지르코니아의 생체적합성에 대한 문헌 연구

Abstract

심미적 치료에 대한 요구가 늘어나면서 높은 강도와 심미성을 갖는 지르코니아의 요구도 증가하고 있다. 지르코니아는 상변이를 통한 강화기전을 가지고 있어, 현존하는 도재 중에 가장 높은 기계적 강도를 자랑한다. 이에 따라 높은 심미성과 기계적 특징을 가지는 지르코니아의 수복영역은 점차 확장되고 있다. 이러한 흐름에 비추어 지르코니아의 생체적합성을 평가하는 것은 중요한 일이다. 이번 논문에서는 지르코니아의 생체적합성에 대한 문헌 연구를 진행하였다. Fibroblast, osteoblast, lymphocyte 등 다양한 세포를 이용한 in vitro 실험에서 지르코니아 블록은 뛰어난 생체적합성을 보였다. 여러 연구에서 지르코니아에 대한 세포독성 및 돌연변이 유발이 관찰되지 않았으며, 세균부착도 적은 것으로 나타났다. 장기간 체액노출조건을 모방한 in vitro 실험에서는 약간의 기계적 강도의 감소 외에는 악영향이 관찰되지 않았다. Osteoblast-like cell을 이용한 연구에서, 지르코니아 블록이 면역반응, 물질이동, 세포주기조절에 관여하는 유전자를 조절하여 생체적합을 높이는 것으로 관찰되었다. 여러 in vitro 연구에서 지르코니아 분말의 생체적합성에 대해서는 상이한 보고가 나타나고 있다. 종합적으로 지르코니아 분말은 어느 정도 세포독성을 가지고 있는 것으로 생각된다. In vivo 실험에서는 연조직, 경조직에 대한 지르코니아의 생체적합성을 확인할 수 있었다. 다양한 실험동물 및 환자에서 진행된 연구의 대다수에서 지르코니아의 높은 생체적합성이 보고되었으며, 신생골 합성 및 골부착의 면에서 티타늄과 유사한 성질을 보였다. 높은 생체활성을 가진 hydroxyapatite(HA)를 치과용 임플란트에 활용하고자 하는 시도는 계속되어 왔다. 하지만 기존의 티타늄 임플란트에 HA를 코팅하는 방식은 낮은 결합강도 및 HA의 변성 때문에 어려움이 있었다. 이에 대한 대안으로 HA-지르코니아 composite가 제시되고 있다. HA-지르코니아 composite는 높은 기계적 성질과 생체적합성을 가지고 있다. HA의 또 다른 활용방식으로 HA-coated 지르코니아가 있다. HA의 높은 결합강도를 위해, HA에 glass상의 물질을 혼합하는 방식이 제시되었다. HA와 지르코니아 계면사이의 큰 기계적 성질차이를 극복하기 위해서, 화학적 조성에 경사를 주는 방법 혹은 알루미나 중간층을 도입하는 방식도 제시되고 있다. 이러한 방식들은 보다 높은 결합강도를 지니고 있으며, in vitro와 in vivo 연구에서 높은 생체적합성을 보여주고 있다. 많은 in vitro와 in vivo 실험을 통해 지르코니아의 높은 생체적합성을 확인할 수 있었다. 다만, 몇몇 in vitro 실험에서 지르코니아 분말에 대한 세포독성이 보고되었다. 따라서 기공과정에서 발생하는 지르코니아 분말이나 지르코니아의 마모 혹은 피로로 발생하는 분말은 지르코니아에 대한 염증반응을 야기할 위험이 있다. 지르코니아는 연조직 외에도 경조직에 대한 생체적합성을 가지고 있으며, 이는 지르코니아를 임플란트 고정체로 활용할 수 있음을 시사한다. 임플란트 고정체로 활용하기 위해 HA를 처리하여 생체활성을 높이는 다양한 방식이 제안되고 있다. 하지만 아직 기계적 물성이 기존의 티타늄 임플란트에 미치지 못하므로 향후 추가적인 연구가 요구된다.