(An) evaluation of clinical stability of miniscrew with surgical guide using intraoral scan model and CBCT : randomized clinical trial

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Because the miniscrew is becoming more common in orthodontic treatment, achieving precision of miniscrew insertion, reduction of the risk of root damage, and improvement of the success rate of miniscrew insertion have become important. With the development of digital technology, it has become possible to create a dental model using an intraoral scanner rather than a plaster model, and as the clinical use of dental CBCT (cone beam computed tomography) increases, CBCT can be used to superimpose the tooth model and radiograph. Therefore, This study aimed to assess the use of surgical guides with computer-aided design and computer-aided manufacturing technology in achieving these ends.
A randomized clinical trial was conducted with 59 patients (100 miniscrews) who required miniscrew placement during orthodontic treatment. In each patient, a miniscrew (BMK, Korea, cylinder, 1.5x7 mm) was placed in the buccal interradicular space using panoramic radiography and dental CBCT. To evaluate the initial stability after miniscrew placement, the insertion torque (IT) and Periotest value (PTV) were measured twice. Periapical radiographs were obtained to assess root contact. Miniscrews maintained for more than 6 months were considered successful.
1. The success rate of the manual group was 80.9 % and the success rate of the surgical guide group was 88.9 %. There was statistically insignificant difference in the success rate using the surgical guide (p>0.05). In the Kaplan-Meyer survival analysis, miniscrews were failed early than 50 days in the manual group, whereas most of miniscrews were failed after 120 days in the guide group.
2. The root contact rate was 31.9 % in the manual group and 0.4 % in the surgical guide group, and the root contact rate was low when using the surgical guide, showing a statistically significant difference (p <0.001).

3. The insertion torque was 6.37 ± 2.64 Ncm in the manual group and 6.54 ± 2.90 Ncm in the surgical guide group, but the difference was not statistically significant (p> 0.05) and The PTV was 0.19 ± 2.86 in the guide group and 1.58 ± 2.13 in the manual guide group, which showed a statistically significant difference (p <0.05).
4. The insertion torque of was 6.56 ± 2.86 Ncm in the success group and 5.89 ± 2.18 Ncm in the failure group, but the difference was not statistically significant (p> 0.05) and The PTV was 0.57 ± 2.62 in the success group and 2.72 ± 1.45 in the failure group, which showed a statistically significant difference(p <0.01).
5. A total of five (10%) miniscrews were excluded due to the risk of the miniscrew guide itself. They were 4% of surgical guide slippage, 6% of adaptability problem.
The rate of miniscrew contact with the root was significantly lower in the surgical-guide group than in the manual group. The present study recommends the use of surgical guides for the stable placement of miniscrews in cases of anatomical limitations or the high possibility of root contact with the miniscrew.

국문 초록 (Abstract)

미니스크류를 이용한 교정치료가 보편화 되고 있기 때문에 미니스크류를 예측 가능한 위치에 식립하고 치근 손상 등의 위험을 줄이며 성공률을 높이는 것이 중요하다. 디지털 기술의 발달로 석고 모형이 아닌 구강 내 스캐너를 이용하여 모형을 채득하는 것이 가능해 졌으며 Dental cone beam computed tomography(CBCT)의 보급률이 높아짐에 따라 치아모델과 CBCT의 중첩이 가능해 졌다. 따라서 computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) 기술을 활용하여 제작된 미니스크류 식립 가이드를 이용하여 치근의 손상 위험을 줄이고, 미니스크류 식립의 부작용을 최소화 하면서 성공률을 높일 수 있는 방법에 대한 임상적 안정성의 평가가 필요하다.
교정 치료 중 미니스크류 식립이 필요한 환자 59명, 미니스크류 100개를 대상으로 무작위 임상 연구를 진행하였다. 각각의 환자에서 파노라마와 CBCT를 이용하여 협측 치근 사이에 미니스크류 cylinder type의 직경 1.5 mm 길이 7 mm (BMK, Biomaterials Korea, Seoul, Korea)를 식립하였다. 식립 후에 안정성을 평가하기 위해 식립 토크(IT)와 periotest value(PTV)를 2회씩 측정하였다. 치근단 방사선 사진을 촬영하여 치근 접촉도를 평가하였다. 6개월 이상 탈락 하지 않는 경우 성공으로 판단하였다. 이후 수동 식립군과 가이드 식립군에 대한 통계 분석을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
1. 수동 식립군의 성공률은 80.9%, 가이드 식립군의 성공률은 88.9%로 미니스크류 식립 가이드를 이용한 경우 성공률이 높았으나 통계학적으로 유의한 차이는 없었다(p > 0.05). 카플란-마이어 생존 분석에서 수동 식립군은 50일 이전 조기 탈락이 많았던 반면 가이드 식립군은 120일 이후 탈락이 많았다.
2. 치근 접촉률은 수동 식립군 31.9%, 가이드 식립군은 0.4 %로 미니스크류 식립 가이드를 이용할 경우 치근 접촉률이 낮았으며 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p < 0.001).
3. 식립토크는 수동 식립군에서 6.37 ± 2.64 Ncm, 가이드 식립군에서 6.54 ± 2.90 Ncm 로 가이드 식립군에서 높았으나 통계적으로 유의한 차이는 없었고(p > 0.05) PTV는 수동 식립군이 1.58 ± 2.13 가이드 식립군이 0.19 ± 2.86로 가이드 식립군이 낮은 수치를 나타내었으며 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p < 0.05).
4. 성공한 군에서 식립토크 값이 6.56 ± 2.86 Ncm로 실패한 군이 5.89 ± 2.18 Ncm 를 나타낸 것 보다 높았으나 통계적으로 유의미한 차이는 없었으며(p > 0.05) PTV는 성공한 군이 0.57 ± 2.62로 실패한 군 2.72 ± 1.45 보다 낮은 수치를 나타내었으며 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p < 0.001).
5. 미니스크류 식립 가이드 자체의 위험요소로 (10%)의 미니스크류가 제외되었다. 가이드의 미끄러짐(2개, 4%), 가이드와 스크류 드라이버간의 적합도 문제 (3개, 6%)이다.
미니스크류 성공에 중요한 요인이며 치근 손상 또는 파절에 영향을 줄 수 있는 치근과의 접촉도에서 미니스크류 식립가이드를 이용할 경우 치근 접촉도가 유의하게 낮게 나타났다. 따라서 치근과의 접촉 가능성이 높은 부위나 해부학적 한계가 있는 부위에서 미니스크류의 안정적인 식립을 위해서 미니스크류 식립 가이드를 활용하여 임상적으로 안정적인 미니스크류 식립이 가능할 것으로 생각된다. 하지만 미니스크류 식립 가이드의 위험요소가 10%에서 발생하였기 때문에 가이드 제작의 개선을 통한 임상적 정확성을 높여야 할 것이다.