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서론
임플란트를 이용한 치료 범위의 확대로 고정성 보철 치료를 받을 수 있는 환자의 폭은 늘어났지만, 평균 수명이 연장됨에 따라 의치 제작에 대한 수요는 여전히 계속되고 있다1.
의치 제작은 전통적 방법을 따를 경우에 최종 의치의 장착까지 여러 단계를 거쳐야 하며 환자의 잦은 내원과 그에 따른 비용의 증가가 불가피하다.2 또한 의치의 파절이나 분실 시 빠른 제작의 어려움이 발생한다.3 이와 같은 기존 방법의 단점에도 불구하고 획기적인 방법의 부재로 70년이 넘는 기간 동안 의치 제작의 방법에는 큰 변화가 없었다.4,5
하지만 최근에 치과에서 널리 이용되는 computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) system6은 기존 의치 제작의 단점을 보완할 수 있는 새로운 방법으로 기대되고 있다. 현재 미국에서 상용화 되어있는 CAD/CAM 의치 시스템에는 AvaDent™ digital denture (Global Dental Science LLC, Scottsdale, USA)와 DENTCA™ CAD/CAM denture (DENTCA Inc. Los Angeles, USA)가 있으며 의치 제작 방법에서 차이를 보인다. AvaDent는 미리 중합된 의치상을 밀링하여 치아를 접착하는 방식이며, DENTCA는 stereolithography를 이용하여 try-in denture를 프린팅하고 이것을 매몰하여 최종 의치로 변환시킨다.7
증례 보고
1. 증례 1
75세의 남자 환자로 상, 하악 의치 제작을 주소로 내원하였으며 2014년 폐암 발병 후 치료는 완료된 상태였다. 2009년 본원에 내원 당시 상악은 무치악, 하악은 양측으로 제1, 2소구치만 잔존하고 있었으며 임시 의치 장착 후 치료를 중단하였다. 2015년 7월, 하악 임시의치 지대치의 파절로 다시 본원에 내원하였으며 상, 하악 무치악 부위의 수복을 원하여 잔존 치근의 발치 후 임시 총의치를 장착하였다. 2달간 임시 의치를 사용 후 전통적인 방법과 DENTCA system을 이용한 총의치를 제작하였다. 먼저 전통적인 방법의 총의치 제작을 위해 첫 날에 비가역성 하이드로 콜로이드 인상재(Aroma Fine® Plus, GC, Tokyo, Japan)로 예비인상을 채득 하였다. 자가중합형 레진(Ostron100®, GC)으로 개인 트레이를 제작하여 둘 째날에 모델링 컴파운드(Peri compound®, GC)로 변연을 형성하고 polyvinyl siloxane silicon 인상재(Examixfine® regular type, GC)로 최종인상을 채득하였다. 세 번째 날에 기록상과 교합제를 이용하여 중심위를 기록하였고 네 번째 날에 납의치 시적을 거쳐 다섯 번째 날에 최종 의치를 완성하였다.
동시에 DENTCA system을 이용한 의치 제작도 함께 진행하였다. DENTCA에서 제공하는 4가지 크기의 기성 트레이 중 medium size의 트레이를 선택하여 hydrophilic polyvinyl siloxane silicon tray type의 인상재(Exahiflex®, GC)로 1차 인상을 채득하였다. 트레이가 드러난 부분은 denture bur로 삭제하고 인상재를 추가한 후 통상적인 근육운동을 시행하여 변연을 형성하였다. 흐름성이 좋은 polyvinyl siloxane silicon 인상재(Examixfine® regular type, GC)를 사용하여 최종인상을 채득하였다(Fig. 1). 트레이가 분리되는 부분에 #15 블레이드를 깊게 삽입하여 블레이드 끝으로 트레이의 접촉을 확인하며 인상체를 잘라 전방부와 후방부를 분리하였다(Fig. 2).
Fig. 1
(A) Maxillary and Mandibular first impressions, (B) Maxillary and mandibular definitive impressions.
상, 하악 인상체의 전방부는 다시 구강 내에 위치시켜 교합 수직 고경을 결정하고 악간 관계를 기록하는데 이용하였다. 교합 수직 고경은 기존에 사용 중이던 임시 의치를 참고하여 Jaw gauge® (DENTCA)로 결정하였으며 악간 관계 기록은 EZ-tracer® (DENTCA)을 이용하였다. 상악 트레이의 바닥에 압력에 의해 표시 가능한 스티커를 붙이고 하악에는 묘기핀을 위치시켜 결정된 교합 수직 고경에서 고딕 아치법을 이용하여 중심위를 표시하였다. 확인된 지점에 round bur로 indentation을 주어 하악이 기록된 위치로 잘 유도되게 한 후 실리콘 교합 인기재(Imprint™ 4 Bite, 3M ESPE, Minnesota, USA)로 중심위를 채득하였다. 중심위 채득 당시에 환자의 구각부까지 인기되게 하여 치아 배열에 참고하였다. 상악 전치부의 길이는 Lip ruler® (DENTCA)를 이용하여 결정하였다(Fig. 3).
Fig. 3
(A) Jaw gauge used to determine the vertical dimension, (B) Gothic-arch tracing with the EZ-tracer, (C) Jaw relation recording, (D) Lip ruler used to measure length of upper lip.
이렇게 수집된 인상체와 중심위 기록을 바탕으로 제작된 try-in denture를 환자의 구강에 삽입하여 교합 평면, 치축, 수직·수평 피개, 입술 지지도, 교합을 평가하였다. 교합평면은 전두면에서 환자의 동공을 이은 선과 평행했으며 시상면에서 비익 이주선과 평행했다. 상악 치아의 정중선은 안면 정중선과 일치했고 입술 지지도는 만족스러웠다. 하지만 #27, 37 치아에서 조기 접촉이 있고 open bite를 보여 교합 조정 후 try-in denture 상에서 다시 악간 관계를 기록하여 최종 의치 수정에 반영하였다(Fig. 4). 최종 의치는 2 mm의 수직·수평 피개를 가지며 A2의 teeth shade color, medium pink의 gum shade color로 제작하였다(Fig. 5, 6).
Fig. 4
(A) Checking the occlusal plane of try-in denture at sagittal view, (B) Extra-oral photograph the patient wearing try-in denture, (C) Jaw relation recording on try-in denture.
Fig. 5
(A) Extra-oral photograph the patient wearing DENTCA CAD/CAM complete dentures, (B) Extra-oral photograph of the patient wearing conventional complete dentures.
Fig. 6
(A) Occlusal view of maxillary complete dentures (Left: DENTCA CAD/CAM denture, Right: conventional denture), (B) Occlusal view of mandibular complete dentures (Left: DENTCA CAD/CAM denture, Right: conventional denture), (C) Frontal view of maxillary and mandibular complete dentures (Left: DENTCA CAD/CAM dentures, Right: conventional complete dentures).
의치 제작에 소요된 총 시간은 전통적인 방법의 경우가 총 106분(예비 인상 채득이 9분, 최종 인상 채득이 45분, 악간 관계 기록이 15분, 납의치 시적이 5분, 최종 의치 장착이 12분), DENTCA system을 이용한 경우가 총 104분(최종인상 채득과 악간관계 기록에 49분, try-in denture 시적 시에 25분, 최종 의치 장착 시에 30분) 이었다. 완성된 두 쌍의 의치를 하루씩 번갈아 가며 10일간 착용하게 하여 0점부터 100점까지 VAS를 이용한 환자의 만족도를 조사하였다. 의치에 대해 심미적, 기능적으로 매우 만족하는 경우는 90점 이상, 대체로 만족하는 경우는 80점 이상, 보통인 경우는 70점, 별로 만족하지 않는 경우는 60점, 전혀 만족하지 않는 경우는 40점 이하의 점수를 주도록 하여 주관적인 만족도를 평가하였다. 환자는 전통적인 방법으로 제작한 의치에 85점, DENTCA system으로 제작한 의치에 75점을 주었다.
2. 증례 2
61세의 여자 환자로 치아가 다 흔들려서 뽑고 틀니를 하고 싶다는 주소로 내원하였으며 고지혈증 외에 의과적 병력은 없었다. 내원 당시 잔존하는 모든 치아의 동요도가 3도로 만성 복합성 치주염 진단 하에 잔존치를 발치하고 상·하악 임시 총의치를 장착하였다. 2개월간 임시 의치 사용 후에 전통적인 방법으로 양악 총의치를 제작하였으며 앞서 보고한 환자와 동일한 방법으로 CAD/CAM 의치를 제작하였다.
Try-in denture로 평가시, 전두면에서의 교합평면은 환자의 좌측이 아래로 기울어져 있었으며 시상면에서의 교합 평면은 구치부가 올라간 상태였다. 치아 정중선은 환자의 좌측으로 2 mm 치우쳐 있었으며 치축도 기울어져 있었다. 구치부에서 조기 접촉되고 전치부는 open bite를 보여 교합 조정 후 다시 악간관계를 기록하였다. Try-in denture 상에 정중선을 표시하고 교합평면의 이상은 사진을 첨부하여 최종 의치 제작에 반영하였다(Fig. 7). 최종 의치는 2 mm의 수직·수평 피개를 가지며 A3의 teeth shade color, original pink의 gum shade color를 가지도록 제작하였다(Fig. 8).
Fig. 7
(A) Checking the occlusal plane of try-in denture at frontal view, (B) Checking the occlusal plane of try-in denture at sagittal view, (C) Jaw relation recording on try-in denture and marking of midline.
Fig. 8
(A) Occlusal view of maxillary complete dentures (Left: DENTCA CAD/CAM denture, Right: conventional denture), (B) Occlusal view of mandibular complete dentures (Left: DENTCA CAD/CAM denture, Right: conventional denture), (C) Frontal view of maxillary and mandibular complete dentures (Left: DENTCA CAD/CAM dentures, Right: conventional complete dentures).
의치 제작에 소요된 총 시간은 전통적인 방법의 경우가 총 225분(예비 인상 채득이 10분, 최종 인상 채득이 130분, 악간 관계 기록이 45분, 납의치 시적이 20분, 최종 의치 장착이 20분), DENTCA system을 이용한 경우가 총 262분(최종인상 채득과 악간관계 기록에 177분, try-in denture 시적 시에 45분, 최종 의치 장착 시에 40분) 이었다. 전통적인 방법으로 제작한 총의치를 2개월간 사용한 후, CAD/CAM으로 제작한 총의치를 2개월간 사용하여 만족도를 조사하였다. 환자는 전통적인 방법으로 제작한 의치에 90점, DENTCA system으로 제작한 의치에 80점을 주었다.
고찰
CAD/CAM system을 이용한 의치의 제작은 환자의 내원 횟수와 진료 시간의 감소, 그에 따른 치료 비용의 감소, 컴퓨터를 이용한 기공 오차의 감소와 저장된 정보의 재활용 이라는 장점을 가지는 것으로 보고된다.3 본 증례에서 이용한 DENTCATM CAD/CAM denture는 한 번의 내원 만으로 의치 제작에 필요한 모든 정보를 획득할 수 있다고 알려져 있다. 이 시스템은 분리 가능한 기성 트레이를 사용하여 최종인상을 채득하고 분리한 인상체의 전방부를 다시 구강 내에 삽입하여 악간 관계를 기록 할 수 있다. 또한 lip ruler를 사용하여 상악 전치부의 길이를 정하고, jaw gauge를 이용하여 교합 수직 고경을 결정할 수 있으며, 이 정보를 입력하여 컴퓨터 소프트웨어를 사용해 가상의 상·하악 무치악 치조제를 형성하고 치아를 배열한다. 제작은 Stereolithograhpy 방법을 사용하여 제작된 try-in denture7를 환자에게 시적하여 교합평면, 치축, 수직고경, 입술지지도 등을 평가하고 이것을 수정하여 매몰, 중합하는 방법으로 최종 의치를 제작한다.
본 증례에서는 DENTCA system과 전통적인 방법을 동시에 이용하여 상ㆍ하악 총의치를 제작하고 각각의 환자에게서 진료시간, 내원 횟수, 환자만족도를 기록하였다.
Case 1의 진료시간은 전통적인 방법이 106분, DENTCA system이 104분 소요되었으며, 환자만족도는 전통적인 방법이 85점, DENTCA system이 75점을 기록하였다. Case 2의 진료시간은 전통적인 방법이 225분, DENTCA system이 262분 소요되었고 환자만족도는 전통적인 방법이 90점, DENTCA system이 80점을 기록하였다. 내원 횟수는 두 증례 모두에서 전통적인 방법이 5회, DENTCA system을 이용한 방법이 3회였다.
전통적인 방법의 진료 시간이 훨씬 더 길 것이라는 예상과 달리 두 방법의 진료 시간이 비슷하거나 DENTCA system에서 길게 측정 되었는데 이는 다음과 같은 원인 때문이라고 생각된다. 첫째, 기존의 의치 제작 방법은 치과의사가 수년간 익숙하게 사용해오던 과정이기 때문에 숙달되어 빨리 진행할 수 있었다. 둘째, DENTCA system은 4개로 제한된 기성 트레이를 제공하므로 이것을 환자의 잔존 무치악에 맞추는 과정이 오래 걸렸다. 셋째, DENTCA system의 중심위 채득 시 인상체 후방 부위의 접촉이 있어 open bite의 try-in denture가 제작되었고 이를 수정하는 교합 조정 과정에 시간 소요가 많았다. 특히 환자의 수직 교합 고경이 낮았던 두 번째 증례의 경우에는 악간 관계 채득 시 접촉되는 트레이를 조정하는데 상당한 시간이 소요되어 전통적인 방법보다 진료 시간이 증가하였다. 전체적인 진료시간을 줄이기 위해서는 개개인의 환자의 무치악에 맞도록 변경 가능한 트레이나, 다양한 형태와 크기를 갖는 기성 트레이의 개발이 필요할 것으로 보인다.
내원 횟수는 두 케이스 모두 전통적인 방법으로는 5회의 내원, DENTCA system을 이용한 경우에는 3회의 내원이 필요했다. DENTCA system이 2번의 내원 만으로도 만족스러운 의치 제작이 가능하다고 알려져 있던 것과는 다르게 첫날 내원 시에 교합 평면과 입술지지도에 대한 정보를 기록할 수 없고 정확한 악간 관계의 확인을 위해서 try-in denture의 시적은 필수적인 단계로 보인다. 하지만 앞서 기술한 전통적인 방법의 총의치의 제작은 총 5번의 내원을 필요로 한다. 만약 악간 관계 채득에 오류가 있거나 치아배열이 만족스럽지 않은 경우에는 납의치 시적을 한 번 더 시행하게 되고 환자가 무치악 상태로 있는 기간 혹은 임시 의치를 사용하는 기간은 더 길어진다. 따라서 대개 의치 제작 완성까지는 4주에서 5주의 기간을 필요로 한다. 하지만 CAD/CAM system을 이용할 경우, try-in denture 시적 과정을 거쳐도 3번의 내원 만으로 의치 제작이 가능하고 컴퓨터로 작업이 이루어지므로 제작 기간을 2주 이내로 단축시킬 수 있을 것이다.
첫 번째 증례에서 DENTCA 의치에 대한 환자의 만족도가 감소한 주된 원인은 의치의 거친 내면 때문이었고 이것은 3 dimensional (3D) printing의 결과로 보인다. 3D printing으로 제품을 만드는 방법은 additive manufacturing (적층가공)과 subtractive manufacturing (절삭가공)이 있다.3 Additive manufacturing은 디지털 파일의 이미지를 이용하여 선택된 재료를 연속적으로 쌓는 방식이며 subtractive manufacturing은 이미지를 이용하여 재료를 cutting 하거나 milling 하여 완성품을 만드는 방법을 말한다. 이 중 additive manufacturing을 이용하면 복잡한 형태를 만들 수 있지만 표면이 매끄럽지 못하다는 단점이 있다. DENTCA 의치는 레이저를 이용하여 광경화성 액체 수지를 선택적으로 중합시키는 stereolithography (SLA) 방법으로 try-in denture를 제작한다. 따라서 DENTCA 의치의 거친 내면은 현재 3D 프린팅 기술이 갖는 한계점으로 볼 수 있다.
두 번째 증례에서 DENTCA 의치에 대한 환자의 만족도가 감소한 주된 원인은 유지력 부족이었다. Jacobson (1983)은 의치의 유지력에 영향을 주는 요인들로 adhesion, cohesion, interfacial surface tension, gravity, intimate tissue contact, border seal, atmospheric pressure, neuromuscular control을 언급한 바 있다.9 DENTCA 의치는 프린팅한 try-in denture를 최종 의치로 바꾸는 과정 중에 여전히 레진의 중합 수축이 발생하므로 intimate tissue contact을 완벽하게 얻을 수 없을 것이다. 또한 변연 형성 과정 중에 조직에 약한 압력을 가하는 것이 의치변연의 positive contact에 도움이 되나 모델링 컴파운드를 사용하지 않은 변연 형성 과정이 의치의 유지력을 감소시켰을 것으로 판단된다.
제작된 최종 의치를 살펴보면, 전통적인 방법으로 제작된 의치의 변연 길이가 더 길고 두꺼웠으며 견치 간의 폭경이 더 크게 관찰되었다. 변연의 길이와 두께의 차이는, 전통적인 방법에서 환자의 무치악에 맞는 개인 트레이를 제작하여 변연 형성을 수회에 나눠서 했기 때문이라 생각되며 견치 간 폭경의 차이는, 현재 DENTCA system이 서양인의 악궁과 치열에 맞추어진 치아 배열을 하여 생긴 것으로 추측해 볼 수 있다. 두 환자 모두 전체적인 만족도는 전통적인 방법에서 조금 더 높게 나타났으나 심미적인 만족도는 DENTCA system 의치에서 높게 나타났는데 이는 teeth shade뿐만 아니라 gum shade를 선택할 수 있는 system이 갖는 장점이라 생각된다.
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