지난 세기 동안 임플란트 주위염 치료를 위해 사용되고 있던 기계식 절삭 장치의 경우, 점점 크기가 작아지고 효율성이 증가하고 있으나 기계의 진동 및 소음으로 인한 환자의 공포감 유발 등의 문제로 인해 20세기 후반에 들면서 이를 개선하기 위한 대안 방안으로 레이저를 이용한 치료들이 주목 받고 있다.1

레이저는 기계식 절삭장치와는 달리 조직에 마멸, 지혈 및 정화 효과가 복합적, 동시적으로 작용 치주 치료에 적용된다. 또한 소음과 진동이 미비하여 환자의 심리적 안정감을 증가시키며, 정확한 절개 및 주변 조직에 대한 최소한의 손상 발생으로 인해 처치 후 통증이 적으며 예후가 좋다는 장점이 있다.1 이러한 장점을 바탕으로 최근 임플란트 영역에서 레이저 사용에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 임상적 적용이 가능한 이상적인 레이저는 주위조직에 열손상을 최소로 하고 혈관을 응고시켜 정확한 시술을 가능하게 하며 임플란트 주위염 치료 시 육아조직을 정확히 제거할 수 있어야 한다.2,3

임플란트 주위염은 미생물 감염에 의한 염증성 질환으로 임플란트를 지지하는 골의 소실을 동반하며 임플란트 주위에 미생물의 침착으로 인해 발생하는 염증반응이 주요 병인으로 알려져 있다.3-6 현재, 임플란트 주위의 미생물 침착을 제거 하는 방법 등이 연구되고 있으나,7,8 오염된 임플란트 표면을 정화하여 임플란트 주위 조직의 건강을 회복하는 이상적인 방법에 대해서는 아직 명확한 기준이 확립되지 않았다.9 최근에, 여러 연구들을 통해 티타늄 임플란트에 레이저를 사용하여 표면을 살균, 정화시키는 방법에 대한 실험이 많이 보고되고 있으며, 이로 인해 임플란트 주위염 치료에 있어서 레이저 조사의 잠재적인 효과가 주목을 받고 있는 추세이다.10-12 하지만, 레이저 조사 시 과도한 온도상승이 임플란트 주변 조직의 괴사를 유발한다는 보고는 있으나,13 레이저 출력에 따른 임플란트 주변 온도 변화에 따른 연구는 아직 미흡한 실정이다.

이에, 본 연구는 임플란트 주위염 치료에 사용하도록 개발한 Bison 808 nm Diode laser (Bison Medical Co., Seoul, Korea)와 현재 치과 진료에 이용 되고 있는 Picasso 810 nm Diode laser (Dentsply international, Sarasota, USA)를 in vitro 상에서 티타늄 디스크에 조사하여, 조사 시간에 따른 온도 상승 및 공랭 조건에서 온도 하강 정도를 비교하고 그 차이를 분석하였다. 또한 E.coli bacteria를 배양한 디스크에 Bison 808 nm Diode laser를 조사하여 살균효과를 확인하고, Bioson 808 nm Diode laser의 임상적용 가능성을 평가하고자 하였다.

B808 (Bison 808 nm Diode laser)와 P810 (Picasso 810 nm Diode laser)을 사용하여 티타늄 디스크(ϕ10 mm × 5 mm)에 60초 동안 1 - 2.5 W의 출력조건으로 레이저를 조사하였다. 디스크 표면온도 측정을 위해 E.bloxxA4-1 (Gantner Inc., San Diego, USA), 8739140000 (weidmuller, Detmold, Germany) 및 Ex9530 (Expert Daq, Düsseldorf, Germany)의 통합 모듈과 Signa soft (Index TM, Yongin, Korea) 온도 측정 프로그램을 이용하여 온도 변화를 1초 간격으로 기록하였다.

세균의 감염으로 인한 임플란트 주위염 및 임플란트 주위 점막염은 임플란트 식립 후, 실패의 주요한 원인 중 하나이다.23,24 따라서 임플란트 주위의 살균을 통한 임플란트 주위염의 개선 및 치료는 중요한 치과 치료과정이라 할 수 있다. 본 연구에서는, 레이저 장치를 통한 임플란트 주위염 치료의 효과를 확인하기 위해 B808을 디스크에 60초간 조사한 결과, 출력이 증가함에 따라 disc의 표면 온도도 증가하는 것을 확인하였다. 디스크 표면의 초기 온도상승속도를 측정한 결과, 대체적으로 출력이 증가함에 따라 온도 상승 속도가 커지는 것을 확인하였다. 초기 5초간 온도 상승률은 1 W조건과, 1.5, 2, 2.5 W 조건을 비교하였을 때, 95% 신뢰 범위에서 유의한 차이를 보였으나, 다른 조건에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 2.5 W조건에서의 초기 온도 상승률은 2 W 보다 감소하였다. 레이저 조사 전 후, 온도차이는 1.5 W와 2 W조건에서 비교 시 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 60초간 레이저 조사한 뒤 60초간 공랭 후 측정한 디스크 표면 온도변화 분석결과, 출력이 높아짐에 따라 온도의 변화폭도 증가하였으며, 초기 5초간의 온도하강속도 역시 대체적으로 증가하는 것을 확인하였다. 하지만 대부분의 조건에서 95% 신뢰 범위에서 유의한 차이를 보이지 않았으며, 1 W조건에서 다른 조건들과 유의한 차이를 나타내었다.

P810을 디스크에 60초간 조사한 결과 역시 마찬가지로 출력이 증가함에 따라 온도가 상승 하였다. 모든 조건에서 B808보다 높은 온도 값을 보이는 것을 확인하였다. 2.5 W조건에서 60초간 레이저를 조사한 후 측정한 disc 표면의 최고 온도는 B808이 37.8°C, P810이 44.6°C로 높은 차이를 보였다. 또한, 초기 5초간 온도 상승률에 있어서도 두 장치의 최고 속도를 비교하였을 때, B808은 0.42°C/sec, P810 1.32°C/sec로 P810가 약 3배 빠른 속도로 온도가 상승하는 것을 알 수 있었다. 초기 5초간 온도 상승률은 1 W조건과 2.5 W조건을 제외하고, 모든 조건에서 각각 비교하였을 때, 95% 신뢰 범위에서 유의한 차이를 보였다. 또한, 2 W조건에서 초기 방출속도가 잠시 감소하는 것으로 나타났다. 레이저 조사 전 후, 온도 차이는 모든 조건에서 유의한 차이를 나타내었다. 또한, P810을 디스크에 60초간 레이저 조사 후, 60초간 공랭 후 측정한 디스크 표면 온도변화의 분석결과, B808과 마찬가지로 출력이 증가함에 따라 60초후 온도 변화폭이 증가 하였으며 P810이 B808보다 더 많은 온도 변화를 보이는 것을 확인하였다. 초기 5초간 온도 하강 변화율은 95% 신뢰 범위에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 온도차이는 1 W조건과 2.5 W조건을 제외하고, 유의한 차이를 보이지 않았다. 하지만 모든 조건에서 B808 레이저보다는 높은 온도변화를 보였다.

두 가지 장비의 레이저 조사 전 후 디스크의 표면 상태를 확인한 결과, FE-SEM 촬영 이미지상에서는 두드러진 변화를 관찰할 수 없었으며 이는 참고 문헌과 동일한 결과를 나타내었다.14

B808의 살균 효과를 확인한 결과, 모든 실험 조건에서 출력이 증가할수록 박테리아 생존률은 감소하였다.

결론적으로 각 출력 조건에서 초기 온도 상승률, 하강률 및 온도 변화량은 B808이 P810 보다 동일 출력에서 온도의 변화가 적었으며 살균 효과를 나타내므로 임상적으로 유효한 온도 범위 내에서 주변 조직에 대한 영향을 적게 미치면서 임플란트 주위염 치료에 적용이 가능하리라 판단된다.

P810과 B808의 온도 상승 정도를 비교한 결과를 통하여, 동일 조건에서 P810보다 B808의 온도상승률 및 하강률이 낮았고 최대 상승 온도 역시 낮은 값을 가지는 것을 알 수 있었으며, B808의 살균효과를 확인하였다. 따라서, 실제로 임상에 적용하는 경우 동일한 출력 조건에서 P810보다 더욱 안전하게 임상에 적용할 수 있을 것으로 사료된다. 하지만 B808가 실제 임플란트 주위염 치료에 적용하기 위해서는 보다 다양한 안전성 평가와 임상적 데이터를 바탕으로 새로운 장비에 대한 신뢰성을 확보하여야 할 것이라 판단된다. 또한 추후 다양한 구내 박테리아에 대한 레이저 장치의 살균 효과를 검증하기 위한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.