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임프란트의 표면처리

임프란트의 표면처리. Titanium 표면처리 방식 각각의 system. Titanium. 1.History -1791 년 William Gregor 에 의해 처음 발견되었으며 약 150 년 후인 1930 년에 Kroll 에 의해 원광석에서 정련되어 상업적으로 이용되기 시작 . -1950 년에 들어와서 Ti-6Al-4V 같은 여러 종류의 titanium alloy 가 제작되어 상업적 , 군사적 목적으로 사용 .

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임프란트의 표면처리

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  1. 임프란트의 표면처리 길병원 보철과 손미향

  2. Titanium • 표면처리 방식 • 각각의 system 길병원 보철과 손미향

  3. Titanium 1.History -1791년 William Gregor에 의해 처음 발견되었으며 약 150년 후인 1930년에 Kroll에 의해 원광석에서 정련되어 상업적으로 이용되기 시작. -1950년에 들어와서 Ti-6Al-4V 같은 여러 종류의 titanium alloy가 제작되어 상업적, 군사적 목적으로 사용. - Stainless steel, Vitallium과 같은 금속이 외과수술에 많이 이용되어 왔으나 SS는 생체 내에서 corrosion을 일으키기 쉬우며 Vitallium은 전성이 떨어져 형태를 부여하기에 어려운 단점. 길병원 보철과 손미향

  4. 2.금속학적 성질 - 상대적으로 가볍고 합금이나 처리과정에 의해 강화될 수 있음. - Passivity(부동태막)라고 불리는 TiO2 산화막에 의해 높은 부식저항성과 생체적합성을 갖음. - 선반가공이 쉬워 원하는 형태로 제작 가능. - 골조직보다 탄성계수는 높지만 다른 implant material 보다는 골과 비슷하여 bone-implant 경계면에서 응력분산에 유리. 길병원 보철과 손미향

  5. 3.생체 적합성 -임프란트 재료자체가 아닌 그 표면을 덮고 있는 산화막에 의하여 좌우됨( 생체 내에서 산화막이 화학적으로 불안정하면 부식이 일어나 금속이온이 주변으로 방출되어 조직반응을 일으킴). <티타늄의 산화막> - 산소와 친화성이 강하기 때문에 대기 중에 노출되면 백만분의 1초안에 산화막을 형성하고 lathing, milling 혹은 sawing같은 cutting작업 후에는 10억분의 1초안에 산화막을 형성하기 시작하여 1초 후에는 2~5nm두께의 산화막을 형성. 길병원 보철과 손미향

  6. 4.부식저항성 • Implant재료의 부식저항성은 생체적합성, 수명, 기능도에 영향을 미친다. * Corrosion은 +극에서 일어나는 산화작용에 의한 전자소실로 인해 발생함. Ti은 산소와 반응성이 높아 산소와 쉽게 결합(10-9 초의 짧은 시간에 새로운 산화막을 형성)할 수 있으므로 주변에 산소가 조금이라고 존재하거나 물이 있으면 손상된 산화막을 즉시로 재생부식저항성 -생체내의 가장 안정한 산화물은 TiO2 이다. 길병원 보철과 손미향

  7. 부동태막과 불소이온 - 불소이온이 티타늄과 수용성인 강한 화합물을 형성하므로 티타늄은 고농도의 불산에서 심한 손상을 받을 수 있음. - but…불소겔(1.25%F)과 바니쉬(2.25%F)를 적절히 사용하면 잇솔질에 의한 기계적 마모보다 티타늄 표면에 적게 손상을 준다는 보고 있음. - 구강내에 고농도의 불소를 장시간 유지하는 경우는 거의 없으므로 임상적인 의의 없음. - 1시간 이상 장시간 고농도의 불소용액에 노출할 경우 티타늄의 변색뿐 아니라 부식도 발생 가능. 길병원 보철과 손미향

  8. 5. 표면 거칠기와 세포 반응성 “임플란트 계면에서 세포와 조직의 반응이 거시적으로는 표면의 기하학적인 형태의 영향을 받고, 미시적으로는 표면의 형상과 거칠기에 좌우된다” - 표면적의 증가는 골과 임플란트 간의 결합과 밀접한 관련이 있으나, 표면 거칠기가 일정한계를 초과하면 기계적 특성, 부식저항성 및 표면적이 감소하여 임플란트 주위에서 염증반응을 일으키는 원인이 될 수 있음. 길병원 보철과 손미향

  9. 임프란트 표면처리 길병원 보철과 손미향

  10. Smooth Surface vs Rough Surface 길병원 보철과 손미향

  11. 1.smooth machined • Long-term clinical report • 1m roughness (groove & fit) • Uniform texture • Brånemark SEM X500 길병원 보철과 손미향

  12. 2. 임플란트의 표면에 무엇인가를 붙여서 골과의 접촉면적을 늘린 형태 ① TPS(Titanium plasma sprayed) ② Hyroxyapatite(HA) Coated Surface ③ Endopore System 길병원 보철과 손미향

  13. 1)TPS(Titanium plasma sprayed) • 장점 -increase bone-implant contact area. -Round or irregular pore, pit & depression  better wettability • 단점 -Crack of coating -Release of metal ions -Can be a bacterial trap • IMZ, ITI SEM X50 SEM X500 길병원 보철과 손미향

  14. Titanium Plasma Spraying Titanium powder, 600m/s 50m thickness Implant body Argon gas, 15,000-20,000oC, 300m/s 길병원 보철과 손미향

  15. 2) Hyroxyapatite(HA) Coated Surface • 장점 -Osteoinductive material -Biointegration -Rapid initial healing -Increased bone-implant surface contact • 단점 -Can be a bacterial trap -Dissolution of HA(possibility) • Replace, Paragon, Lifecore 길병원 보철과 손미향

  16. =TPS나 HA 코팅의 장점= 1.표면적을 넓혀준다. 2.초기 안정성에 도움이 되는 표면 거칠기가 증가된다. 3.골-임플란트 계면이 강화된다. =TPS에 비해 HA 코팅의 부가적인 장점= 1.골 계면의 치유가 빨라진다. 2.TPS보다 계면이 강하다. 3.금속의 부식이 줄어든다. 길병원 보철과 손미향

  17. 3)Endopore System • titanium sphere를 소결해서 붙임 • Developed at the University of Toronto, 1983 • Professor : P. Watson (Prosthodontics) D. Deporter(Periodontics) R. Pillar(Biomaterials) 길병원 보철과 손미향

  18. <Surface Characteristics > • 44-150m Ti-alloy bead • 2-3 particle layer : 0.3mm coating thickness • Interconnected surface porosity • 3-dimensional bone ingrowth 길병원 보철과 손미향

  19. Surface Characteristics 길병원 보철과 손미향

  20. =코팅의 단점= 1.삽입시 부스러지고, 갈라지고, 긁힌다. 2.골 상방으로 노출된 경우에 치태 침착이 크다. 3.박테리아의 서식처가 된다. 4.실패한 임플란트 치료의 후유증이 크다. 5.비용이 증가된다. 길병원 보철과 손미향

  21. 3.임플란트 표면에 무언가를 붙이는 것은 떨어져 나올 가능성이 있다 하여 임플란트 표면 자체를 무엇인가로 때려서 거칠게 하거나 표면을 부식시키는 방법 등으로 표면적을 넓혀주는 형태의 임플란트 ①acid etched: SteriOss, 3i, Avana ②Al2O3 blasted: Ankylosis ③TiO2 blasted: Astra ④RBM treated: Restore, Paragon, Maestro, Cowell 길병원 보철과 손미향

  22. Acid-Etched Surface • Increased surface area • Reduced surface roughness of machined surface • 1-2m uniform depression • Residual acid(possibility) • 3i-Osseotite 길병원 보철과 손미향

  23. Grit-Blasting (Sand Blasting) • Increased surface roughness • 20-25m depressions • Remained grit(possibility) • Increased bone-implant surface contact • Astra : TiO blast • Ankylosis: Al2O3 blast 길병원 보철과 손미향

  24. =산화 알루미늄(Al2O3 )세라믹에 대해서= -내면부터 표면까지 전부 산화물로 이루어져서 조직계면에서 유리. -결정성이고 표면에서 심부까지 연장되어 있어서 표면이 제거되어도 전기 화학적으로 변화는 일어나지 않음. -금속성 임플란트의 부식저항성과 생체적합성을 증가시킴. - 정형외과 연구보고에 의하면, 대사성 골질환이 있는경우 코팅의 국소적으로 높은 이온농도로 인한 탈광화가 일어날 수도 있다고 함. 길병원 보철과 손미향

  25. Resorbable Blast Media • RBM:흡수성인 칼슘 포스페이트 거친 입자(180~425µm)를 분사하여 티타늄 표면에 잔류물을 남기지 않고 표면 조도가 증가된 면을 만든 후 약산으로 부동태화하는 방법 • Lifecore, Avana: (RBM implant) ,Paragon(MTX)–tricalcium phosphate 길병원 보철과 손미향

  26. 4.임플란트에 두가지 이상의 방법으로 표면처리하거나 상부와 하부를 달리 처리하는 등의 복합적인 방법으로 표면처리 ① Al2O3를 때린 다음 산으로 부식 : ITI SLA (Sandblasted Large grit, Acid-etched), Frialit-2, Cowell 길병원 보철과 손미향

  27. ②상부는 기계로 깍고 하방은 acid etching ③상부는 기계로 깍고 하방은 RBM처리 ④상방은 acid etching, 중간은 RBM,TPS,HPS, 하방은 acid etching ⑤상방은 기계로 깍고 하방으로 갈수록 산화막을 두텁게 하여 거칠기를 조절 길병원 보철과 손미향

  28. Sand-Blasted, Large-Grit, Acid-Etched (SLA) • Al2O3(250-500m)로 blasting처리하여 변형시키고 강산(H2SO4/HCL)으로 처리하는 방법. • 20-25m blast craters & 1-2m etched pits • 알루미나 입자가 표면에 잔류하여 오염물질로 작용할 수 있고 강산처리 후 금속 입자 경계면에 파절을 보이는 문제점이 있음(Possibility) • ITI SLA implant, Implantium 길병원 보철과 손미향

  29. 5.NaOH+열처리 - 화학제 중 알칼리를 사용하는 방법 - NaOH처리와 열처리를 조합하여 임플란트 표면을 처리한 후 혈장과 유사한 인공체액(SBF:Simulated Body Fluid)에서 배양하면 티타늄 표면에 골과 유사한 appatite가 생성됨생체활성이 우수한 표면으로 초기 골침착과 골와의 결합력이 현저하게 증가. - 열처리를 하지 않고 NaOH만 사용하여 화학적으로 처리한 경우:표면반응이 불안정하고 골과의 결합능력이 없었다. 길병원 보철과 손미향

  30. 임상적 경과 및 고찰 • Pure titanium을 기계로 깍아서 만들어진( machined surface) 나사형 임플란트 -표면적을 두배로 넓혀주고 일단 골과 유착된 후에는 별문제가 없고 수직적인 stress 에 잘 지지함으로써 오히려 시간이 지나면서 임플란트 경부골의 흡수 등의 면에서 어떤 처리를 한것보다 더 유리하더라고 하여 장기간의 확실성과 영속성을 보여줌. 길병원 보철과 손미향

  31. 치주적으로도 경부의 치은과의 접합부는 다른 거친표면의 임플란트에 비해서 치은에 대한 tolerance가 좋고 따라서 plaque의 침습에 덜 민감. • 특히, 하악에서 부착치은이 부족한 경우에도 초기에 1~2mm정도의 골흡수 후에는 별 문제없이 유지됨으로써 결과적으로 장기적으로 골흡수 면에서 더 유리. -단점:초기에 골과의 유착이 되지 않는 경우가 있음. 특히 골질이 좋지 않은 상악 구치부에서 초기 및 중기의 실패율이 높음 길병원 보철과 손미향

  32. TPS처리 -매식초기에 제거되는 경우가 적음(골표면의 유착에 유리, 6배의 표면적 증가). -임상적으로 치조제가 흡수되지 않고 부착치은이 충분한 경우가 좋은 결과를 보임. -단점: 골흡수가 진행되어 TPS표면이 구강 내에 노출될 경우에는 plaque의 침습에 민감해지고 결과적으로 임플란트 주위의 염증이 야기되어 심각한 골흡수를 야기. 길병원 보철과 손미향

  33. HA coated -골조직의 구성성분인 HA를 용착시킴으로써 아주 좋은 골조직반응을 보이면서 골유착이 빠르게 일어남.초기 골유착율에서 가장 좋은 결과를 보임. - 단점:초기에는 골유착율이 어떤 임플란트보다도 높게 나타나지만, 점차적으로 degradation되면서 경조직으로 치환되지 않고 연조직으로 치환됨으로써 5년 이상 갈수록 급격한 골유착 실패의 증가가 보고되고 있으며 하악에서도 같은 결과를 보임 길병원 보철과 손미향

  34. =실험= 치주병이 존재하고 있는 환자의 하악에서 좌우측 으로 TPS와 기계로 깍은 매끈한 표면의 임플란트 식립. - 치유기간 중 매식체가 노출되지 않았던 경우에는 TPS처리된 임플란트 역시 기계로 깍은 임플란트와 마찬가지로 양호한 결과를 보여주고 있고 , 설사 기계로 깍아서 매끈한 표면의 임플란트도 조기에 임플란트가 노출될 경우에는 여지없이 골흡수가 나타나지만 치주적으로 tolerande가 높기 때문에 그 상태에서 더 이상을 골흡수가 진행되지 않고 정지되는 양상을 볼 수 있었음. 길병원 보철과 손미향

  35. 결론 - 골질이 좋지 않은 상악에서는 TPS나 HPS 또는 SLA등의 아주 거친 표면을 가지 임플란트가 좀 더 유리하다 할 수 있겠고, 부착치은이 부족한 하악의 경우에는 기계로 깍은 표면, 산처리되거나 RBM처리되어 그 거칠기가 적은 형태의 임플란트가 더 유리하다 할 것이다. 길병원 보철과 손미향

  36. 각각의 system의 표면처리 길병원 보철과 손미향

  37. Gingival section highly polished collar Fixture: TPS coating HA coating Frialit-2 & Xive 길병원 보철과 손미향

  38. ITI • 15년에 걸친 기초 및 임상연구를 바탕으로 하여 1974년부터 TPS표면을 치과임상에 도입. • 현재는 SLA표면의 osseointegration의 효과에 대해 Buser(1991년, 1998년), Cochran(1996년)에 의해 연구된 결과를 기초로 2년여에 걸친 임상실험 수행함. ①implant 식립 후 6~8주에 abutment장착 ②상부구조제작 ③기능적 부하을 가한다고 하는 단축된 기간의 치료. 길병원 보철과 손미향

  39. TPS가 다소 지나친 표면 거칠기라고 한다면 SLA 표면은 티타늄체에 직접 형성되는 요철구조이기 때문에 homogeneous한 특성을 지님 길병원 보철과 손미향

  40. SLA군에서는 미세한 요철을 가진 임플란트 표면을 따라 골이 형성되고 표면을 평평함에 가까움교합압을 가하기에 충분함(6주후) • TPS군의 골표면은 매우 거칠다. 아직 혈관이 임프란트 표면으로 개통되어 잔존해 있는 것은 골의 remodeling이 계속진행중임을 시사아직 교합압을 가하기에 불충분. *TPS 골표면은 식립 12주만에 SLA와 같은 소견을 보였음. 길병원 보철과 손미향

  41. 3i 1)Ossotite(acid etching) -increased clot retention -conductive to bone healing -non-detachable surface reduces complication 2)Machined -better control during placement -greater initial placement stability 길병원 보철과 손미향

  42. AVANA SS Ⅱ (Success Ⅱ) -Neck: Biologic Width를 고려한 machined surface -fixture: HA power에 의한 RBM처리를 하여 생체친화성이 우수하며, 골융합이 최적인 거칠기 Ra: 1.2~1.8µm를 구현하였고 Auto-cleaning system으로 잔유 불순물을 완전 제거. 길병원 보철과 손미향

  43. Lifecore STAGE-1 • Resorbable Blast Media (RBM) Surface =장점= ① mechanical fixation과 bone-to-implant contact을 촉진. ② 생체 친화성 물질인 calcium phosphate ceramic (제조 후 에 완전한 제거가 가능하고 완전히 흡수됨)만을 사용하여 표면을 roughening시킴. 그 결과 깨끗한 표면과 순수한 티타늄 표면을 갖게 됨. ③ roughening process는 acid etching을 포함하지 않음. 그래서 aggressive acid etching 과정에서 발생할 수 있는 titanium grain boundary degradation에 민감하지 않음. 길병원 보철과 손미향

  44. 길병원 보철과 손미향

  45. SwissPlus 길병원 보철과 손미향

  46. 1)TiUnite surface -uniquely enhanced titanium oxide layer 2) HA surface Replace Select 길병원 보철과 손미향

  47. PITT-EASY 1)Vacuum-Titanium Plasma Spray (VTPS) surface 길병원 보철과 손미향

  48. 2)Fast Bone Regeneration (FBR) surface -shorten healing time -100% calcium phosphate(CaHPO4·2H2O)로 구성. 길병원 보철과 손미향

  49. =FBR의 장점= -marked papillary effect on intensive, premature anchorage -fibrin thrombin의 이주와 osteoblast의 infiltration을 빠르게 하여 bone bonding을 촉진 -6주 후에 99%가 흡수 -D3와 D4의 골질에서도 빠른 골 융합 -다른 rough sf.보다 23% 높은 골 침착율. =indication= - Immediate progressive loading in conjunction with a connecting splint - Early loading as a single tooth replacement after as early as six weeks 길병원 보철과 손미향

  50. 2004 대입 수능 학생들을 위해 잠시 기도… thank you !! 길병원 보철과 손미향

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