Implant prosthesis for fully edentulous patients using intra-oral scanning and abutment merging technique: A case report

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서론

최근 치과 영역에서 CAD/CAM (computer aided design/computer aided manufacturing) 기술의 임상 활용은 구강 스캐너의 보급과 함 께 점차 영역이 확대되고 있다.¹인상체가 아니라 삼차원적인 데이터로 얻어진 환자의 구강 정보를 이용하여 치료를 계획하 고 다양한 치과 재료로 실물화하는 것이 가능하게 되었고 좀 더 복잡한 임상 과정에 이를 적용하려는 시도는 다방면에서 이루어지고 있다.

스캔하여 얻어진 환자의 구강 정보를 CBCT (cone beam computed tomography)영상과 하나의 데이터로 합칠 경우 이를 이용하 여 임플란트 식립 위치를 선정하고 임플란트가 식립될 위치와

식립 방향에 대한 정보를 포함하고 있는 수술 가이드를 제작 하고 임플란트 식립에 이용할 수 있다.^2-4수술가이드에 의한 식 립의 정확성이 향상되어 소프트웨어에서의 식립 계획과 실제 임플란트 식립 결과 간의 오차가 확연하게 감소함에 따라 임 플란트 수술 계획 시 임플란트 식립 부위의 치은의 형태에 맞 게 맞춤형 지대주를 미리 제작하는 것도 가능하게 되었다.^5,6 SCRP (screw and cement retained implant prosthesis) 형태의 임플란 트 보철물을 제작할 경우에 수술 시 체결된 맞춤형 지대주는 최종 보철물을 제작할 때까지 체결된 상태를 유지할 수 있다 는 장점이 있다. 수술 시 체결된 지대주를 유지했을 때의 장점 은 연조직에 의한 임플란트의 보호를 유지할 수 있고 이로 인 해 발생할 수 있는 여러가지 합병증을 예방할 수 있다는 것이

무치악 환자에서 구강 스캔과 지대주 중첩을 이용한 임플란트 보철수복 증례

황찬현¹∙정승미¹*∙김용준¹∙김경희¹∙방정환¹∙김대환¹∙최병호²

1연세대학교 원주세브란스기독병원 치과보철과

2연세대학교 원주세브란스기독병원 구강악안면외과

Implant prosthesis for fully edentulous patients using intra-oral scanning and abutment merging technique: A case report

Chan-Hyeon Hwang¹, Seung-Mi Jeong¹*, Yong-Jun Kim¹, Kyeong-Hee Kim¹, Jeong-Whan Fang¹, Dae-Hwan Kim¹, Byung-Ho Choi²

1

Department of Prosthodontics, Wonju College of Medicine, Yonsei University, Wonju, Republic of Korea

2

Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Wonju College of Medicine, Yonsei University, Wonju, Republic of Korea

In this case, the impression surface of the existing denture was scanned and was inverted three-dimensionally to express the residual ridge form. Implant planning was performed on the superimposed data of the CT with the scanned image of the denture with radiopaque markers attached. At the day of surgery, customized abutments fabricated in accor- dance with the form of the gingival margin were linked with fixtures and temporary restorations were set. In the process of fabricating the final prosthesis after the osseointegration of implant fixture, the intraoral scan images at abutment level were merged with images of the abutments scanned and stored before implant surgery. By fabricating the final prosthesis with the abutments obtained by merging can increase the marginal fitness of the final prosthesis and simplify the clinical process. (J Korean Acad Prosthodont 2017;55:61-

70)

Keywords: Full edentulism; Intraoral scan; Invert scan image; Abutment merging; Flapless implant

c cc

2017 The Korean Academy of Prosthodontics

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licens- es/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

*Corresponding Author: Seung-Mi Jeong

Department of Prosthodontics, Wonju College of Medicine, Yonsei University, 20 Iisan-ro, Wonju 26426, Republic of Korea

+82 (0)33 741 2114: e-mail, [email protected]

Article history: Received July 7, 2016 / Last Revision September 9, 2016 / Accepted September 20, 2016

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다.^7,8그러나 최종 보철물 제작 단계에서 치은 연하로 설정되어 있는 지대주의 변연을 정확하게 구강스캐너로 인기하는 것은 상당한 노력과 시간이 필요한 과정이다. 만약 치은 연하의 변 연이 불명확하게 스캔 되었을지라도 맞춤형 지대주를 임플란 트 식립 시 고정체와 체결하기 전에 미리 스캔하여 데이터로 보관한다면 이를 이용하여 최종 보철물 제작을 수월하게 수행 할 수 있다. 지대주의 밀링 방식에 따라서는 제작된 지대주를 스캔하지 않고도 제작에 이용된 지대주 이미지 파일을 불러들 여 구강스캔 이미지와 중첩하여 최종 보철물의 적합도를 향상 시켜 제작하는 것도 가능하다.

본 증례에서는 기존의 총의치를 사용하는 완전 무치악 환자 에서 임플란트 식립을 계획하였다. 가동성 점막 조직으로 이 루어진 무치악 치조제는 구강스캐너로 스캔하는데 어려움이 따르고 스캔된 이미지의 정확성을 신뢰할 수 없다.⁹따라서 직 접적으로 잔존치조제를 스캔하지 않고 기존 의치에 이장된 인 상면을 스캔하고 삼차원적으로 이미지를 반전함으로써 완전 무치악인 하악의 잔존치조제를 재현하였다. 이를 CBCT 영상 과 중첩시켜 임플란트 식립을 계획하고 수술용 가이드를 제작 하여 임플란트를 식립하였다. 수술 즉시 치은 형태에 맞게 맞 춤형으로 제작된 지대주와 임시수복물을 장착하고 임플란트

고정체의 골유착이 완료된 이후 최종 보철물을 제작하였다. 최 종 보철 수복 단계에서는 미리 수술 전에 스캔하여 데이터로 저장되어 있는 지대주의 스캔 이미지 파일과, 지대주가 체결 된 상태에서 얻어진 구강 스캔 이미지를 중첩시켜서 정확한 지대주의 형태를 재현하여 이를 최종 보철물 제작에 이용하였 다.

증례

본 환자는 71세 여환으로 상하악 총의치를 사용하고 있는 환 자로 임플란트를 식립하고 고정성으로 임플란트를 수복하고 싶다는 주소로 내원하였다 (Fig. 1, Fig. 2). 특이 전신 병력은 없었 으며 하악 총의치의 유지력이 많이 소실된 상태였으며 상악 총의치의 유지력은 의치상 이장에 의해 개선될 수 있는 상태 였다. 의치에 의한 수직 고경은 안정적이었고 의치의 교합 평 면도 적절하게 형성되어 있었다 (Fig. 3). 환자는 상악 의치에 비 해 하악 의치에 대해 불편감을 크게 호소하였다. 환자의 요구 와 상하악 악골의 구조, 환자의 경제적 상황 등을 고려하여 상 악에 2개의 임플란트 식립을 통한 임플란트 피개의치, 하악의 6개의 임플란트 식립을 통해 양측 제1대구치까지 지르코니아

Fig. 1. Pretreatment intraoral view. (A, E) Occlusal view of maxilla and mandible, (C) Frontal view, (B, D) Lateral view.

B C

A

E

D

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고정성 수복물을 제작하기로 치료계획을 수립하였다. 환자와 상의 후 하악의 임플란트 식립을 먼저 진행하기로 결정하고 임플란트 식립은 수술 가이드를 이용하여 무절개로 임플란트 를 식립하고 수술 즉시 임시 보철물을 장착하기로 계획하였 다.

임플란트 식립 계획 및 수술용 가이드 제작, 맞춤형 지대주 와 임시 수복물 제작을 위해 환자가 사용하던 기존 의치의 인 상면을 이장하여 의치 적합도를 향상시키고 상악 의치와 안정 적인 악간관계를 가지도록 조절하였다. 이장을 위해서 polyvinyl siloxane 인상재(Light Body Extrude, Kerr, Romulus, MI, USA)를 사 용하였다. 의치 인상면에 이장한 후 의치 연마면에 방사선 불

투과성인 알루미나(alumina)로 제작된 3개의 마커를 부착하였 다. 의치 전치부 순측과 양측 구치부 협측에 총 3개의 마커가 광중합 레진으로 부착되었다 (Fig. 4).

구강 스캐너 TRIOS (3Shape, Copenhagen, Denmark)를 이용하여 의치 인상면과 마커를 스캔하고 (Fig. 5) 대합되는 상악 의치 및 마커가 부착된 의치의 구강 내에서 교합관계를 스캔하였다. 또 한 마커가 부착된 의치를 환자가 장착한 상태에서 CBCT (PointNix, Seoul, Korea) 촬영을 진행하였다.

의치를 스캔한 이미지를 Dental Designer (3Shape, Copenhagen, Denmark) software로 옮겨서 의치의 인상면과 마커를 제외한 의 치의 이미지를 삭제한 후 이를 반전시켰다 (Fig. 6). 즉, 음형으로

Fig. 2. Pretreatment panoramic view. Fig. 3. Pretreatment intraoral view with denture.

Fig. 4. Polyvinyl siloxane and radiopaque markers are attached on anterior and both lateral polished surface.

Fig. 5. Denture scanning with intraoral scanner.

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인기된 의치 인상면을 잔존치조제 형태의 양형으로 반전시켰 다. 반전된 이미지를 교합스캔으로 얻어진 교합관계에 재위치 하여 상하악 악간관계에 위치된 하악 치조제와 상악 의치 이 미지를 얻었다. Dental Designer software에서 얻어진 데이터와 CBCT 데이터를 Implant Studio (3Shape, Copenhagen, Denmark) software에 입력하여 의치 내면 반전 이미지와 CBCT 영상을 Implant Studio software를 이용하여 정합하였다. 이때 마커가 이미 지 정합에 이용되었다. 의치는 CBCT 영상에서 형상이 인식되 지 않지만 의치에 부착된 마커는 CBCT 영상에서 그 형상이 인 식되어 두 영상에서 모두 인식되는 마커를 이용하여 이미지 정합을 시행하였다. 연조직과 골조직이 정합된 영상에서 보철

수복에 적합하도록 임플란트 식립 위치를 결정하고 (Fig. 7) 결 정된 임플란트 식립 위치를 지정해주는 수술 가이드를 Implant Studio software에서 디자인하였다. 디자인 된 수술가이드와 악간 관계에 맞게 마운팅 되어 있는 상하악 모델을 3D 프린터(ProJet 3510 MP, 3D Systems, Rock Hill, SC, USA)를 사용하여 출력하여 실 물로 제작하였다 (Fig. 8). 3D 프린팅된 상하악 모델은 수술 가이 드를 환자 구강 내에 위치시키기 위한 수술가이드 고정용 바 이트 제작을 위해 이용된다. 제작된 하악 모델 위에 제작된 수 술가이드를 장착하고 putty type (DMG, Hamburg, Germany) 인상재 를 상악 모델과 수술가이드 사이에 위치시키고 경화시켜서 수 술가이드 고정용 바이트를 제작했다 (Fig. 9).

Fig. 6. Denture scan image and image inverting to express residual ridge.

Fig. 7. Implant planning on residual ridge reconstructed and superimposed on CBCT.

Fig. 8. Printed surgical guide for flapless guided implant surgery.

Fig. 9. Printed model and bite jig to locate and fix the surgical guide.

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임플란트 식립 즉시 체결될 맞춤형 지대주와 polymethyl methacrylate (PMMA Block, Huge Dent, Koln, Germany) 레진 임시 수 복물은 Dental Designer software를 이용하여 디자인하였다 (Fig. 10).

가상교합기를 이용하여 교합을 고려하여 임시 수복물을 디자 인하고 디자인이 완성되면 CAD/CAM 밀링기계(Arum 5축 밀링 기계, Doowon, Daejeon, Korea)를 이용해서 절삭가공으로 제작하 였다. 제작된 맞춤형 지대주는 수술 전 스캔하여 STL 파일 형태 로 데이터로 보관하였고, 이는 추후 최종 보철물 제작 시 이용 하게 되었다 (Fig. 11).

수술 전 수술가이드 고정용 바이트로 수술가이드를 환자 구 강 내에 위치하고, 3개의 고정용 나사로 수술가이드를 환자의

하악 잔존 치조제에 고정하였다. 고정된 수술가이드의 슬리브 안으로 3 mm 직경의 연조직 펀치를 회전시켜 상부 연조직을 제거하였다. 임플란트 식립을 위한 드릴링은 Dio 수술키트 (DIO NAVI Surgical Kit, Busan, Korea)를 이용하여 시행하였다. 첫 번째로 직경 2.0 mm 드릴을 사용하였고 순차적으로 더 큰 직경 의 드릴이 사용되었다. 모든 드릴은 상부 stop이 있으며 이 stop 이 드릴링의 수직 거리를 지정한다. 드릴링 후 하악 양측 견치, 제1소구치 및 제1대구치 부위에 모두 6개의 임플란트 (UFII, DIO Implant, Busan, Korea)를 식립하였다. 임플란트 식립 후 고정 체에 미리 제작된 맞춤형 지대주와 임시보철물을 체결하고 구 내에서 좀 더 정밀하게 교합을 형성해 주었다 (Fig. 12). 임시 수 복물은 식립된 임플란트의 안정성을 위해 분할하지 않고 모두 연결하여 제작하였다.

임플란트 식립 후 정기적인 점검을 통해 임시보철물의 상태 를 평가하고 수정하였다. 이때 교합관계 및 수직고경, 치아의 형태, 안모에 대해 평가하고 임시보철물 상태에서 미세 조정 을 시행하였다. 3개월간 임시수복 상태로 유지하고 임플란트 고정체의 골유착이 완료된 이후 최종 보철물을 제작하기 위한 구강 스캔을 진행하였으며, 구강스캔은 지대주 수준에서 스캔 을 진행하였고 하악 좌측 견치와 하악 우측 견치부위의 임플 란트의 지대주는 최종 보철 제작 시 유리하도록 삽입로를 수 정하여 교체하기로 하고 맞춤형 지대주 제작을 위해 스캔바디 (scan body)를 체결하여 스캔하였다 (Fig. 13). 교합스캔은 임시보

Fig. 11. Customized abutment scanning and data retaining before implant surgery.

Fig. 12. Intraoral view after implant surgery. Immediate implant prosthesis with PMMA restoration.

Fig. 13. Intraoral scanning for final prosthesis. Scanbody was connected to change anterior abutments.

Fig. 10. Designed customized abutments and one-piece temporary restoration.

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철물을 세 부분으로 나누어 편측 구치부를 제거한 후 채득하 는 방식으로 양측 구치부에서 채득하였다 (Fig. 14). 정기적인 점검을 통해 환자 구내에서 임시 수복물을 조정하고 이에 적 응된 악간관계로 지대주 수준의 구강스캔 이미지를 얻었고, Dental Designer 소프트웨어(3Shape, Copenhagen, Denmark)상에 서 채득된 구강스캔 이미지에 임플란트 식립전 미리 스캔된 지대주 스캔 이미지가 중첩되었다. 지대주 중첩을 통해서 치 은 연하의 변연과 지대주의 명확한 형태를 재현할 수 있었고 (Fig. 15) 이를 이용해 최종 보철물을 디자인했다 (Fig. 16). 최종 보 철물은 monolithic zirconia로 제작하였고 전치부와 구치부를 분할 하여 제작하였다. 전치부 수복물은 치간공극이 비심미적일 수

있다고 판단하여 순면 삭제 후 치은부위의 pink porcelain을 포함 하여 순면 전체에 도재를 축성하여 추가적으로 제작하였다 (Fig. 17). 제작된 최종 수복물을 환자의 구강내 장착하고 추가적 으로 미세하게 교합조정을 거친 후 합착하였다 (Fig. 18). 교합은 대합되는 상악 총의치와 양측성 균형교합을 형성하였다 (Fig.

19). 환자에게 구강위생관리에 대해 강조하였고 주기적인 검 진 필요함을 설명하였다. 상악의 임플란트 피개의치의 제작은 환자가 하악 보철물에 적응 후 시행하길 원하였으나 잔존치조 제의 흡수 가능성 및 의치 인공치 마모 가능성에 의해 치료를 늦추지 않도록 설명하였다 (Fig. 20).

Fig. 14. Segmentation of bite and provisional restoration (A), and bite scan taking with segmented provisional PMMA restoration (B).

Fig. 15. Definite abutment form restored by abutment merging with pre-scanned abutment image.

Fig. 16. Design of final restoration on merged abutment image.

A B

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Fig. 17. Porcelain veneered zirconia for anterior implant restoration.

Fig. 18. Intraoral view after treatment. (A, E) Occlusal view of maxilla and mandible, (C) Frontal view, (B, D) Lateral view .

Fig. 19. Bilateral balanced occlusion. (A) Working side of lateral protrusion (Rt.), (B) Balancing side of lateral protrusion (Rt.), (C) Balancing side of lateral protrusion (Lt.), (D) Working side of lateral protrusion (Lt.).

B C

A

E

D

A B

C D

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고찰

임플란트 수술가이드를 이용하여 임플란트를 식립하면 CBCT (cone beam computed tomography) 영상에서 결정된 식립 위 치와 방향에 따라 제작된 수술가이드로 계획된 위치에 임플란 트를 식립하게 된다.^10,11계획하는 과정에서 치조골의 형태와 보철수복에 적합한 위치를 동시에 고려하여 임플란트 식립을 설계할 수 있다는 장점이 있다.^12,13

구강스캐너로 구강내 치아와 점막을 스캔하여 디지털영상 을 얻을 경우 석고모형을 제작할 필요가 없고 또한 석고모형 이나 인상체를 운송해야 하는 불편함도 없게 된다. 디지털인 상을 이용하여 수술가이드를 제작할 경우 디지털 데이터를 파 일로 보내게 되어 운송에 의해 소비되는 시간을 단축시키는 장점을 가진다. 또한 시술자와 제작자 간에 정보교환 및 논의 가 손쉽게 이루어 질 수 있다. 무치악 환자의 경우에는 구강스 캔을 위해 기존의 의치를 이용하면 구강 스캔을 쉽게 진행할 수 있다. 의치를 통해 환자의 무치악 치조제의 형태 및 수직고 경을 포함하여 악간관계에 관한 정보를 얻을 수 있다.

본 증례에서는 술 전 방사선 투과성 마커를 부착한 의치를 착용하고 진행된 CT 촬영, 마커를 포함하여 의치의 이장된 내 면 스캔, 대합치 스캔, 교합 스캔을 이용해 환자의 악간관계를 고려하여 임플란트의 맞춤형 지대주와 임시보철물을 제작하 고 임플란트 식립 즉시 이를 장착할 수 있었다.

수술 당일 채결된 맞춤형 지대주는 치은의 치유와 함께 일부 가 치은 연하로 형성되기도 하며, 타액이나 기타 이물질에 의 해 구내 환경에서 이러한 지대주의 형태와 변연을 정확하게 스캔하는 것은 어려움이 따른다. 임플란트 식립 전 지대주를 스캔하여 데이터로 보관하는 것은 최종 보철물 제작을 위한 구강 스캔의 과정에서, 지대주의 변연부위가 정확하게 스캔되 지 않아도 이를 지대주 스캔 이미지를 이용해 온전한 형태를 불러들여 최종 보철물 제작에 이용할 수 있다는 점에서 최종 보철 수복을 위한 구강 스캔 과정을 간소화 할 수 있었다. 또한 정확한 지대주 형태에서 최종 보철물을 제작함으로써 최종 보 철물의 적합도를 향상시킬 수 있었다.

결론

본 증례에서는 현재 임상적으로 활용되고 있는 치과 디지털 기술을 활용하여 무치악 환자에게 간편하고 정확하게 고정성 임플란트 수복을 시행할 수 있었다. 전악 임플란트 수복을 위 해 여러 번 내원해야 했던 기존의 방식과 달리 내원 횟수 및 환 자가 느끼는 불편감을 확연히 감소시켰다는 점에서 활용가치 가 높은 방법이라고 판단된다. 무치악 환자에서 기존의 의치 를 스캔하고 반전하여 잔존치조제를 재현함으로써 현재 디지 털 스캐너의 활용범위를 완전 무치악 환자에게 까지 확대시킬 수 있었고 수술 시 채결된 맞춤형 지대주의 연결상태를 분리 하지 않고 최종보철 제작까지 진행하면서 임플란트 의 장기적 인 예후에 유리할 것으로 생각된다. 본 증례에서 제시한 방법 에 대한 장기적인 데이터는 아직 확립되지 않은 상태이며 앞 으로 정기적인 검진을 통해 장기적 데이터를 가지고 좀 더 객 관화된 결과를 얻을 필요가 있을 것이다.

ORCID

Seung-Mi Jeong http://orcid.org/0000-0002-1543-7227

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