Evaluation of wound healing at inflamed socket: Experimental and clinical study

Abstract

발치와의 치유는 상실된 구강 기능과 심미적 재건에 있어서 매우 중요한 과정이다. 골에 식립하는 치근형 치과 임플란트의 개발 이후 발치와 치유 과정의 이해는 더 중요해 졌다. 발치와 골형성의 양과 질에 따라, 즉시, 조기, 지연, 만기의 치과 임플란트 식립시기를 결정할 수 있다. 또한 발치 후 일어나는 수직, 수평적 조직 수축은 심미적 재건에 매우 중요한 요소이다. 동물실험, 임상실험을 포함한 많은 연구들이 발치와 치유에 대한 조직학적, 공간적 부피 변화에 대해 연구해 왔다. 하지만 대부분의 연구가 염증이 없는 발치와의 치유에만 초점이 맞추어져, 우리가 실제 임상적 환경에서 발치의 적응증이 되는 병소가 있던 발치와에 대한 이해는 매우 부족하다.

파트1에서는, 5마리 비글견에서 분할 악궁 디자인으로 병소 유발 발치와의 치유과정을 병소가 없는 발치와와 비교 분석하였다. 제 4소구치를 한쪽은 인공적으로 염증의 유발하고, 반대편은 일주일에 3번 치태제거를 하여 염증이 없도록 유지하였다. 발치 후 동물을 1, 7, 30, 60, 90일에 단계적으로 희생하였다. 발치당일의 발치와 표면을 주사전자현미경 분석을 위한 시편과 발치 후 치유 기간의 조직학적 치유 과정을 평가, 마이크로-CT를 이용한 발치와의 3차원적 치유와 공간적 부피 변화 분석을 위해 시편들을 준비하였다. 결과는 병소가 없는 발치와와 병소 유발 발치와가 각기 다른 치유 기간 동안 다른 치유 패턴을 보였다. 염증 유발 기간 동안, 방사선 사진 상에 치근단 병소 주변으로 경화성 변화가 관찰되었고, 이 변화가 시간이 지남에 따라 짙어지는 경향을 보였다. 주사전자현미경으로 발치 당일의 발치와 관찰 시, 병소 유발 발치와에서 Volkmann 세관이 무너져 있었다. 병소 유발 발치와의 조직학적, 조직분석학적 평가결과, 발치 초기에는 염증 세포 침윤이 관찰되었고, 골형성 기간에는 활성 골소주의 골수로 골개조 과정이 상대적으로 지연되는 것이 관찰되었다. 또한 병소 유발 발치와의 마이크로-CT 분석에서도 염증이 없는 발치와보다, 60, 90일에 골수형성 지연이 관찰되었고, 1일에서 90일로 가는 동안 협측 골흡수가 상대적으로 훨씬 크게 나타났다.

발치와는 발치부터 시간의 흐름에 따라 혈병 형성, 육아조직 침착, 섬유성조직 변화, 활성 골소주 형성과 골수로 전환의 과정을 거친다. 그러나 임상적으로 오래된 염증을 가지고 있던 치아 중에는 발치와 소파술을 철저하게 하는 지침을 따르고, 적절한 치유 기간을 기다려도, 발치와 치유가 적절하지 않아서 치과 임플란트 식립을 못하고 골유도 재생술만 하는 경우가 있다. 파트2에서는, 발치와 처치를 적절하게 하고, 12주 이상의 치유 기간을 거쳐도, 발치와에 골형성 보다는 결체조직이 어지럽게 얽혀있는 섬유성 상처 조직으로 치유되는 것을 비전형적 발치와 치유라고 명명하고 유병률과 저해 인자들에 대해 조사하였다. 1226명의 환자를 조사하여, 70명(5.71%)의 환자, 97곳(4.24%)의 발치와에서 발병하였다. 상악 전치/견치에서 가장 낮은 값(0.47%)을 보였고, 하악 구치부(5.41%)에서 가장 높은 발병률을 보였다. 다변수 분석 결과, 60세 미만의 환자가 2.37배 더 많이 발병하고, 구치부에서 4.91배, 단일 치아 발치 시 2.98배 더 높게 나타났다. 비전형적 발치와 치유는 많이 발병하고, 국소적 인자들이 발생에 주요한 원인으로 생각된다.

결론적으로, 염증은 발치와 치유 능력을 불리하게 만들고, 새로운 골형성을 지연시키며 골개조에 영향을 미친다. 또한, 비전형적 발치와 치유는 자주 발생하며, 국소인자들이 발생에 중요한 원인들이다.

Healing of extraction sockets is a very important biologic process that may affect the resulting edentulous sites both functionally and esthetically. Following the development of endosseous dental implants, understanding the dynamics and mechanics of extraction socket healing has become even more important. The timing for placement of a dental implant (immediate, early, delayed and late) depends on the quality and quantity of bone that are formed following the wound healing of the extraction socket. Additionally, horizontal and vertical atrophy of edentulous sites after extractions is a critical element for esthetic rehabilitation. Extensive researches including pre-clinical and clinical experiments have focused on the healing dynamics and dimensional changes in healthy extraction sockets. The healing process in diseased extraction sockets that are encountered more frequently in our daily clinical practice is poorly understood because majority of the previous studies have only considered healing of healthy extraction sockets. In the first part, healing events of diseased extraction sockets were compared to healthy extraction sockets as control in 5 beagle dogs using a split mouth design. The fourth premolars were selected and received either a mechanical plaque control regimen 3 times per week or a protocol to artificially induce an inflammatory lesion. The dogs were sacrificed at 1, 7, 30, 60 and 90 days after extraction. Specimens were prepared for scanning electron microscopy (SEM) to show surface of the socket on the day of extraction, for histological examination to evaluate the healing process, and for micro-computerized tomography (micro-CT) to analyze the 3- dimensional volumetric changes of the extraction socket during healing. The results exhibited different healing patterns between the healthy and diseased extraction sockets at different time intervals. During the inflammation induction period, sclerotic changes were observed near apical endodontic lesions and these gradually thickened over time in the periapical X-rays. Volkmanns canal of the bundle bone in diseased sockets appeared collapsed in the SEM images. In the histologic and histomorphometric evaluation of diseased sockets, infiltration of inflammatory cells was observed in the early phase of the extraction and active formation of trabeculae and the remodeling sequence were delayed during the bone formation phase. Additionally, micro-CT studies revealed that overall healing of diseased sockets was compensated with retardation bone marrow formation at days 60 and 90 compared to healthy sockets. Buccal bone plate resorption of diseased sockets was more pronounced from day 1 to day 90. Healing of extraction sockets proceeds as follows: blood clot formation, granulation tissue deposition, fibrous tissue change, active formation of trabeculae and bone marrow development. However, in the clinical setting, even following the strict guidelines for meticulous wound debridement and despite ample healing periods, the sockets are observed filled with fibrous tissue instead of newly formed bone inhibiting the placement of dental implants and forcing guided bone regeneration (GBR) procedures as an alternative. In the second part, the extraction sites with chronic inflammation characterized by connective tissue infiltration that led to the formation of fibrous scar tissue rather than bone formation were designated to as exhibiting 'erratic socket healing'. The prevalence and impeding factors for erratic healing were reported in this study. A total of 1226 subjects were evaluated. Seventy subjects (5.71%) and 97 sites (4.24%) exhibited erratic extraction socket healing. Maxillary incisor/canine sites showed the lowest occurrence of erratic healing (0.47%), whereas mandibular molar sites showed the highest (5.41%) occurrence. In multivariable analysis, erratic healing was more likely to occur in subjects <60 years old (OR = 2.37), in molar sites (OR= 4.91), and following single tooth extractions (OR = 2.98). It was concluded that erratic extraction socket occurred frequently and local factors appeared to be major contributors to its occurrence. In conclusion, inflammation compromised the healing potential and delayed the remodeling of the extraction sockets. Additionally, erratic socket healing occurred frequently and local factors seem to be important for its occurrence.