적층하는방법에따라다양한 3D 프린팅기술이존재한다. 5 구체적으로 stereolithography (SL), fused deposition modeling (FDM), selective electron beam melting (SEM), laser powder formi

Size: px

Start display at page:

Download "적층하는방법에따라다양한 3D 프린팅기술이존재한다. 5 구체적으로 stereolithography (SL), fused deposition modeling (FDM), selective electron beam melting (SEM), laser powder formi"

문영 망절
5 years ago
Views:

1 SE REPORT 3D face scan 을이용한 D/M 제작의치증례 엄대영 이성복 이석원 박수정 안수진 * 강동경희대학교치과병원생체재료보철과 D/M fabricated complete denture using 3D face scan: case report Dae-Young Eom, Richard Leesungbok, Suk-Won Lee, Su-Jung Park, Su-Jin hn* Department of iomaterials &Prosthodontics, Kyung Hee University Dental Hospital at Gangdong, Seoul, Republic of Korea In the past, computer-aided design / computer-aided manufacturing (D/M) technology was the closed system that users had to use the components of only one manufacturer. t present, it has changed to the open system with the flexibility to select and use the components of various manufacturers' components according to their needs. Despite the development of dental materials and prostheses manufacturing methods, denture manufacturing has followed conventional manufacturing methods for nearly 100 years. However, studies on D/M fabricated denture have been recently carried out to overcome the disadvantages of conventional denture manufacturing. Some commercialized products using milling or 3D printing have already been applied clinically. This case report confirms the possibility of D/M dentures using 3D face scan and compared them to conventionally fabricated dentures. (J Korean cad Prosthodont 2017;55:436-43) Keywords: omputer-aided design/computer-aided manufacturing (D/M); 3D face scan; omplete denture 서론 omputer-aided design/computer-aided manufacturing (D/M) 기술은 1970 년대초치과산업에처음소개되어인레이, 온레이, 크라운등주로고정성보철물을제작하는데사용되어왔다. 1 가철성보철물인총의치의경우한세기가까이전통적인의치제작방법에따라제작해왔으며, 무치악환자의좋은치료옵션으로사용되어왔다. 2 하지만전통적인제작방법을따를경우최종의치장착까지여러단계를거쳐야하며환자의잦은내원을해야하고그에따른비용증가가발생한다. 또한의치파절이나분실시재제작의어려움이있다. 이러한기존의치제작의단점을보완하기위해 1990 년대에처음시작된 D/M 을이용한의치제작에관한연구는현재까지활발히이루어지고있다. 3 과거의 computer-aided design/computer-aided manufacturing (D/M) 기술형태는사용자가한제조사의구성요소만사용해야하는폐쇄적인시스템이었다면, 현재는여러제조사의구성요소중사용자가필요에맞는구성요소를선택해서사용할수있는유연성을가진개방된시스템형태로변화하였다. 4 D/M 기술을이용한보철물제작방법은크게공제술 (subtractive manufacturing) 과첨가술 (additive manufacturing) 2 가지형태가존재한다. 4 공제술은블록형태의재료를절삭가공하는형태로이미중합완료된레진블록을이용하기때문에정확도및체적안정성확보가가능한장점이있다. 하지만, 단점으로블록형태의재료를낭비하고, 복잡한구조물가공하는데기술적인한계가있다. 이러한단점을개선하고자나온형태가재료를 3 차원적으로적층하여제작하는첨가술이다. 이기술은 rapid prototyping 에서발전한형태로모노머나폴리머를 *orresponding uthor: Su-Jin hn Department of iomaterials and Prosthodontics, Kyung-Hee University Dental School Hospital at Gang-dong, Dongnam-ro 892, Gangdong-gu, Seoul 05278, Republic of Korea +82 (2) : , hswhsh@khu.ac.kr rticle history: Received May 31, 2017 / Last Revision September 12, 2017 / ccepted September 14, 2017 This study was supported by research grants from Hanmi Pharmaceutical o., Ltd. c cc 2017 The Korean cademy of Prosthodontics This is an Open ccess article distributed under the terms of the reative ommons ttribution Non-ommercial License ( which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. 436 pissn , eissn

6 이미미국과유럽내에서는 D/M 을이용한의치제작이상용화되어다수의제조회사가존재하며, 각회사별로밀링이나 3D 프린팅을하는지여부에따라의치제작방법의차이를보인다.

9 여러증례를통해 D/M 을이용해제작한의치의임상적인적용에대해서는많이알려져있으나, 아직까지 3D face scan 을동반한 D/M 제작의치에대해살펴본증례는거의없었다. 본증례는선천적인상아질형성부전을앓고있는환자에서무치악환자에준하는치료방법으로 3D face scan 과 D/M 을이용한의치제작의가능성에대해살펴보고자한다.

의과적병력으로당뇨를진단받고인슐린을통해조절중에있 3D face scan 을이용한 D/M 제작의치증례 으며, 치과적병력으로선천적상아질형성부전증이있었다. 구강내검사결과잔존치아는전형적인상아질형성부전증 2 형형태가나타나는전반적인치관부마모가관찰되었으며, 다수의상하악구치부가상실된상태였다 (Fig. 1).

턱관절의불편감은없다고하였으나장기간수직고경이상실된채로지내왔기때문에 temporomandibular joint (TMJ) 파노라마사진을촬영한결과, 우측과두가후방으로전위된모습과좌측과두피질골의불연속적인모습관찰할수있었다 (Fig. 2).

2 적층하는방법에따라다양한 3D 프린팅기술이존재한다. 5 구체적으로 stereolithography (SL), fused deposition modeling (FDM), selective electron beam melting (SEM), laser powder forming, inkjet printing 등의방식을포함하고있다. 6 이미미국과유럽내에서는 D/M 을이용한의치제작이상용화되어다수의제조회사가존재하며, 각회사별로밀링이나 3D 프린팅을하는지여부에따라의치제작방법의차이를보인다. 7,8 지난 20 년간 computerized tomography (T) 나 magnetic resonance imaging (MRI) 에의해획득한경조직의 3 차원적인정보를구외악안면보철물제작에사용해왔으며, 최근에는 3 차원적인사진이미지를이용하고있다. 9 여러증례를통해 D/M 을이용해제작한의치의임상적인적용에대해서는많이알려져있으나, 아직까지 3D face scan 을동반한 D/M 제작의치에대해살펴본증례는거의없었다. 본증례는선천적인상아질형성부전을앓고있는환자에서무치악환자에준하는치료방법으로 3D face scan 과 D/M 을이용한의치제작의가능성에대해살펴보고자한다. 또한, 전통적인방법과 D/M 방법으로제작한의치를비교하여한계점및개선점에대해알아보고자한다. 증례 39 세남성환자로 10 년전의치를분실한이후로의치없이그냥지내왔으며, 새로운의치를제작하고자내원하였다. 의과적병력으로당뇨를진단받고인슐린을통해조절중에있 3D face scan 을이용한 D/M 제작의치증례 으며, 치과적병력으로선천적상아질형성부전증이있었다. 구강내검사결과잔존치아는전형적인상아질형성부전증 2 형형태가나타나는전반적인치관부마모가관찰되었으며, 다수의상하악구치부가상실된상태였다 (Fig. 1). 잔존치아는치관부가마모되어치근만남아있는상태로동요도는없었으며, 방사선사진소견상폐쇄된치수강의모습을보였다. 턱관절의불편감은없다고하였으나장기간수직고경이상실된채로지내왔기때문에 temporomandibular joint (TMJ) 파노라마사진을촬영한결과, 우측과두가후방으로전위된모습과좌측과두피질골의불연속적인모습관찰할수있었다 (Fig. 2). 치료옵션으로고정성의경우잔존치아발치후임플란트수복, 가철성의경우상하악총의치또는임플란트를이용한피개의치에대해설명하였다. 하지만환자는잔존치아발치에대한거부감을보였으며, 환자의재정적인상태를고려하여상하악총의치를치료옵션으로정하였다. 우선치료의치를통한불안정한하악위의안정화를목표로삼고, 약 2 달간치료의치를장착한이후전통적인방법과 D/M 을이용한방법으로총의치를제작하였다. 본증례에서는 D/M 을이용한총의치제작방법에대해알아보고자하며, 최종적으로두가지방법으로제작한의치를비교하였다. 첫번째내원시, 기성트레이와알지네이트 (avex Impressional, avex, Haarlem, Netherland) 를이용하여예비인상을채득하였다. 모형을제작하고, 개인트레이와왁스림이합쳐진형태의 impression occlusal rim (IOR) 을제작하였다. IOR 은 Gothic arch tracer 를장착할수있는형태다 (Fig. 3). Fig. 1. Intraoral view. () Right lateral view, () Frontal view, () Left lateral view. Fig. 2. Panoramic radiograph on first visit of patient. () Panoramic view, () Temporomandibular joint (TMJ) panoramic view. 대한치과보철학회지 55 권 4 호, 2017 년 10 월 437

3D face scan 을이용한 D/M 제작의치증례 Gothic arch

() ombination of individual tray and wax rim,

relation record using impression occlusal rim

() Right lateral view, () Frontal view, ()

3 3D face scan 을이용한 D/M 제작의치증례 Gothic arch tracer Fig. 3. Impression occlusal rim (IOR). () ombination of individual tray and wax rim, () IOR attached with Gothic arch tracer. Fig. 4. t the second visit of patient. () order molding, () Final impression, () Jaw relation record using impression occlusal rim (IOR). Fig. 5. 3D face scan. () Right lateral view, () Frontal view, () Left lateral view. 두번째내원시, IOR 을이용하여전통적인방법과마찬가지로변연형성을실시하고최종인상을채득하였다. 구강내 IOR 을재위치시키고, 환자의구순지지및전치부와구치부교합평면, 정중선을확인하였다. 수직고경을확인한후, Gothic arch tracer 이용하여중심위를유도하고악간관계를기록하였다 (Fig. 4). 3D 안면스캐너 (Face Hunter, Zirkonzhan GmbH, Gais, Italy) 를이용해정모및측모를촬영하였다 (Fig. 5). IOR, 모형과안면을중첩시키기위해바이트포크를물고추가안모촬영실시하였다 (Fig. 6). 촬영한환자의안면사진은지르콘잔스캔소프트웨어 438 대한치과보철학회지 55 권 4 호, 2017 년 10 월

() Impression occlusal rim (IOR) with cast, () Maxilla

Superimposition of stereolithography (STL) record.

view. Fig. 8. Virtual evaluation using 3D face scan.

Scan, Zirkonzhan GmbH, Gais, Italy) 를이용하여 3

최종적인치아배열실시후안면스캔데이터와중첩하였으며, 정중선및전치부와구치부교합평면을확인하였다 (Fig.

apparatus (SL) 방법으로의치상및인공치아를 3D 프린팅하여접착하였다.

4 3D face scan 을이용한 D/M 제작의치증례 Fig. 6. Stereolithography (STL) record. () Impression occlusal rim (IOR) with cast, () Maxilla cast, () Mandible cast. Fig. 7. Superimposition of stereolithography (STL) record. () Right lateral view, () Frontal view, () Left lateral view. Fig. 8. Virtual evaluation using 3D face scan. () Right lateral view, () Frontal view, () Left lateral view. (ZIRKONZHN.Scan, Zirkonzhan GmbH, Gais, Italy) 를이용하여 3 차원사진으로배열하였으며, 인상체는초경석고 (G FUJIROK, G EUROPE, Leuven, elgium) 를이용해작업모형을제작하였다. 이후 IOR 과작업모형을스캔하고 3D 안면스캔데이터와중첩하였다 (Fig. 7). 안면및작업모형, 왁스림의스캔데이터는 Dentca (Dentca Inc., Los ngeles,, US) 로전송하였고, 이후소프트웨어를이용해치아배열실시했다. 최종적인치아배열실시후안면스캔데이터와중첩하였으며, 정중선및전치부와구치부교합평면을확인하였다 (Fig. 8). 최종의치는광경화성액체레진을선택적으로중합하는 stereolithographic apparatus (SL) 방법으로의치상및인공치아를 3D 프린팅하여접착하였다. 진료실재부착을진행하고, full balanced occlusion 형성되도록측방운동및전방운동시교합조정실시하였다. 최종적으로환자의구강내에장착하여중심위교합및균형교합을확인하였다. 최종의치장착후 TMJ 파노라마촬영을실시하였으며, 처음내원했을때와비교하여좌우측과두가안정된위치로유도되었음을확인할수있었다 (Fig. 9). 대한치과보철학회지 55 권 4 호, 2017 년 10 월 439

Intraoral and extraoral view after delivery of dentures.

() onventional denture, () D/M fabricated denture. 고찰 Fig. 10.

The left is conventional denture and the right is D/M fabricated denture.

() onventional denture, () D/M fabricated denture. D/M 제작의치는전통적인방법으로제작한의치와비교하여많은장점을가지고있어더욱바람직한치료옵션이될수있다.

또한, 진단모형제작, 상하악모형의교합기부착, 납형형성이나인공치아배열과정등과같은기공작업이필요하지않으며, 치아배열은소프트웨어상에서이루어지며이상적인교합관계형성이가능하다.

5 3D face scan 을이용한 D/M 제작의치증례 Fig. 9. Temporomandibular joint (TMJ) panoramic view after delivery of final denture. Fig. 11. Intraoral and extraoral view after delivery of dentures. Intraoral view differs from the transparency of denture base, but extraoral view shows similar appearance. () onventional denture, () D/M fabricated denture. 고찰 Fig. 10. omparison of dentures fabricated by two methods. The left is conventional denture and the right is D/M fabricated denture. Dentures show the difference in the shape of dental arch and canine width. () onventional denture, () D/M fabricated denture. D/M 제작의치는전통적인방법으로제작한의치와비교하여많은장점을가지고있어더욱바람직한치료옵션이될수있다. 1 제작과정을표준화시킬수있기때문에수작업에의해발생할수있는오차를없애정밀도가높일수있고재현성이우수하다. 또한, 진단모형제작, 상하악모형의교합기부착, 납형형성이나인공치아배열과정등과같은기공작업이필요하지않으며, 치아배열은소프트웨어상에서이루어지며이상적인교합관계형성이가능하다. 또한, 최종의치디자인이소프트웨어상에서완성되면제작공정은재료자체의오차를제외하고그자체로오차는거의없다. 10 이미밀링을이용해제작한의치상과전통적인방법으로제작한의치상의적합성과재현성을비교한문헌에서밀링을이용할경우, 전통적인방법으로제작한의치상에비해의치변연의첨부, 의치변연으로부터 6 mm 떨어진지점, 구개에서가장정확히적합하고의치변연의첨부, 구개, 후방구개폐쇄부위에서가장재현성이있다는보고가있다. 11 교정영역에서는수년전부터환자의교정치료나악교정수술전후의연조직과경조직의변화를예측하기위하여안면스캔을사용해왔다 보철영역에서도고정성보철물제작시안면스캔을사용한경우는있으나가철성보철물제작시에사용한경우는거의없었다. 9 3 차원이미지를활용한 3D face scan 을이용할경우개인맞춤형보철물제작을위한작업의기초로스캔데이터를이용할수있을뿐만아니라진료실과기공실, 치과의사와기공사간의의사소통수단으로활용할수있다고생각한다. 440 대한치과보철학회지 55 권 4 호, 2017 년 10 월

6 기존의 D/M 의치제조사에서제공하는사용자키트의한계점을개선하려는목적으로개인트레이와왁스림이합쳐진형태의 Impression occlusal rim (IOR) 을제작해서사용했다. 15 전통적인방법으로의치를제작할경우개인트레이를이용해여러번의변연형성과정을거쳐의치변연의길이및두께를정하고, 왁스림을통해구순지지의정도, 교합평면및악간관계를기록하는과정을 IOR 을사용함으로써진행할수있었다. 또한, 환자로하여금심미적이고기능적인양상을확인하고수정하는납의치시적과정을본증례에서는 3D face scan 을통해대체하였다. 이를통해추가적인환자의내원없이치아가배열된상태를안모와비교하는가상의납의치시적과정을갖을수있었다. 만약수정이필요하다면전치부길이, 정중선, 전치부및구치부의교합평면을소프트웨어상에서수정할수있다. 환자입장에서는내원횟수감소및그에따른비용감소효과가있고, 치과의사입장에서는납의치시적과정을대체할수있는가상의과정을가질수있다는점에서의미가있었다. Dentca 에서제공하는 3D 프린팅가능한레진은기존사용하던아크릴레이트와물리적특성이유사하며, 물리적인특성과생체적합성은미국식품의약국 (Food and Drug dministration, FD) 요구조건을충족시키고있다. 3D 프린팅의치의재료는 polymethyl methacrylate (PMM) 와유사한아크릴릭의한종류로온도대신 Ultraviolet (UV) 를이용해온성을하여편리하지만강도와기능은기존의재료와유사하다. 따라서, 기존의치와유사한물리적인특성을지니며, 우수한생체적합성을보이는 3D 프린팅가능한재료를이용하여레진의중합수축에따른왜곡을줄일수있고, 유지를증가시킬수있어환자에게더나은수복물을제공할수있다고생각한다. 16 본증례에서는 3D 프린팅을이용해최종의치를제작하였지만아직까지 3D 프린팅을이용해제작한의치상의적합도를비교한연구결과가없어이와관련된추가적인연구가필요하다고생각된다. 2 가지방법으로제작한의치를비교한결과, 전통적인방법으로제작한의치의경우가변연길이가더길었으며, 좌우견치간폭경이더크게관찰되었다. 악궁형태의경우, 전통적인방법으로제작한의치가 U 자형태인반면, D/M 제작의치는 V 자형태를보였다 (Fig. 10). 이는의치제작회사인 Dentca 에서동양인이아닌서양인의악궁과치열을기준으로치아배열을실시했기때문에악궁형태및좌우견치간폭경차이가나타난것으로생각된다. 17,18 또한, 인공치아및치은, 의치상의심미적인색상차이는재료적인특성에서기인한것으로보이며, 두가지의치를장착한구외모습을비교해보면큰차이는없어보인다 (Fig. 11). 결론 D/M 의치제작에 3D face scan 을적용하여환자의내원없이도가상의시적을통한평가과정을가질수있었고, IOR 을 3D face scan 을이용한 D/M 제작의치증례 이용하여상용화된의치제작시스템이갖고있는한계점 ( 변연형성및인상채득, 교합평면확인, 구순지지도에대한정보 ) 를개선시킬수있었다. 하지만, 의치의형태와심미성개선이요구되고, 의치파절이나수리등의문제발생시대처에대한기술적한계가있다고생각된다. ORID Dae-Young Eom Richard Leesungbok Suk-Won Lee Su-Jung Park Su-Jin hn References 1. Miyazaki T1, Hotta Y, Kunii J, Kuriyama S, Tamaki Y. review of dental D/M: current status and future perspectives from 20 years of experience. Dent Mater J 2009;28: idra S, Taylor TD, gar JR. omputer-aided technology for fabricating complete dentures: systematic review of historical background, current status, and future perspectives. J Prosthet Dent 2013;109: Maeda Y, Minoura M, Tsutsumi S, Okada M, Nokubi T. D/M system for removable denture. Part I: Fabrication of complete dentures. Int J Prosthodont 1994;7: aba NZ, lrumaih HS, Goodacre J, Goodacre J. urrent techniques in D/M denture fabrication. Gen Dent 2016;64: Stansbury JW, Idacavage MJ. 3D printing with polymers: hallenges among expanding options and opportunities. Dent Mater 2016;32: van Noort R. The future of dental devices is digital. Dent Mater 2012;28: Kattadiyil MT, Goodacre J, aba NZ. D/M complete dentures: a review of two commercial fabrication systems. J alif Dent ssoc 2013;41: bduo J, Lyons K, ennamoun M. Trends in computer-aided manufacturing in prosthodontics: a review of the available streams. Int J Dent 2014;2014: Sabol JV, Grant GT, Liacouras P, Rouse S. Digital image capture and rapid prototyping of the maxillofacial defect. J Prosthodont 2011;20: Park J. urrent status and future perspectives of D/M fabricated complete denture. J Korean Dent ssoc 2014;52: Goodacre J, Goodacre J, aba NZ, Kattadiyil MT. omparison of denture base adaptation between D-M and conventional fabrication techniques. J Prosthet Dent 2016;116: Hajeer MY, Millett DT, youb F, Siebert JP. pplications of 3D imaging in orthodontics: part I. J Orthod 2004;31: Moss JP, Ismail SF, Hennessy RJ. Three-dimensional assessment of treatment outcomes on the face. Orthod raniofac Res 2003; 6: 대한치과보철학회지 55 권 4 호, 2017 년 10 월 441

7 14. Hajeer MY, youb F, Millett DT. Three-dimensional assessment of facial soft-tissue asymmetry before and after orthognathic surgery. r J Oral Maxillofac Surg 2004;42: Schweiger J, Guth JF, Edelhoff D, Stumbaum J. Virtual evaluation for D-M-fabricated complete dentures. J Prosthet Dent 2017;117: DENT web site. [ccessed 31 ugust, 2017]. vailable 3D face scan 을이용한 D/M 제작의치증례 from : Lee KY, Lee DJ. comparative study of teeth and dental arch of Korean and aucasian. Oral iol Res 1993;71: Kook Y, Nojima K, Moon H, McLaughlin RP, Sinclair PM. omparison of arch forms between Korean and North merican white populations. m J Orthod Dentofacial Orthop 2004;126: 대한치과보철학회지 55 권 4 호, 2017 년 10 월

8 SE REPORT 3D face scan 을이용한 D/M 제작의치증례 엄대영 이성복 이석원 박수정 안수진 * 강동경희대학교치과병원생체재료보철과 과거의 computer-aided design/computer-aided manufacturing (D/M) 기술형태는사용자가한제조사의구성요소만사용해야하는폐쇄적인시스템이었다면, 현재는여러제조사의구성요소중사용자가필요에맞는구성요소를선택해서사용할수있는유연성을가진개방적인시스템형태로변화하였다. 치과재료와보철물제작기술의발전에도불구하고의치제작은지난 100 년가까이전통적인제작방식을따랐다. 하지만최근들어기존의치제작의단점을보완하고자 D/M 제작의치에관한연구가활발히이루어지고있으며, 밀링이나 3D 프린팅을이용해상용화된형태의 D/M 제작의치가이미임상에서쓰이고있다. 본증례는 3D face scan 을활용한 D/M 의치제작의가능성을확인하고, D/M 과전통적인방법으로제작한의치를비교한결과에대해보고하고자한다. ( 대한치과보철학회지 2017;55:436-43) 주요단어 : omputer-aided design/computer-aided manufacturing (D/M); 3D face scan; 총의치 * 교신저자 : 안수진 서울강동구동남로 892 강동경희대학교치과병원생체재료보철과 : , hswhsh@khu.ac.kr 원고접수일 : 2017 년 5 월 31 일 / 원고최종수정일 : 2017 년 9 월 12 일 / 원고채택일 : 2017 년 9 월 14 일 본연구는한미약품 ( 주 ) 으로부터지원을받아수행되었음. c 2017 대한치과보철학회 cc 이글은크리에이티브커먼즈코리아저작자표시-비영리 3.0 대한민국라이선스에따라이용하실수있습니다. 대한치과보철학회지 55 권 4 호, 2017 년 10 월 443

CASE REPORT CAD/CAM Denture 를이용한완전무치악환자수복증례 박준호 조인호 * 신수연 최유성단국대학교치과대학치과보철학교실 The treatment of an edentulo

CASE REPORT CAD/CAM Denture 를이용한완전무치악환자수복증례 박준호 조인호 * 신수연 최유성단국대학교치과대학치과보철학교실 The treatment of an edentulo CSE REPORT http://dx.doi.org/10.4047/jkap.2015.53.1.19 박준호 조인호 * 신수연 최유성단국대학교치과대학치과보철학교실 The treatment of an edentulous patient with DENTC TM CD/CM Denture Joon-Ho Park, In-Ho Cho*, Soo-Yeon Shin, Yu-Sung