의치의 지지, 유지, 안정은 무치악 환자의 총의치 수복 시 중요한 요소들로써 이러한 요소들은 최대의 잔존치조제 피개와 적절한 교합의 형성을 통해 확보할 수 있다.1 전통적인 총의치 제작과정은 5단계로 첫 내원 시 진단 및 치료계획을 수립하고 예비인상을 채득한다. 두 번째 내원 시 개인트레이를 이용하여 최종인상을 채득하고 세 번째 내원 시 기록상 및 기록제를 통해 악간 관계를 채득한다. 네 번째 내원 시 시적용 의치를 시적하고 다섯 번째 내원시 최종 의치를 장착한다.

하지만 디지털 치의학의 발전으로 전통적인 치료방식을 대체하기 위한 시도들이 계속되고 있으며, 환자의 내원 횟수를 줄이고 높은 수준의 디지털 의치를 제작하려는 시도들이 계속되고 있다.2, 3, 4, 5 이 가운데 3회 내원 디지털 총의치에는 대표적으로 AvaDent digital dentures와 Whole You Nexteeth가 있으며,6 첫 내원 시 기능인상 및 고딕 아치 기록을 이용하여 악간 관계를 채득한다. 두 번째 내원 시 시적용 의치를 시적하고 세 번째 내원 시 최종 의치를 장착한다.7, 8

본 증례에서는 기성 트레이를 사용하여 최종인상을 채득하는 기존 3회 내원 디지털 총의치 제작방식과 달리 예비 인상을 통해 제작된 시적의치에 변연 형성을 시행한 후 최종 인상을 채득하여 보다 정확한 peripheral sealing을 획득하고자 하였다. 또한 새롭게 고안된 고딕 아치 기록을 통한 중심위 채득이 가능한 tray와 안면 스캔을 이용하여 환자의 내원 횟수를 줄이고 전통적인 총의치 수복방식을 대체하여 디지털 총의치로 수복하였다. 기존의 3회 내원 디지털 총의치와 내원횟수는 동일하지만 첫 내원시부터 안면 스캔을 이용함으로써 시적의치 제작에서부터 안모정보 등을 이용하였다.

본 증례의 환자는 65세 남자환자로 기존에 쓰던 틀니를 잃어버려서 다시 만들고 싶다는 주소로 본원 내원하였다. 문진을 통해 10년전 개인치과에서 양악 총의치 수복을 하였으나 의치의 유지가 약하여 자주 떨어졌다고 호소하였다.

환자의 안모는 비순구가 깊어지고 순치각의 소실, 수평구순각의 감소, 구순폭의 감소, 비주인중각의 증가, 전돌양 안모 등 전형적인 무치악 환자의 안면 형태를 보였으며, 비대칭적 구각선 처짐이 관찰되었다 (Fig. 1). 구강 내 진단 결과 상악전치부에 염증을 동반한 flabby tissue가 관찰되었다 (Fig. 2, Fig. 3).

Fig. 1
Pre-operative extraoral photographs. (A) Frontal view, (B) Lateral view.

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Fig. 2
Intraoral photographs. (A) Maxillary occlusal view, (B) Right lateral view, (C) Frontal view, (D) Left lateral view, (E) Mandibular occlusal view.

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Fig. 3
Flabby tissue on maxillary alveolar ridges.

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Flabby tissue의 안정 및 염증 감소가 필요한 상황이었기 때문에 바로 3회 내원 디지털 총의치로 수복하지 않고 치료용 의치를 제작하여 flabby tissue의 안정화 후 최종 의치 진행하기로 하였다. 통법에 따라 예비인상 채득하여 모형제작 후 기록상 및 기록제 제작하였다. 기록상 시적 후 Willis법에 따라 적절한 수직고경 설정하여 상하악 관계 채득하였다. 치료용 의치 제작하여 delivery 시행하였다 (Fig. 4A). Flabby tissue의 염증 감소 및 안정을 위해 치료용 의치의 내면 및 전치부 교합을 조정하고 tissue conditioner (soft liner; GC, Tokyo, Japan)로 이장하였다 (Fig. 4B).9 Flabby tissue 안정을 확인하고 (Fig. 4C), 치료용 의치의 수직고경에 불편감 없이 적응하여 최종의치 진행하였다.

Fig. 4
Treatment denture. (A) Delivery, (B) Tissue conditioner applied, (C) Decreased flabby tissue.

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최종의치는 3회 내원 디지털 총의치로 제작하였다. 물론 치료용 의치도 시적의치로 사용가능하였으나 flabby tissue의 안정화를 위해 사용하였기 때문에 최종의치는 원래의 3회 내원 protocol로 진행하였다.

첫 내원시 알지네이트(Aroma fine plus; GC Corp., Tokyo, Japan)로 예비 인상을 채득하였다 (Fig. 5).

Fig. 5
Preliminary impression.

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치료의치 착용시의 수직고경을 이행하여 새롭게 고안된tray (Centric relation tray, CR tray)로 최종적인 수직고경을 설정하였다. 기존 centric tray와 달리 새롭게 고안된 CR tray는 상악판과 하악판이 연결되어 예비 교합위를 채득한 후 상악판과 하악판을 분리하여 고딕 아치 기록을 통해 최종 중심위 및 수직고경을 함께 채득할 수 있도록 디자인 후 3D printer (Asiga UV MAX; Asiga, Sydney, Australia)로 제작되었다 (Fig. 6A). 먼저 분리되지 않은 형태의 CR tray에 기존 centric tray와 동일하게 퍼티 삽입재(Exafine putty type; GC Corp., Tokyo, Japan)로 예비 교합위상에서 상악과 하악을 인기한 후 상악판과 하악판을 분리하였다 (Fig. 6B). 하악판에는 묘기침의 탈착이 가능한 홈이 존재하며, 이 묘기침을 회전시켜 수직고경의 높이 조절이 가능하다 (Fig. 6C). 치료의치 착용시의 수직고경을 이행하기 위해 묘기침을 조절하여 최종적인 수직고경을 설정하였다. 설정된 수직고경상에서 전후좌우 운동을 통해 고딕 아치 기록을 시행하여 상악판의 묘기판 상에 apex point를 확인하고 tapping 운동을 통해 tapping point와 apex point의 일치를 확인하였다 (Fig. 6D, E). 이를 중심위로 설정하여 묘기침에 대한 indentation을 형성한 뒤 환자분 구강내에 시적 후 상하악 관계 채득하고 안면 스캔(RAYFace; Ray Co., Ltd., Seoungnam, Korea) 진행하였다 (Fig. 6F-H).

Fig. 6
CR tray. (A) Designed CR tray, (B) Impression of maxilla and mandible on the CR tray, (C) Tracing pin setting on the mandibular plate, (D) Apex point, (E) Tapping point (marked red point), (F) Indentation for tracing pin, (G) Maxillomandibular relation taking, (H) Facial scan with CR tray.

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예비 인상체 및 CR tray를 모델 스캐너(Freedom HD; DOF Inc., Seoul, Korea)로 스캔하여 Standard Tessellation Language (STL) file을 생성하였다 (Fig. 7A, D). 캐드 프로그램(Meshmixer; Autodesk Inc., San Rafael, CA, USA)으로 예비 인상체 STL file의 변연을 설정하고 flip normal하여 작업모형 STL file을 생성하였다 (Fig. 7B, C). 이를 CR tray STL file과 치조제를 기준으로 정합하였다 (Fig. 7C-E). 캐드 프로그램(RAYFace)으로 정합한 파일을 안면 스캔데이터와 정합하고 (Fig. 7F), 안면 기준점을 설정하여 Frankfort-Horizontal (FH) plane, Camper’s plane 및 정중선 등을 생성하였다 (Fig. 7G).

Fig. 7
Superimposition of preliminary cast, CR tray and facescan STL (A) Scanned impression body STL file, (B) Border setting, (C) Flipped cast STL file, (D) CR tray STL file, (E) Superimposition of cast and CR tray STL, (F) Superimposition of cast, CR tray and face-scan STL, (G) Facial reference point setting.

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생성한 작업모형 STL file 및 안면 스캔데이터 등을 토대로 캐드 프로그램(exocad DentalCAD; exocad, Darmstadt, Germany)상에서 시적용 의치 제작을 위한 디자인을 시행하였다. 모델분석 과정에서 교합평면이나 상악 순측면의 경계, 견치의 위치 등을 설정함에 있어 안면 스캔을 통해 얻은 안면 정보를 참고하여 치아배열을 위한 최종 setup line 설정하였다 (Fig. 8A-D). 모델분석 결과 및 안모를 고려하여 적절한 치아를 선택하고 전치부는 상악법, 구치부는 하악법으로 치아배열을 시행하여 안모와의 관계 평가하였다 (Fig. 8E, F). 치아배열을 완료하고 의치상을 형성하여 시적용 의치 제작을 위한 디자인을 완료하였다 (Fig. 8G).

Fig. 8
Design of trial denture (A) Occlusal plane, (B) Labial surface limit, (C) Position of canine, (D) Final setup lines, (E) Tooth set selection and placement, (F) Evaluation of relationship with face, (G) Design of denture base.

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광중합형레진(ODS permanent; ODS Co., Ltd. Incheon, Korea)으로 시적용 의치 printing을 진행하고 (Fig. 9A), 두번째 내원시 시적용 의치 try-in 시행하였다. 안면 스캔을 이용하여 기존 치료용의치 장착 시보다 임상적으로 양호한 구순 지지 등을 확인하였으며, 정중선의 일치를 확인하였다. 다만 미소시 상악의 노출도가 다소 부족하여 최종 의치 제작시 반영하기로 하였다 (Fig. 9B-D).

Fig. 9
Try-in of trial denture (A) Printing of trial denture, (B) Frontal view, (C) Lateral view, (D) Smile view.

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최종 의치 제작을 위해 시적용 의치를 이용하여 tray type의 실리콘 인상재(Exahiflex tray type; GC Corp., Tokyo, Japan)로 변연 형성 후 실리콘 인상재(Exadenture; GC Corp., Tokyo, Japan)로 최종인상을 채득하였다 (Fig. 10A, B). 상악의 flabby tissue 부위는 인상체에 인기하여 윈도우 형성 후 구강내에 재장착하여 흐름성이 좋은 실리콘 인상재(Imprint II Light body; 3M, St. Paul, MN, USA)로 무압인상 진행하였다 (Fig. 10C, D). 마지막으로 시적용 의치 try-in 후 bite 채득하고 안면 스캔 진행하여 두번째 내원 마무리하였다.

Fig. 10
Final impression (A) Border molding, (B) Impression taking, (C) Window, (D) Window technique impression.

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최종인상 채득 후 모델 스캐너로 스캔한 STL 파일과 안면 스캔 파일을 Ray face상에서 중첩하고 시적용 의치를 위한 디자인 과정과 마찬가지로 안면 기준점을 설정하여 FH plane, Camper’s plane 및 정중선 등을 생성하였다 (Fig. 11A-C). 또한 Meshmixer상에서 안면과 중첩된 상,하악 STL 파일의 좌표를 그대로 이용하여 상,하악 cast 파일을 생성하였다 (Fig. 11D). 생성된 STL 파일들을 통해 exocad DentalCAD상에서 시적용 의치를 위한 디자인 과정과 마찬가지로 치아배열을 완료하고 의치상을 형성하여 최종 의치 제작을 위한 디자인을 완료하였다 (Fig. 11E-G).

Fig. 11
Design of definitive denture (A) Functional impression STL file, (B) Superimposition of functional Impression and facescan STL, (C) Facial reference point setting, (D) Cast STL file, (E) Tooth placement, (F) Festooning for denture base, (G) Definitive denture.

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실제 치과용 캐드 소프트웨어 상에서 의치상을 제작하면 변연의 폭이 짧거나 좁아지는 현상이 발생하기 때문에 제작된 의치상과 최종인상 후 얻었던 STL 파일을 Meshmixer상에서 정합하고 의치상 변연을 최종인상시 얻었던 파일로 치환하여 변연의 형태를 회복하였다 (Fig. 12A-C).10, 11

Fig. 12
Design of denture border. (A) Denture base STL file, (B) Final impression STL file, (C) Border recontouring.

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디자인 된 최종의치의 치아 STL file과 의치상 STL file을 각각 3D 프린터(3D Printer2_Kar:v LP 890; ODS Co., Ltd., Incheon, Korea)로 광중합형레진(ODS permanent; denture base; ODS Co., Ltd., Incheon, Korea)을 이용하여 출력하고 경화기(CURE BOX_Curing Machine; ODS Co., Ltd., Incheon, Korea)로 후경과 진행하였다. 이후 치아와 의치상 부분을 광중합형레진(ODS denture base; ODS Co., Ltd., Incheon, Korea)으로 접착하였다 (Fig. 13). Printing된 최종 의치를 구강내에 시적 후 악간관계 채득하여 리마운트 과정을 시행하였고 중심위 및 측방운동 시 교합양상의 확인 및 조정 시행하였다 (Fig. 14).

Fig. 13
Fabrication of definitive denture. (A) Tooth printing, (B) Denture base printing, (C) Definitive denture.

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Fig. 14
Clinical remounting. (A) Maxillomandibular registration, (B) Remounting, (C) Occlusion, (D) Lateral movement.

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최종적으로 완성된 최종 의치를 환자 구강내에 장착하여 적절한 교합 및 치은형태를 확인하였고, 적절한 안모와의 관계도 확인하였다 (Fig. 15). 환자분 최종의치에 대해 기능적, 심미적으로 만족하였으며, 의치에 대한 환자교육 후 현재 정기적 경과관찰 중에 있다. 경과관찰 시 중심교합, 양측성 균형교합 및 의치의 내면 적합 양상 등을 확인하였으며, sore spot이 관찰되어 의치의 내면조정 시행하였다.

Fig. 15
Definitive denture. (A) Definitive denture placement, (B) Extraoral photographs, frontal view, (C) Extraoral photographs, lateral view.

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디지털 치의학의 발전으로 내원 횟수를 줄이고 높은 수준의 디지털 의치를 제작하는 다양한 방법들이 소개되고 있다. 이 가운데 3회 내원 디지털 총의치에는 대표적으로 AvaDent digital dentures와 Whole You Nexteeth 등이 있다.6 두 방법 모두 첫 내원 시 custom tray를 이용한 변연형성 과정 없이 stock tray를 이용하여 기능인상을 채득한다. 하지만 custom tray를 통한 정확한 변연형성을 통해 peripheral sealing을 획득할 수 있으며 이는 최종 의치의 성공을 위한 주요한 요인이다.12 따라서 본 증례에서는 첫 내원시 예비인상을 채득하여 시적의치를 제작하고 이를 이용하여 두번째 내원 시 정확한 변연형성 후 최종인상을 채득함으로써 최대의 치조제 피개와 정확한 의치상 변연을 획득할 수 있었다.

의치의 적절한 유지 및 안정을 위해 변연형성 과정을 통해 채득된 기능인상의 형태가 의치의 변연과 연마면에 재현되어야 한다. 하지만 캐드 소프트웨어에서는 의치상이 균일하고 최소의 두께를 갖도록 설정되어 디자인된 의치의 변연이 기능적 인상의 변연보다 짧거나 얇아질 수 있다.10 따라서 본 증례에서는 디자인된 의치상의 변연을 기능인상의 변연으로 치환하여 의치의 변연과 연마면을 정확하게 형성할 수 있었고 이를 통해 의치의 적절한 유지 및 안정을 얻을 수 있었다.

총의치 수복 시 중심위의 중요성은 잘 알려져 있으며, 몇몇의 치과의사들은 총의치 제작에서 정확한 중심위가 가장 중요한 단일 요소라고 주장하였다.13 기존의 centric tray는 bimanual manipulation, chin point manipulation 등 술자의 유도에 의한 check-bite법으로 중심위를 채득하는 반면, 본 증례에서 사용된 CR tray는 고딕아치기록이 가능하여 묘기법으로 정확한 중심위를 채득할 수 있었다. Check-bite법이 단지 채득된 악골 위치에서 상,하악간의 정확한 직선적 관계만을 제공하는 것이라면, 묘기법은 이러한 하악의 곡선운동 경로를 묘사해줌으로써 악골 운동을 좀 더 정확히 재현할 수 있게 한다.14

또한 첫 내원 시 안면 스캔을 채득하고 이를 CR tray를 이용하여 작업모형과 중첩함으로써 치아배열 시 환자의 다양한 안모정보를 이용함으로써 시적의치 또한 심미적, 기능적으로 만족할 만한 수준의 의치를 제작할 수 있었다.

현재 환자의 안모정보를 디지털화하는 안면 스캔 방식에는 stereophotogrammetry, laser scanning 그리고 structured light scanning 등이 있다.15 안면 스캔의 정확도와 관련된 Bohner 등16의 연구에 의하면, 안면 스캐너는 일반적으로 140 - 1300 µm의 범위에서 편차가 존재하며 평균적으로 500 µm의 정확도를 나타낸다. 본 증례에서 사용한 RAYFace는 stereophotogrammetry 방식으로 여러대의 단렌즈 반사 카메라에서 얼굴 표면 이미지를 캡쳐하여 충분한 피부 질감을 가진 매우 사실적이고 세밀한 컬러 모델을 생성한다. 하지만 stereophotogrammetry 방식의 재구성된 이미지의 정확도는 픽셀 무결성 및 스캐너의 해상도와 같은 매개변수에 따라 크게 달라지기 때문에,17 안면 스캔의 정확도를 위한 지속적이 발전 및 보완 또한 필요할 것으로 생각된다.

다양한 computer-aided design 프로그램을 이용하여 치아 배열 및 인공치의 크기를 결정하고 수정하는데 있어 전통적인 방식에서 반영하는 해부학적 지표뿐만 아니라 FH plane, Camper’s plane 및 정중선 등의 교합평면과 상악 순측면의 경계, 견치의 위치 등 환자의 안모정보를 확인하면서 보다 간단히, 그리고 보다 자유롭게 수정이 가능하였다. Computer-aided manufacturing에는 대표적으로 milling 방식과 3D-printing 방식이 있으며, 본 증례에서는 3D-printing 방식으로 최종 의치를 제작하였다. Charoenphol와 Peampring18의 연구에 의하면, milling 방식의 의치상은 primary stress-bearing 부위에서 더 높은 정확도를 나타내는 반면, 3D-printing 방식의 의치상은 milling 방식을 사용하기 어려운 undercut이 있는 peripheral seal 부위에서 더 높은 정확도를 나타내었다. 본 증례에서는 maxillary tuberosity에 심한 undercut이 존재하였기 때문에 milling 방식보다는 3D-printing 방식으로 최종 의치를 제작하였다. 다만 Alhallak 등19의 연구에 의하면, 3D-printing 방식의 경우 milling 방식보다 낮은 강도를 보이기 때문에 보다 면밀한 경과관찰 및 3D-printing 방식의 개선이 필요하다. 본 증례에서는 3D-printing 방식의 낮은 강도로 인한 합병증 발생 가능성을 최소화하기 위하여 exocad DentalCAD상에서 의치상 형성 후 상악의치의 구개면 두께를 확인하여 2.5 mm 정도의 균일한 두께를 갖도록 수정하였다. 상악의치의 구개면은 2.5 mm의 균일한 두깨로 형성해야 구개부 의치상이 중합 후 연마 되었을 때 가능한 얇으면서도 적절한 강도를 갖을 수 있다.13

디지털 방식과 새롭게 고안된 CR tray를 이용하여 전통적인 총의치 제작방법을 대체하고 환자의 내원횟수를 줄일 수 있었다. 기존의 3회 내원 디지털 총의치와 달리 예비인상 및 시적용 의치를 이용한 최종인상을 통해 최대의 치조제 피개 및 정확한 의치상 변연을 획득하였다. 또한 첫 내원 시 고딕 아치 기록을 통한 중심위 채득 및 안면 스캔을 통한 다양한 안모정보를 이용함으로써 시적의치 또한 사용가능한 수준으로 제작할 수 있었다.

치료 전 후 환자분의 안모에 많은 변화가 있음을 확인할 수 있었고 의치의 지지, 안정, 유지 및 교합에 만족할만한 결과를 얻을 수 있었다. 안면 스캐너의 정확도 등에 있어 보완해야 할 점이 존재하지만 본 방법을 활용하여 시적의치 또한 임상적으로 사용가능한 수준이었으며, 최종적으로 안면 스캔을 통해 시적의치의 try-in 단계를 생략하고 2회 내원 디지털 총의치 수복도 가능할 것으로 생각된다.