Dr. 장 나 영 Dr. 채 종 문
Dr. 이 영 준 Dr. 김 태 균
Corresponding author: Na-Young Chang Department of Orthodontics, Wonkwang University Daejeon Dental Hospital,
77 Dunsan-ro, Seo-gu, Daejeon 35233, Korea Tel: +82-42-366-1192 E-mail: [email protected] Received: February 11, 2021 / Revised: February 22, 2021 / Accepted: February 22, 2021
ABSTRACT
Face mask treatment with a rapid palatal expander is common in children with Class III malocclusion and maxillary deficiency. However, it can cause anchorage loss and dental side effects. To overcome these disadvantages, the use of skeletal anchorage such as miniplates in the infrazygomatic crest area or palate has been reported. This clinical case report presents face mask treatment in skeletal Class III adolescent with maxillary skeletal expander (MSE). MSE has been developed for the maxillary expansion in adults, but it can be used as a skeletal anchorage for face mask treatment in children. The post-treatment profile was significantly improved without any dental side effects. (Clin J Korean Assoc Orthod 2021;11(2):102-114)
Key words Active plate, Maxillary skeletal expander, Face mask, Class III malocclusion
Treatment of a Growing Patient with Skeletal Class III Malocclusion Using Face Mask and Maxillary Skeletal Expander
Tae-Gyun Kim,
1Young-Jun Lee,
1Jong-Moon Chae,
1,2,3Na-Young Chang
1,21
Department of Orthodontics, School of Dentistry, University of Wonkwang, Iksan, Korea
2
Wonkwang Dental Research Institute, Iksan, Korea
3
Postgraduate Orthodontic Program, Arizona School of Dentistry & Oral Health, A.T. Still University, Mesa, Arizona, USA
서론
상악골 열성장을 동반한 골격성 III급 반대교합을 보 이는 성장기 아동에서 상악골의 전방 견인을 위해 페이 스 마스크가 사용되어 왔다.
1페이스 마스크 장치와 함 께 구강 내 장치로 접착형 혹은 밴드형의 상악 급속 확 장장치(rapid maxillary expander; RME)가 주로 사 용되는데, 이는 상악궁 확장과 동시에 전방 견인을 효 과적으로 하기 위함이다.
2Baik
3은 60명의 한국 아동 을 대상으로 상악궁 확장 시 전방 견인이 더 잘 일어남 을 확인했고 J ¨ager 등
4은 메타 분석으로 RME를 사용 하고 상악 전방 견인을 하면 더 큰 효과가 있음을 입증 했다. 하지만 이러한 전통적인 페이스 마스크 치료는 전 치부를 순측 경사 시키고 상악 구치부를 정출 및 협측 경사 시킨다.
5골성 고정원과 함께 페이스 마스크를 사용하기 시작 하면서 이러한 치성 부작용을 최소화할 수 있게 되었 다. Cha 등
6은 관골하능(infrazygomatic crest)에 미 니 플레이트를 식립하여 페이스 마스크의 고정원으로 사용하는 방법을 제시하였는데, 이는 부가적인 외과적 술식이 필요하다는 단점이 있다. 또한 Kook 등
7은 구개 에 미니 임플랜트를 식립하여 고정원으로 이용하였으나 상악의 횡적 부조화가 있는 경우 이를 개선하기 어렵다 는 단점이 있다.
상악 골격성 확장장치[maxillary skeletal exp
ander (MSE); BioMaterials Korea Inc., Seoul, Korea]는 원래 성인에서 구개 확장을 위한 장치로 개발 되었으나, 성장기 아동에서 전방 견인 치료 시 골성 고 정원 장치로 활용할 수 있다.
8,9이번 증례보고에서는 상 교정장치(active plate) 및 MSE와 페이스 마스크를 이 용하여 골격성 III급 성장기 아동을 성공적으로 치료하 였음을 보고하는 바이다.
진단
9세 1개월의 남자 환자가 전치부 반대교합을 주소로 의뢰되었다. 전신 및 치과적 병력상 특이사항은 없었다.
보호자의 진술에 의하면 외가 쪽으로 하악 발달 경향의 가족력이 있다고 하였다.
초진 시 정모에서 이부의 우측 변위가 관찰되며, 미소 시 상악 전치의 노출은 부족하였다. 상악 치열의 정중 선은 안모 정중선과 일치하였다. 측모에서는 오목형 안 모를 보이고 있었고 하순 및 턱끝 돌출감이 있었다. 구 내 사진 및 진단 모형에서 전치부 및 우측 구치부 반대 교합을 보였고 그로 인한 하악 치열 정중선의 변위 및 상악 전치부의 크라우딩이 관찰되었다(Figures 1, 2).
측면 두부계측방사선사진에서 전후방적으로는 골격 성 III급 부정교합(ANB: 1.4°, A pointN perpend:
0.8 mm, PogN perpend: 1.5 mm)을, 수직적으로 는 저발산형의 경향(FMA: 18.2°, ODI: 68.7°)을 보였 다. 상악 전치의 경사도(U1 to FH: 117.9°)와 하악 전치 의 경사도(IMPA: 93.3°)는 정상 범주였다(Table 1). 정 면 두부계측방사선사진에서는 이부(Me)가 우측으로 변 위되어 있었다. 파노라마방사선사진상에서 견치 및 소 구치는 치근 형성 단계였고 수완부 방사선사진상 SMI 1단계로 판단되었다. 콘빔 전산화단층촬영 영상은 삼차 원 소프트웨어(ON3D; 3DONS, Seoul, Korea)로 분 석하였다. 상악은 전후방적으로 열성장[A(y): 1.71; 정 상 범위, 0~2]을 보였으며, 하악은 전후방적으로 정 상[Pog(y): 1.14; 정상 범위, +40]이었다(Figure 3, Table 2).
이에 본 환자는 저발산형의 골격 패턴과 전치부, 구치
부 반대교합을 동반한 골격성 III급 부정교합으로 진단
하였다.
Figure 2. Pretreatment dental casts.
Figure 1. Pretreatment facial and intraoral photographs.
치료계획
초진 시 상악의 좁은 폭경으로 인한 반대교합을 나 타내고 있었으므로 상악의 폭경 확장을 우선적으로 고 려하였다. 상악 확장을 위한 계획으로는 (1) 상교정장치 (active plate)를 이용한 확장, (2) 상악 급속 확장장치 (RME)를 이용한 확장, (3) MSE를 이용한 확장 등을 고려할 수 있다. 보호자가 안모의 변화를 원치 않았고 구외 장치의 사용을 거부하여 상교정장치(active plate) 를 통한 완속 확장 후 하악의 위치를 재평가한 후 필요 시 상악의 전후방적인 성장 결핍을 개선하기 위한 페이 스 마스크를 고려하기로 하였다.
치료경과 및 결과
치료과정
치료 시작으로 구치부 교합 블록(bite block)을 포함 한 상악 상교정장치를 통한 완속 확장을 시행하였다.
환자 스스로 스크루를 돌릴 수 있도록 교육하였고 환자 는 일주일에 1/4바퀴(0.25 mm)씩 스크루를 활성화하 였다(Figure 4A). 상악의 확장을 시작한 지 1달 만에 구치부 반대교합이 해소되면서 전치부 반대교합도 동시 에 개선됨을 확인하였다. 이때, 상악 좌측 측절치의 구 개측 변위로 인해 교합 간섭이 나타났고 이를 해소하기 위해 상악 전치부에 0.022inch 슬롯 브라켓(Master Series
Ⓡ, MBT prescription)을 부착하여 배열하였다 (Figure 4B).
고정식 장치 부착 한 달 후 상악 좌측 측절치의 반대 교합이 해소되었으나, 하악 유견치 부분의 교합 간섭이 Table 1. Cephalometric measurements
Mesurements Mean Pretreatment Posttreatment
SNA (°) 81.0 80.2 81.2
SNB (°) 78.0 81.6 78.6
ANB (°) 4.0 -1.4 2.7
Wits (mm) -2.0 -8.2 -2.7
Mandibular body length (mm) 71.0 71.5 75.8
APDI (°) 82.0 92.7 85.5
Gonial angle (°) 126.0 113.9 113.3
Sum (°) 396.0 387.3 389.8
FMA (°) 26.0 18.2 21.6
Ramus height (mm) 43.0 47.0 47.0
Post/Ant (%) 61.0 71.9 69.5
SN-MP (°) 36.0 27.3 29.8
ODI (°) 72.0 68.7 78.8
U1 to SN (°) 105.0 108.8 110.0
U1 to FH (°) 116.0 117.9 118.2
IMPA (°) 95.0 93.3 93.0
Interincisal angle (°) 124.0 130.6 127.2
Upper lip EL (mm) 2.4 -0.4 1.9
Lower lip EL (mm) 3.3 2.0 1.9
Stmi-Me’/Sn-Stms (ratio) 2.0 2.2 2.0
Table 2. 3-dimensional coordinate values of the selected landmarks at the pretreatment, progress, and posttreatment
Pretreatment After active plate treatment or
Pre-MSE + face mask Posttreatment
A (1.29, 1.71, -52.75) (1.17, 0.77, -54.37) (1.36, 0.52, -54.11)
Pog (0.96, 1.14, -96.26) (2.44, 1.36, -97.93) (4.17, 6.07, -99.61)
U1MP (4.03, 0.04, -70.18) (1.65, -2.57, -71.37) (2.25, -2.01, -73.12)
L1MP (0.65, -2.41, -70.29) (0.80, -0.10, -73.38) (2.57, 1.30, -70.52)
Pronasale (1.14, -18.56, -42.95) (0.30, -19.95, -43.00) (2.34, -20.73, -43.13)
MSE: maxillary skeletal expander, U1MP: upper dental midline point, L1MP: lower dental midline point.
Figure 3. Pretreatment radiographs.
관찰되어 전방부의 확장을 계획하였다. 이에 fan형 확 장 스크루(fantype expansion screw)를 갖는 상교 정장치로 변경하여 확장을 더 진행하였다(Figure 4C).
상악궁의 확장 및 상악 전치부의 순측 경사를 동반하 여 치료한 지 5개월 후 더 이상의 치성 간섭이 존재하 지 않았고 안정된 교합관계를 이루고 있음이 확인되었 다. 그러나 상악 전치부의 순측 경사 및 전치부에서 부 족한 수평피개를 보였고, 보호자가 이에 대한 개선을 원했다(Figure 4D). 완속 확장 후 보호자가 순측 경사 된 상악 전치의 수정을 원하였고 하악의 위치를 재평가 한 결과 오목형 안모를 보이고 전치부의 부족한 수평피 개를 보여 MSE를 이용한 페이스 마스크 치료를 시행하 였다.
전통적인 페이스 마스크를 사용할 경우 원치 않는 상 악 전치부 전방 경사나 크라우딩 등의 부작용이 예상 되었다. 따라서 골격성 고정원을 이용한 페이스 마스크
를 시행하기로 하였다. 골격성 고정원으로 MSE를 사 용하였다. 구개부에 4개의 스크루(직경 1.5 mm, 길이 11 mm; BioMaterials Korea Inc., Seoul, Korea)를 부분 마취하에 식립하였고, 기공 과정을 거쳐 레버암 을 견치 부위까지 연장하였다. 환아에게 3/16inch 5 oz 고무줄을 전하방 방향으로 걸도록 교육하여 편측당 300400 g의 힘으로 전방 견인을 시행하였다. MSE로 추가적인 확장은 필요하지 않아 진행하지 않았으며 페 이스 마스크를 사용하였다(Figure 5). MSE를 이용한 페이스 마스크를 8개월간 사용한 후 상악 전치부의 브 라켓을 제거하였고, 설측에 고정식 보정장치를 부착하 였다. 치료 16개월째에 MSE를 제거하였다.
치료결과
상교정장치로 확장 후 하악 위치의 재평가를 위해 콘 빔 전산화단층촬영 영상을 삼차원 소프트웨어(ON3D) Figure 4. Progress intraoral photographs: initial (A), 1 month (B), 4 months (C), 5 months (D).
A
B
C
D
로 분석한 결과 비상악복합체의 전하방 성장과 하악 의 후하방 회전 및 상악 전치의 순측 경사를 관찰할 수 있었으며 하악 과두의 경우 치성 간섭이 해소되면 서 좌측에서 좌측 및 상방 이동이 있었음을 알 수 있다 (Figure 6).
치료 후 정모에서 비대칭 양상이 보이지 않았으며 측 모에서 하악 전돌감이 감소되었다. 전치부와 구치부의 반대교합 해소와 적절한 수평피개 및 수직피개를 얻었 으며, 하악 치열 정중선이 변화하여 안모 정중선과 상 하악 치열의 정중선이 일치하였다(Figure 7).
MSE와 페이스 마스크 사용 전과 치료 후 콘빔 전 산화단층촬영 영상을 ON3D로 분석한 결과 상악이 A point 기준으로 1.81 mm의 전방 성장과 0.97 mm의 하방 성장이 있었으며 전방 경사되었던 상악 전치부 치 축은 정상화되었다. 하악 과두의 경우 좌측에서 좌측 및 상방 이동되었다(Figure 8).
치료 전후 측면 두부계측방사선사진 분석 시 ANB가
1.4°에서 2.7°로 4.1° 증가하였고 하악골은 후하방 회전 되어 하악 평면각이 3.4° 증가하였다. 상악 전치의 경사 도는 118.2°, 하악 전치의 경사도는 93.0°로 전치부 치축 경사는 유지되었다(Figures 9, 10, Table 1). 확장 후 MSE와 페이스 마스크 사용하였을 때 측방치군의 공간 은 잘 유지되었으며 여유 공간(leeway space)을 이용
하면 공간 문제도 없을 것으로 보인다.
치료 전후 ON3D의 3차원 영상 및 계측치를 분석해 보면 nasion을 기준으로 A point의 y 좌표값과 z 좌표 값이 작아졌고 이는 상악의 전하방 성장이 있었음을 보 여준다. 상악 중절치의 중앙점(U1MP)도 마찬가지로 전 하방으로 이동하였다. Pogonion의 경우 y 좌표값은 커 지고 z 좌표값은 작아졌다. 이는 하악의 후하방 회전을 의미한다. 하악 중절치의 중앙점(L1MP)은 후상방으로 이동하였다. Pogonion과 하악 중절치의 중앙점(L1MP) 의 x 좌표값은 증가하였고 이는 하악의 좌측 이동을 의 미한다. Pronasale의 경우 nasion을 기준으로 전하방 으로 이동하였음을 알 수 있다(Figure 10, Table 2).
고찰
구치부 반대교합은 자발적으로 개선되기 어려우므로 감별진단을 통하여 치료시기 및 방법에 대한 교정계획 이 필요하다. 특히 치성이나 기능성 구치부 반대교합을 골격성 반대교합과 감별진단하는 것이 중요하다.
10구치부 반대교합이 나타날 때는 변위된 하악골의 위
치의 개선과 상악골의 성장을 위해 치료시기가 빠른 것
이 좋다.
11기능성 구치부 반대교합을 조기 치료하게 될
경우, 비정상적인 측방 교합력의 제거로 악골의 정상적
Figure 5. Progress facial and intraoral photographs at the beginning of maxillary skeletal expander (MSE) and face mask.
Figure 6. 3-dimensional images; pretreatment (A), after active plate treatment (B), cone-beam computed tomography (CBCT) super- imposition of pretreatment and after active plate treatment (C).
A
B
C
인 성장을 유도할 수 있다. 그리고 하악의 기능적 변위 와 치열궁의 비대칭을 제거할 수 있으며 영구치열기에 반대교합으로 이행되는 것을 예방할 수 있다.
12따라서 임상 검사와 진단모형 분석, 방사선사진 분석 후 골격적으로 문제가 없는 기능성 구치부 반대교합으 로 진단이 내려지면 조기에 치료하는 것이 유리하다.
13본 증례에서도 초기 혼합치열기에 조기 치료를 하여 정 상적인 악골 발육을 유도하고 감별진단을 시행하였다.
페이스 마스크는 상악골 주위 봉합에 전방 견인력을 가하여 상악 성장을 촉진한다. 상악 급속 확장장치는 좁은 상악을 확장할 수 있고, 상악골 주위 봉합을 이개 하여 페이스 마스크 사용 시 상악 전방 이동을 촉진한 다. 몇몇 저자들은 페이스 마스크 사용 시 상악의 확장 과 수축을 번갈아 하여 봉합을 느슨하게 하는 것이 더 많은 전방 변위를 야기한다고 한다.
2MSE는 상악을 확장하는 데 사용할 수 있으므로 페
이스 마스크를 위한 골성 고정원으로 사용할 수 있다.
여러 연구들은 이를 사용하여 원치 않는 치성 부작용 없이 상악을 전하방 이동시키는 데 성공하였음을 보여 준다.
8,9치아 지지 페이스 마스크와 상악 급속 확장장치는 이
미 순측 경사된 상악 전치를 더욱 순측 경사시키고 구
치의 전방 경사 및 고정원 소실을 초래할 수 있다. 그리
고 확장 과정에 의해 상악 치열의 협측 경사가 일어나
게 된다. 상악 구치의 전방, 협측 경사에 의한 하악의
시계방향 회전은 해로운 결과를 일으킬 수 있다. MSE
는 상악 구치의 협측 경사를 최소화할 수 있고 페이스
마스크 사용 중 구치의 전방 경사를 방지할 수 있다.
8,14MSE는 상악 전치의 순측 경사를 방지할 뿐만 아니라
골격 관계가 개선되면서 상악 전치의 탈보상을 야기할
수도 있다. 따라서 상악골 폭경이 좁으며 열성장을 동
반한 골격성 III급을 보이는 성장기 아동에서 치성 부작
Figure 7. Posttreatment facial and intraoral photographs.
Figure 8. 3-dimensional images; pre-maxillary skeletal expander (MSE) and face mask treatment (A), posttreatment (B), cone-beam computed tomography (CBCT) superimposition of pre-MSE and face mask treatment and posttreatment (C).
A
B
C
Figure 9. Posttreatment radiographs.
Figure 10. 2-dimenstional (A) and 3-dimensional (B) superimpositions of pre- and posttreatment.
A B
용을 원치 않는 경우에 MSE와 페이스 마스크 치료를 고려할 수 있다.
본 증례에서는 상악의 좁은 폭경으로 인한 반대교 합을 나타내고 있었고 보호자의 요구에 따라 첫 번째 로 상교정장치(active plate)를 통한 완속 확장 후 하악 의 위치를 재평가하였다. 상교정장치로 확장 후 콘빔 전 산화단층촬영 영상을 삼차원 소프트웨어(ON3D) 분석 결과 비상악복합체의 전하방 성장과 하악의 후하방 회 전 및 상악 전치의 순측 경사를 관찰할 수 있었으며 하 악 과두의 경우 치성 간섭이 해소되면서 좌측에서 좌측 및 상방 이동되었다. 상교정장치로 확장 후에 오목형 안 모와 상악 전치부의 순측 경사 부족한 수평피개를 보여 MSE와 페이스 마스크를 시행하였다.
ON3D는 정확한 치료를 위하여 3차원 공간상에서 분석 및 진단할 수 있는 도구를 제공하여 치료계획에 도움이 될 수 있다. ON3D는 Cho 분석법을 기반으로 양측 frontozygomatic point와 nasion, 우측 porion 및 우측 orbitale, 총 5개의 계측점을 사용하여 방향 설정(reorientation)을 시행한다. Nasion의 좌표값 을 (0, 0, 0)으로 만들어 나머지 계측치에 대한 정보를 좌표값(x, y, z)로 얻을 수 있다. x 좌표값은 환자를 정 면에서 보았을 때 좌우의 위치를 의미하고, (+)값은 기 준인 nasion보다 환자의 좌측에 위치함을 의미한다. y 좌표값은 전후 방향의 위치로, (+)값은 nasion보다 후 방에 있음을 의미한다. z 좌표값은 상하 위치로, ()값 은 nasion보다 하방에 있음을 의미한다.
15위와 같이 ON3D를 사용하면 계측점의 삼차원적 변 화를 구체적으로 알 수 있어 치료 전 구체적인 진단 및 치료 계획을 수립할 수 있으며 치료 전후의 변화를 객 관적으로 평가할 수 있다는 장점이 있다. 특히 이는 악 교정 수술 환자에서 도움이 될 수 있다.
16또한 두경부 영역의 영상 데이터를 3차원 모델로 구현하여 진단 및 치료 설명에 도움이 된다.
결론
본 증례는 기능성 구치부 반대교합을 보이는 골격성 III급 성장기 아동에서 상교정장치 및 상악 골격성 확장 장치와 페이스 마스크를 이용한 상악골 전방 견인술을 통해 기능적, 심미적으로 만족할 만한 치료결과를 얻을 수 있음을 보여주었다.
Acknowledgments
이 논문은 2020학년도 원광대학교의 교비지원에 의 해 수행됨.
REFERENCES
