임플란트의 본(骨)을 살리다
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임플란트의 본(骨)을 살리다
  • 남재선 기자
  • 승인 2012.06.25 09:36
  • 댓글 0
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골이식 임플란트 시장 조명… 규모는 커져

Global research 업체인 Kalorama Infomation의 조사에 따르면 치과용 골이식재 세계 시장은 정형외과를 포함한 전체 시장의 10%규모에 해당되며, 시술과정의 발전 및 새로운 임상적용 기술개발로 세계시장에서는 임플란트시술에서 치과용 골이식재소재의 사용이 증가할 것으로 예상하고 있다. 아울러 국내 시장도 임플란트 시술과 치주질환 치료의 시장 성장과 더불어 2000년 이후 빠른 성장세를 보임에 따라 골이식재의 국내·외 시장 규모는 점점 커지고 있다.

이미 보편화된 골 이식술은 임플란트 식립의 좋은 조건을 갖춘 양호한 골 상태를 만들어주기 위해 골 이식재를 사용해 시술을 하는 방식으로 임플란트의 성공률을 높이는데 중요한 요소가 된다. 또한 현재 골이식 시장은 다양한 제품 출시와 함께 임플란트 시술에도 많은 변화가 예고되고 있다. 이에 이번 호에서는 골이식의 현재 트렌드에 맞춘 골이식재와 골이식임플란트 현황에 대해 조명해보고자 한다.

골이식재, 신개념 자가치아 뼈 이식재 등장
현재의 골이식재는 과거와 큰 차이없이 자가골, 동종골, 이종골, 합성골로 분류되지만 신개념인 자가치아 뼈 이식재의 등장과 함께 골이식재의 시장 규모는 커지고 있는 추세다.
그리고 성공적인 골재생 임플란트 시술을 위해서는 현재 시장의 골이식재 종류를 파악해 적절한 선택을할 필요가있다.

아울러 적절한 종류의 골이식재를 선택함에 있어 물론 재료의 기원도 중요하지만, 적절한 재료의 형태를 선택해 사용해야 한다. 일반적으로 너무 고운 입자의 골이식재를 쓰면 조작성이 떨어지며 골이식재가 잘 흩어지고 같은 용량의 이식재를 구입했을 때 입자가 큰 것에 비해 더 많은 용량이 들어가므로 이를 참고해 선택한다.

우선 기원에 따라 분류하면, 자가골 이식재(auto genous bone graft)는 다른 사람이 아닌 수술받는 당사자 자신에게서 얻어진 골을 의미하며, 오랜 기간 동안 가장 안정적이고 골형성이 잘 되는 이식재라고 여겨져왔다.
또한 골재생에 필요한 비계, 세포, 성장효소 등 모든 것을 갖췄으며, 차폐막 없이 자가골이식재만으로 치조제 증대술을 시행했을 때 다양한 양의 이식재 흡수가 나타난다고 밝혀진 바 있다.

동종골 이식재(allograft)는 사람의 사체에서 얻어지는 이식재로 공신력 있는 조직 은행에서 획득·관리되어 엄격한 공정 과정을 거쳐 공급된다.
안정성 또한 매우 중요하여 fresh(신선), fresh frozen(신선 동결), freeze-dried or lyophilized(동결 건조), demineralized(탈회), gamma steriliation(방사선조사), ethylene sterilizetion(에틸렌가스소독)등의 처리 과정을 통해 이식재로 쓰인다.

그리고 이종골 이식재(xynograft)는 사람이외의 다른종에서 얻어진 이식재를 뜻하며 동물이나 바다의 산호, 해조류에서 얻어진다. 동물은 대부분이 소이며, 말이나 돼지에서 얻어지기도 한다.
얻어진 재료들은 대부분 deproteinzed 과정을 거쳐서 무기질 성분만 남겨 비계(scaffold)로 사용하는 개념으로 이식재를 만든다.

합성골 대체재(synthetic bone substitutes)는 다른 사람이나 동물 등이 아닌 비생물에서 유래한 합성물로 안정성면에서 큰 장점을 갖고 있다. 크게 calcium sulphate, calcium phosphate derivatives, synthetic polymer로 분류되며 calcium sulphate는 골 이식에 쓸 수 있게 처리한 석고다.

calcium phosphate derivatives는 인체의 뼈와 치아의 성분 및 구조가 가장 유사한 물질이면서 뼈와 화합적 결합을 할 수 있기에 임플란트 및 약물전달체로서 이용되고 있는 무기소재인 HA(hydroxyapatite), 골이나 치아에서 광물화되기 위해 필요한 calcium salt와 phosphate로 구성된 무정형의 재료로 교원 섬유와의 접착 능력을 갖춰 골전도성을 나타내는 bioactive glass(biogran, perioglass), 낮은 결정성 때문에 파골세포에 의해 더 빨리 흡수되며 성공적인 결과를 위해 부가적으로 성장인자의 도움을 받아야 하는 tricalcium phosphate(cerasorb)로 분류된다.

그리고 synthetic polymer의 안쪽 calcium hydroxidecarbonate부분은 골형성을 촉진해주는 역할을 한다.
마지막으로 세계 최초 우리나라 기술진이 개발해 발치를 한 자기 치아를 뼈 이식재로 만들어 각광받고 있는 자가치아 뼈이식재(auto tooth bone material system)가 있다. 발치된 치아는 동종골 처리과정과 유사한 과정을 거쳐 멸균소독돼 이식재로 처리된다.
유저의 말에 따르면 “자가치아 뼈 이식재는 본인의 치아를 발치 후 7~10일 정도 되면 잇몸뼈와 동일한 골기질이 만들어져 골이식재를 대신해 사용할 수 있다”며“유전적 전염성이 전혀 없어 안전하게 사용할 수 있다”고 설명된 바 있다.

골이식재는 가공 형태에 따라 용도에 맞게 다르게 쓸 수 있기도 하다.
가령 자가골을 block 형태로 채취해 분쇄하여 particle 형태로 쓸 수도 있고 block 형태 그대로 쓸 수도 있다. 그 중 powder 형태는 이식재 내의 bioactive proteins를 이용하려는 경우라면 powder형태가 주변의 다른주골이식재와 결합 및 혈관화에도 유리하다.

particulate 형태는 powder보다 입자가 커서 다루기 쉬우며, chips 형태는 공간에 다져 넣기에 좋은 크기다. 그리고 block 형태는 osteoconduction을 위한 on-lay, inlay graft나 기계적 지지를 위한 버팀대로 좋으며 putty, gel은 임상적 조작성을 좋게 하기 위해 골이식재를 점도가 있는 carrier와 섞어 놓은 형태다.

골이식 임플란트가 이뤄지기까지
골 재생시 골이식재를 그냥 채워 넣는다고 뼈가 되는 것이 아니다.
가장 중요한 것은 blood supply다. osteoblast(뼈 형성세포)의 생성은 blood vessel(혈관)과 이에 따른 골수강의 stem cell(줄기세포) 이동과 연관이 있으므로 골재생 테크닉에서는 항상 blood supply가 잘 되도록 고려해야한다.
따라서 골이식 임플란트에 들어가기 앞서 골재생의 원리는 어떻게 이루어지는지 알아본다.

1) Osteoconduction(골전도)
osteoconduction은 골이식재가 scaffold-based 역할을 하는 개념의 골재생방법을 말한다. scaffold(비계)란 건물을 완성해 나가는 임시구조물이라고 할 수 있으며, 뼈를 재생하는데도 이런 scaffold가 필요하다. 골이자체나 손상 초기시 blood clot내의 fibrin network같은 것도 이런 scaffold 역할을 한다고 볼 수 있다.
그리고 시간이 지나면 골이식재는 scaffold역할을 다하고 흡수되며 대신 신생골로 대체되어가는데 이것을 골전도라 칭한다.

2) Osteoinduction(골유도)
골유도란 1971년 Urist가 처음 사용한 용어로 골형성 단백질(BMP)이나 다른 성장 인자에 의해 골전구 세포가 골아세포로 분화해 골형성을 일으키게 하는 factor-based strategy에 의한 골재생 기전을 말한다.

이 때, 성장인자는 산소 및 영양 공급을 위한 vascular -ization을 촉진하는 역할 등 세포 활동에 필요한 전달자 또는 촉발자 역할을 한다.
동종골의 인공적으로 합성된 BMP같은 것들이 바로 osteoinduction을 통해 골재생을 도와주는 목적의 것들이다.

3) Osteogenesis(골형성)
osteogenesis는 자가골을 통한 골생성 방법으로 골이식재로서의 자가골은 비계역할을 하기도 하고 골생성에 필요한 성장인자와 골생성을 하는 세포를 공급하는 역할을 한다.

일반적인 골이식재 선택 기준
‘과연어느골이식재가가장효과가있을까?’ 많은 임상의들의 최고 관심사다.
간혹 골이식을 선택할 때 골이식재에 대한 정보와 정확한 지식의 부족, 다소 편협된 선전 등의 현혹, 원리를 모른 상태에서 대가들이 쓰는 제품을 따라 쓰는 경향에 의해 혼동되는 경우가 있다. 사람마다 선택의 차이는 있지만, 일반적인 선택 기준은 짚고 넘어가자.
그리고 어느 이식재를사용하고술자의 명확한 이해와 rationale이 있을 때 임상적 경험과 더불어 더욱 성공적인 임플란트를 위한 골재생술이 가능하다.

1) 안전성
현재 시중에서유통되고있는 골이식재는오랜 기간동안 사용되며 안전성면에서 아직 문제가 보고된 바가 없지만 100% 안전하다고 확신할 수는 없다.
골이식재종류마다각기 다른 장·단점을갖고 있지만, 동종골이나 이종골은 다른 병의 전파를 완전히 배제할 수 없기에 안전을 가장 우선 순위로 생각한다면 자가골이 없을 경우 합성골을 선택하는 것도 방법 중의 하나이다.

2) 높은 다공성
우선 골이식재의 osteoconductivity에 중요한 것이 porosity와 pore size다. 골이식재의 porosity(다공성)이란 공간을 차지하는 전체 용적 중에 구멍이 뚫린 빈 공간이 어느 정도냐는 것이다.
즉 이식재가 적절한 강도로 공간을 유지해주고 골침착에 도움이 되는 무기질성분만 제공해 준다면 높은다공성을 가지는 것이 골재생에 유리하다.

3) 흡수성
골이식재의 흡수성은 적당해야 한다. 골이식재가 너무 빨리 흡수되면 뼈가 생성되기 전에 연조직쪽에 침투가 이루어져 골재생이 힘들며, 흡수되지 않고 남아있어도 필요한 기간에 빨리 골을 얻을 수 없기 때문에 좋지 않다.
입자의 크기 또한흡수성에 영향을 미치며 일반적으로 입자가 클수록 흡수속도가 느리다.

4) 조작의 편리성
골재생의 성공 여부에 중요한 것이 bone defect의 형태다. 즉 재생하고자 하는 주위에 골벽이 많을수록 골재생의 성공 가능성과 양은 많아진다.
그리고 대부분의 이식재는 particulate형태라 같은 particulate형태라 할지라도 입자의 모양과 크기에 따라 작의 편리성에 차이가 많다.

5) 가격
Datamonitor(www.datamonitor.com)의 조사에 의하면 정형외과 의사들의 경우 어떤 특정 골이식재를 선택하는데 있어 영향을 미치는 주요 요소로 이식재의 결과와 가격을 꼽았다.
골재생 효과에 결정적인 차이가 나지 않는 것이라면 골이식재 사용에 있어 재료의 비용도 일반적으로 고려해야 할 요소다.
골이식재는 포장단위가 회사마다 다르기 때문에 필요에 따라 포장 단위가 다양한 제품을 구입하는 것도 하나의 방법이며, 경제적이면서도 효과 좋은 이식재를 선택하는 임상가의 분별력이 필요하다.

그리고 어떤 제품이든 유저의 후기나 입소문에 신뢰가 많이 가게 된다. 이대희 원장(송명구·이대희 서울 치과)은 “골이식재 선택 시, 유저들의 사용후기를 들어보고 구입하는 것이 중요하다”며 “나름대로 SEM을찍거나 검증을 통해 선택해서 사용한다”고 설명했다.

임플란트 시술과 더불어 국내시장 빠른 성장세
국내 골이식재시장은 Millenium Research Group, 2008년 아시아 치과용 바이오 소재 보고서에 의하면 2008년에 186억원을 차지했으며 연 15.6%의 성장을 예측하고 있다.
국내 골이식재 시장의 크기에 대한 정확한 조사 자료는 없지만 현재 시장에서 판매되고 있는 골이식재는 2008년 약 186억원을 넘어섰으며 2012년에는 약 332억원을 상회할 것으로 예상된다.
 

또한 골이식재시장의 성장이 임플란트시장의 성장세와 연동되는 것을 감안하면 연 12~15%의 성장이 지속될 것으로 추정되며 빠르게 성장하고 있다.
그리고 아직까지는 동종골과 이종골의 시장점유율이 합성골에 비해 높다. 모 업체 관계자의 말에 따르면 “현재 합성골의 사용빈도가 적지만 앞으로 골이식 시장에서 자리잡기 위해서는 더 많은 시간과 임상데이터가 필요하다”고 밝혔다.

골이식재 세계 시장 매년 12% 성장 예측

 

세계 치과용 골이식재의주요 시장규모는미국과 캐나다가 차지하는 비중이 크며 유럽과 아시아-태평양 시장이 그 뒤를 차지하고 있다.

US markets for dental biomaterials 등의 통계 예측치를 살펴보면 치과용 임플란트 시술 시 골이식재의 사용이 매년 12%씩 성장할 것으로 예측하고, 유럽 시장에서 Bio-Oss가 44%의 시장 점유율을 보이며 향후 치과용 골이식재의 사용 규모는 점차커지고 있는 것으로 보여진다.

아울러 Kalorama Infomation의 조사에 따르면 매출액 기준으로 Geistlich, Dentsply, Osteotech, Regeneration Technology, Totugen Madical 등의 회사가 세계 시장을 분할하고 있으며, 이 중 Geistlich 사와 Dentsply사의이종골제품이 세계시장의 약 50%이상을 점유하고 있다.

과거에 비해 커진 국산의 매출 규모
과거에는 국산 골이식재의 종류가 많지 않아 수입제품의 선호도가 높았으나, 2008~2009년부터 다양한 국산제품의 출시에 따라 시장매출에 변화가 생겼다.

현재 시중에 판매되는 국산 제품은 아래 표를 중심으로 살펴보면 티비엠 주식회사의 TBM, ㈜코리아본뱅크의 MAX 및 Rafugen DBM Gel, 한스바이오메드㈜의 SureOss&OsteOss, ㈜오스코텍의 Inducera, ㈜나이벡의 OCS-B&OCS-H, 치예원의 Ti-Oss, ㈜푸르고바이오로직스의 Por - Oss, 대웅바이오의 Bongros, 메타바이오메드의 BoneMedix-DM, ㈜코웰메디의 COWELLBMP, ㈜디오의 GENESIS-BCP, 제노스의 OSTEON ™ Ⅱ 및 OSTEON ™ Collagen, 메타바이오메드의 Sorbone, ㈜오스코텍의 Syncera 등이 있으며 비교적 가격대가 저렴해 시장의 매출부분에서 국내제품이 차지하는 비중이 커졌다.
이에 정확한 수치는 가늠하기 어렵지만, 국산:외산=40:60(%)로 추산된다.

 

골이식 임플란트의 현재는
최근골이식재를 활용한 임플란트시술을 받는 환자가 과거에 비해 많이 늘었다.
이대희 원장(송명구·이대희 서울치과)은 “임플란트 환자 중에 골이식 시술을 하는 환자가 70%정도인 추세”라며 “환자 연령대는 50~70대>30~40대 순”이라고 설명했다.

이어 “골이식 임플란트 시술은 과거와 비교해 수술자체의 테크닉은 자가골을 사용하지 않음으로써 쉬워졌다”며 “자가골은 안정적인 장점이 있는 것에 비해 환자의 뼈를 사용해야하기 때문에 환자의 고통적인 부담이 클 뿐만 아니라 수술 후에 후유증이 생길 우려가 커서 최소한으로 사용하고 있다”고 설명했다.

그리고 과거에는 뼈가 손실된 경우 임플란트 시술이 어려웠지만, 그 후에는 골이식재를 활용한 시술이 선보여 지면서 생체 친화성을 높일 수 있는 환자의 혈액 및 성장인자를 활용한 임플란트 시술도 가능해졌다. 최근 신개념의 조직재생을 위한 테크닉의 일환으로 자가혈을 이용한 시술이 주목받고 있다.

자가혈은 일부 이식재의 기능을 대체할 수 있어 치과병·의원의 이식재 사용을 줄일 수 있기 때문에 각광받고 있으며 대표적으로 PRF(platelet rich fibrin)라는 시술법이 있다.
이는 혈액에서 자체 분리를 통해 추출해낼 수 있는 자가 혈소판 농축물질을 의미하며, 임플란트 수술 시 골이식재와 혼합 또는 차단막 대용으로 사용된다. 또한 임플란트 시술 외 발치 후에도 사용되며 결손 부위의 빠른 회복과 잇몸뼈의 흡수를 막기 위한 발치와 등에 사용되기도 한다.

아울러 치아를 뽑은 부위가 뼈로 치환되는 것이 중요한데 염증 없이 잘 치환될 수 있도록 도와주는 역할을 하며, 환자의 혈액에서 추출해 내기 때문에 각종 임상활용에 부작용이 거의 없다.

향후 골이식 시장은 긍정적
국내·외 시장 규모가 커짐과 동시에 캐나다의 iData Research Inc의 조사에 따르면 임플란트 시술 중 골이식재의 사용량이 2010년에 비해 2011년에 8% 증가한 것으로 밝혀졌다.
그만큼 인구의 노령화나 술식 과정상 필요 등의 사유로 골이식재의 사용량은 앞으로도 꾸준히 증가할 것 으로 예상된다.

오랜기간 임플란트 시술을 통해 골이식재를 접해온 이대희 원장도 “골이식시장 규모는 계속 커질 것”이라고 설명했다.
그리고 기존의 파우더 타입 외에도 자가치아 뼈 이식재, CGF같은 장비를 이용한 gel type의 골이식재 등 과거에 비해 종류가 다양해졌으며 경우에 따라 적용할 수 있는 제품선택의 폭도 더욱 커질 전망이다.

그렇기에 현재 국내 시장에서도 재료를 선택하는데 있어 가격의 높낮이를 떠나 환자케이스를 우선으로골이식재를 선택하도록 인식이 바뀐다면 좀 더 좋은 예후를 가져올 뿐만 아니라 향후 더 긍정적인 전망을 내다볼 수 있을 것으로 기대된다.

 


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