Direct evaluation of the heat generation during osteotomy for the dental implant placement

Abstract

The aim of present study is to evaluate the heat production directly when performing osteotomy for implant placement. We made a comparison the values that were acquired through this study with the other from the former studies. A specially designed bur was manufactured and applied for the present study. A thermosensor was installed inside the drill which is made of stainless steel utilizing a 18-gauge needle and mercury containing slip ring. In addition, three thermocouples were placed into the artificial bone model with various depth of 10mm, 5mm, and 1mm. The location of the thermocouples inside the bone was as close as of 0.5mm from the lateral margin of the osteotomy site. The diameter of the drill was 3.4mm. Rotational speed of the drill was ranged from 500rpm to 2000 rpm. The experiment of drilling was repeated 10 times, and the average was analyzed. The temperature measured from the inside of the drill surged up very quick, and the temperature inside the bone achieved its highest peak when the measured temperature from the drill initiate to drop. The maximum inner temperature observed from the bone model was at the depth of 10mm. The trends of the temperature alteration shared similarity regardless of the drilling speed. Present study elucidates that there is significant discrepancy between the highest temperature measured from the drill and the temperature inside the bone, the value observed from the former is much higher than the latter.

본 연구의 목적은 임플란트 식립을 위해 드릴링을 시행할 때 발생하는 열을 직접적으로 측정하는 것이다. 실험을 통해 측정된 온도는 치조골 내에서 측정되었던 방식으로 이전에 수행되었던 연구에서의 온도와 비교 하였다. 드릴의 온도변화는 18게이지 needle과 수은을 포함하는 slip ring을 사용하여 스테인리스 스틸 드릴의 내부에 열-센서를 삽입하는 방식으로 측정하였다. 그리고 세개의 추가적인 열-센서를 치조골 모델 에 삽입시켰고 각각 10 mm, 5 mm, 1 mm 등의 다른 두께로 치조골 모 델에 위치시키도록 하였다. 열-센서들은 드릴 직경 3.4 mm로 치조골 모델에 형성된 구멍과 수평적으로 0.5 mm 떨어져 위치하도록 하였다. 30 드릴의 회전 속도는 500 rpm 1200 rpm, 2000 rpm 등으로 다양하게 회 전시키도록 하였다. 각각의 드릴링 시술은 10 회씩 반복하여 그 평균을 계산하였다. 드릴에서 측정된 온도는 드릴링 시작 후 급작스럽게 증가하 였고 드릴의 온도가 감소하기 시작한 후에 치조골 모형에 삽입된 열센서 에서 측정된 온도가 최대치에 도달하였다. 깊이에 따른 온도변화를 보면 깊이 10 mm에서 치조골 모델에서 측정된 수치 중에서 최대치를 보였다. 치조골 모델에서의 드릴링 시 온도 변화의 추세를 보면 다양한 드릴 회 전수에도 열변화의 패턴은 증가했다가 최대치에 다다르고 서서히 감소하 는 형태로 유사한 양상을 보였다. 실제 이번 연구에서 측정된 드릴과 치 조골 모델 계면에서의 최대 온도는 골 내부에서 측정을 시행한 이전 연 구들에서 보고된 측정 수치들 보다 유의하게 높게 측정되었다.