이중나사 지대주 하부나사 머리와 직접 접촉
허 중 보
부산치대 구강악안면외과 교수
나사 풀림은 단일 임플란트 수복에서 가장 빈번하게 발생하는 기계적 문제이다. 나사 풀림은 나사 연결부의 이개를 야기하며, 이로 인하여 세균막의 침착과 나사의 파절 및 인접 임플란트의 과부하로 인한 변연골 흡수나 골유착 상실을 유발할 수 있다. 나사 풀림의 원인으로는 부적절한 임플란트의 위치, 부적절한 교합양식 또는 보철물의 해부학적 형태, 부적절한 나사형태, 과도한 교합력, 그리고 지대주와 매식 불량한 적합 등이 있다. 이러한 요인들로 인해 임플란트에 가해지는 과도한 외력은 임플란트와 지대주나사 사이의 미세움직임이 발생되고, 그로 인해 완벽하게 매끄럽지 않았던 접촉계면이 매끄러워지게 된다. 그 결과 임플란트 지대주와 임플란트 고정체를 고정시켜주는 힘인 전하중이 감소하게 된다.
지대주 나사조임 시 지대주나사는 신장되고, 그로 인해 발생하는 나사 내부의 장력을 전하중(Preload)이라고 한다. 전하중은 임플란트 지대주와 고정체를 고정시키는 조임력(clamping force)으로 작용한다. 나사 풀림을 방지하기 위해서는 임플란트 지대주 나사 연결부 안정성이 필수적이며, 이것은 나사에 조임토크가 적용되었을 때 발생하는 전하중(preload)에 주로 영향을 받는다. 전하중은 나사의 금속학적 특성이나 기하학적형태, 표면 상태 마찰계수등에 영향을 받는다.
이에 따라 기존에 다음과 같은 방법을 사용해 나사풀림을 예방해 왔다.
1. 지대주 스크류에 워셔(washer)를 사용하는 방법
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| 그림 1 |
기계공학 분야에서 흔히 사용되는 washer 이다. washer는 계면을 보호하기도 하며 완충효과에 의하여 풀림을 방지하기도 하는데 정확한 원리에 대해서는 자료가 빈약하다. 문헌에 따르면 하중을 가하기전에는 어느정도 효과적이었으나, 하중 후에는 유의한 차이가 없었다.
2. 윤활제를 사용하거나 지대주 나사의 표면 코팅을 통해 마찰계수를 줄이는 방법이 있다.
마찰계수가 줄어들면, 조임회전력의 소실을 최대한 줄이고 나사의 신장에 사용될 수 있도록 하기 위한 노력이다. 텅스텐 카바이드/탄소 코팅 나사를 사용한 경우 티타늄 합금 나사에 비해 반복하중 후 풀림회전력 상실률이 작았다는 결과가 있다.
3. 신장력이 좋은 금나사의 사용
이전 연구에 따르면, 금나사에서 발생되는 신장량이 티타늄 나사에서 발생되는 신장량보다 컷으며, 발생된 전하중도 금나사(468.2 N)에서 티타늄나사(381.5 N)보다 더 크다고 보고했다. 신장량이 더 큰 금나사의 사용이 추천되나, 치료 비용의 증가와 과도한 트크를 적용 시 파절과 변형이 빈번히 발생할 수 있어 최근 그 사용이 많지 않다.
이러한 노력들은 결국 조임회전력에 의해 발생하는 나사의 신장효과를 증대시켜 전하중을 증가시키기 위한 노력이다. 지대주 나사의 소성, 또는 영구변형이나 파절의 가능성을 증가시킬 수 있기 때문에, McGlumphy 등은 지대주 나사 항복강도의 75%를 추천하고 있으며, 나사의 신장을 증가시키는 노력은 나사 파절강도라는 한계를 가진다.
4. 이중 나사 조임 방식의 사용
기계 공학분야에서도 나사풀림을 방지하기 위한 노력들이 있었다. 그 중의 하나로 이중 너트 조임방법이 있다. 이중 너트 조임 방법은 두개의 너트를 서로 반대방향으로 조임으로 더 큰 조임력을 발생시킨다. 최근 임플란트 지대주 나사풀림을 방지하기 위해서 이중 너트 조임 방법에서 착안하여 이중나사지대주(Double screw abutment)를 개발하였다. 이중나사 지대주는 상부나사가 지대주와 임플란트 고정체를 고정하는 하부나사의 머리와 직접 접촉할 수 있도록 설계 되었다.
반복하중 실험을 통해 이중 나사 지대주의 나사풀림방지 효과를 확인하였다. 이중 나사 지대주의 나사풀림방지효과의 요인은 지대주 나사의 전하중이 증가된 것이라기보다는 지대주 나사머리와 접촉하고 있는 상부 나사의 조임으로 인하여 지대주 자체의 신장이 발생하고, 이것이 상부나사가 지대주 머리를 직접적으로 누르는 힘으로 작용하여 조임력이 증가된 것으로 보인다. 이것은 지대주 나사의 추가적인 신장 없이, 추가적인 신장으로 인한 변성이나 파절 가능성을 배제하면서 조임력(clamping force)을 직접적으로 증가 시킨 것으로 생각된다.
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| 그림 2 |
5. retorque의 적용
이전 연구에 따르면 초기 torque를 가한 후 3시간 뒤에 약 25~30%정도의 토크 감소량이 보이고, 반면 토크를 가한 후 10분 뒤 retorque를 시행하면 20% 미만의 토크 감소량을 보였다. 즉, 임상에서 술자는 초기 torque 후 반드시 retorque를 시행함으로써 약간의 스크류 풀림을 예방할 수 있으리라 사료된다. 또한 스크류 표면에 이물질이 있는지 항상 확인을 하고 깨끗한 스크류를 사용하도록 해야 겠다.
http://www.chihak.co.kr/news/8985
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