Application of 3D printer in dental clinic

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(1)JJ Korean Korean Acad Acad Esthet Esthet Dent Dent. http://dx.doi.org/10.15522/jkaed.2018.27.2.82. Case Report. Application of 3D printer in dental clinic 치과 진료실에서 3D 프린트의 활용. Kim Hyun Dong Seoul Smart Dental Clinic. 김현동 서울스마트치과의원. 3D printing is a process of producing 3d object from a digital file in STL format by joining, bonding, sintering or polymerizing small volume elements by layer. The various type of 3d printing is classified according to the additive manufacturing strategies. Among the types of 3D printer, SLA(StereoLithography Apparatus) and DLP(Digital Light Processing) 3D printer which use polymerization by light source are widely used in dental office. In the previous study, a full-arch scale 3d printed model is less precise than a conventional stone model. However, in scale of quadrant arch, a 3d printed model is significantly precise than a five-axis milled model. Using 3rd Party dental CAD program, full denture, provisional crowns and diagnostic wax-up model are fabricated by 3d printer in dental office. In Orthodontics, based on virtual setup model, indirect bracket bonding tray can be generated by 3d printer. And thermoforming clear aligner can be fabricated on the 3d printed model. 3D printed individual drilling guide enable the clinician to place the dental implant on the proper position. The development of layer additive technology enhance the quality of 3d printing object and shorten the operating time of 3D printing. In the near future, traditional dental laboratory process such as casting, denture curing will be replaced by digital 3D printing (J Korean Acad Esthet Dent 2018;27(2):82-96) Key words: 3D printer in dentistry, additive manufacturing, digital workflow in dentistry. •Received 2018.08.28 •Last Revision 2018.10.11 •Accepted 2018.10.25 •Corresponding Author: Kim Hyun Dong Seoul Smart Dental Clinic E-mail: [email protected].

(2) 치과 진료실에서 3D 프린트의 활용. 83. 서론 3D 프린팅이란 3D 스캐너 또는 CAD 디자인 프로그램을 이용해 삼차원 입체 모델을 디자인한 후 이를 레이어 형태 로 변환하여 각 층마다 물질을 분사하거나 또는 적층하는 방식으로 물체를 제조하는 방법을 일컫는다. 1980년에 일본 Dr.kodama에 의해 rapid prototyping이라는 기술명으로 처음 제안되었으며, 1986년 Chrales(Chuck) Hull이 stereolithography apparatus(SLA) 기술에 대한 첫 특허를 등록하였다, 이후 3D 프린터는 정확성 및 속도, 재료 의 범위 등을 개선하면서 항공, 기계, 쥬얼리 등의 다양한 제조 분야에서 활용되기 시작했으나, 3D 프린터의 기술을 다양한 분야에 적용하기 까지는 비용 등의 효율이 부족하여 널리 상용화되지 못하였던 것이 현실이었다. 그러나 근래 에 들어서는 비약적인 기술의 발전으로 인해 최근 가정용으로 보급될 정도로 가격 장벽이 많이 낮아졌고, 정확성 및 속도의 향상 및 재료의 다양성으로 인하여 보다 넓은 제조 분야에서 하나의 제조 공정으로 자리매김하게 되었다. 최근 의료 분야에서 다양한 활용 용도로서 이용되고 있으며, 또한 개개인의 정밀 가공품을 제작해야 하는 치과 의 료 분야에서도 디지털을 이용한 디자인을 기반으로 하는 제작 공정에 있어서 하나의 방법으로 자리 매김하고 있다. 현재 치과 클리닉에서 응용 가능한 3D 프린팅의 활용 사례 및 방안을 정리해보고, 앞으로의 발전 방향에 대해 이야 기해보고자 한다.. 본론 1. 3D 프린터의 다양한 종류 Table 1. 3D 프린터의 원리에 따른 분류. (가) FDM(Fused Deposition Modeling) 길고 가는 실 형태의 열 가소성 플라스틱을 녹여서 적층하는 3D 프린팅이다. 저렴하고 강도가 높은편 이지만, 출력 품질이 및 출력 후 가공성이 떨어진다. Journal of the Korean Academy of Esthetic Dentistry.

(3) 84. 2018, Vol. 27, Issue 2. A. B. Fig. 1. (A) FDM 방식 3D 프린터의 원리 (B) FDM 방식으로 3D 프린팅한 결과물 (cited on https://www.dddrop.com/fdm-technology/). (나) PolyJet 재료분사는 노즐에서 액체상태의 잉크나 분말을 분사하고 이를 자외선 등의 빛으로 경화하는 제작방식에 해당한 다. 한 개의 출력 결과물에 다양한 재료를 적층하여 사용할 수 있는 것이 특징이다. A. B. Fig. 2. (A) Polyjet 방식 3D 프린터의 원리 (B) Polyjet 방식으로 3D 프린팅한 결과물 (cited on https://www.stratasys.co.kr/polyjet-technology). (다) SLA(StereoLithography Apparatus) 광경화성의 Liquid resin 재료를 레이저를 사용하여 경화시키는 방식이다. 최초의 3D 프린팅 기술이자 가장 많이 사 용되고 있는 방식이기도 하다. 출력물의 강도가 우수하고 미세한 형상의 구현이 매우 좋다..

(4) 치과 진료실에서 3D 프린트의 활용. A. 85. B. Fig. 3. (A) SLA 방식 3D 프린터의 원리 (B) SLA 방식으로 3D 프린팅한 결과물 (cited on https://www.3dnatives.com/en/stereolithography-explained100420174/) (라) DLP(Digital Light Processing) 광경화성 liquid resin에 프로젝터를 이용하여 면단위로 빛을 쏘아 경화시키는 3D 프린터 방식이다. 면단위의 경화 방식으로 SLA 방식에 비해 출력속도가 빠르나, 파트가 커질수록 해상도가 떨어지면 치수 정밀성의 한계성이 있다.. A. B. Fig. 4. (A) DLP 방식 3D 프린터의 원리 (B) DLP 방식으로 3D 프린팅한 결과물 (cited on http://www.zenith3d.co.kr/content/01products/01_07.php#none). (마) SLS(Selective Laser Sintering) 분말형태의 소재에 레이저를 조사하고 선택적으로 용융, 적층하는 방식이다. 파우더 재료가 서포터 역할을 하여 출 력 형상에 제한이 없지만, 표면 조도가 낮은 편이다. Journal of the Korean Academy of Esthetic Dentistry.

(5) 86. 2018, Vol. 27, Issue 2. A. B. Fig. 5. (A) SLS 방식 3D 프린터의 원리 (B) SLS 방식으로 3D 프린팅한 결과물 (cited on https://3dprintingindustry.com/news/ graphite-additive-manufacturing-tell-3d-printing-invest-sls-3d-printer-126826/) (바) Direct Metal Printing(Direct Metal Laser Sintering) 미국 BEGO사는 Laser sintering을 이용하여 크롬-코발트-몰리브덴 금속분말이나 크롬-팔라디움 금속 분말을 이용 하여 metal coping을 제작하는 기술을 개발하였다. 적층 방식으로 제작된 metal framework은 casting 방식에 비해 정확 도가 매우 우수하다.. A. B. Fig. 6. Direct Metal Printing 방식으로 3D 프린팅한 (A) denture metal framework (B) Crown and Bridge metal coping (cited on http://www.machiningnews.com). 2. 치과용 3D 프린터의 현재 (가) 출력 과정.

(6) 치과 진료실에서 3D 프린트의 활용. 87. 3D 프린터의 출력과정은 다음과 같다. 구강 정보를 스캐닝하여 디지털 형태의 모델로 제작한 후 이를 3rd party CAD 소프트웨어를 이용하여 제작하고자 하는 형태(크라운, 의치, surgical stent)로 디자인한다. CAD로 디자인한 파 일을 3D프린터로 출력하기 위해서는 입체의 정보를 출력 단면으로 나누어 변환하는 것이 필요한데, 이를 슬라이싱이 라고 한다. 대부분 3D 프린터 제조 회사에 공급한 프로그램을 통해 출력가능한 파일로 변환하고 이를 이용하여 호환 되는 소재를 이용하여 3D 출력물로 출력한다. 출력하고 난 후에는 서포트 제거, 잔여 소재의 세척, 후경화등의 과정을 거쳐 출력물을 완성하게 된다. (나) 출력 소재 3D 프린터를 출시하고 있는 회사에서는 치과 임상에 사용 가능한 광경화성 레진 소재들을 다양한 용도 목적에 맞 춰 공급하고 있다. 치과 임상에서 요구되는 물리적인 성질(굴곡 강도, 경도 등)의 최소 요구사항을 충족하고 있는 각 업체의 용도별 3D 프린터용 소재를 표로 정리해보았다. Table 2. 치과용 3D printing 소재 (cited on www.nextdent.com, www.formlabs.com, www.zenithd.co.kr, www.springray.com) Use. 3D Printer Supplier. Required Property. NextDent. FormLabs. Dentis. Springray. Denture 3. None. None. None. SG. Dental SG. ZMD-100B. Springray. Clear-SG. Surgical Guide. Flexural Denture. strength ≥65MPa Flexural. Surgical guide. strength ≥50MPa Flexural. C&B temporary. strength ≥50MPa. Orthodontic. Model. Castable. C&B MFH. Flexural. OrthoClear. strength. OrthoIBT. ≥50MPa. OrthoRigid. Hardness shore D≥80. Hardness Shore D≥80. Model 2.0. Cast. None. ZMD-100B Temporary. None. Springray Dental Clear LT. None. Standard Clear. Dental Model. None. ZMD-100B Model. ZMD-100B Castable. Model (Tan) (White), (Gray). None. (다) 의료기기 안정성 문제 3D프린터의 경우 치과용으로만 디자인된 경우보다, 범용적으로 제조업 전반에서 활용을 목적으로 제작된 경우가 많다. 치과용으로 3D 프린터를 사용하고자 하는 경우, 환자 맟춤형 의료기기 제작에 있어서 사용하는 프린터 및 소재 가 식품의약품안정청(KFDA)의 허가 기준에 적합하여야 한다. 의료기기의 등급은 사용목적과 사용시 인체에 미치는 잠재적 위해서 등의 차이에 따라 1~4등급으로 분류한다. 등급이 높을수록 잠재적인 위험성이 높은 분류로써, 치과용. Journal of the Korean Academy of Esthetic Dentistry.

(7) 88. 2018, Vol. 27, Issue 2. 프린터 소재들은 1~2등급에서 적합한 기준을 통과해야 용도에 맞게 사용할 수 있게 된다. 환자의 구강 내에 출력물을 부착하거나 넣는 경우, 사용하는 프린터 기기와 소재가 KFDA 의료기기 등급에 필요한 기준을 만족시키는지를 반드 시 확인할 필요가 있다. (라) 3D 프린터 출력 모델 정확성 (1) 기존 Stone 모델과 3D 프린터의 정확성 비교 스캔한 데이터와 출력 또는 가공한 결과물의 일치도 또는 정확도를 비교하는 과정이 필요하다. 일반적으로 출력 또는 가공한 결과물을 다시 모델 스캐닝하여 소프트웨어를 이용하여 이를 중첩하여 음영차이를 색지도로 표시하여 비교하는 방법을 범용적으로 많이 사용한다. 대게 녹색이 두 스캔 데이터 상의 차이가 거의 없음을 나타내는 것이고 파란색은 함몰, 빨간색은 돌출을 의미한다. 또한 통계분석적으로는 기준좌표에서의 일치도를 비교하는 RMS(Root Mean Square)값을 계산하여 사용한다. 통계적으로 RMS 값이 작을수록 거의 원본과 일치함을 의미한다.. A. B. C. Fig. 7. (a) Stone model by Conventional method (b) digital model (c) 3D printed model 기존의 방법대로 석고 모델을 제작한 것(Honigum Light Body, Heavy Body, DMG)과 디지털 인상(CS3500, Carestream Dental)을 통해 채득한 디지털 모델과 3D 프린팅(3Dent, EnvisionTEC, DLP방식)으로 제작한 레진 모델 의 정확성을 비교하였다. 원 모형을 스캐닝(Comet L3D, Carl Zeiss)하여 세가지 방법의 모델을 디지털상에 각각 중첩 (Geomagic Verify, 3D systems)하여 일치도를 비교하였다. 본 실험의 결과로는 아직 기존 방법과 디지털 인상에 비해 그 정확도가 유의적인 범위에서 부족한 것으로 나타났다. (2) Milling과 3D 프린터의 정확성 비교. A. B. Fig. 8. Milling방식과 프린터 출력방식의 정확성 비교 (A) Milling 가공물의 중첩 결과 (B) 3D 프린터의 출력 결과.

(8) 치과 진료실에서 3D 프린트의 활용. 89. STL 형식의 같은 디지털 모델 정보를 PMMA 블록을 이용하여 5축 밀링기로 가공한 모델과 SLA방식의 3D 프린터 로 출력한 모델을 데스크탑 스캐너를 이용하여 다시 디지털 인상 채득하여 소프트웨어 상에서 중첩 비교시에 디지털 인상 후 Milling 방법보다 3D 프린터 출력이 유의미한 범위에서 더 적은 오차를 나타내었다. (마) 3D 프린터 출력 소재 마모 저항성. Fig. 9. 지르코니아 또는 메탈 abrader를 이용하여 (왼쪽)3D 프린터 레진 (가운데) 밀링된 레진 (오른쪽) 자가중합형 레진의 wear volume loss의 비교 3D 프린터로 출력된 레진을 지르코니아 대합치 또는 메탈 대합치로 설정하여 마모도를 측정한 시험에서 같은 조 건일 때 milling 방법으로 제작된 레진과 자가 중합형 레진의 마모도와는 유의적인 차이를 보이지 않는 것으로 나타났 다. 임시치아 또는 스플린트 등의 구강 내에 장착되는 장치로서의 내구성부분은 양호할 것으로 사료된다. (바) 3D 프린터 출력 해상도(XY resolution) 3D 프린터의 출력 해상도는 일반적으로 3개의 축중 X,Y축에 해당하는 요소를 어느 정도의 수치까지 구분해서 출 력하느냐하는 분해능으로 설명할 수 있다. 일반적으로 높은 해상도라고 하면 XY resolution의 값이 작을수록 더 미세 한 부분까지 재현 출력할 수 있는 것으로 해석할 수 있다.. Fig. 10. (왼쪽) 최소 출력 가능한 단위를 10㎛부터 200㎛까지 디자인한 모델을 (오른쪽) 클리어 레진 블록 형태로 출력하여 XY 해상 도를 확인한다.(cited on www.formlabs.com) Journal of the Korean Academy of Esthetic Dentistry.

(9) 90. 2018, Vol. 27, Issue 2. (사) 출력정확도 보정작업(Calibration). A. B. Fig. 11. (A) X, Y, Z축 제원을 가진 cube design (B) 보정작업을 위해 출력된 cube의 실제 측정 (cited on www.all3dp.com). 3D 프린터 제조사에 호환 사용하게 되는 레진 재료는 일반적으로 중합수축률을 고려하여 소프트웨어상의 수치가 올바르게 출력되도록 정확도가 보정되어 나오지만 그럼에도 불구하고 사용하는 재료마다 수축률의 차이가 있을 수 있으므로 보정작업을 통해 확인해보는 것이 필요하다. 일반적으로 X,Y,Z축 길이가 명확한 Cube형태를 출력하여 디자 인 파일 상의 길이와 실제 출력물의 X,Y,Z 축 길이를 측정하여 비교하고 다를 경우 소프트웨어 상에서 보정을 하거나 프린터의 하드웨어상에서 설정을 변경하기도 한다.. 3. 클리닉에서의 3D 프린터의 활용 (가) 보철치료에서 활용 (1) 진단을 위한 mock-up 제작. A. B. C. Fig. 12. (A) 최종보철물 형태를 소프트웨어 상에서 디자인 (B) mock-up 가이드를 디자인함 (C) 탄성이 있는 출력소재로 mock-up 가이드 출력. 3Shape사의 구강 스캐너를 이용하여 디지털 인상을 채득한 후 그 3D 모델상에 치료하고자 하는 목표의 진단 모형 을 디자인한 후 이를 바탕으로 3Shape CAD 프로그램상의 “appliance position guide” 기능을 이용하여 guide를 디자 인하였다. 이를 DLP방식의 3D 프린터(Form 2 Printer, Formlab)에서 flexible한 광경합성 레진 소재 (FLFLGR02 resin, black, black color, Formlab)을 이용하여 mock up guide를 출력하였다. 기존의 수작업을 통한 silicone mock up guide의 제작보다 치은 경계 및 형태의 재현을 좀더 정밀하게 제작할 수 있 고 또한 균일한 공간 두께를 부여함으로써 안정성 있는 guide를 제작할 수 있는 장점이 있음을 보고하였다.

(10) 치과 진료실에서 3D 프린트의 활용. 91. (2) 임시보철물(크라운)의 제작 스캐너를 이용하여 디지털 모델을 채득한 후 이를 바탕으로 Exocad 또는 3Shape CAD 등을 이용하여 치료 전 가 상 진단 왁스업 형태를 형성한 경우에는 temporary shell형태로 제작하여 활용할 수 있다. 치아 형성이 되어 있거나, 또 는 임플란트의 중간 지대주가 연결된 상태에서 디지털 인상을 채득하는 경우 최종 보철물 디자인과 같은 방법으로 상 부 보철물을 제작하여 이를 광경합성 레진 소재를 이용하여 출력 임시치아로 활용할 수 있다. Exocad 등의 치과 전용 CAD 프로그램의 경우 클리닉에서 간단한 방법으로 직접 디자인을 하기 어려운 점이 있다. 별도 CAD 프로그램 학습 또는 숙련된 기공사 인력이 필요한 실정이다. 대안으로 3D 디지털 모델을 손쉽게 수정할 수 있는 Autocad meshmixer 과 같은 범용 프리웨어 소프트웨어를 이용하면 치아 형성 전후의 정보를 가지고도 간단히 임시치아를 디자인할 수도 있다.. A. B. C. Fig. 13. (A) mesh형태의 치아형성 전, 치아형성 후 디지털 모델을 중첩하여 (B) 두 mesh의 차이부분을 상쇄하게 되면, 임시치아 디 자인 생성됨 (C) 광경화 레진으로 출력 후 구강내에 시적한 모습. (3) 의치의 제작 무치악의 디지털 인상은 아직까지 한계점이 있으므로, 기존의 방법대로 무치악 개인트레이를 이용하여 인상을 채 득한다. 인상을 채득한 트레이를 이용 기존의 왁스림 제작 방법대로 수직 고경을 설정하여 상하악 악관관계를 채득하 고, 추가적으로 고딕아치를 이용하여 수평적인 악간 관계 채득하기도 한다. 상, 하악 인상체와 상하악 악관관계 정보 를 모델 스캐닝을 이용하여 디지털 무치악 모델을 만든 후 Exocad, 3Shape CAD 등의 소프트웨어 상에서 인공치의 배 열, 치은부의 형성을 디자인한다. 의치의 기저부와 인공치부분은 각각의 소재로 출력하여 후가공 후 치아와 치은부를 접착하거나, 또는 치아색으로 의치 전체를 출력한 후 치은부 협면을 Cutback하고 치은색의 레진으로 커버하여 제작 완성하기도 한다.. Journal of the Korean Academy of Esthetic Dentistry.

(11) 92. 2018, Vol. 27, Issue 2. A. B. C. D. Fig. 14. (A) 상하악 인상체와 상하악 악관관계를 스캔 (B) Exocad 소프트웨어 상에서 치은형성 및 인공치 배열 (C) 치은 베이스만 구분해서 출력하기 위한 디지털 모델 파일 (D) 인공치부분을 별도로 출력하여 베이스 출력 부분과 결합 (cited on www.exocad.com). (나) 교정치료에서의 활용 (1) 투명 교정(Clear Aligner)모델의 제작 Maestro 3D, SureSmile 등의 소프트웨어 상에서, 초진상태의 디지털 모델을 기반으로 교정치료 후 최종 단계에 해 당하는 가상의 셋업모델을 계획하고, 그 사이의 각 단계별 stage에 해당하는 디지털 치아 모델을 생성한다. 각 단계별 모델의 파일이 생성되면 이를 3D 디지털 프린터로 출력한 모델을 만들고, 이 모델 위에 진공성형기(vacuum former)를 이용한 투명교정장치(clear aligner)를 만들 수 있다. 최근 국내에서도 체어사이드에서 간단히 조작하여 셋업모델을 만들 수 있는 프로그램(DICAO, 덴티스)을 개발하여 출시하고 있으며, 이는 과거 실제적으로 투명교정이 기공소에서 매뉴얼 방식의 셋업모델에 의존하여 이루어졌던 방식 을 탈피하여, 치과의사가 치아 이동과정을 보다 손쉽게 적극적으로 계획할 수 있는 장점이 있어 기대를 모으고 있다.. Fig. 15. (왼쪽) DICAO(Dentis) 소프트웨어를 이용하여 Virtual Setup을 하는 과정 (오른쪽) 단계별로 제작된 모델을 출력하여 진공성 형기로 투명교정장치를 제작한 모습.

(12) 치과 진료실에서 3D 프린트의 활용. 93. (2) 간접 브라켓 부착을 위한 트레이의 제작 Maestro 3D, SureSmile 및 DICAO 등의 프로그램을 이용한 투명교정 장치 디자인 방법과 동일하게 디지털 셋업 모 델을 계획한 뒤 이에 적합하게 브라켓을 배열한다. 계획한 그대로 구강 내에서 브라켓을 부착할 수 있는 간접 부착 트 레이를 제작 디자인할 수 있다. 기존의 기성 브라켓을 가이드하여 부착하는 간접 부착 트레이를 제작하거나, 또는 레 진 소재의 브라켓까지 함께 3D프린터로 동시 출력하여 사용하는 방법도 있다.. A. B. Fig. 16. (A) Suresmile(Densply Sirona) 소프트웨어를 이용하여 IDB tray를 디자인하는 과정 (B) 기성 브라켓을 IDB tray상에 고정하 여 환자에게 부착하기 위해 준비된 모습 (cited on www.suresmile.com). (다) 임플란트 수술 가이드의 제작 임플란트 수술 가이드를 디자인할 수 있는 소프트웨어(Exoplan, 3shape implant studio 등)를 이용하여 구강 스캔 데 이터와 CT 데이터를 정합시키는 과정을 거친다. 정합된 데이터를 바탕으로 신경관 등의 해부학적인 위험 요소들을 고려하여 최종 식립하고자 하는 임플란트의 위치를 결정한다. 사용하고자 하는 가이드 드릴의 호환성을 고려하여 가 이드 슬리브의 위치 및 형태를 결정하여 최종적으로 가이드를 디자인하고, 이를 3D 프린터로 출력 가능한 파일로 변 환하여 3D프린터로 출력한다. 광경화 레진으로만 출력된 출력물에 별도의 메탈슬리브를 접착하여 가이드 드릴의 안 정성을 높이기도 한다. 식립하고자 하는 위치에 인접치가 존재하는 경우 데이터를 정합시키는 과정이 용이하고 출력된 가이드를 구강내에 디자인한 위치에 적합시키는데 그 정확도가 매우 우수한 편이나, 구강 내 잔존치가 매우 부족하거나, 완전무치악인 경 우 연조직의 불안정성으로 인하여 별도의 고정장치를 필요로 하게 된다. 완전무치악의 경우, 제작된 임플란트 수술 가 이드가 디자인한 위치대로 적합되었는지를 수술 직전 추가적인 CT촬영을 통해 재확인할 필요가 있으며, 디자인한 위 치대로 적합된 것이 확인되면 치조골과 수술 가이드를 별도의 anchor를 이용하여 연결 고정하는 것이 수술시 가이드 의 안정성을 확보하기 위해 매우 중요한 과정이 된다.. Journal of the Korean Academy of Esthetic Dentistry.

(13) 94. 2018, Vol. 27, Issue 2. A. B. C. D. Fig. 17. Dentiq guide(Dentis) 소프트웨어를 이용하여 (A) 스캔데이터와 CT데이터를 정합 (B) 임플란트 위치 선정 (C) 드릴링 키트와 호환되도록 가이드 디자인 (D) 치아지지가 아닌 연조직지지 완전무치악의 경우 필요한 별도의 고정 anchor 모식도. 4. 3D 프린터의 미래 (가) 출력 소재의 다양화 3D 프린터로 출력 가능한 재료들이 많아질수록 3D프린터의 임상적 활용도는 폭넓어질 것으로 사료된다. 이미 세 라믹 또는 메탈 소재의 출력 방법은 제안되어져 있으나, 임상적으로 활용하기에는 아직까지는 고가의 제작 비용이 부 담되는 편이다. 이를 상용 대중화할 수 있는 프린팅 기술이 개발될 것으로 기대해본다. 또한 치과용 임플란트 시술을 위한 치조골 재생술에도 3D 프린팅 기술이 사용될 수 있다. 이미 bone scaffold를 환자 의 골결손부에 맞춤형으로 제작하여 이식하는 방법이 제안되어 상용화를 앞두고 있다. 또한 타이타늄 메쉬도 환자의 치조골 형태에 맞게 3D 프린팅이 가능해 졌으며, 이를 통해 치조골 재생술을 보다 용이하게 시행할 수 있을 것으로 기 대된다.. A. B. Fig. 18. (A) 골결손부에 환자맞춤형으로 bone scaffold를 3D 프린팅 (B) 치조골 이식을 위해 환자맞춤형 타이타늄 mesh 3D 프린팅.

(14) 치과 진료실에서 3D 프린트의 활용. 95. (나) 출력 시간의 단축 최근 기존의 광조사 방식 3D 프린팅의 출력 시간을 획기적으로 단축한 3D 프린팅 기술이 제안되었다. CLIP(Continuous Liquid Interface Production)라는 방식의 이 기술은 산소투과층을 이용하여 레진이 중합되지 않는 dead zone을 형성하여 연속적으로 광중합이 발생시킬 수 있는 원리를 구현했다. 기존의 레이어별로 적층이 이루어지 기 위해 Z축으로 플랫폼이 수차례 이동을 반복해야하는 과정을 생략한 것이 특징이다. 기존의 방법으로 3시간 정도 소요되는 출력물을 동일 품질로 6분여 시간으로 출력하는 성과를 이루어냈다. 서포터 제거 등의 출력 후 처리 과정을 간편하게 만든 것도 전체 출력 시간의 단축에 기여하고 있다. 아직은 고가의 비용으로 상용화되기 어려운 측면이 있지 만 조만간 비용적인 부분의 문제를 극복할 것으로 기대해본다.. A. B. Fig. 19. (A) Carbon 3D사의 CLIP 방식 3D 프린터 (B) CLIP 출력 방식의 개념. 결론 앞서 살펴본 바와 같이 3D 프린팅 기술은 소재의 다양성을 기반으로 앞으로 치과 임상 분야의 여러 영역에서 널리 활용될 것으로 기대된다. 이미 보철, 교정, 외과 영역에서 활용도 높게 사용되고 있으며, 앞으로도 더 많은 응용 사례 가 있을 것으로 기대된다. 특히나 보철 치료 및 임플란트 치료 계획의 수립에 있어서 술자가 디지털을 기반으로 적극 적으로 디자인하고, 또한 디자인한 결과물을 3D 프린팅으로 빠른 시간내에 출력하여 임상에 활용할 수 있다면, 앞으 로의 임상 술식과정의 필수요소로 자리매김할 것으로 기대해본다. 앞으로 3D 프린팅이 임상적으로 적극 활용될려면, 출력물 디자인에 필요한 소프트웨어의 접근 용이성, 출력물의 정확성 향상, 출력 후 처리 과정의 간편화 등을 포함한 전체 출력 시간의 단축이 필요할 것으로 생각된다.. References 1. Revilla-León M, Sánchez-Rubio JL, Besné-Torre A, Özcan M. A report on a diagnostic digital workflow for esthetic dental rehabilitation using additive manufacturing technologies. Int J Esthet Dent. 2018;13(2):184-196. 2. Sim JY, Jang Y, Kim WC, Kim HY, Lee DH, Kim JH. Comparing the accuracy (trueness and precision) of models of fixed dental prostheses fabricated by digital and conventional workflows. J Prosthodont Res. 2018 Mar 31. pii: S1883-1958(18)30010-0. 3. Park JM, Ahn JS, Cha HS, Lee JH. Wear Resistance of 3D Printing Resin Material Opposing Zirconia and Metal Antagonists. Materials (Basel). 2018 Jun 20;11(6). pii: E1043. 4. Jeong YG, Lee WS, Lee KB. Accuracy evaluation of dental models manufactured by CAD/CAM milling method and 3D printing method. J Adv Prosthodont. 2018 Jun;10(3):245-251.. Journal of the Korean Academy of Esthetic Dentistry.

(15) 96. 2018, Vol. 27, Issue 2. 5. Marta Revilla-Leon. Additive Manufacturing Technologies Used for 3D Metal Printing in Dentistry. Curr Oral Health Rep 2017. 6. Zhangwei Chen. 3D printing of ceramics: A review. Journal of the European Ceramic Society. 7. Hemant Sawhney. 3D Printing in Dentistry - Sculpting the Way It Is. Journal of Scientific and Technical Research 8 (1), June 2018. 8. Martins AV, Albuquerque RC, Santos TR, Silveira LM, Silveira RR, Silva GC, Silva NRFA. Esthetic planning with a digital tool: A clinical report. J Prosthet Dent. 2017 Dec;118(6):698-702. 9. Joda T, Ferrari M, Gallucci GO, Wittneben JG, Brägger U. Digital technology in fixed implant prosthodontics. Periodontol 2000. 2017 Feb;73(1):178-192. 10. Gaviria L, Pearson JJ, Montelongo SA, Guda T, Ong JL. Three-dimensional printing for craniomaxillofacial regeneration. J Korean Assoc Oral Maxillofac Surg. 2017 Oct;43(5):288-298. 11. Sangho Lee. Prospect for 3D Printing Technology in Medical, Dental, and Pediatric Dental Field. J Korean Acad Pediatr Dent 43(1) 2016 12. 백상흠. 3D 프린팅의 다양한 신공정 기술 및 특징 소개. 공업화학 전망, 제18권 제1호, 2015.. 치과 진료실에서 3D 프린트의 활용 3D 프린팅은 삼차원 이미지 정보를 이용하여 레이어로 분할한 후 선택한 소재를 적층하여 가공하는 방법을 말한다. 소재 를 적층하는 방법에 따라 다양한 종류의 3D 프린팅이 존재하는데 최근 치과분야에서는 SLA방식과 DLP방식으로 광원을 이용한 경화를 통해 적층 가공하는 3D 프린팅이 널리 보급되어 사용되고 있다. 전악 범위의 3D프린팅 치과용 모델은 전 통적인 인상 채득으로 제작된 스톤모델보다는 다소 정확성이 부족한 것으로 보고되었으나, 같은 STL파일을 이용하여 4 분악 범위를 3D 프린팅한 모델은 밀링 방법으로 가공한 모델보다 정확하였다. 디자인 소프트웨어의 활용도에 따라 보철 치료의 진단, 임시 보철물의 제작, 의치의 제작이 가능하였다. 교정에서는 투명 교정 모델과 브라켓 간접 부착을 위한 트 레이 제작이 가능하였다. 임플란트 수술에 있어서 CT를 기반으로 한 정확한 위치에 임플란트를 식립하는 가이드 제작에 활용하고 있다. 출력 방식의 발전으로 인하여 3D 프린터의 출력시간이 계속적으로 단축되고 있으며, 이로 인해 치과 진료 실 내에서 3D 프린터가 기존의 전통적인 가공 방법을 대체할 수 있을 것으로 기대한다. 키워드: 치과 3D 프린터, 적층 가공법, 치과 디지털 활용.

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