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가토모델에서 3D 환자 맞춤형 티타늄 임플란트 및 외과용 골 절제 유도기를 이용한 하악골 절제 및 재건수술의 정확도에 대한 연구

초록/요약 도움말

연구 목적 : 본 논문의 목적은 가토모델에서 3D 환자 맞춤형 외과용 골 절제 유도기 및 티타늄 임플란트의 출력의 정확도 및 이를 이용한 하악골 절제 및 재건수술 수행의 정확도와 수술 결과의 정확도, 수술 수행의 정확도와 수술 결과와의 상관 관계 및 수술 수행의 정확도에 따른 수술 결과의 차이에 대하여 분석하는 것이다. 연구대상 및 방법 : 20 마리의 50주령 수컷 가토에서 하악골 절제 및 3D 환자 맞춤형 재건 수술을 시행하였다. 환자 맞춤형 외과용 골절제 유도기는 한구생산기술연구원 강릉 지부에서 디자인 및 출력을 진행하였다. 가토 20마리의 술 전 및 술 후 CT를 3차원 재건한 영상과, 3차원 출력한 모델, 사체, 수술시 촬영한 사진, 출력된 임플란트 및 외과용 골 절제 가이드, 수술 시 얻은 골절편을 활용하여 분석을 시행하였다. 출력된 외과용 골절제 가이드 및 임플란트의 정확도, 수술 수행의 정확도, 수술 결과의 정확도, 수술 수행의 정확도와 수술 결과간의 상관 관계, 수술 수행 결과에 따른 임상 결과 차이에 대한 평가를 시행하였다. 결과 : 임플란트 출력은 –0.03~0.03 mm의 오차범위안에서 정확하게 출력되었으며, 수술 수행은 측정한 부위에 따라 차이가 있었으며 –0.4~1.1 mm의 오차범위의 정확도를 보였다. 수술 결과 중 하악 하연 사이의 각도가 가장 개체간의 차이가 커서 민감한 결과를 보였고, 하악 최전방 치아의 설측 교두간의 거리가 가장 정확한 수술 결과를 보였다. 하악 상연의 전후방 길이의 값의 술전 술후 차이와 하악연 사이의 각도 사이의 유의할 만한 양의 상관관계가 확인되었다 (회귀계수=0.491, P value=0.028). 수술이 저 정확하게 수행된 그룹에서 하악연 사이의 각도는 더 정확하게 재현되었다 (P value = 0.021). 토의 및 고찰 : 본 연구에 사용된 Selective Laser Melting Machine은 디자인대로 매우 정확하게 임플란트를 출력하였다. 수술 수행에서의 오차의 가장 큰 원인은 외과용 골 절제 유도기의 위치를 정확하게 재현하지 못한 것으로 사료된다. 또한 골 절제 가이드가 골 절제의 방향을 일정하게 유지하지 못하였던 것도 중요한 요인으로 사료된다. 골절제 기구가 너무 컸던 것도 오차의 원인을 크게 한 요인이 되었다. 고정시 사용된 나사의 길이가 짧아 양측성 피질골 고정을 이루지 못한 것은 임플란트의 위치를 잡아주지 못하는 요인이 되었다. 하악 상연에서의 수술 수행의 정확도와 하악 하연의 각도와의 양의 상관관계를 보인 점과 수술 수행이 정확하게 된 경우 하악 하연 사이의 각도가 더 정확하게 재현된 점을 고려할 때 하악 하연 사이의 각도는 재건수술의 결과의 평가에 사용될 수 있는 좋은 지표로 사료된다. 결론 : 3D 출력 임플란트 수술 시 출력된 임플란트는 –0.03~0.03 mm의 오차범위 내에서 계획대로 출력된다. 수술 수행의 결과에서 오차를 줄이기 위해서는 외과용 골절제 가이드의 위치기(positioner)의 고안, 골절단 방향을 일정하게 유지시키기 위한 삼차원적 골절제 가이드의 디자인이 필요하며 임플란트의 안정된 위치를 위하여 삼점고정의 개념을 고려한 고정부위의 선정, 경우에 따라선 양측성 피질골 고정을 고려 해야 한다. 하악 하연 사이의 각도는 재건수술의 결과를 평가할 수 있는 민감한 지표이다. 주요어 : 3D 프린팅, 환자 맞춤형 티타늄 임플란트, 외과용 골 절제 유도기, 정확도, 가토 모델 이 성과는 2020년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(과제번호:2018R1C1B5086579).

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목차 도움말

목 차

Ⅰ. 서론 1


Ⅱ. 연구대상 및 방법 4


Ⅲ. 연구결과 10


Ⅳ. 총괄 및 고찰 13


Ⅴ. 요약 및 결론 19


Ⅵ. 참고문헌 21


Ⅶ. 표 및 그림 27


Ⅷ. 국문 초록 49


Ⅸ. 영문 초록 51


Ⅹ. 보조 자료 54

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