상업적 용도로 CAD/CAM (computer-aided design/computer-aided manufacturing)기술이 치과영역에 도입되면서 총의치 제작과 임플란트 지지 피개의치 제작에도 이용되고 있다[1].

총의치는 최종 인상 채득, 최종 모형 제작, 교합제 제작, 악간관계기록 채득 과정, 교합평면 결정 및 인공치 배열, 레진의 전입과 온성 및 의치 연마 등의 과정으로 제작되어 완전 무치악환자에게 기능, 심미, 건강의 유지 및 발음을 회복하는 치료방법이다[2].

완전 무치악환자는 지지와 안정이 부족하고, 유지 관리를 위해 잦은 내원이 요구되는 단점이 있다.

임플란트의 출현은 총의치로 해결하기 어려운 문제점을 하나씩 풀어나가고 있고, 특히 임플란트 지지 피개의치 제작을 위한 디지털 가이드는 computed tomography (CT) scan을 이용해서 연조직을 mapping하여 제작한 수술용 템플릿(surgical template)으로써, 유지력, 식립 위치와 emergence angle (EA) 및 배열 등 좋은 예우를 위해 이상적인 위치와 각도로 임플란트가 식립 되는데 도움을 준다. 그리고 이것은 총의치에만 한정되는 것이 아니라 고정성 보철 및 가철성 보철 제작 과정에도 필요로 하고 사용되고 있다[3,4].

디지털 가이드를 이용한 임플란트 지지 피개의치 수복은 융합보철로써 소프트웨어 상에서 계획되고, 최종 보철물의 위치와 형태를 기반으로 임플란트의 위치와 방향을 결정한 후 임시수복물도 수술 전에 제작할 수 있다[5]. 이것은 향후 자연치와 같은 기능을 담당할 수 있는 보철물 제작에 많은 도움을 주며, 기존의 총의치보다 적용 범위가 넓고 불편함을 해소할 수 있다[6-9].

본 임상 증례는 완전 무치악환자의 경우를 임플란트 지지 피개의치로 제작하였다.

인상재와 석고 모형을 사용하는 기존 총의치 방식과 달리 cone beam (CB) CT와 CAD/CAM 및 3D (three-dimensional) printing 등의 기술을 활용한 디지털 가이드를 제작하고, 디지털 치과융합보철로써 기능과 심미적으로 만족할만한 결과를 얻었기 임상 증례로 과정들을 보고하는 바이다.

1. 임시의치 제작

본 증례는 치조제의 흡수 양상이 보이고, 유지와 안정을 얻는데 어려움이 있고, 기존 총의치 방법보다 새로운 융합보철 방법으로 보철물이 제작되기를 원하는 환자가 내원하여 임플란트 지지 피개의치를 제작하였다.

발치 후 사용할 총의치 제작을 위해 개인 트레이를 제작하고 실리콘 인상재(Imprint II; 3M ESPE, Saint Paul, MN, USA)를 이용하여 인상을 채득하고 주모형을 제작하였다. 악간 관계를 채득하고, 상∙하악 모형을 반조절성교합기(Twin Hobby; Task, Tokyo, Japan)에 위치시키고, 인공치아(Endura; Shofu, Kyoto, Japan)를 배열한 납의치를 제작하였다(Fig. 1).

Figure 1. Fabrication of temporary dentures. (A) Fabrication of master cast (upper), (B) fabrication of master cast (lower), (C) mounting the master cast, (D) fabrication of wax denture and (E, F) completion of temporary dentures.

2. 방사선 가이드 제작

임시의치를 스캔한 후 3D printing (Projet 3510 MP; 3D Systems, Rock Hill, SC, USA)를 이용해 복제의치를 제작하여 스캔을 위한 방사선 가이드로 사용하였다(Fig. 2).

Figure 2. Manufacture of radiographic guide.

3. 3D planning과 디지털 가이드 제작

우선 가철성 보철물(방사선 가이드)을 구강에 장착한 상태에서 최대 교두간 위치의 교합간 기록으로 안정화한 후 1차 스캔을 하고, 구강 내와 동일한 방향으로 보철물을 2차 스캔하였다.

CT/CBCT (Point 3D Combi 500C; Pointnix, Seoul, Korea) 스캔 파일을 계획 프로그램(Implant Studio; 3Shape, Copenhagen, Denmark)에 로드하여 정확한 임플란트 위치를 가상으로 계획할 수 있는 3D 컴퓨터 이미지로 변환하였다(Fig. 3). 그런 다음 이 가상 계획을 통해 디지털 가이드를 제작하였다(Fig. 4). 치과의사는 수술용 인덱스를 장착한 후 앵커 핀(Nobel Biocare, Z_ürich, Switzerland)으로 디지털 가이드를 환자의 구강에 고정시키고 제조사의 지시(NobelGuide)에 따라 무절개 임플란트 수술을 시행한다(Fig. 5).

Figure 3. Surgical guide design planning in three-dimensional software.

Figure 4. (A) Maxillary, (B) mandibular surgical guide.

Figure 5. Implant placement.

4. 주모형 제작

주모형은 수술할 때 사용한 디지털수술 가이드를 사용하여 제작되었다. 디지털 가이드 구멍에 Guided cylinder (Nobel Biocare)와 리플리카(Analog; Nobel Biocare)를 체결(Fig. 6)한 후 치은을 재현하기 위해 gum (GumQuick; Dreve Dentamid, Unna, Germany) 작업을 수행하였다(Fig. 7). 그리고 부적절한 형태의 gum을 다듬고, 경석고(Fujirock; GC, Tokyo, Japan)를 주입하여 주모형을 완성하였다.

Figure 6. Surgical guide with Guided cylinder and replica. (A) Maxilla, (B) mandible.

Figure 7. Master casts with gum replica. (A) Maxilla, (B) mandible.

5. 상∙하악 모형 부착

방사선 가이드를 주모형에 정확하게 접합하기 위해 방사선 가이드의 내면을 수정하고 상∙하악 모형에 정확하게 장착시킨 후 교합 간 기록을 이용하여 교합기에 상∙하악 모형을 부착하였다(Fig. 8).

Figure 8. Master cast mounting using radiographic guide. (A) Maxillary cast with radiographic guide. (B) Mandibular cast with radiographic guide. (C) Radiographic guide stabilized with radiographic index. (D) Removal of the radiographic guide.

6. 납의치 제작

상∙하악 모형의 아날로그에 Guided lab screw (Nobel Biocare)를 사용하여 Guided abutment (Nobel Biocare) 와 Guided cylinder를 연결하고 교합기에서 Guided cylinder의 길이를 확인하였다. 인공치 배열에 방해되는 부적절한 길이를 조절하고 상∙하악 납의치를 완성하였다(Fig. 9).

Figure 9. Arrangement of artificial teeth and completion of waxed dentures. (A) Connection of Guided abutment and Guided cylinder in maxilla. (B) Connection of Guided abutment and Guided cylinder in mandible. (C) Adjusting the length of Guided cylinder. (D) Artificial tooth arrangement. (E) Maxillary wax denture. (F) Mandibular wax denture.

7. 상∙하악 금속구조물 제작

납의치가 장착된 주모형에 유도구를 형성한 후 putty type의 고무인상재(Examixfine; GC)를 이용하여 index를 채득하였다. Guided lab screw를 긴 pin screw로 교체하고 인공치를 제거한 후 금속 하부구조물용 납형을 형성하였다. 구개 부위를 고무인상재로 협면의 index와 연결하고 금속 하부구조물용 납형을 제거한 후 자가 중합 수지(Alike; GC)를 부었다. 상∙하악 모형의 index를 제거하고 레진 하부구조물을 제작하였다. 최종적으로 주조 과정을 거쳐 금속구조물을 완성하였다(Fig. 10).

Figure 10. Metal framework fabricating procedure. (A) Index taking. (B) Long pin screw connection and fabrication of wax framework. (C) Positioning index on models with wax framework. (D) Resin pouring. (E) Resin framework (maxilla). (F) Resin framework (mandible). (G) Metal framework (maxilla). (H) Metal framework (mandible).

8. 상∙하악 보철물 완성

금속구조물을 주모형에 장착하고 putty index를 이용하여 인공치를 배열한 후 유도구(guiding groove)를 이용하여 정확한 위치에 putty index를 부착하였다. 인공치와 금속구조물 사이의 공간에 왁스를 주입하여 인공치를 금속구조물에 부착하였다. 일반적인 방법에 따라 치은을 형성하고 매몰을 위해 납의치를 모형에서 분리하고 보호용 아날로그를 연결하였다. 매몰 후 플라스크의 상부와 하부를 분리하고 금속구조물의 색상을 차단하기 위해 pink색의 수지(Gradia gum shades; GC)를 도포하고 레진 주입 후 상∙하악 의치를 완성하였다. 상∙하악 의치에 abutment를 연결하고 주모형에 장착하여 완성하였다(Fig. 11).

Figure 11. Completion of upper and lower dentures. (A) Positioning artificial teeth in index. (B) Attaching an index to the model. (C) Metal framework with artificial teeth. (D) Protection analog connection to wax dentures. (E) Upper part of flask. (F) Lower part of flask. (G) Connecting the abutment. (H) Denture with abutments. (I, J) Master cast with upper and lower dentures.

디지털 기술이 발전함에 따라 디지털 가이드를 이용한 임플란트 지지 피개의치 시술은 고령 환자뿐만 아니라 골다공증, 고혈압, 당뇨 등의 신체적인 질환을 갖고 있는 환자들에게도 안정적으로 시행할 수 있다. 또한 이 시술은 통증을 줄일 수 있고, 회복 기간을 감소시키므로 최근에는 각 치과로부터 각광을 받고 있다.

기존의 치과 임플란트 보철은 1차 수술 후 임플란트를 치은 밖으로 노출시키는 2차 수술과 보철물을 장착하는 과정 등을 거쳐 진행될 수 있다. 따라서 오랜 시간 동안 환자가 인상재를 물고 있어야 하는 불편함과 미세한 움직임으로 정확한 인상 채득의 어려움으로 시술자의 숙련도를 필요로 했지만, 환자에 따라 오차가 생기거나 결과물에 차이가 발생하기도 했었다.

디지털 가이드를 이용한 임플란트 시술은 기존 임플란트 수술 과정과 비교했을 때 1차 수술 후에 바로 임시치아를 장착하고 2차 수술 없이 최종 보철물을 장착함으로써 치료 기간을 단축시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, 저선량의 CT, 3차원적 임플란트 수술 소프트웨어, 그리고 CAD/CAM과 3D printing의 발전으로 편하고 빠르며[10], 치료 후 기존 치아와 유사하게 복원도 가능하다. 재현성과 반복성도 있으므로 보철물을 다시 제작할 확률을 낮출 수 있고 의사의 숙련도와 컨디션에 따라서 좌우되지 않고, 전문적인 디자인 기술과 의사소통을 통해 치료 계획이 결정되기 때문에 항상 일정하게 최적의 식립을 할 수가 있다.

이는 '내비게이션 임플란트'라고도 하는데, 실질적으로 내비게이션이 길을 안내해 주는 것처럼 임플란트를 심는 위치를 정확하게 지정하여 바로 시술할 수 있도록 도와준다.

현재 다양한 소프트웨어들은 CT 등으로부터 얻어진 환자의 악골에 대한 정보를 3D 데이터로 변환하여, 임플란트의 식립과 지대주의 설계를 가상적으로 수행할 수 있는 기능을 제공한다. 이와 같은 임플란트 식립에 대한 정보를 이용하여 개인 맞춤형 디지털 가이드를 제작할 수 있다.

디지털 가이드를 이용한 임플란트 지지 피개의치의 경우도 가상 프로그램과 3D printing 기술을 이용한 것으로 CT영상과 최신기술을 이용해 장치를 제작하고, 미리 원하는 위치에 임플란트를 식립할 수 있다.

3D CT촬영과 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 환자의 골조직, 주변 치아와의 거리, 각도, 신경, 위치 등의 해부학적 정보를 추출할 수 있으므로 적절한 임플란트 본체 사이즈 및 깊이, 방향 등의 가이드라인을 통해 구강 내 임시 보철물 접착까지 실행할 수 있다. 미리 컴퓨터 모의 시술을 통해 뼈 상태를 확인하고 최적의 식립 위치로 시술하기 때문에 잇몸 절개를 최소한으로 줄일 수 있어서 붓기와 출혈이 감소되므로 감염의 위험을 줄이고 빠른 회복도 가능한 이점도 있다.

디지털 가이드를 이용한 임플란트 지지 피개의치를 수복할 때, CT 영상을 이용하는 수술을 함으로써 위아래 모습이 아닌, 앞뒤 위치 간격 역시 3D로 정밀하게 분석을 할 수 있으므로 신경을 손상할 염려도 없고, 혹 발생할 수 있는 오차까지도 미연에 방지할 수 있다. 이는 임플란트 시술 실패 확률을 거의 0%에 가깝게 할 수 있기에, 곧이어 제작 기술의 발달이 급속하게 이루어질 것임을 예상할 수 있다. 그리고 골 질이나 골 폭에 따른 주의점들도 수술 디자인을 할 때 상호간의 의사소통을 통해서 치료 계획을 세울 수 있기에 기술자로서의 자부심도 갖게 된다.

디지털 가이드를 이용한 임플란트 지지 피개의치 수복제작 과정의 경우 기존에 비해 치료 시간뿐만 아니라 총 내원 횟수도 충분히 단축할 수 있다. 기존의 임플란트 수술은 1차 수술 실밥 제거, 2차 수술, 치아 본뜨기, 임시 치아, 최종 보철 등 여러 단계를 거쳐 대략적 전체 치료기간은 3~6개월 정도 소요되지만, 디지털 임플란트의 경우에 엑스레이 촬영, 수술 및 임시 치아, 치아 본뜨기, 최종 보철의 총 4단계로 이루어지기 때문에, 이는 미리 정해진 룰을 따라서 임플란트 제작물을 넣기만 하면 되는 만큼 비약적인 수술 시간의 단축을 가능케 한다. 또한 임플란트 치료 후의 수명은, 정기적인 관리가 제대로 이루어질 때 10~20년 이상 안전하게 사용될 수 있기에 획기적으로 발전 가능한 보철 시스템이 확실하다. 임플란트 융합의치는 임플란트를 이용한 피개의치로 치조제의 퇴축이 심한 환자의 경우에도 최근에는 높은 임플란트 성공률을 보이며, 임플란트 융합의치는 기존의 총의치에 비해 특히 가철의 필요성도 없으므로 기능적, 심미적으로도 환자의 높은 만족도를 보이는 특히 개선의 효과도 얻을 수 있다.

디지털 가이드를 이용한 임플란트 지지 피개의치 수복은 기존의 전통적인 방식과 비교해서 디지털과 CAD/CAM의 활용을 통한 융합보철 제작이 환자와 의사의 편리한 임플란트 식립 위치가 보철물을 제적할 때 문제점으로 대두되는 임플란트 식립된 위치에 의한 교합 손실, 적합도 등에서 양호한 결과를 얻을 수 있다.

본 증례는 디지털을 이용한 융합보철이 직무 과정에 도입되었지만, 아직 시작단계에 머물러 있는 상황으로 다양한 CAD/CAM 활용 및 3D printing 작업이 앞으로 나아갈 방향을 제시해 주고 디지털을 활용한 치과보철물의 범위를 넓히고자 임플란트 지지 피개의치 수복제작과정을 알리는 바이다. 디지털 가이드를 이용하여 엑스레이 촬영, 수술, 임시치아 완성, 치아 본뜨기 그리고 최종보철 완성한 임플란트 지지 피개의치 제작과정의 증례를 살펴보고, 디지털 치과융합보철 수복과정을 익힘으로 미래의 디지털 치과 기공에 도움을 주고자 한다.

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.