이 프로토콜은 발치된 치아의 잔류 치주 인대를 평가하기 위한 비파괴적이고 정량적인 3D 디지털 방법을 상세히 설명합니다. 구강 내 스캔과 역설계 소프트웨어를 사용하여 치주 평가를 위한 체외 워크플로우를 구축하여, 전임상 연구에서 발치 기법을 비교할 방법론적 기반을 제공하였습니다.
방법 논문
이 프로토콜은 발치된 치아의 잔류 치주 인대를 평가하기 위한 비파괴적이고 정량적인 3D 디지털 방법을 상세히 설명합니다. 구강 내 스캔과 역설계 소프트웨어를 사용하여 치주 평가를 위한 체외 워크플로우를 구축하여, 전임상 연구에서 발치 기법을 비교할 방법론적 기반을 제공하였습니다.
의도적인 치아 재이식은 근관 병변이 있는 자연 치아를 보존하는 데 매우 유용한 치료법입니다. 그 성공은 잔류 치주 인대(PDL)의 생존 가능성과 구조적 완전성에 매우 중요합니다. 조직학적 절획이나 2차원 사진 촬영과 같은 전통적인 평가 방법은 파괴적이거나 투영 오차로 인해 제한적입니다. 이러한 한계를 해결하기 위해 본 프로토콜은 고정밀 구강 내 스캔을 이용한 잔류 PDL을 평가하는 비파괴적이고 정량적인 방법을 제시합니다. 발치된 치아는 PDL 조직을 시각화하기 위해 염색되었고, 3차원 스캔을 통해 고해상도 디지털 모델을 생성했습니다. 데이터는 리버스 엔지니어링 소프트웨어를 사용해 관심 영역을 정의하고, 잔여 PDL 커버리지를 색상 임계값을 통해 정량화했습니다. 이 방법은 생물학적 샘플을 훼손하지 않으면서 PDL의 실제 3D 적용 영역을 계산했습니다. 이 프로토콜의 민감도와 유용성을 평가하기 위해, 페리오톰을 이용한 최소 침습(MI) 발치와 기존 겸자 발치를 비교하는 데 적용되었습니다. 디지털 분석 결과, MI 방법은 기존 방법(50.46%)보다 유의하게 더 많은 PDL 조직(61.99%)을 보존한 것으로 나타났습니다. 더불어, 이후 실시된 세포 생존성 검사에서 디지털 결과가 확인되었으며, 심색 그룹에서 유의미하게 높은 대사 활성을 보였습니다. 궁극적으로 이 연구는 외부 체 외 정량적 PDL 평가를 위한 개념 증명 워크플로우를 확립하여, 전임상 연구에서 추출 기법을 비교할 수 있는 견고한 방법론적 기반을 제공합니다.
의도적인 치아 재이식은 그렇지 않으면 절망적으로 여겨질 자연치아를 보존하는 최후의 치료 방법으로 점점 더 인정받고 있습니다. 지속성 근근 병변, 접근 불가능한 관 천공 또는 비수술적 치료가 불가능한 광범위한 흡수성 병변 관리에 적응됩니다 1,2. 표준 절차는 영향을 받은 치아를 의도적으로 발치한 후, 구강 외 시각 검사, 치료 개입(근 끝 절제, 준비, 근부 충전 포함), 그리고 이후 원래 소켓 1,2에 재이식하는 것입니다.
치아 재이식 후 치유 패턴을 결정하는 가장 중요한 예후 요인은 뿌리 표면에 남아 있는 잔류 치주 인대(PDL) 조직의 존재와 완전성입니다. 건강하고 온전한 PDL 장벽은 생리적 이동성을 회복하고 대체 흡수(무효화)나 염증성 근부 흡수와 같은 합병증을 예방하는 데 필수적입니다. 그러나 치포 소켓에서 치아가 박리되는 것은 외상적이든 의도적이든 간에 본질적으로 PDL 섬유 부착을 방해하고 신경혈관 공급을 끊게 만듭니다. 따라서 PDL의 생물학적 재건은 재이식된 치아의 치주 치유에 매우중요합니다. 광범위한 연구를 통해 구강 외 임상 시술 중 잔류 PDL 조직의 활력과 부피를 극대화하는 것이 중요한 예후 요인임이 입증되었으며, 재이식된 치아의 장기 기능적 생존에 대한 중요성은 문헌에서 잘 문서화되어 있습니다 6,7.
추출은 본질적으로 PDL 부착을 방해하기 때문에, 추출 기법의 선택이 뿌리 표면에 남아 있는 잔여 PDL 조직의 부피와 생존성에 직접적인 영향을 미칩니다. 겸자를 이용한 전통적인 발치법은 회전 및 견인력을 가해 PDL이 치조뼈에 부딪히거나 마찰로 인해 손상될 수 있습니다. 이 외상을 최소화하기 위해 최소 침습(MI) 추출법이 개발되었습니다. 이전 연구들은 심근소(MI) 방법이 영향을 받은 치아의 치주조직에 대한 외과적 외상을 크게 줄일 수 있다고 보고했습니다8. 페리오톰을 이용해 PDL 부착물을 절단하거나, 지렛대 힘을 피하는 수직 추출 시스템이 뿌리 표면에 남아 있는 PDL을 보존하기 위해 개발되었습니다. 예를 들어, MI 시스템을 사용한 경우 의도적인 치아 재이식과 외과적 압출에서 임상 결과가 개선된 사례 보고서가 9.10을 기록했습니다. 이러한 발견은 발치 외상을 최소화하는 것이 뿌리 표면에 남아 있는 PDL 조직의 보존을 개선할 수 있음을 시사합니다.
그러나 비외상 추출의 이점에 대한 임상적 합의에도 불구하고, MI 방법 사용 시 기존 기법과 비교해 보존된 잔여 PDL 조직의 정도에 대한 직접적인 증거는 제한적입니다. 이 지식의 격차는 주로 이용 가능한 평가 방법론의 한계에서 비롯됩니다. 기존 연구는 주로 주관적이거나 파괴적인 평가 방법을 사용하여 뿌리 표면의 잔류 PDL을 평가합니다. 조직학적 절절은세포 분석의 표준으로 남아 있으나, 본질적으로 파괴적이어서 추가 연구에 사용할 수 없게 만듭니다. 또는 염색과 2차원(2D) 사진 촬영을 결합하여 잔여 PDL12를 특성화하는 방법도 사용되었습니다. 그러나 이러한 방법들은 뿌리 표면 전체의 잔류 PDL 조직을 정량화하는 데는 불충분하다. 2D 사진은 복잡하고 곡선된 3차원 근의 표면적을 정확히 매핑할 수 없습니다; 이는 불가피하게 투영 오류와 왜곡을 초래하여 부정확한 수치화로 이어집니다.
최근 몇 년간 구강 내 디지털 스캔 기술은 크게 발전하여 고정밀도와 빠른 데이터 수집을 제공합니다. 디지털 방법은 이전 연구에서 인상과 연부 조직 변화를 측정하거나 젊은 사람들의 치아 마모를 평가하는 데 사용된 바 있습니다. 구강외과에서 얼굴 부종 평가와 같은 복잡한 체적 분석으로도 적용이확장되었습니다. 이 기술들은 역설계 소프트웨어로 조작 및 측정이 가능한 고충실도 3차원(3D) 모델 생성을 가능하게 하여 비파괴적이고 정량적인 분석에 잠재적 해결책을 제공합니다. 그러나 현재까지 구강 내 스캔을 발치된 치아의 잔여 PDL 평가에 적용할 가능성은 아직 탐구되지 않았습니다.
이 프로토콜의 궁극적인 목표는 생물학적 염색과 고정밀 구강 내 스캔 및 3D 역설계를 결합한 표준화된 비파괴적 워크플로우를 확립하는 것입니다. 색상 텍스처 표면 지도를 가진 고충실도 디지털 모델을 생성함으로써, 이 방법은 전체 루트 표면에 걸쳐 잔류 PDL을 보다 객관적이고 재현 가능하게 측정할 수 있게 합니다. 본 연구는 제안된 워크플로우를 적용하여 인간 소금구치에서 두 가지 발치 기법인 페리오토머 보조 MI 발치와 기존 겸자 발치의 잔여 PDL 범위를 비교합니다. MI 방법이 기존 방법보다 잔류 PDL 커버리지의 비율을 더 많이 보존할 수 있다고 가정합니다.
중요한 점은, 이 프로토콜이 실험실 또는 전임상 환경을 위한 외부 생체 연구 도구로만 설계되었다는 것입니다. 이 절차는 염색, 자연 건조, 디지털 스캔, 소프트웨어 기반 분할을 포함하며, 전체 분석 시간은 의도적인 재이식 중 수술 중 사용과 양립할 수 없으며, 구강 외 시간을 최소화해야 합니다. 따라서 이 방법은 (i) 통제된 조건 하에서 다양한 추출 기술의 PDL 보존 효능을 비교하는 데 적합합니다; (ii) 교육 환경에서의 교육 및 교정; 그리고 (iii) 디지털 PDL 적용 지표와 생물학적 결과를 연계한 검증 연구. 복잡한 해부학적 다중 뿌리 치아에 대한 적용 여부는 추가 조사가 필요합니다.
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연구 프로토콜은 베이징대학교 흉내학부 윤리위원회(PKUSSIRB-202054022)의 지침을 준수하여 수행되었습니다.
1. 환자 선택 및 그룹 배정
2. 치아 발치 절차
3. 샘플 준비 및 염색
4. 3D 디지털 스캐닝
5. 3D 모델 재구성 및 정량적 분석
6. 생물학적 검증(세포 생존 가능성 검사)
참고: 이 섹션은 디지털 분석을 뒷받침하기 위해 수행된 샘플 하위 집합(n=8개)에 대한 검증 단계를 설명합니다.
7. 통계 분석 및 방법론적 검증
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본 연구에서 확립된 실험 워크플로우는 발치된 치아의 잔류 PDL을 정량적으로 평가하는 비파괴적 프로토콜을 성공적으로 입증했습니다. 실험 설계(그림 1)에서 설명한 바와 같이, 프로토콜은 임상 추출 절차와 디지털 획득 및 생물학적 검증을 통합했습니다. 구강 내 디지털 스캔과 3D 역설계 적용을 통해 뿌리 표면의 정밀한 재구성이 가능해졌습니다(그림 2). 디지털 모델은 색 임계값을 기반으로 염색된 PDL 조직과 노출된 뿌리 표면을 효과적으로 구분했으며, ROI는 치은골 및 첨단 변이를 제외하고 기능적 뿌리 표면에 분석을 집중했습니다.
3D 디지털 분석을 통해 두 추출 방법 간에 잔류 PDL의 뚜렷한 형태학적 패턴이 드러나, 프로토콜의 민감도를 정량적으로 입증할 수 있었습니다(그림 3A,B...
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의도적 재식재의 성공은 뿌리 표면에 생존 가능한 PDL 세포의 보존에 매우 중요합니다. 심근경근모 추출 방법은 임상적으로 외상 감소를 위해 권장되었으나, 남은 PDL 조직에 대한 생물학적 이점을 정량화하는 것은 객관적 평가 도구 부족으로 인해 여전히 어려운 과제로 남아 있습니다. 이 연구는 잔류 PDL 조직을 정량화하기 위한 개념 증명 비파괴 3D 디지털 분석 프로토콜을 확립하였습니다. 이러한 발견은 MI 방법이 기존 추출 방법에 비해 뿌리 표면에 남아 있는 PDL 조직을 훨씬 더 잘 보존한다는 가설을 뒷받침합니다.
이 연구의 주요 기여는 체외 PDL 평가를 위한 구강 내 스캔 기반 워크플로우의 검증입니다. 전통적인 조직학적 방법은 세포 세부 정보를 제공...
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모든 저자는 이해 상충이 없다고 밝혔습니다.
이 연구는 베이징대학교 구경의학 학교 및 병원(Grant PKUSSNKP-202107), 산시성 과학기술 협력 프로젝트 핵심 프로그램(202204041101041), 그리고 베이징 대학교 젊은 학자 과학기술 혁신 촉진 의학 기금(BMU2022PY005)의 지원을 받았습니다. Figdraw(www.figdraw.com)의 사진 자료에 감사드립니다.
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