CASE REPORT

Dr. 김 도 현 Corresponding author: Do-Hyun Kim Jeju Barune Orthodontic Clinic, 14 Yeonbuk-ro, Jeju 63086, Korea Tel: +82-64-746-7570 E-mail: [email protected] Received: February 19, 2021 / Revised: February 27, 2021 / Accepted: February 27, 2021

ABSTRACT

This case report describes a successful camouflage orthodontic treatment of skeletal class III malocclusion. A 22-year- old male patient presented with a chief complaint of mandibular prognathism and crowding. Clinical examination showed a concave profile, facial asymmetry, moderate crowding, shallow overjet, and maxillary transverse discrepancy.

Maxillary Skeletal Expander (MSE) was used to expand the maxillary basal arch and to alleviate maxillary crowding.

For the lower right quadrant, the right mandibular second premolar was extracted and a mini-implant was inserted on the buccal shelf to distalize the left mandibular dentition. 3-dimensional (3D) digital virtual set-up simulated the final treatment goal and virtual set-up model was printed by a 3D printer. In-office customized prescription brackets were fabricated on the printed set-up model and were bonded by using an individualized transfer jig. In-office customized brackets could be efficiently used to achieve an excellent treatment result. (Clin J Korean Assoc Orthod 2021;11(1):

62-75)

Key words Class III malocclusion, Customized prescription bracket, CAD-CAM, Virtual set-up

원내 커스텀 처방 브라켓을 이용한 골격성 III급 부정교합 환자의 절충 치험례

김도현

제주바른이치과

Camouflage Treatment of Skeletal Class III Malocclusion with In-Office Customized Prescription Bracket: A Case Report

Do-Hyun Kim

Jeju Barune Orthodontic Clinic, Jeju, Korea

게 되었다. 하지만 브라켓에 최대 크기의 호선을 삽입하 지 않음으로 생기는 유격(play) 때문에 브라켓의 처방 이 모두 발현하지 못하게 되는 한계점이 존재하고,

²

특 히 전치부 토크 조절이 필요한 발치 환자의 경우 전치 부의 토크가 상실되는 문제점이 있었다. 토크 상실이 예상되는 부위에 유격을 보상할 수 있는 정도의 토크를 사전에 더해주어야 하기에 이를 보강한 Andrews의 활 주 계열(translation series)이 개발되었으며 이후로 과 수정된 토크와 팁이 미리 더해진 다양한 처방의 사전조 절 브라켓(preadjusted bracket)들이 꾸준히 개발되어 왔다.

^3-7

하지만 치아의 해부학적 형태가 개인마다 다양하며, 만약 모든 치아가 이상적인 해부학적 형태를 갖는다 하 더라도 골격적으로 전후방적 횡적 부조화가 심하거나 비대칭을 갖는 환자의 절충 치료의 경우에는 골격적 부 조화에 의한 치열의 보상을

^8,9

유지한 채 교합을 맞추어 야 하는 경우도 존재하므로,

¹⁰

특정 임상가의 일률적인 처방을 갖는 사전조절 브라켓을 모든 증례에 적용하기 에는 어려운 점이 있었다.

¹¹

사전조절 브라켓의 한계점을 해결하기 위하여 커 스텀 처방을 갖는 브라켓이 제안되어 왔고 석고 모델 을 분할하여 치료 후의 이상적인 상태를 예측하여 브 라켓 베이스에 처방을 부여하여 치료하는 방법이 소 개되었다.

¹²

또한 상업적 회사들도 디지털 셋업을 통하 여 커스텀 처방을 갖는 브라켓과 와이어를 제공하는 Incognito

^TM

(3M Unitek), Harmony

^TM

(American

텀 처방을 가진 브라켓을 이용하여 골격성 III급 부정교 합을 절충 치료한 경험을 보고하고자 한다.

진단

“이가 비뚤고 아래턱이 커서 불만이다”라는 주소로 내원한 22세 4개월의 남자 환자로 특별한 내과적 병력 은 없었다. 하악골이 전돌되어 환자는 오목한 측모를 갖 고 있었고 상악 전치 노출도가 다소 부족하였다. 구강 내 소견으로 상악 치열궁의 형태는 첨형이었고, 소구치 부위의 반대교합이 관찰되었다. 전후방적으로 좌우측 모두 완전한 III급 대구치 교두관계를 보였고, 상악 좌 측 견치와 구개측으로 변위된 측절치의 반대교합이 관 찰되었다. 치열궁 내 공간 부조화는 상악 6.0 mm, 하 악 5.0 mm로서 중등도의 크라우딩이 관찰되었다.

파노라마방사선사진에 특이한 소견은 없었으며 악관

절 증상도 존재하지 않았다. 측면 두부방사선계측사진

분석 결과 SNA 74.2°, SNB 80.7°, ANB -6.5°로 전후

방적으로는 골격성 III급이며 수직적으로는 정상적 골격

관계를 보였다(Table 1). 골격적 부조화를 보상하기 위

해 상악 전치는 순측 경사(U1 to FH 123.0°), 하악 전

치는 설측 경사(IMPA 73.8°)되어 있었고 좌측으로 하

악골의 이부 편위가 관찰되었다(Figure 1). 상기 소견

을 종합하여, 본 환자는 하악골의 과성장과 비대칭 성

장으로 인한 골격성 III급 부정교합으로 진단하였다. 대

한치과교정학회의 부조화 지수는 41이었다(Figure 2).

치료계획

치료목표

안모의 개선을 원할 시 악교정 수술을 동반한 교정치 료를 설명해 드렸으나 환자는 악교정 수술은 원하지 않 았다. 수술을 동반하지 않는 절충 치료의 목표는 (1) 상 악 폭경의 증가를 통해 상하 치열궁을 조화시키며 소구 치부 반대교합을 개선하는 것, (2) 전후방적으로는 전치 부의 반대교합을 해소하고 적절한 구치관계를 확립하는 것, (3) 상·하악 치열의 크라우딩을 해결하고 좋은 교두 감합 상태를 확립하는 것이었다.

치료계획

대구치의 수평 피개교합은 정상이었지만 콘빔 전산 화단층촬영(cone beam computerized tomography;

CBCT) 영상으로 상·하악 제1대구치 저항 중심 부위 의 폭경과 협설측 치축을 관찰해본 결과 상악 구치부의 횡적 결핍을 갖는 hidden cross bite로 판단하였으며 (Figure 3A),

^13,14

크라우딩을 해결하고 대구치부의 적절 한 협설측 치축을 확립하기 위하여 미니 임플랜트를 보

강한 구개 확장장치로 정중구개봉합 부위의 골격성 확 장을 계획하였다.

III급 부정교합의 절충 치료의 경우 여러 가지 방법 들이 소개되어 왔다. Multiloop edgewise arch wire (MEAW)를 이용한 치료,

¹⁵

미니 임플랜트를 이용한 하 악 전체 치열의 후방 이동,

¹⁶

하악의 소구치나 대구치의 발치,

¹⁷

하악 전치의 발치

¹⁸

등을 고려할 수 있다. 본 환 자의 경우 발치 시 야기되는 구순의 감소를 우려하여 최대한 비발치 치료를 계획하였다. 하지만 비발치로 적 절한 전후방적 대구치관계를 이루기 위해서 하악 좌측 은 4 mm 후방 이동, 하악 우측은 7 mm 후방 이동이 필요하였다. 하악 우측 소구치의 발치 시 상악 우측 제 2대구치의 대합치가 없는 문제가 있었지만, 제2대구치 의 원심 치근부위가 하악체의 내측 피질골판에 근접 하여(Figure 3B)

¹⁹

충분한 후방 이동이 어려울 것으로 판단하였다. 따라서 하악 우측은 하악 제2소구치의 발 치를 통하여 소구치부의 크라우딩을 해결하며 적절한 III급 구치관계를

²⁰

이루는 것을 계획하였고, 상악 우 측 제2대구치와 대합되는 하악 제2대구치 후방의 임플 랜트 가능성에 대해서도 설명하였다. 하악 좌측은 골

Table 1. Cephalometric analysis

Measurement Norm Pretreatment

(22.4 years old)

Posttreatment (26.2 years old)

SNA (°) 81.3 74.2 73.6

SNB (°) 79.5 80.7 79.9

ANB (°) 1.8 -6.5 -6.3

FMA (°) 22.5 28.3 27.5

SN-GoGn (°) 29.8 33.1 34.1

Gonial angle (°) 114.4 125.1 125.0

U1 to A-Pog (mm) 7.4 5.3 4.6

Mx. 1 to FH (°) 113.3 123.0 119.2

IMPA (°) 90.2 73.8 75.5

Overbite (mm) 2.5 1.6 2.2

Overjet (mm) 2.5 1.8 3.2

Upper lip (E-line) (mm) -1.4 -6.7 -7.7

Lower lip (E-line) (mm) 0.3 -2.6 -4.7

Figure 1. Pretreatment facial and intraoral photographs, and lateral cephalometric and panoramic radiographs, and a reconstructed cone-beam computed tomography (CBCT) image.

Figure 2. Pretreatment Discrepancy index of Korean Association of Orthodontists. Pretreatment score was 41.

성 고정원을 확보하여 치열을 후방 이동시켜서 I급 구 치관계를 이루고 정상적인 전치부의 수직, 수평피개를 확보하는 것을 계획하였다. 전돌된 아래턱을 줄이기 위 해서 장치 제거 후 부가적인 턱끝 수술 가능성을 설명 하였다.

치료경과 및 결과

치료 시작과 동시에 Type I MSE (Biomaterials Korea Inc., Seoul, Korea)를 장착하여 상악 폭경을 확장하였다. 4개의 미니 임플랜트(1.5 × 11 mm)를 부 분 마취하에 정중 구개부에 식립하였고, 환자는 하루에 한 번씩 스크루의 1/4 회전(0.2 mm/day)을 교육받았 다. 38회의 회전을 지시한 후에 확장을 종료하였고 전 반적인 악궁의 확장, 정중 치간 이개 형성 및 봉합의 이 개가 관찰되었다. 확장 후 스크루의 암을 제거하고 구개 부의 확장 스크루와 미니 임플랜트는 유지하였다.

초진 모델을 모델스캐너(R750, 3Shape)로 스캐닝 후 에 가상 셋업 프로그램(Orthoanalyzer™, 3Shape) 을 사용하여 각 치아를 분리 후 디지털 가상 셋업을 시 행하였다(Figure 4A). 가상 셋업된 모델을 DLP 프린

터(M-One, Makex)를 이용하여 3D 프린팅하였다.

3D 프린팅된 셋업 모델 위에 바셀린을 바르고 0.021

× 0.025-inch 나이티놀 호선과 0.022-inch 슬롯의 MBT prescription 브라켓을 위치시켜 커스텀 레진 베 이스를 브라켓 베이스 하방에 추가하였다(Figure 4B).

하악 구치의 경우 교합력으로 인한 탈락을 최소화하기 위하여 충분히 치은 방향으로 위치시켰으며, 0.75 mm 두께의 투명 시트지(Copyplast

^Ⓡ

, Scheu)와 압력형 옴 니백(MINISTAR S

^Ⓡ

, Scheu)을 이용하여 개개 치아의 지그를 제작하였다(Figure 4C). 지그 제작 시 사용된 아치 와이어는 개인화된 호선의 형태를 적용하기 위해 복사하여 별도로 보관하였다.

상악 치열에는 우측 제2대구치를 제외한 모든 치아 에 간접 접착술식으로 브라켓을 부착하였으며, 하악 치 열에는 지그가 위치하기 어려웠던 좌측 측절치와 제1소 구치를 제외하고 브라켓을 부착하였다. 상·하악에서 모 두 0.016-inch 원형 나이티놀, 0.016 × 0.022-inch 나이티놀, 0.019 × 0.025-inch 나이티놀 와이어를 사 용하여 순차적인 레벨링을 시행하였다. 정중구개봉합이 분리되면서 구치부의 횡적 확장이 일어나고 전치부에 충분한 공간이 마련되어 상악 치열의 배열에 도움을 주

Figure 3. Pretreatment cone-beam computed tomography (CBCT) images. A, The inclinations of the first molars. B, The distance of center of resistance (CR) of the first molars. C, Inner cortical plate of mandibular body to the mandibular right second molar roots.

A B

었다(Figure 5).

0.019 × 0.025-inch 스테인리스강의 개인화된 아 치 와이어상에서 하악 우측의 발치 공간을 폐쇄하였 고, 협붕(buccal shelf) 부위에 수직 방향의 미니 임플 랜트(1.6 × 8 mm)를 식립 후 고정원으로 사용하여 하 악 좌측 치열을 후방으로 이동시켰다. 하악 우측 제1소 구치의 설측에 붙인 버튼에 교차 고무줄을 사용하면서 상악 우측 소구치와의 폭경을 적절하게 맞추었다. 공간 폐쇄에 사용한 0.019 × 0.025-inch 스테인리스강 와 이어를 마무리 호선으로 사용하였으며 상악 견치에 계 단형 굴곡(step-up bend)을 주어 견치 유도를 형성하 였다. 총 45개월의 기간을 소요하여 치료를 마무리하였 으며 환자는 치료결과에 만족하였다. 교정치료 이후의 안정성을 위해 상·하악의 고정식 유지장치와 상악의 가

철식 유지장치를 사용하였다.

상·하악 전치의 정중선은 얼굴 정중선과 일치하였고 정중구개봉합 부위의 충분한 확장으로(Figure 6) 인하 여 상하 치열궁의 전후방적, 횡적인 조화와 양호한 교 합이 이루어졌다. 파노라마방사선사진에서 특이할 만한 치근의 흡수는 관찰되지 않았고, 전반적으로 치근의 평 행이 잘 이루어졌다(Figure 7). 측면 두부방사선계측사 진 중첩 결과 하악 전치의 후방 이동, 상악 전치의 정출 과 설측 경사, 입술의 후퇴가 관찰되었다(Figure 8). 정 중구개봉합부의 확장을 통하여 상악 대구치 토크가 개 선되었지만 대구치 부위에서 협설측 교두 높이의 차이 가 여전히 존재하였다. Total K-CRE 점수는 대구치 협설측 경사에 대한 10점의 감점을 포함하여 20점으로 측정되었다(Figure 9).

Figure 4. A, Virtual set-up (pale blue color: pretreatment, gray color: treatment goal). B, Customized resin-based bracket fabrication on the 3D printed model. C, Individualized jig of the second molar.

A

B C

Figure 5. The treatment progress.

Figure 6. Intermolar and interpremolar width changes. A, Scanned model. B, CBCT images.

A

B

Pretreatment Posttreatment

Pretreatment Posttreatment

Figure 7. Posttreatment facial and intraoral photographs, and cephalometric and panoramic radiographs.

Figure 8. Cephalometric superimpositions (black color: pretreatment, red color: posttreatment).

Figure 9. KAO Cast-Radiograph evaluation score of this patient was 20.

고찰

교정치료의 마무리 단계는 치료과정 중의 에러를 수 정하는 과정으로서 치료의 완성도에 많은 영향을 준다.

마무리 단계에서 술자는 전체적인 평가를 통해 마무리 를 계획하며,

²¹

브라켓 재부착, 와이어 굴곡과 악간 탄 성재를 이용하여 적절한 교합을 형성해 나간다. 전통적 인 사전조절 브라켓을 사용한 교정치료의 마무리 과정 은 사후 반응적(reactive)인 치료이고 술자의 손기술과 경험에 기반하며, 술자는 환자의 교합상태를 계속적으 로 확인하면서 문제점을 수정해가며 교정치료를 마무리 한다. 하지만 치료의 목표를 설정하고 이를 반영한 처 방을 가진 브라켓을 사용하는 교정치료는 사전 행동적 (proactive)인 치료로서 술자의 스트레스를 최소화할 수 있다.

²²

또한 스캐닝 데이터를 사용하는 디지털 셋업 은 석고 모델을 사용하는 매뉴얼 셋업에 비해 기공과정 이 간단하며 치료 전후의 비교가 가능하고 복제가 편한 다양한 장점들을 갖고 있다.

²³

본 환자의 디지털 가상 셋업은 원내에서 다음의 과정 으로 진행되었다. 먼저 가상 셋업 프로그램상에서 기 능적 교합 평면에 평행하며 절치 유두를 지나는 평면 을 수평 평면으로 설정하고 수평 평면에 수직이고 정중 구개봉합을 지나는 평면을 시상 평면으로 설정하여 절 치 유두를 원점으로 하는 3차원 좌표계를 설정하였다 (Figure 10A). 수평 평면의 기준인 기능적 교합 평면 에 수직하도록 모든 치아의 치축을 설정하였고(Figure 10B), 상악 전치의 절단연의 이상적인 전후방적 수직적 위치와 이상적인 토크 양을 계획하여 치료 후 전치의 위치(planned incisor position)를

²⁴

설정하였다. 하악 소구치부의 폭경을 기준으로 상악 소구치부의 확장을 계획하여 하악 전치부의 절단연과 하악 구치부의 협측 교두정을 연결하는 교합선(line of occlusion)을 설정 한 후(Figure 10C), 교합선을 따라 치아를 배열하여 셋 업을 완성하였다(Figure 10D).

브라켓 하방에 레진 베이스를 추가하여 맞춤형 처방 을 부여하는 경우에는 두꺼워진 브라켓에 많은 교합력 이 전달되어 교합력에 의한 브라켓 탈락의 가능성이 높 아진다. 특별히 탈락률이 높은 하악 구치부 협측은 치 관 길이가 충분하지 않은 경우에 상악 치아의 협측 교 두와 교합 접촉이 생길 가능성이 높아지게 되므로, 불 필요한 교합 접촉을 최소화하기 위해 잇몸에 자극을 주 지 않는 범위에서 브라켓을 최대한 치은연 쪽으로 위치 시켰다. 치료 중 #16, 35, 46 치아의 브라켓 탈락이 있 었다. 탈락된 브라켓을 가져오도록 환자에게 미리 고지 하였으며, 개개 치아의 지그를 재사용하여 탈락된 브라 켓을 재부착하였다. 투명 시트지를 이용한 지그는 제작 은 용이하지만, 브라켓 간접 접착 후 지그를 제거할 때 에 변형이 올 수 있으므로 간접 접착 후 최대한 조심스 럽게 지그를 제거하였다. 소구치에는 훅이 없는 브라켓 을 사용함으로써 제거 시 지그의 변형을 최소화하였다.

본 환자의 경우에는 치료 전후의 치아 움직임에 토 크 조절이 많이 필요하지 않았기 때문에 적절한 교합을 확립할 수 있었다. 마무리 단계에서 사용한 와이어는 0.019 × 0.025-inch 스테인리스강 와이어였고 구치부 의 좀 더 완성도 높은 교합을 위해서는 대구치의 협설 측 치축 조절을 위한 부가적인 처치가 필요했을 것으로 사료된다. 가상 셋업의 맞춤형 처방을 최대한 구현해 내 기 위해서는 유격(play)을 감소시켜야 하므로, 0.022- inch 슬롯보다는 0.018-inch 슬롯을 사용하는 것이 유리하며, 부가적인 토크를 와이어에 부여하거나 스프 링을 사용하여 토크를 조절해야 한다. 맞춤형 처방이 모든 것을 해결할 것이라 생각하여 무리한 치료계획을 세우거나, 비록 적절한 치료계획을 세우더라도 치료계 획대로 치료하지 않는다면 술자의 노력이 더해진 맞춤 형 처방을 치료결과에 표현해 낼 수 없을 것이다.

원내 디지털 기술의 도입에는 초기 투자 비용을 비롯

한 여러 장애물이 존재하지만,

²⁵

상업적인 회사에 의존

하는 것보다 셋업 기사와의 의사소통이 효율적이므로

Figure 10. Virtual set-up process. A, 3D coordinated system. B, Tooth axis setting. C, Line of occlusion of treatment goal. D, Final virtual set-up.

B

C D

일단 시스템이 갖추어진 후에는 술자의 부가적인 노력 이 줄어드는 장점이 있다. 본 환자의 맞춤형 처방 브라 켓 제작 시 셋업은 디지털로 진행되었지만, 지그의 제작 부터는 아날로그로 진행되었다. 앞으로 CAD-CAM 기 술의 발전으로 제작 과정의 오차가 줄어들 것이며, 맞 춤형 브라켓 베이스와 지그를 제작하는 아날로그의 과 정도 점차 구강내에서 사용 가능한 정밀한 재료의 3D 프린팅으로 대체될 수 있을 것으로 기대한다.

결론

전후방적 횡적 부조화를 함께 갖고 있는 골격성 III 급 부정교합의 성인 환자에서 MSE와 원내에서 디지털 셋업을 통한 맞춤형 처방의 브라켓을 사용하여 성공적 으로 치료하였다. 브라켓과 와이어 사이의 유격 때문에 계획한 처방이 모두 표현되지 않는 한계를 점차 극복해 나간다면 다양한 골격적 변이를 갖는 환자들에게 가장 적합한 처방을 갖는 브라켓을 사용하여 좀 더 체계적이 고 목표 지향적인 교정치료가 가능할 것이다.

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