서론
하악 무치악 환자들은 하악의 구조적인 특성 및 혀로 인한 해부학적 한계로 하중-지지 능력 감소 및 부적절한 유지력을 보이고 이로 인해 상악 총의치 장착 환자들에 비해 낮은 환자 만족도를 보인다.1이러한 문제를 극복하기 위해 임플란트를 부가적으로 이용하여 무치악 환자를 치료한다면 하악 총의치 에 향상된 지지, 유지 그리고 안정, 저작력을 제공할 수 있다.2 완전 무치악 환자에서 임플란트를 이용한 치료 양식은 크게 고정성 보철물로 수복하는 경우와 가철성 임플란트 피개의치 로 수복하는 경우로 나눌 수 있다.3이러한 보철물의 형태를 결 정하는 요소로는 환자의 치조제 및 연조직 상태, 미소선, 악간
관계, 경제력 등이 있는데 이를 고려하여 환자 개개인에 맞게 정해야 한다.4,5고정성 보철물의 경우 잔존골 양과 환자의 생역 학적 상황이 양호한 경우 선택되고, 임플란트 피개의치는 잔 존골이 부족하고, 생역학적인 상황이 양호하지 못한 경우 선 택 된다.
임플란트 피개의치의 어태치먼트 선택 시 임플란트를 연결 여부에 따라 Solitary type과 bar type으로 나눌 수 있다.6Bar type의 경우, 임플란트 간의 부목(splinting) 효과를 가질 수 있으며, 안정 성이 우수하다. 하지만 기공과정이 어렵고, 더 많은 악간 공간 이 요구되며, 고비용이라는 단점이 있다. 임플란트 피개의치 에 쓰이는 milled bar는 임플란트 거리가 좁아서 기성 bar를 사용 할 수 없는 경우, 또는 기성 bar 보다 상부 구조물의 확고한 안정
CAD/CAM system을 이용한 하악 임플란트 피개의치 수복증례
이시은∙이소현∙전영찬∙정창모∙윤미정∙허중보*
부산대학교 치과대학 치과보철학교실
The implant overdenture on the edentulous mandible using CAD/CAM system:
A case report
Si-Eun Lee, So-Hyoun Lee, Young-Chan Jeon, Chang-Mo Jeong, Mi-Jung Yun, Jung-Bo Huh*
Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Pusan National University, Yangsan, Republic of Korea
Alveolar bone loss and deformation can be a risk factor in removable prosthetic restoration treatment for partially or fully edentulous patients. The use of implants to solve this problem could improve the support, retention and stability of removable restoration. Attachments used in implant overdenture are versatile. The attachment should be selected according to the patients' conditions. Milled bar has been chosen when readymade bar could not be used because of the narrow distance between implants or firm stability and support of supra-structure were needed. Milled bar design is able to provide cross arch stabilization and comfortability to patients. However, it needs skilled laboratory procedures.
Recently, the fabrication of milled bar has become simple and its suitability has been improved through the development of CAD/CAM system. In a 67-year-old female Alzheimer's disease patient with 8 implant fixtures on the fully edentulous site of mandible, implant overdenture with using milled bar and magnet attachment was planned. As rapid treatment was required, CAD/CAM system was used to make a simple laboratory procedure instead of a traditional fabrication process. With this system, implant overdenture with milled bar can be fabricated esthetically and functionally. (J Korean Acad Prosthodont 2015;53:66-73)
Key words: CAD/CAM; Implant overdenture; Attachment; Cobalt-Chromium Alloys
c cc
2015 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: Jung-Bo Huh
Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Pusan National University 20 Geumo-ro, Mulgeum-eup, Yangsan 626-770, Republic of Korea +82 55 360 5130: e-mail,[email protected]
Article history: Received November 11, 2014 / Last Revision January 7, 2015 / Accepted January
적합성을 증진시킬 수 있었다. Duret과 Preston이 치과용 CAD/CAM (computer-aided design/computer-aided manufacturing)을 최초 개발한 이후, 이 기술은 치과 치료에서 다양하게 활용되 고 있다. CAD/CAM은 정보를 획득하는 digitizing 과정, 디자인을 하는 CAD 과정, 보철물을 제작하는 CAM 과정으로 구성되며,9 이와 같은 과정들은 기존의 고정성 및 가철성 보철물 제작 방 법과 접목하여 활용될 수 있다.
전통적인 임플란트 bar 피개의치를 제작하는 과정은 다음과 같다. 인상채득 후 악간 관계 채득과 예비 치아 배열을 하여 구 강 내에서 확인하고, bar 제작을 위한 공간 평가용 인덱스를 제 작한다. 이어 bar의 형상을 pattern resin으로 제작하여, 주조한다.
구강 내에서 확인하고 그에 따라 금속 구조물 제작, 악간 관계 를 채득하고, 납형 의치를 제작 후, 구강 내 시적 해 보고, 레진 소성, 기공실 재부착, 필요 시 진료실 재부착 과정을 통하여 교 합조정을 한다.
이번 증례에서는 이러한 전통적 과정의 일부를 디지털 방식 으로 시도해 보았고, bar와 금속구조물 제작 시 기존 티타늄이 나 금이 아닌 cobalt chrome sintered metal을 이용하였다. 본 증례에 서는 CAD/CAM을 이용한 milled bar를 제작하고 magnet을 사용하 여 유지를 보강함으로써 만족스러운 임플란트 피개의치를 제 작하였기에 이를 보고하고자 한다.
증례
본 환자는 6년 전 하악에 임플란트 수술을 받고 보철치료 전 알츠하이머가 발병하여 더 이상 치료를 받지 못한 병력을 가 진 67세의 여자 환자로 전신적 상태가 잠시 양호해진 시기 동 안 보철 치료를 받기 위하여 내원하였다. 초진 당시, 상악 전치 및 하악 중절치, 하악 우측 측절치와 견치가 잔존해 있는 상태 로 상악 좌, 우측 구치부에 심한 골 흡수 양상이 관찰 되었고, 하 악에는 임플란트가 #33, 34, 36, 37, 44, 45, 46, 47 부위에 8개 식립 되어 있었다(Fig. 1). 우선 상악 좌, 우측 견치를 제외한 상악 잔존 치는 동요도 3도의 경향을 보이고 보철적으로 불리하다고 생 각되어 발치 하기로 결정하고, 상악 좌, 우측 견치를 근관 치료 하고 치근을 유지하여 피개의치를 제작하기로 계획하였다. 하 악의 경우, 식립된 임플란트 수가 8개이고 중등도의 골흡수를 보이므로 고정성 보철물 제작이 가능하나, 환자분의 전신적 건강상태로는 스스로 구강위생관리가 힘들며, 보호자가 직접 청소할 수 있도록 해달라는 요청에 따라 가철성 보철물을 제 작하기로 하였다. Solitary type이 위생 관리에 더 유리하나, 임플
핑(ICFW600, Osstem implant, Busan, Korea)을 연결한 후 폴리비닐 실록산 인상재(Imprint II 3M ESPE, St. Paul, MN, USA)를 사용하여 최종 인상을 채득하였다. 인상체에 기공용 아날로그 (FAW300, Osstem implant, Busan, Korea)를 연결하여 주모형을 제작한 후, 교 합제와 기록상을 제작하여 bar 제작을 위한 악간관계 채득을 하였고, 상악 역시 피개의치를 위한 최종 인상 채득하였다(Fig.
2). 상악의 임시의치를 복제한 모형을 이용하여 마운팅 하였다.
이어 CAD/CAM을 이용하여 milled bar를 제작하였다. 언제 또다 시 환자의 전신 상태가 나빠질지 모르는 상황이어서 빠른 치 료종결이 필요하였고, 이를 위해 전통적 기공과정을 컴퓨터 상에서 CAD program (3Shape, 3Shape Inc, Copenhagen, Denmark)을 통해 가상으로 진행하였다. 상악의 임시의치를 기준으로 컴퓨 터 상에서 하악의 인공치 배열을 시행하여 공간 평가하고, 이 를 토대로 virtual occlusal index를 컴퓨터 상에서 도해하고 bar를 디 자인하였다. 그리고 5축 milling machine (Ceramill Motion 2, AmannGirrbach, Koblach, Austria)을 사용하여 bar를 제작하였다(Fig.
3).
먼저 완성된 bar를 구강 내에 장착하였다(Fig. 4). Bar는 후방에 서의 교합력에 의한 수직 회전운동에 bar가 걸리지 않도록 모 서리가 가급적 날카로운 선각이 되지 않도록 둥글게 처리하였 다. 또한 각 지대주 사이의 치은측 공간을 충분히 열어주어 추 후에 위생관리를 잘 할 수 있도록 하였다. 그리고 magnet 어태치 먼트(MAGFIT�EX 400, Aichi Steel Corporation, Aichi, Japan)를 위한 홈을 bar 상부에 만들었다. 제작된 bar가 구강 내에 적합 됨을 확 인 후, 앞서 제작하였던 하악의 주모형에 bar를 연결하고 상악 의 주모형을 토대로 제작한 교합제와 기록상을 이용하여 악간 관계를 채득하였고 안궁 이전과 교합 평면을 설정하였다. 환 자와의 의사소통이 원활이 진행되지 않는 상태이기 때문에 Wilis 법을 이용하여 수직고경을 설정하였다(Fig. 5).
더불어 이전에 임시의치 사용을 통하여 설정한 수직고경이 무리가 없었음을 확인하였다. 최종 임플란트 피개의치에 강도 를 부여하기 위한 금속구조물 역시 CAD를 이용하여 디자인하 였다(Fig. 6).
금속구조물상에 교합제와 기록상을 제작하여 인공치를 배열 하였다. 배열된 상 하악 납형 의치를 구강 내 시적하여 구순 및 협측 지지도를 평가하였다(Fig. 7). 이후 레진 소성과 기공실재부 착 과정을 통해 최종 보철물을 제작 하였다. 완성된 상악 피개의 치 및 하악 임플란트 피개의치를 구강 내에 장착한 후 pressure indicating paste (Mizzy, Inc, Cherry Hill, NJ, USA)를 사용하여 변연의 형태와 적합도를 검사하고 교합 조정을 시행하였다(Fig. 8).
A B C
D E F
Fig. 1. Intraoral view of the patient's preoperative condition. (A, E) Occlusal view of maxilla and mandible, (B, D) Lateral view, (C) Frontal view.
A
B C D
E
A B C
D E F
Fig. 3. Laboratory procedures using 3Shape software. (A) Scanned customized abutments (Gray), gingiva (Pink) and bite material of antagonistic teeth (Purple), (B) Confirmation of fixture and hole direction, (C) Mandibular teeth arrangement according to the maxillary temporary denture, (D) Establishment of bar margin, (E) Design a milled bar and decision the position of magnet attachments, (F) Evaluation of the bar position according to the arranged and antagonistic teeth.
A B C
Fig. 4. Fabricated milled bar (A) and verification of bar position in the oral cavity (B, C).
A B C D
Fig. 5. Decision of vertical dimension using Wilis method (A, B), Face-bow transfer (C) and mounted master casts according to the jaw relation record (D).
A B C
Fig. 6. Framework design. covering milled bar (A), giving the autopolymerizing acrylic resin space under the framework (pink) (B), and confirmation of magnet position on the framework using CAD/CAM system (C).
A B C
Fig. 7. Esthetic try-in with wax denture. (A, C) Occlusal view of maxilla and mandible, (B) Frontal view.
A
B C D
E
형 제작, 납형 형성, 매몰, 주조, 소환 과정 등이 생략 가능하고,10 고가의 금속을 사용하지 않아도 되기 때문이다. 필요한 경우 환자의 내원 횟수를 줄일 수도 있다. 또한, 잘 조절된 재료를 사 용함으로써 재료 자체의 결함이 거의 없고 저장된 데이터를 활용하여 재현성 있는 치료가 가능 하다.11
그러나, CAD/CAM 시스템의 제한점도 많다. Open system의 스 캐너 장비를 사용하였을 때, 동일한 스캐너를 사용하더라도 열리는 프로그램에 따라서 디자인이 다소 달라질 수 있다. 일 반적으로 스캐너가 스캔을 할 때는 점의 형태(point clouds)로 인 식한다. CAD system의 정확성은 point cloud의 밀도에 달려 있
다.12,13또한 이를 프로그램 상에서 구현 시, 점과 점을 이은 선
(meshing), 선과 선을 이어 면을 형성(polygon)하여 가상의 3차원 모델을 구현한다. 그런데 열리는 시스템에 따라 각 제조사의 설정대로 점과 점을 연결하여 meshing, polygon의 형태가 다양한 모양으로 구현될 수 있다는 단점이 있다. 따라서 제조 장치 뿐 아니라 CAD와 CAM system의 보정(calibration)은 제조과정에서 일 어나는 오차를 줄이기 위한 매우 중요한 요소이다.14또, 대부분 의 가공 기계(milling machine)에서 사용되는 버(bur)의 최소 직경 이 1 mm 정도이므로, 날카로운 절단연이나 좁은 변연은 정확 하게 재현되지 않는다.11따라서, 치과의사는 사용되는 가공 기 계에서 구현 가능한 정도를 파악하여 디자인을 시행해야 한 다.
이번 증례에서는 Cobalt chrome sintered metal (Ceramill Sintron, AmannGirrbach, Koblach, Austria)을 사용하였다. 이 비귀금속은 제 조사에 따르면 green body라고 불리는 왁스와 같은 상태여서 가 공하는 동안 상대적으로 소량의 열이 발생하기 때문에 쉽게 건식 가공(dry milling)할 수 있다는 장점이 있다. 이 방법은 냉각 으로 인한 재료의 오염을 줄일 수 있다.15Green body는 연결재에 의해 소결되지 않은 금속 분말이 응집되어 있는 상태를 말한 다. 노동집약적이고 오차가 일어나기 쉬운 주조과정, 시간이 소요되는 수작업 과정이 더 이상 필요하지 않다. 소결과정 또 한 매우 간단하면서 쉽다. 소결은 아르곤 가스 하에서 이루어 져 산화물이 거의 생성되지 않고, 미리 최종 보철물의 수출 정 도를 예상할 수 있어서 정확한 보철물을 제작할 수 있는 장점 이 있다. 또한 수축 공차 없이 뒤틀림 없는 금속구조물을 제작 할 수 있다.16
그리고 부가적 유지를 얻기 위해 이번 증례에서는 magnet을 사용하였다. 치과용 magnetic attachment는 피개의치의 유지력 을 증대시키기 위해 보철에서 오랫동안 사용되어 왔다. 최근
또한 자동으로 재위치 시킬 수 있고 다른 어태치먼트에 비해 유지력 지속기간이 긴 편이다.21뿐만 아니라 다른 어태치먼트 보다 높이가 낮아서 부족한 악간 공간을 가진 환자에게 유용 하게 쓰일 수 있고 지대치 간의 경사를 어느 정도 보완해주고22 측방 기능력을 없앨 수 있다.23그러나 magnet이 타액에서 낮은 부식 저항성을 갖기 때문에 stainless steel이나 titanium과 같은 불활 성 물질로 감싸야 한다.18
본 증례에서는 CAD/CAM을 이용하여 기공과정의 단순화, 시간 감소 등의 이점을 얻을 수 있었다. 하지만 금속구조물 제 작 시 제조사의 주장과는 다르게 공차와 재료의 소결 과정의 수축에 의해 한번에 bar와 금속구조물 사이의 수동적 적합성 (passive fit)을 얻기 어려웠다.
그래서 금속구조물 제작 시 후 작업을 많이 하였고, 가상 디 자인과 실제의 차이로 인해 최종보철물의 설측 과풍융을 보였 다. 오늘날 전통적인 방식의 치과영역이 좀더 손쉽고 빠르게 진행되기 위해 디지털 방식으로 많이 대체되고 있다.
본 증례에서는 milled bar를 이용한 임플란트 지지 피개의치 제작과정에서 디지털 방식을 일부 대체하여 진행하였고, 아직 까지 많은 영역을 대체하기에는 극복해야 할 한계점이 많아 좀 더 연구가 진행되어야 할 것이다. 또한 신소재를 사용한 만 큼 아직 결과에 대한 데이터가 부족한 실정이다. 향후 이에 대 한 임상 실험이 더 이루어져야 할 것이다.
결론
이번 증례는 알츠하이머 전신 병력을 지닌 환자의 하악 무치 악 보철 수복 치료에서 임플란트를 식립하고 CAD/CAM을 이 용하여 milled bar를 제작하고 신소재인 ceramill sintron을 사용하 여 최종 보철물을 만들어 비용 절감뿐 아니라 술자와 환자 모 두에게 보다 편안하고 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다.
References
1. Kim SW. Implant overdenture. Seoul: MyoungMun Publishing Co. 2007.
2. Bra�nemark PI, Adell R, Breine U, Hansson BO, Lindstro¨m J, Ohlsson A. Intra-osseous anchorage of dental prostheses. I.
Experimental studies. Scand J Plast Reconstr Surg 1969;3:81-100.
3. DeBoer J. Edentulous implants: overdenture versus fixed. J Prosthet Dent 1993;69:386-90.
4. Trakas T, Michalakis K, Kang K, Hirayama H. Attachment
systems for implant retained overdentures: a literature review. Implant Dent 2006;15:24-34.
5. Sadowsky SJ. The implant-supported prosthesis for the edentulous arch: design considerations. J Prosthet Dent 1997;78:28-33.
6. Adell R, Lekholm U, Rockler B, Bra�nemark PI. A 15-year study of osseointegrated implants in the treatment of the eden- tulous jaw. Int J Oral Surg 1981;10:387-416.
7. Zarb GA, Bolender CL, Eckert SE, Fenton AH, Jacob RF, Mericske-Stern R. Prosthodontic treatment for edentulous patients:
Complete dentures and implant-supported prostheses. 12th ed.
Mosby, 2003.
8. Duret F, Preston JD. CAD/CAM imaging in dentistry. Curr Opin Dent 1991;1:150-4.
9. Miyazaki T, Hotta Y, Kunii J, Kuriyama S, Tamaki Y. A review of dental CAD/CAM: current status and future perspectives from 20 years of experience. Dent Mater J 2009;28:44-56.
10. Mo¨rmann WH, Brandestini M, Lutz F, Barbakow F. Chairside computer-aided direct ceramic inlays. Quintessence Int 1989;20:329-39.
11. Beuer F, Schweiger J, Edelhoff D. Digital dentistry: an overview of recent developments for CAD/CAM generated restorations.
Br Dent J 2008;204:505-11.
12. Persson A, Andersson M, Oden A, Sandborgh-Englund G. A three- dimensional evaluation of a laser scanner and a touch-probe scan- ner. J Prosthet Dent 2006;95:194-200.
13. Vlaar ST, van der Zel JM. Accuracy of dental digitizers. Int Dent
J 2006;56:301-9.
14. Rudolph H, Luthardt RG, Walter MH. Computer-aided analy- sis of the influence of digitizing and surfacing on the accuracy in dental CAD/CAM technology. Comput Biol Med 2007;37:579- 87.
15. Kim KB, Kim JH, Kim WC, Kim JH. Three-dimensional eval- uation of gaps associated with fixed dental prostheses fabricat- ed with new technologies. J Prosthet Dent 2014;112:1432-6.
16. Noack F. CoCr-Revolution. Dent Dialog 2012;13:2-5.
17. Becker JJ. Permanent magnets. Sci American 1970;233:92- 100.
18. Strnat KJ. The hard magnetic properties of rare earth-transition metal alloys. IEEE Trans Magn 1972;8:511-6
19. Sagawa M, Fujimura S, Yamamoto H, Matsuura Y, Hiraga K.
Permanent magnet materials based on the rare earth-iron-boron tetragonal compounds. IEEE Trans Magn 1984;20:1584-9.
20. Sagawa M, Fujimura S, Togawa N, Yamamoto H, Matsuura Y.
New material for permanent magnets on a base of Nd and Fe. J Appl Phys 1984;55:2083-7.
21. Riley MA, Walmsley AD, Harris IR. Magnets in prosthetic dentistry. J Prosthet Dent 2001;86:137-42.
22. Ceruti P, Bryant SR, Lee JH, MacEntee MI. Magnet-retained im- plant-supported overdentures: review and 1-year clinical re- port. J Can Dent Assoc 2010;76:a52.
23. Smith GA, Laird WR, Grant AA. Magnetic retention units for overdentures. J Oral Rehabil 1983;10:481-8.
부산대학교 치과대학 치과보철학교실
완전, 혹은 부분 무치악 환자의 가철성 보철물 수복치료에서 치아 상실에 따른 치조골 감소와 별형은 의치 사용에 어려움을 준다. 이런 문제를 극복 하기 위해 임플란트를 이용하여 가철성 보철물에 지지, 유지, 및 안정을 제공할 수 있다. 임플란트를 이용한 피개의치에 사용되는 어태치먼트는 여 러 종류가 있는데, 환자의 여러 조건을 고려하여 어태치먼트를 선택해야 한다. 그 중 milled bar의 경우 임플란트 간 거리가 좁아서 기성 bar를 사용할 수 없는 경우, 또는 기성 bar보다 상부 구조물의 확고한 안정성과 지지를 얻고자 할 때 선택 된다. Milled bar는 cross arch stabilization을 이룰 수 있고, 저 작 시 의치의 움직임이 없어 환자에게 편안함을 제공하지만, 숙련된 기공과정을 요한다. 그러나 최근 CAD/CAM의 발전을 통해 milled bar의 제작이 간결해지고 적합성을 증진시킬 수 있었다. 본 증례는 8개의 임플란트가 식립된 하악 완전 무치악의 알츠하이머 환자로 milled bar와 magnet을 이용한 피개의치를 제작하였다. 전신병력이 양호해진 기간 동안 빠른 치료종결이 필요했기 때문에, 통법의 기공 작업을 CAD를 통해 시뮬레이션하여 복잡 한 기공과정을 좀더 단순하게 하였고 이로써 치료 기간을 줄일 수 있었다. 이상과 같이 milled bar를 이용한 임플란트 지지 피개의치를 제작하는 과 정 중 CAD/CAM system을 적절히 사용하여 심미적, 기능적으로 만족할 만한 결과를 얻었기에 보고하고자 한다. (대한치과보철학회지 2015;53:66-73) 주요단어: CAD/CAM; 임플란트 피개의치; 어태치먼트; 코발트-크롬 합금
*교신저자: 허중보
626-770 경남 양산시 물금읍 범어로 20 부산대학교 치과대학 치과보철학교실 055-360-5130: e-mail,[email protected]
원고접수일: 2014년 11월 11일 / 원고최종수정일: 2015년 1월 7일 / 원고채택일: 2015년 1월 12일
2015 대한치과보철학회
이 글은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리 3.0 대한민국 라이선스에 따라 이용하실 수 있습니다.
c cc
