치과 임플란트의 개념과 역사

1. 치과용 임플란트의 개념(의의)

임플란트란 이식체 또는 심는 물질이라는 뜻으로 어원은 'im'(안에, 내부에)과 'plant'(심다, 이식하다)의 복합어이다.          

인체 내의 결손 부위를 보완하기 위해 인체 내에 삽입되는 인공 보형물의 총칭이며, 의료기기 중에서는 이식용 의료기기로 분류된다. 치과용 임플란트는 치아가 필요한 턱뼈(Alveolar bone)에 직접적으로 인공치근(fixture)을 식립 하고, 그 위에 인공치아를 만들어 주는 치료술 식이다. 치과 분야에서는 상실된 치아의 회복은 현대 치의학에서 중요하다. 치료를 통해 기능적, 생리적으로 안정된 치아 상태를 유지한다면 당연히 발치를 하지 않아야 하나, 심각한 염증이나 과도한 면역반응에 의해 주변 치아나 치주조직에 영향을 주는 경우는 발치 후 상실된 치아를 수복하는 심미적이고 기능적 대체가 요구된다. 가철성 의치는 빈번한 탈부착으로 불편함이 크고, 고정성 보철물은 이차우식이나 돌이킬 수 없는 치수염과 같은 어려운 문제들을 일으킬 수 있는 인접한 자연치아의 삭제 및 손상을 수반하며 이에 따른 잇몸 손상 및 치조골의 소실을 동반한다. 또한 수년마다 보철물을 교체해야 하는 불편함이 있다. 최근의 보철 재료는 한 개의 치아 또는 전악궁을 대체하려는 목적으로 많이 사용되며, 많은 생체재료들이 자연치의 치근용으로 사용되고 있으며 계속 발전하고 있다. 

치과용 임플란트는 상실된 치아를 대체하기 위해 티타늄 등의 금속재료와 세라믹 재료 그리고 최근에는 폴리머 재료를 이용해서 만들어지는 대표적인 인공치아이다.

임플란트 치료의 장점은 주변 치아의 손상 없이 인공치근을 이식하여 자연치아와 가장 유사한 기능 및 심미성을 회복할 수 있고, 잇몸손상과 치조골 소실 방비, 그리고 사후관리에 따라 반영구적으로 사용이 가능하다. 단점은 기존 치료에 비해 장기간의 치료기간이 필요하고 상대적으로 고가라는 점이다. 임플란트의 적절한 재료의 선택과 디자인은 물론이고 임플란트와 조직 사이의 계면에서 생물학적 작용의 이해와 평가, 기존에 있는 골의 질적 평가, 신중하고 정교한 외과적 수술법, 적절한 환자의 선택, 임플란트가 들어갈 공간, 하중분포, 보철물의 설계, 지속적인 환자 관리 등이 고려되어야 한다. 

이러한 지식은 수많은 임플란트 수술을 실패한 대가로 얻은 것이며 기존의 연구 결과로 볼 때 안정성과 효능성이 인정된 생체적합성 재료만이 인간의 임플란트로 사용될 수 있음을 확인하였으며, 지속적인 기술개발 및 기업 간 경쟁을 통해서 치료 

기간의 단축과 비용의 감소가 이루어지고 있다. 임플란트의 전체적인 구성은 크게 고정체(fixture), 지대주(abutment), 그리고 크라운(crown)의 세 가지로 이루어진다. 

 

2. 임플란트의 역사

오랜 세월 동안 사람들은 매식(implantation)을 통해 결손치를 대체하려는 시도를 하였다. 상실된 치아를 대체하는 시술은 BC 2000년 고대 이집트에서 조각된 상아, 동물의 치아 또는 노예의 치아를 사용했다는 기록을 찾아볼 수 있다. AD 600년에 발굴된 Maya 인의 유골 하악전치부에서 조개껍질의 치아 형태로 다듬어 심어진 유골이 발견되었고 중세에도 빈민의 치아를 뽑아 부자인 사람에게 이식하는 동종 간의 치아이식의 사례들이나 동물의 치아를 뽑아 이식하는 이종 간의 사례들이 있었다. 18세기 초 Maggilolo는 스프링에 의해지지 치아(pivot teeth)에 고정된 금 치근을 제작하여 발치가 된 부위에 고정하였고, 이후 19세기 중반까지 다양한 금속재료 및 도재를 이용한 임플란트들이 시도되었고 1930년대 이후 다양한 재료 및 형태의 임플란트가 개발되었고 실제 환자에게 적용되었다. 1960년대 중반 스웨덴의 외과 의사인 브레네막(Per-Ingvar Branemark) 교수는 뼈의 치유 과정을 연구하던 중 토끼의 비골(fibula)에 티타늄(titanium) 재료를 매식한 후 이를 제거할 때 티타늄과 뼈가 단단히 부착되어 있는 것을 발견하고 골 유착(osseointegration)이라는 개념을 정립하였다. 

그리고 현재 임플란트의 초기 형태 (Branemark system)를 환자(Larson)의 하악에 성공적으로 식립함으로써 임플란트 시대의 서막을 열었으며, 당시의 기술적 한계에도 불구하고 15년간 추적 임상증례에서 상악은 81%, 하악은 91%라는 획기적인 성공률을 보고하였다. 1960년대 말, 스위스 베른대학의 안드레 슈뢰더(Andre Schroeder) 교수는 스트라우만(Straumann) 사와 함께 플라스마로 티타늄분말을 표면처리(Titanium Plasma Sprayed surface, TPS) 등과 같은 다양한 표면개질 임플란트의 프로토타입을 개발하여 지금의 골유착능 향상에 크게 기여하였고, 1980년 후반 ITI (International Team for Implantology foundation)를 설립하여 지금까지 임플란트의 발전에 지대한 영향을 주고 있다.

형태적으로는 임플란트의 말단부가 가늘어지는 형태(taper form)가 개발되었고, 고정체 내부가 비어 골조직이 침투할 수 있는 hollow 형태, 그리고 자연치와 같은 미세움직임이 내부에 포함된 IMZ (intra-mobile element) 임플란트가 소개되었다.

현재 hollow 형태나 IMZ 형태의 임플란트는 장기적인 임상 결과가 좋지 않아 더 이상 사용되지 않는다.