Novel implant position index (IPI) to evaluate the peri-implant bone changes adjacent to the natural teeth

Abstract

임플란트 주변 변연골 소실은 임플란트의 성공을 평가하는데 있어서 중요한 요소이다. 많은 연구에서 임플란트의 수평적 또는 수직적 식립 위치와 임플란트 주변 골소실의 연관성에 대해 보고하고 있지만 임플란트의 수평적 위치 및 수직적 위치를 동시에 고려한 연구는 없었다. 따라서 본 후향적 연구에서는 임플란트의 수직적 위치 및 수평적 위치를 동시에 고려한 새로운 임플란트 위치 측정 지수 (Implant position index, IPI)를 제안하고 이를 이용하여 자연치에 인접하여 식립된 임플란트의 위치와 임플란트 주변 골 변화 간의 연관성을 평가 분석하여 자연치에 인접한 임플란트의 이상적인 위치를 확립하고자 하였다. 2005년부터 2016년까지 이화여자대학교 의과대학부속 목동병원 치주과에서 임플란트 식립을 시행한 환자를 대상으로 총 94개의 internal connection 유형의 bone level 임플란트를 조사하였다. 방사선학적 평가를 위해 최종보철물 연결시와 1년 경과 관찰시 또는 3년 경과 관찰시의 치근단 방사선 사진을 수집하였다. 최종보철물 연결시의 치근단 방사선 사진에서는 임플란트의 수직적 위치 (VD) 및 수평적 위치 (HD), 인접치와 식립된 임플란트가 이루는 각도 (A), 임플란트 주변 골높이 (PIBH), 임플란트-치간골 높이 (IBH)를 측정하였으며, 추후 관찰 시에는 수직골 소실 (VBL), 수평골 소실 (HBL) 그리고 임플란트-치간골 소실 (IBL)을 측정하였다. 그리고 임플란트의 수직적 위치 및 수평적 위치를 동시에 고려하는 임플란트 위치 측정 지수 (Implant position index, IPI)를 제시하였으며, 이는 다음과 같이 계산하였다; IPI=D/A 통계학적인 분석으로는 각 측정 변수들이 임플란트 주변 골소실에 미치는 영향을 평가하기 위해 회귀분석을 시행하였으며, 임플란트 위치를 나타내는 각 변수들의 골소실에 대한 임계치를 찾기 위해 분산분석을 시행하였다 (P<0.05). 1년 경과관찰군의 평균 VD와 HD, A, IBH는 각각 4.81 ± 1.71 mm, 3.47 ± 1.08 mm, 36.42 ± 13.67도, 1.49 ± 1.07 mm였으며 1년 후 수직골 소실 및 수평골 소실, 임플란트-치간골 소실은 각각 0.58 ± 0.59 mm, 0.30 ± 0.60 mm, 0.47 ± 0.59 mm였다. 3년 경과관찰군의 평균 VD와 HD, A, IBH는 각각 5.03 ± 1.73 mm, 3.50 ± 1.10 mm, 37.35 ± 13.85도, 1.64 ± 1.10 mm였으며 3년 후 수직골 소실 및 수평골 소실, 임플란트-치간골 소실은 0.94±0.78 mm, 0.67±0.87 mm, 0.63±0.62 mm였다. 1년 경과관찰군에서 VD와 IBL, A과 IBL, IPI과 VBL 또는 IBL 사이에 통계학적으로 유의한 연관성이 관찰되었고(P<0.05), 3년 경과관찰군에서는 VD와 IBL, IPI와 IBL간 통계학적으로 유의한 연관성이 관찰되었다(P<0.05). 각 변수들에 대한 사후분석을 시행한 결과 1년 경과관찰군에서 VD가 7 mm이거나 A가 30도이거나 IPI가 15일 때, VBL이 유의하게 증가하였으며(P<0.05), VD가 3 mm이거나 A가 30도 또는 60도이거나 IPI가 5일 때 임플란트-치간골 소실이 유의하게 증가하였다(P<0.05). 본 연구 결과 자연치에 인접한 임플란트의 위치는 임플란트 주변 변연골 소실에 영향을 미치며 수평적 위치보다 수직적 위치가 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서, 임플란트 주변 변연골 유지를 위해 자연치에 인접한 임플란트는 인접 자연치의 백악법랑경계보다 3 mm이상 깊지 않고 인접치와 식립된 임플란트가 이루는 각도가 30도 이상이 되야 하며, IPI가 5를 넘지 않도록 식립되어야 한다. 결론적으로 본 연구에서 제시된 IPI는 임상가들에게 향후 발생 가능한 임플란트 주변 골소실을 예측하는데 도움을 줄 것이며 이상적인 임플란트 식립을 위한 가이드라인을 제공할 것이다. 그러므로 만약 임플란트를 깊게 식립해야 하는 경우, IPI를 낮추기 위해 수평적인 거리를 넓혀주는 것이 임플란트의 깊은 수직적 위치로 인한 골소실의 위험 요소를 줄여줄 수 있을 것으로 사료된다.;Marginal bone loss of dental implant is an important factor for assessing the success of an implant operation. The association between the horizontal or vertical position of the dental implant and peri-implant bone loss has been reported, but no study has considered the horizontal and vertical positions of the implant simultaneously. Therefore, the purpose of this retrospective study was to propose a new implant position index (IPI) that simultaneously considered the vertical and horizontal implant position, to radiographically evaluate the correlation between the implant position adjacent to a natural tooth and peri-implant bone loss using IPI, and then establish an ideal location of the implant adjacent to the natural tooth. Ninety-four internal type implants installed adjacent to the natural teeth at Ewha Womans University Mokdong Hospital department of periodontology were examined. Periapical radiographs taken immediately after the prosthesis connection and 1- or 3-year follow-up were assessed. Vertical and horizontal distance (VD, HD, respectively), and the angle (A) between adjacent teeth and fixture top, peri-implant bone height (PIBH) and intercrestal bone height (IBH) at baseline, and vertical bone loss (VBL), horizontal bone loss (HBL), and intercrestal bone loss (IBL) were measured during the follow-up visits. A new parameter, IPI, which considered the vertical and horizontal implant position simultaneously was devised. The IPI is the index of the position of the implant and was obtained by calculating the ratio of distance to angle (IPI = D / A). Multiple regression analysis was performed to evaluate the correlation between the implant position and peri-implant bone changes, and Analysis of variance (ANOVA) was performed to determine the critical cut-off value of independent variables representing implant position (P<0.05). At baseline of the 1-year follow-up group, the mean VD was 4.81 ± 1.71 mm, mean HD was 3.47 ± 1.08 mm, mean A was 36.42 ± 13.67 degrees and mean IBH was 1.49 ± 1.07 mm. After the 1-year follow-up, the mean VBL was 0.58 ± 0.59 mm, mean HBL was 0.30 ± 0.60 mm and mean IBL was 0.47 ± 0.59 mm. At baseline of the 3-year follow-up group, the mean VD was 5.03 ± 1.73 mm, mean HD was 3.50 ± 1.10 mm, mean A was 37.35 ±13.85 degrees and mean IBH was 1.64 ± 1.10 mm. At the 3-year follow up following loading, mean VBL was 0.94 ± 0.78 mm, mean HBL was 0.67 ± 0.87 mm, and mean IBL was 0.63 ± 0.62 mm. In the 1-year follow-up group, statistical significance was obtained between VD and IBL, A and IBL, IPI and VBL or IBL (P<0.05). Additionally, in the 3-year follow up group, statistical significance was obtained between VD and IBL, and IPI and IBL (P<0.05). Post hoc analysis, which was performed to determine the critical cut off value of each correlated variable revealed that when the VD was 7 mm, the angle was 30 degrees, or the IPI was 15, VBL was significantly increased; and when the VD was 3 mm, the angle was 30 degrees or 60 degrees, or the IPI was 5, IBL was significantly increased (P<0.05). The results of the study demonstrated that the loss of marginal bone around the implant was dependent on the position of the implant, and the effect of the vertical position of implant was larger than that of the horizontal position of implant. Therefore, to maintain the marginal bone around the implant, the implant adjacent to the natural teeth should not be 3 mm deeper than the cementoenamel junction of the adjacent natural teeth. Additionally, the angle between the adjacent teeth and the implant should be 30 degrees or more and the IPI should not exceed 5. In conclusion, the IPI spacing suggested in this study will assist clinicians to predict future peri-implant bone loss and suggest guidelines for implant placement. Therefore, for deep implants, it is recommended that the horizontal distance be increased to lower the IPI. This will reduce the risk of peri-implant bone loss that can be caused by a deep vertical position of implant.