은 골막 내에 elastic fiber를 가지고 있어 박리만하여도 40% 정도의 수축을 하게 된다. 따라서 골이식재를 사용하였다면, 거의 대부분 releasing incision을 시행하게 된다. 이러한 술식을 할 수 없다면, 골이식에 도전하여서는 안된다고 할 수 있다. incision도 연조직에 대한 외상을 최소한으로 하여야만 한다.

Fig 1. 하악 좌측 구치부. 폭경이 부족함