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3차원 프린팅 된 하악 전치를 이용한 치간 삭제 기법과 인접면 외형 회복 기법

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Academic year: 2023

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(1)

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의학박사학위논문

3차원 프린팅 된 하악 전치를 이용한 치간 삭제 기법과 인접면 외형 회복 기법

비교

Comparison of interproximal reduction procedures and interproximal contour reshaping techniques using a 3D

printed mandibular incisor

울산대학교 대학원

의학과

오 은 성

[UCI]I804:48009-200000284880

[UCI]I804:48009-200000284880

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3차원 프린팅 된 하악 전치를 이용한 치간 삭제 기법과 인접면 외형 회복 기법 비교

지도교수 성 상 진

이 논문을 의학박사학위 논문으로 제출함

2020 년 2 월

울산대학교 대학원

의학과

오은성

(4)

오은성의 의학박사 학위 논문을 인준함

심사위원 안 강 민 (인)

심사위원 성 상 진 (인)

심사위원 이 주 희 (인)

심사위원 차 현 석 (인)

심사위원 김 민 지 (인)

울산대학교 대학원

2020년 2월

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감사의 글

학위 논문을 마무리하면서 이제까지의 여정을 되돌아 보며 감사하는 시간을 가 지게 되었습니다.

우선 인생의 중요한 시기인 대입 시기와 논문 학기가 겹쳐 지흔, 준혁, 지원 사 랑하는 딸들과 아들에게 시간을 많이 내지 못한 것이 마음에 걸립니다. 하지만 반드시 자신의 운명을 찾아 무엇이든, 어디서든, 누구와든 늘 행복할 것을 믿고 기도했기에 아이들을 인하여 기쁘고 감사합니다. 그리고 그 뒤에서 우리 가족 모두를 헌신적으로 돌봐준 사랑하는 아내 박승미에게 진심으로 감사하며 모든 공을 돌립니다. 멀리서도 늘 저를 걱정하시고 사랑해 주시는 양가 부모님께도 감사 드리며 사랑을 전합니다.

부족한 저를 지도해 주시느라 마음을 다해 주신 지도교수 성상진 교수님께 마 음 속 깊이 감사 드립니다. 교수님으로부터의 모든 과정을 통해 좌우를 분별하 지 못하던 모습에서 이제 무언가 조금 알게 된 것 같습니다. 더불어 심사위원 장이신 안강민 교수님과 심사위원이신 이주희 교수님, 차현석 교수님 그리고 김 민지 교수님께 격려와 사랑으로 큰 가르침 주심에 깊이 감사 드립니다. 박양호 교수님께서 주신 지속적인 관심과 사랑에 다시 한번 감사 드립니다.

실험과 논문 정리에 큰 도움을 주신 썸컨설팅 이지선 차장님과 우리치과의원의 정영임 실장과 이철민 과장을 비롯한 동료들에게도 감사 드립니다.

(6)

i

국문요약

치간 삭제는 교정치료에서 널리 사용되지만, 삭제량의 부정확성 그리고 해 부학적 인접면 형태의 불명확한 회복 방법 등의 임상적 문제가 존재한다. 본 연 구에서는 3차원 스캔과 3차원 계측에 의한 비교를 통해 더 정확한 삭제 방법과 해부학적 형태 회복 방법을 알아보고자 하였다.

하악 6 전치 치아모형을 스캔하여 3차원 치아 모델을 다자인하고, 3차원 프 린터로 출력하여 실험재료로 사용하였다. 치간 삭제용 금속 스트립을 이용하여, 전동으로 단면 순차 삭제와 양면 동시 삭제 그리고 수동으로 양면 동시 삭제를 시행하였고, Sof-Lex 디스크와 Zachrisson 버를 이용하여 인접면 형태를 재형성 하였다. 삭제 후 와 재형성 후에 각각 구강스캐너로 치아 모델을 스캔하고 3차 원 분석프로그램 상에서 삭제량과 삭제면의 각도, 그리고 평균곡률을 계측하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

치간 삭제 후 인접면에 형성된 삭제멸각의 크기는 평균 79.7 ± 2.9 º이다.

목표 삭제량이 0.1 mm인 경우 삭제량이 25% 증가하였고, 0.2 mm인 경우 단면 순차 삭제법에서는 실제 삭제량이 8% 더 증가하였고, 양면 동시 삭제법에서는 실제 삭제량이 15% 감소하였다. 인접면 중앙의 평균곡률은 삭제 전 평균 0.539 이었으며, Zachrisson 버 (0.551)가 Sof-Lex 디스크 (0.242)보다 인접면 외형 회 복에 유리하였다.

총생을 해소하기 전에 치아 별로 치간 삭제를 한다면 삭제면 각이 80 º가 되도록 하는 것이 추천된다. 삭제 목표량과 삭제 방법에 따라 실제 삭제량은 증 감하였다. 인접면 재형성은 인접면의 평균곡률을 개선할 수 있으므로, 치간 삭 제 후 시행하는 것이 추천된다.

중심단어: 치간 삭제, 인접면 형태 재형성, 3차원 프린팅, 구강스캐너, 곡률

(7)

ii

차례

국문요약 - - - ⅰ

차례 - - - ⅱ

표 차례 - - - ⅲ

그림 차례 - - - ⅳ

서론 - - - 1

연구방법 - - - 4

결과 - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- 14

고찰 - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- 21

결론 - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- - - -- 29

참고문헌 --- 30

부록 --- --- -- -- --- -- --- -- --- -- -- --- -- --- -- --- - --- --- -- -- -- 34

영문요약 --- --- -- -- --- -- --- -- --- -- -- --- -- --- -- --- - --- --- -- -- -- 36

(8)

iii

표 차례

Table 1 - - - 7

Table 2 - - - 1 4

Table 3 - - - 1 5

Table 4 - - - 1 6

Table 5 - - - 1 7

Table 6 - - - 1 8

Table 7 - - - 1 9

(9)

iv

그림 차례

Fig. 1 --- 4

Fig. 2 --- 5

Fig. 3 --- 5

Fig. 4 --- 6

Fig. 5 --- 9

Fig. 6 --- 12

Fig. 7 --- 13

Fig. 8 --- 20

(10)

서론

치간부 삭제는 치관 근원심 접촉점 부위의 법랑질을 삭제하여 치아의 근원 심 폭경을 줄여주는 술식으로서 교정치료의 일반적인 방법으로 치과의사들이 널리 사용한다.1, 2) Barcoma 등3)은 교정치료에 필요한 공간확보를 위해 치간 삭 제를 늘 수행하고 있는 교정의사와 일반치과의사의 비율이 각각 66 %와 46 % 에 이른다고 보고하였다. Buschang과 Shulman4)은 미국의 치료받지 않은 15~50 세 사이 인구 중 50 %가 하악 전치부에 총생을 가지고 있으며, 2~7 mm 의 중등도 총생의 유병율이 가장 높다고 보고하였다. 임상의들은 이런 중등도 이하의 총생에서 발치를 피하기 위해 치간 삭제를 통한 공간확보와 국소적 교 정을 사용한다. 또한 Invisilign® 등의 투명교정장치 사용이 증가되는 상황에서 정확한 치간 삭제와 해부학적인 인접면 형태의 회복은 교정치료 후의 안정성과 의원성 질환의 예방을 위해 더욱 중요해졌다.

여러 연구에 따르면 정확하고 안전한 삭제를 위해서 상아질의 노출은 피해 야 하고 삭제 전 법랑질 두께의 50% 이내에서의 삭제를 권유하고 있으며 이는 임상에서 일반적인 기준이 된다고 하였다.5, 6) 치간 접촉점 패턴에 대한 연구에 서 Sarig 등7)은 인접한 두 치아 당 전치부에서 0.5 mm 이내, 구치부에서 1 mm 이내로 삭제할 것을 제안하였다. 또 다른 연구에서는 한 치아당 전치부 0.2~0.3 mm, 구치부 0.4~0.6 mm 이내의 삭제를 제시하였다2, 8). Zingler 등9)은 하악 전 치부에서 치간 삭제 시 15 초 당 누적 삭제량을 측정하였고 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm 삭제 도달 시간을 삭제 방법 별로 제시하였다.

하지만 Johner 등2)은 치간 삭제량에 대한 정량적인 연구에서 치간 삭제 방 법에 따른 삭제량은 차이를 보이지는 않지만 모든 방법에서 삭제량이 부족하였

(11)

다고 보고하였다. 목표 삭제량과 실제 삭제량 사이의 불일치에 대해서는 치아의 동요도나 부정확한 삭제량 측정법 등의 원인이 제시되었다.6)

치간 삭제량에 대한 거의 모든 연구에서는 인접한 치아의 한 면 만을 삭제 하고 측정하면서도 결과적으로 인접한 두 개의 면이 동시에 동일한 양만큼 삭 제된다는 가정을 하고 있으며7, 10), 임상에서의 치간 삭제에도 동일하게 이 가정 을 적용한다.11) 또한 삭제량의 측정과 확인도 두께 게이지를 이용하여 두 치아 사이에 형성된 공간에 일정한 두께의 게이지가 삽입 가능한지 여부로 측정하고 있다. 두께 게이지로 형성된 공간을 확인 하였다고 하더라도 치간 삭제 시 한 쪽 치면이 더 삭제된다면 두 인접 치면의 실제 삭제량의 정확도와 안전한 법랑 질 두께 내에서의 삭제는 확인하기 어렵게 된다.

더 나아가 정확하고 안전한 삭제 후에 인접면의 해부학적 외형 회복이 필 요함은 배열 후의 안정성과 우식에 대한 저항을 위해 꼭 필요하다고 제시된

다.12, 13) 치간 삭제에 대한 문헌고찰에 의하면, 진단모델을 이용하여 종합적인

교정치료 계획을 수립하고 반드시 처치 전후를 비교하는 셋업 모델을 만든 후 에 치간 삭제를 진행할 것을 권유한다6).

이런 과정에서 물리적 인상을 이용하거나 광학적 인상을 이용한 경우 모두, 치아의 근원심의 형태가 정확하게 채득되었고 셋업을 위해서 치아들을 분리할 때 치아의 외형이 그대로 유지되며 치간 삭제 후에도 그 외형이 유지된다는 가 정 하에 진단과 계획을 수립하게 된다.14) 또한 투명 교정장치를 단계별로 만들 때 프로그램상에서 임의로 치간 삭제를 시행하고 출력물을 제작한다. 이때 평면 의 삭제만 구현되어 출력이 이루어지는 경우도 있으며, 장치의 긴밀한 접합에 장애가 된다.

본 연구는 치간 삭제 시 임상에서 확인하기 어려운 두 가지 문제, 즉 삭제

(12)

의 정확성과 인접면의 해부학적 형태 회복을 분석하기 위하여 양면 삭제 기구 를 이용하여 동시에 두 인접면을 삭제하는 방법과 단면 삭제 기구로 한 면씩 순차 삭제하는 방법의 차이점을 파악하여 인접한 두 치아가 동일한 양으로 삭 제되는지 확인하고자 하였고, 복제 출력된 동일 형태의 치아들을 이용하여 치간 삭제와 인접면 형태 재형성 시 치간부 형태가 어떻게 변하는지, 얼마나 삭제 전 의 외형으로 회복되는지 파악하고자 하였다.

(13)

연구방법

1. 실험 재료

가. 치아 모델 디자인

해부학적으로 치근까지 잘 재현된 치아모형 (PE-ANA009, Nissin dental products INC, Kyoto Japan)에서 하악 6 전치를 분리하여 각각 구강스캐너 (i- 500, Medit. Seoul, Korea)로 스캔 하였다. 스캔 파일은 STL (Standard Tessellation Language) 형식으로 저장하였다. (Fig. 1)

Fig. 1 3D images of six mandibular anterior teeth after scanning. Each tooth was picked from the dentiform with anatomically correct tooth shape.

3차원 프린팅된 하악 전치 모델을 제작하기 위하여, 각 치아들에 대한 스캔 파일을 Meshmixer 프로그램 (Autodesk, San Rafael. CA USA)으로 원래의 덴티폼과 유사하게 배열하였다. 3차원 출력된 치아들을 재현성 있게 고정하기 위해 치근은 15 mm 길이의 경사진 사각기둥 형태로 대체하여 치근블록을

(14)

디자인 하였다. (Fig. 2-a) 치조골 베이스는 직육면체에 소켓을 디자인하여 치근 블록이 체결되어 고정될 수 있도록 하였다. (Fig. 2-b, 2-c) 삭제량을 계측하기 위한 기준평면을 설정하기 위하여 직경과 높이가 각각 1 mm인 원뿔을 치관 장축을 기준으로 순면에 2 개, 설면에 1 개 디자인하였다. (Fig. 3)

Fig. 2 Virtual models of six mandibular anterior teeth. A, Square pillar block was merged on the root portion; B,Alveolar base; C,Assembled experimental models.

Fig. 3 Reference cones were merged on the labial and lingual side of the right mandibular central incisor crown. A, Labial side;B, Lingual side.

나. 치아 모델의 출력

디지털광원처리 (Digital Light Processing, DLP) 방식의 프린터 (Zenith D, Dentis, Seoul, Korea)의 수평 해상도는 100 μm, 수직 해상도는 50 μm로 설정 하였고, 출력 재료는 UV 경화형 아크릴레이트 레진 (ZMD 1000B, Dentis Seoul, Korea)을 사용하였다.

A B

A B C

(15)

삭제할 부위는 하악 우측 중절치의 원심면과 하악 우측 측절치의 근심면으로 정하였다. 실험을 위하여 하악 우측 중절치 50 개와 하악 우측 측절치 20 개, 치조골 베이스 그리고 출력물 오차 점검을 위하여 20 x 20 x 20 mm의 정육면체 한 개를 출력하였다. 치아 인접면 접촉이 확보될 수 있도록 치근블록과 치조골 베이스의 소켓 사이의 공차를 조절하여, 치근블록이 치조골 베이스에 삽입되었을 때 마찰에 의해 고정되게 하였다. (Fig. 4)

Fig. 4 Six 3D-printed mandibular anterior teeth and 3D-printed alveolar base. A, Six mandibular anterior teeth with a tapered pillar; B, Alveolar base; C, Assembled printed experimental models. Interproximal tooth contact exists between the right mandibular central incisor and lateral incisor.

2. 실험 방법

가. 치간 삭제 방법

임상에서 하악 전치에 치간 삭제를 시행하는 것과 유사한 위치와 각도를 재현하기 위해서 두개골 모형의 하악 전치부에 블록베이스를 위한 공간을 만들어 고정하고 출력한 하악 전치 모델들을 자연치열 형태로 배열되도록 디자인된 치근블록 베이스에 삽입하여 고정하였다. 이 모형들 모두를 치과

A B C

(16)

진료의자에 환자의 두부위치와 유사하게 고정시켰다.

치간 삭제 방법은 삭제 목표량과 삭제 도구의 작동방식으로 구분하였다.

삭제 목표량은 치면당 0.1 mm와 0.2 mm로 구분하였다. 목표 삭제 0.1 mm에서는 단면순차삭제-전동, 양면동시삭제-전동으로 그룹을 나누었고, 목표 삭제 0.2 mm에서는 삭제도구의 작동방식에 따라 단면순차삭제-전동, 양면동시삭제-전동, 양면동시삭제-수동으로 그룹을 나누었다. (Table 1)

Table 1. Experimental design according to operation method and type of metal strip

Group Operation method

Metal strip

type Number Planned reduction

amount Reshaping

1 (S01-41) Electric One-Sided 10 0.1

2 (S02-41) Electric One-Sided 10 0.2 Sox-Lex/Zachrisson

3 (D01-41) Electric Double-Sided 10 0.1

4 (D02-41) Electric Double-Sided 10 0.2 Sox-Lex/Zachrisson 5 (D02-42) Electric Double-Sided 10 0.2

6 (HD02-41) Hand pull Double-Sided 10 0.2

S, one-sided strip; D, double-sided strip; HD, hand pull double-sided; 41, right mandibular central incisor; 42, right mandibular lateral incisor

단면순차삭제는 한쪽 면에만 연마제가 부착되어 있는 금속 스트립 (Ortho- Strips Central, Intensive Switzerland)을 사용하여 중절치의 원심만 삭제하고 곧이어 반대쪽 면에 연마제가 부착된 금속 스트립으로 측절치의 근심면 만 삭제하는 방법이다. 치면당 0.1 mm의 삭제를 목표로 하는 그룹 1 (S01-41)은 25 μm grit (OS25F-CEN-L and OS25F-CEN-R, Intensive Switzerland)을 사용하였다. 치면당 0.2 mm의 삭제를 목표로 하는 그룹 2 (S02-41)는 40 μm

(17)

거칠기 (OS40M-CEN-L and OS40M-CEN-R, Intensive Switzerland)을 사용하였다.

양면동시삭제는 양면 모두에 연마제가 부착된 금속 스트립 (OS25F-CEN-DS and OS40M-CEN-DS, Intensive Switzerland)을 이용하여 두 치아 인접면을 동시에 삭제하는 방법이다. 목표 삭제량에 따라 0.1 mm 삭제에서 25 μm, 0.2 mm 삭제에서는 40 μm 거칠기의 스트립을 구분하여 사용하였다. (Fig. 5)

엔진을 사용할 때는 회전 운동을 직선 왕복 운동 (Oscillating motion)으로 전환해 주는 감속 콘트라앵글 (Profin®, W&H. Austria)을 토크가 일정한 임플란트 엔진 (Meg-engine, Megagen Korea)에 장착하여, 1500 RPM으로 시행하였고, 압축공기를 간헐적으로 사용하여 냉각을 유도하였다. 수동으로 삭제할 때는 동일한 스트립을 장착할 수 있는 수동 손잡이 (OK strips, Jaintek Korea)를 사용하였으며 냉각을 위한 추가적인 처치는 없었다.

금속 스트립을 삽입한 엔진 혹은 수동 손잡이를 이용하여 하악 우측 중절치와 측절치 사이를 목표 삭제량에 따라 삭제시간을 조정하여 삭제하였고 두께 게이지를 이용하여 삭제된 공간을 측정하였다. 스트립의 진입 각도는 식립 된 치아들의 접촉점에서 치열궁 접선에 직각이 되도록 유지하였다.

삭제시간 조정은 Zingler 등9)의 연구를 참고한 예비실험 결과에 따라, 0.1 mm 삭제 그룹에서는 초기 5 초 삭제 후 2 초씩 삭제를 진행하여 두께 게이지의 삽입여부를 확인 하였으며, 0.2 mm 삭제 그룹에서는 초기 10 초간 삭제 후 2 초씩 추가 삭제를 진행하였다. 삭제시간은 엔진과 수동삭제 모두 동일하게 적용하였다. 그룹당 10 개씩의 출력물에 대해서 같은 방식으로 삭제를 시행하였으며, 한 사람의 실험자에 의해 동일한 날에 시행하였다.

(18)

Fig. 5 Schematic drawing presenting the different interproximal reduction procedures.

A, Group 1; B, Group 2; C, Group 3; D, Groups 4, 5 and 6. Groups 1 and 2 show the sequential reduction on mesial and distal surface, respectively, with one-sided strips.

Groups 3~6 show simultaneous reduction with the double-sided strip. Red line indicates that the surface is being reduced.

나. 외형 재형성 방법

치간 삭제 후 인접면을 재형성 하기 위해서 이전 연구들에서 사용된 재료로서 Sof-Lex Extra-Thin 디스크15) (Medium grit 3M-ESPE, St.Paul, MN USA)와 Zachrisson diamond 버 #8833 314 03112) (Fine grit, Komet Brasseler Gmbh. Lemgo Germany)을 선정하여 사용하였다. 치간 삭제가 완성된 그룹 2와 4에서 각각 5 개의 하악 우측 중절치 모델에 Sof-Lex 디스크와 Zachrisson 버를 적용하였다.

A B

C D

(19)

10

Zachrisson 버는 포물선 형의 삼각뿔 형태로 표식이 붉은 색인 fine 의 거칠기를 가지고 있다. Friction grip 저속 콘트라앵글 핸드피스 (FFB 0197, NSK Japan)를 임플란트 엔진 (Meg-engine, Megagen Korea)에 연결하여 분당 1500 회전으로 중절치와 측절치 사이에 동시 적용하였으며, 먼저 순측에서 치열궁에 직각인 방향으로 접근하여 선각 부위에 5 초간 적용하고, 다시 설측에서도 5 초간 적용하였다. 적용하는 동안 핸드피스의 축 방향을 변경하지 않고 수직으로 절단측과 치근측으로 움직이며 인접면을 재형성하였다.

Sof-Lex 디스크는 Zachrisson 버의 거칠기와 유사한 medium (10~40 μm)을 선택하였다. 최대 20,000 회전의 저속 콘트라앵글 핸드피스 (A200E, NSK Japan)를 임플란트 엔진 (Meg-engine, Megagen Korea)에 연결하여 분당 1500 회전으로 중절치와 측절치를 순차적으로 재형성하였다. 먼저 중절치의 순측과 설측의 선각부에 각각 5 초간씩 사용하였으며 다음으로 측절치의 순측과 설측에 동일한 시간 적용하였다. 휘어지는 재료의 재질 상 다양한 각도로 연마면이 접촉되도록 수직과 수평으로 움직이면서 인접면을 재형성하였다. 한 사람의 실험자에 의해 동일한 날에 실험을 진행하였다.

다. 측정과 분석

측정을 위한 스캔은 구강스캐너를 이용하여 술전 스캔, 삭제 후 스캔, 재형성 후 스캔 등 치아마다 3 회에 걸쳐 진행하였다.

구강스캐너를 고정 기구를 이용하여 측정 테이블의 측정 위치에 고정 시키고, 출력된 치아 모델은 회전하는 모델전시기 위에 고정하여 최소 20 초 이상의 스캔 시간으로 스캔 하였다. 한 사람의 실험자가 동일한 방식으로 모두 스캔 하였다. 스캔 프로그램 (Medit Link, Medit Korea)에서 STL 파일로

(20)

11 전환하여 추출하였다.

Meshmixer 프로그램을 이용하여 얻어진 모델에서 측정상 불필요한 부위를 제거하기 위해 치아 장축이 Z 축과 일치하도록 직립한 후, 치아 모델의 순면을 정면으로 설정하고 절단연에서 11 mm를 측정해 그 이하 치근 부위를 삭제하였다. 삭제된 부위에 형성된 Z축에 수직인 평면을 기준평면으로 지정하여 기준면의 하나로 사용하였다. 3 차원 분석 프로그램으로 분석하기 위해서 이 모델을 STL 파일로 다시 추출해서 술전 스캔 모델로 저장하였다.

치간 삭제 시행 후와 인접면 재형성 후에도 동일한 방법으로 한 사람의 실험자가 구강스캐너를 이용하여 술후 스캔을 시행하였으며, 술전 파일과 동일하게 전체 길이만 절단연에서 11 mm로 조절하여 STL 파일로 추출하여 삭제 후 스캔 모델과 재형성 후 스캔 모델로 저장하였다.

스캔을 통해서 획득한 STL 파일들은, 3D 분석과 검사에 대한 ISO 권고 (ISO-12836:2015)에서 추천한 분석 검사 프로그램 중의 하나인 Geomagic Control X (3D systems, Rock Hill, SC USA)를 이용해서 분석하였다16).

하악 우측 중절치의 원심 접촉점은 교합면에서 2 mm의 위치에서 1 mm 이하의 크기로 나타나며 그 평균 크기는 0.6 mm로 보고7) 되었으므로 이를 참고하여 본 실험에서는 절단연에서 치근방향 2 mm 높이에서 치아 장축에 수직한 측정단면을 기준평면에 평행하게 설정하여 모든 측정을 측정단면 상의 외형곡선 (Curve)에서 진행하였다.

외형곡선은 삭제 전, 삭제 후 그리고 재형성 후 모델을 Control X 상에서 최적적합을 통해 중첩한 후 측정단면 상에서 외형을 추출하여 얻었다. (Fig. 6)

a

(21)

12

Fig. 6 Measuring cross section and the Curve. A, Position of the measuring cross section is at 2 mm gingivally from the incisal edge. MC (measuring cross section); B, The curve is the outline of the tooth model at the measuring cross section. BI (Before interproximal reduction), AI (After interproximal reduction), AR (After contour reshaping).

삭제의 정확도에 대한 변수는 삭제량 (Reduction amount)과 삭제오차 (Reduction discrepancy)로서 중첩된 술전과 삭제 후 모델의 측정단면 외형 곡선에서 삭제된 부위의 최대 변화 부위에 측정점을 선정하여 mm 단위로 측정하였다. 목표 삭제량에 대한 실제 삭제량의 차이 즉, 삭제오차는 실제 삭제량에서 목표 삭제량을 차감한 것으로서 (+) 값은 목표보다 더 삭제된 것이며, (-) 값은 덜 삭제된 것을 의미한다. (Fig. 7 - a)

치간 삭제와 인접면 재형성 이후의 단계별 형태변화는 두 가지 변수로 측정하였다. 첫 번째는 치간 삭제 직후에 만들어진 삭제면의 각도 (Reduction Plane Angle)이고, 두 번째는 인접면의 특정 위치에서 측정한 삭제 전과 외형 재형성 후의 평균곡률 (Mean Curvature) 변화이다

곡면인 원래의 인접면 형태와 달리 금속 스트립으로 삭제만 하였을 때는 인접면에 삭제로 인한 평면이 생성된다. 본 실험에서는 이를 삭제면 (Reduction

A B

(22)

13

plane)이라 명명하고, 측정평면의 외형곡선 상에서 하악 우측 중절치 근원심면의 이등분점을 잇는 선분에 대한 삭제면의 각도를 측정하여 변수로 사용하였다. (Fig. 7 - b)

다음으로 원래의 해부학적 형태와 유사하게 재형성을 시행한 후 복원된 3 차원 표면을 측정하기 위해 평균곡률을 변수로 사용하였다. 측정단면의 외형곡선 상에 간격이 동일한 9 개의 위치를 설정하고 그 중에서 순측 라인앵글, 인접면 중앙, 설측 라인앵글에 해당하는 위치 3 개를 순측 선각 (La- LA), 인접면 중앙 (Prox), 설측 선각 (Li-LA) 위치로 명명하여 이 3 개의 측정점에서 술전과 재형성 후의 3 차원 평균곡률을 측정하였다. (Fig. 7 - c)

삭제오차와 평균곡률차이의 그룹간 비교는 ANOVA를 이용하였고 사후보정을 하였으며, 그룹의 평균비교는 t - test 를 이용하였으며, 사용된 분석 프로그램은 SAS Ver. 9.4 (SAS Institute Inc. Cary NC, USA)였다.

Fig. 7 Measuring variables for accuracy of interproximal reduction and recovery of anatomical interproximal morphology. A, Variables for interproximal reduction accuracy.

PRA (Planned reduction amount), RA (Reduction amount), RD (Reduction discrepancy);

B, A variable for morphological recovery. RPA (Reduction plane angle) is the angle of plane that is shown just after reduction; C, Measuring points of variable for morphological changes, the mean curvatures. La-LA (the measuring point at the labial line angle), Prox (the measuring point at the center of the reduction plane), Li-LA (the measuring point at the lingual line angle).

A B C

(23)

14

결과

1. 삭제량과 삭제오차

단면 순차 삭제에서 그룹 1은 평균 0.122 ± 0.035 mm, 그룹 2는 평균 0.216 ± 0.042 mm 의 삭제가 관찰되었으며, 양면 동시 삭제에서 그룹 3은 평균 0.128 ± 0.029 mm, 그룹 4는 평균 0.159 ± 0.07 mm의 삭제가 측정되었다.

수동삭제인 그룹 6은 평균 0.180 ± 0.028 mm의 삭제량이 측정되었으며, 하악 우측 측절치인 그룹 5는 평균 0.182 ± 0.03 mm의 삭제가 관찰되었다. (Table 2)

Table 2. Interproximal reduction amount according to operation method and type of metal strip

Group Number Mean(mm) Standard

Deviation Median Minimum Maximum

1 (S01-41) 10 0.122 0.035 0.120 0.065 0.190

2 (S02-41) 10 0.216 0.042 0.222 0.149 0.268

3 (D01-41) 10 0.128 0.029 0.118 0.100 0.192

4 (D02-41) 10 0.159 0.070 0.164 0.083 0.244

5 (D02-42) 10 0.180 0.028 0.187 0.121 0.218

6 (HD02-41) 10 0.182 0.030 0.179 0.141 0.228

S, one-sided strip; D, double-sided strip; HD, hand pull double-sided; 41, right mandibular central incisor; 42, right mandibular lateral incisor

(24)

15

삭제오차는 표 3과 같이 측정되었다. 그룹 1은 평균 0.022± 0.04 mm 더 삭제되었고, 그룹 2는 평균 0.021 ± 0.06 mm 더 삭제되었다. 그룹 3은 평균 0.028 ± 0.03 mm 더 삭제되었다. 이에 반해 그룹 4는 평균 0.041 ± 0.07 mm 덜 삭제되었고, 그룹 5는 평균 0.020 ± 0.03 mm, 그룹 6은 평균 0.018 ± 0.03 mm 덜 삭제되었다. (Table 3)

Table 3. Difference between planned reduction amount and actual reduction amount according to operation method and type of metal strip

Group Number Mean(mm) Standard

Deviation Median Minimum Maximum

1 (S01-41) 10 0.022 0.035 0.020 -0.035 0.090

2 (S02-41) 10 0.021 0.061 0.022 -0.051 0.168

3 (D01-41) 10 0.028 0.029 0.018 -0.001 0.092

4 (D02-41) 10 -0.041 0.070 -0.036 -0.185 0.044

5 (D02-42) 10 -0.020 0.028 -0.013 -0.066 0.018

6 (HD02-41) 10 -0.018 0.030 -0.021 -0.059 0.028

Reduction discrepancy is the value subtract planned reduction amount from actual reduction amount. Negative (-) value means that actual reduction amount is smaller than planned reduction amount.

그룹 1과 3은 0.1 mm를 목표로 삭제했으며 그룹 2, 4, 5 그리고 6은 0.2 mm를 목표로 삭제하였다. 그룹 1, 2, 3은 목표를 초과하여 삭제 되었고, 그룹 4, 5, 6는 목표에 미달하는 삭제량을 보인다.

목표 삭제량에 대한 삭제 오차의 백분율로 실제 삭제량을 표시하면, 그룹 1은 22 %, 그룹 2는 8 %, 그룹 3은 28 %, 그룹 4는 -20.5 %, 그룹 5는 -10 %, 그룹 6은 -9 %로 나타난다. 목표 삭제량이 0.1 mm인 경우 (그룹 1, 그룹 3)

(25)

16

평균 25 % 더 삭제되었고, 삭제 목표가 0.2 mm인 경우 (그룹 2, 그룹 4~6)에서는 단면 순차 삭제인 그룹 2가 8 %의 오차를 보였으나, 양면 동시 삭제인 그룹 4는 –20.5 % 로서 덜 삭제된 것으로 나타났으며 그룹 4~6은 평균 -15 %로서 덜 삭제되었다.

각 그룹간의 차이를 비교하기 위해 6 개 그룹에 대해서 삭제오차에 대한 통계분석 (ANOVA)을 시행하였고 귀무가설이 기각되어 (p=0.09) 각 그룹간의 비교를 진행하였으며 Bonferroni's correction으로 보정 하였다. 각 그룹간 비교 분석결과는 표 4와 같다. (Table 4)

Table 4. Statistical comparison of groups for interproximal reduction discrepancy

Group 1 2 3 4 5 6

1 (S01-41) - 0.000* 1.000 0.712 0.039* 0.028*

2 (S02-41) 0.000* - 0.001* 0.100 1.000 1.000

3 (D01-41) 1.000 0.001* - 1.000 0.103 0.074

4 (D02-41) 0.712 0.100 1.000 - 1.000 1.000

5 (D02-42) 0.039* 1.000 0.103 1.000 - 1.000

6 (HD02-41) 0.028* 1.000 0.074 1.000 1.000 -

One-Way Analysis of Variance (ANOVA), Bonferroni’s correction for post hoc comparisons. S, one-sided strip; D, double-sided strip; HD, hand pull double-sided; 41, right mandibular central incisor; 42, right mandibular lateral incisor. ( *p<0.05)

그룹 1과 그룹 2, 그룹 2와 그룹 3 사이에서 통계적으로 유의한 차이를 보였으며 (P<0.05), 그룹 1과 그룹 5, 6간에 통계적 유의성을 보였다. (P<0.05)

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17

다른 그룹간에는 통계적 유의성이 나타나지 않았다. 단면 순차 삭제인 그룹 2는 그룹1, 3에 대해서 삭제량 차이의 유의성이 확인된 반면, 양면 삭제인 그룹4에서는 다른 그룹과의 통계적 유의성이 관찰되지 않았다. 그룹 1과 그룹 3 그리고 그룹 2와 그룹 4 사이에서도 삭제량 차이에 대한 통계적 유의성은 없었다.

2. 형태변화

가. 삭제면 각

하악 우측 중절치 원심면에서 평균 79.7 ± 2.9도로 관찰되었다. 하악 우측 측절치 근심부에서는 근원심면의 이등분 점을 잇는 선분에 대해서 평균 83.57

± 1.7도로 관측되었다. (Table 5)

Table 5. Mean reduction plane angle after interproximal reduction

Group Number Mean( º) Standard

Deviation Median Minimum Maximum

1 (S01-41) 10 82.3 2.4 82.1 77.6 86.2

2 (S02-41) 10 77.1 3.6 76.7 73.5 82.3

3 (D01-41) 10 77.8 2.7 77.1 74.2 81.3

4 (D02-41) 10 80.1 3.0 79.6 75.2 85.6

5 (D02-42) 10 83.6 1.7 83.7 81.0 85.8

6 (HD02-41) 10 81.3 3.1 81.1 76.9 85.6

One-Way Analysis of Variance (ANOVA). There is not a statistical signification in term of reduction plane angle.

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18

삭제면 각에 대한 ANOVA 분석에서 귀무가설이 채택되었으며, 그룹간의 차 이와 분산에 통계적 유의성이 없었다. (p<0.001)

나. 평균곡률

인접면 재형성 후 변화를 나타내는 측정점들의 평균곡률 (κ)은 표 6과 같이 관측되었다. 원래 형태인 삭제 전과 최종 형태인 재형성 후 3 개 측정점 모두의 곡률차이는 0.148 ± 0.271 이었고, 대응표본 t - test로 분석 시 통계적으로 유의하였다. (p=0.006) 또한 삭제 후와 재형성 후의 평균곡률에서도 대응표본 t - test 상 통계적 유의성이 있었다. (p<0.05) (Table 6)

Table 6. Change of mean curvature at the measuring point and comparison of average of the mean curvature before and after reshaping

Position Before reduction After reduction After reshaping La-LA Prox. Li-LA La-LA Prox. Li-LA La-LA Prox. Li-LA All 0.612 0.539 0.894 1.023 0.108 1.164 0.471 0.396 0.735

Sof-Lex 0.395* 0.242 0.843

Zachrisson 0.546* 0.551 0.628

Average 0.682 0.765** 0.534*

Values are presented as the mean curvature (κ, curvature), La-LA, the measuring point at the labial line angle; Prox, the measuring point at the center of reduction plane; Li-LA, the measuring point at the lingual line angle ( * p<0.05, ** p<0.01 )

각 측정점에서 재형성 방법에 따른 삭제 전과 재형성 후의 평균곡률 차이 는 표 7과 같이 관측되었으며 t - test로 분석하였다. 순측 선각에서 Sof-Lex 디

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스크와 Zachrisson 버의 외형 재형성 후 평균곡률 차이가 통계적으로 유의하였 고 (p=0.012), 설측 선각부위나 인접면 중앙에서는 삭제 전과 재형성 후 평균 곡률 차이에는 통계적 유의성이 나타나지 않았다. (Table 7)

Sof-Lex 디스크 사용시 재료의 탄성에 의해, 삭제면과 순면, 설면 사이의 선 각부위에서 주로 외형 재형성과 연마가 이루어졌으며 이에 따라 삭제면의 추가 삭제는 보이지 않으며, 삭제된 평면이 상대적으로 크게 남아 있다. Li-LA 점에서 는 평균 0.843의 평균곡률로 삭제 전 Li-LA 점의 평균 0.894의 평균곡률과 유사 하다. Prox 점의 평균곡률이 평균 0.242로서 삭제 전 평균곡률 0.539보다 평탄 하다.

Table 7. Comparison of the mean curvature discrepancy at the measuring point before and after reshaping

Measuring

point Method Number Mean

(κ)

Standard

Deviation Minimum Maximum p value

La-LA

Sof-Lex 10 0.267 0.079 0.178 0.374

0.012*

Zachrisson 10 0.016 0.154 -0.227 0.148

Prox‡ Sof-Lex 10 0.318 0.160 0.174 0.541

0.059

Zachrisson 10 -0.033 0.318 -0.250 0.528

Li-LA Sof-Lex 10 0.136 0.415 -0.287 0.717

0.843

Zachrisson 10 0.182 0.292 -0.310 0.421

Values are presented as the mean curvature (κ, curvature). La-LA, the measuring point at the labial line angle; Prox, the measuring point at the center of reduction plane; Li- LA, the measuring point at the lingual line angle ( * p<0.05)

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20

Zachrisson 버 사용시 버의 형상으로 인해 상대적으로 더 균일한 형태로 재형성됨을 보이며, 치간 삭제 후 평탄했던 삭제 평면이 크게 관찰되지 않아 원래의 외형과 조금 더 가깝다. 하지만 접촉점 위치의 추가 삭제가 이루어지고 접촉점의 크기가 작아지는 경향이 있다. Prox 점에서의 평균곡률이 평균 0.551로서 삭제 전 평균 0.539의 평균곡율과 거의 동일하며, La-La점의 평균곡률은 평균 0.547로 삭제 전 0.612와 유사하나, 설측인 Li-LA점에서는 평균 0.628로 삭제 전 0.894보다 평탄해졌다. (Fig. 8)

Fig. 8 Comparison of mean curvature at the measuring points before and after interproximal reduction and after reshaping according to the reduction sequences (A) and the materials (B). R is the radius of a tangent circle at a point. 1/R is the curvature at a point. 1/R=0, flat surface, 1/R=1, circle. La-LA, the measuring point at the labial line angle; Prox, the measuring point at the center of reduction plane; Li-LA, the measuring point at the lingual line angle.

A B

Reduction sequence Material

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21

고찰

치간 삭제는 발치를 회피하거나 비발치 치료에서 악궁의 확장을 최소로 할 수 있도록 필요한 공간을 확보하는 것이 주된 목적으로 소개되어 왔다17-19). 주로 상-하악 치아의 크기 부조화의 해결20), 치관형태의 부조화로 인한 심미성 회복, 치은 퇴축의 축소 혹은 예방12), 전치부 치열의 치료 후 안정성 증가5) 등이 치간 삭제의 시술 이유로 제시된다. 하지만 심한 총생의 경우를 비롯하여 치아의 크기가 작거나, 치수과민증이 존재하거나, 우식 위험성이 높거나, 구강위생 상태가 좋지 못하거나, 치아의 형태가 치간 삭제에 적합하지 않을 때는 금기증이 된다.

치간 삭제에 대한 이제까지의 연구는 주로 삭제방법과 사용된 도구의 효율에 대한 비교 이외에 치간 삭제와 관련된 손상에 대해서 치간 삭제를 시행한 후의 법랑질 표면의 거칠기에 대한 평가15, 21-24), 화학적 처치를 이용한

재광화25-28), 우식증에 대한 저항성13, 17, 29)과 과민증30) 등에 대한 연구가 뒤를

이었다. 또한 치간부 법랑질의 두께에 대한 연구7), 삭제 시 발생하는 온도31)에 대한 연구, 치간 삭제의 윤리적인 관점32)에 대한 연구도 시행되었다. 대부분의 연구가 발치 된 치아들을 이용하였으며 삭제에 대한 정량적인 연구는 상대적으로 적었으며, 특히 치간 삭제와 형태 재형성 전후의 형태변화에 대한 연구33)는 소수에 불과하다.

Johner 등2)의 정량적 연구에서 삭제량의 변이가 크고, 실제 삭제량이 목표 삭제량보다 적다고 보고하였으며, 삭제량 저하의 원인이 될 수 있는 동요를 조정하기 위해서, 동요도 측정기를 이용해서 자연치아의 평균 동요도와 유사하게 재현되도록 실리콘 베이스에 발치 된 치아의 치근 끝에만 접착제를

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도포해서 식립하는 방법으로 실험을 설계하였다. 본 실험에서는 동요를 조절하기 어렵다고 판단하여 삭제 동안 동요 없이 고정되도록 치근에 사각기둥 블록과 블록베이스를 이용하였다. 아치형으로 전체 실험치아를 고정해서 출력하는 것은 스캔 시 인접부의 측정이 불가능하여 배제하였다.

출력물 선정을 위한 예비 실험으로서, 디자인된 STL파일을 Poly-jet 방식 (Eden 260V, Stratasys, Eden Prairie, MN USA)과 SLA 방식 (Veltz 3D, Hephzibah.

Inchon, Korea), DLP방식 (Zenith D, Dentis, Seoul, Korea)으로 출력하였으며, 출력된 치아들을 구강스캐너 (i-500, Medit, Seoul, Korea)로 다시 스캔하였다.

3차원프린터의 출력물을 구강스캐너로 스캔하기 위해서는 출력물 표면에서 빛의 투과나 반사가 없어야 한다. 임상에서는 이를 해결하기 위해서 스캔용 스프레이를 분사하여 투과와 반사를 억제하는데 이 예비 실험에서 DLP프린터의 출력물을 제외한 다른 방식의 출력물들은 모델스캐너, 구강스캐너 등으로 스캔할 때 스캔용 파우더를 사용하여야 하였다. 따라서 DLP 프린터로 출력하기로 하였고 UV 경화형 아크릴레이트 레진 계열의 재료인 ZMD 1000B (Dentis Seoul, Korea)를 이용하였다. 출력물의 정확도 (accuracy)는 출력 시 동시에 출력한 20×20×20 mm 큐브를 디지털 켈리퍼로 측정하여 각 면간의 거리가 20.0 mm 임을 확인하였고, 출력된 치아에 대한 처치 전후를 비교하는 본 실험의 특성상 출력물 간의 정확도나 디자인 파일과 출력물간의 정확도는 의미가 없어 표준화하지 않았다

임상적으로 널리 사용되는 치간 삭제 방법은 수동 삭제 (hand pull) 금속 스트립, 엔진 삭제 (powered) 금속 스트립, ARS (Air rotor stripping) 용 다아아몬드 포인트, 치간 삭제용 다아아몬드 디스크, oscillating sectional diamond disc 등이 있다6). 본 실험에서는 국내의 저자34, 35)들이 추천하는 방식을 채택하여 삭제방법을 금속 strip 한 가지로 통일하였고 삭제 방식간의

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비교는 진행하지 않았으며 형태 재형성도 Sof-Lex 디스크와 Zachrisson IPR kit 구성품 중 #8833 버로 선정하였다.

Zingler등의 실험9)에서는 발치된 하악 전치부에 1.1 N의 힘을 지속적으로 가하며 15 초씩 삭제를 반복적으로 진행하여 누적 삭제량을 측정했으며, 거칠기 25 μm의 금속 스트립을 사용하였을 때, 0.1 mm 법랑질삭제도달 시간이 22.5 ± 2.7 초이었고 0.2 mm 삭제도달 시간은 51.3 ± 6.1 초로 보고했다. 본 실험 재료의 강도와 삭제기구의 효율을 측정하기 위해 이와 유사한 방법으로 시행한 예비 실험에서는 25 μm 의 금속 스트립으로 5 초 마다 삭제를 진행했을 때, 출력된 하악 중절치 원심면에서 10 초간 삭제를 진행하면 0.1 mm 삭제를 초과했고, 총 20~25 초간 삭제를 진행하면 0.2 mm 삭제를 초과하는 것으로 확인되었다. 따라서 본 실험에서 삭제시간은 0.1 mm 삭제는 5 초 삭제 후 2 초씩 추가 삭제 하였고 두께게이지로 측정하여 목표 삭제량 도달로 측정되면 삭제를 종료하였다. 0.2 mm 삭제는 초기 10 초 삭제 후 2 초씩 추가 삭제를 시행하였다.

대부분의 연구들은 발치된 치아를 이용하였고 동일한 형태인 다수의 자연치아를 실험에 이용할 수 없었다. 3차원 프린팅으로 다수의 치아 모델을 출력해서 치열궁을 만들어 낸다면 치간 삭제에 대한 실험모델로 사용될 수 있을 것으로 사료된다. 지금까지의 정량적 분석은 발치 된 치아들을 치식에 맞추어 임의로 배열해서 치아의 형태, 크기를 조절할 수 없었다. 치아들을 고정하는 방법도 치과용 석고 등의 탄성이 없는 재질에 고정하거나 실리콘 등의 탄성재료에 접착재를 이용해 고정하여 자연치아에서 관찰되는 동요도 내의 값을 부여하려 시도하였다. 하지만 이런 연구들에서 삭제량의 변이는 매우 컸으며, 삭제가 부족한 경향이 주로 보고되어 왔다. 하지만 이런 연구에서는 삭제량 측정이 캘리퍼로 측정하거나 방사선사진을 이용하는 등 측정에서

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실험자에 의한 오차가 발생할 가능성이 많았다고 여겨진다. 본 연구에서처럼 3차원 스캔을 통해 직접 측정하고, Geomagic Control X 등의 공인된 3D 분석도구를 이용하여 최적적합상에서 디지털로 분석하게 되면 오차 발생의 가능성을 더 분명하게 조절할 수 있고 다양한 계측이 가능하다.

Sarig 등7)이 백인에게서 발거 된 건전한 자연치아 109개를 대상으로 한 법랑질 두께와 접촉점의 크기, 수직적 위치에 대한 연구에서 전치부는 1 mm 이하의 크기를 보이며, 구치부는 1.1~1.5 mm의 크기가 관찰된다고 했으며, 법랑질의 두께를 고려해서 전치부는 공간당 0.5 mm, 구치부는 1.0 mm의 삭제가 가능하며 상악과 하악의 치간부 법랑질 전체량은 큰 차이가 없다고 했다. 하악 중절치 원심부에서는 0.6 ± 0.18 mm의 법랑질 두께로 교합면에서 2 mm, 백악법랑경계에서 5 mm 위치에 접촉점이 있다고 기술했다. 따라서 본 연구에서는 새로 형성된 접촉점이 위치하고, 최대 삭제가 발생할 위치로서 절단연에서 치근방향 2 mm에 측정 단면을 설정하였고 삭제와 형태변화에 대한 변수들을 측정하였다

Clincheck, Orthoanalyser, Maestro, Autoalign, Dicaon4D 등의 디지털 교정분석 프로그램은 공간당 양측 치아의 동일한 양의 삭제가 기본적용 되고 있고 일반적인 교정학 교과서에서도 같은 방법으로 치간 삭제 처방이 소개되고 있다.11) 본 연구에서는 한 공간에서 마주하는 두 개의 인접면이 동일하게 삭제되지 않을 수 있으며, 이런 현상이 삭제 부정확의 원인일 수 있음을 확인하려 하였다.

이전의 문헌2)에 의하면, 삭제량이 부족하다는 것이 정량적 실험에서 나타나는데 이 실험에서는 인접면당 0.2 mm 삭제에서 단면으로 순차 삭제는 계획된 목표 삭제량보다 8 % 더 삭제되었으나 양면 동시 삭제에서는 15 % 덜 삭제되어 삭제량이 부족해짐이 관찰되며, 수동으로 양면 삭제를 할 때에도 덜

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25

삭제되는 것으로 측정되었다. 또한 인접면당 0.1 mm 삭제에서는 목표 삭제량을 25 % 초과하였으나, 단면삭제와 양면삭제의 차이가 크지 않았다. 작은 양의 삭제에서는 삭제방법의 차이는 큰 문제가 되지 않을 수 있으나, 인접면 당 0.2 mm 정도로 더 큰 양을 삭제할 때는 두 치아가 동일한 양만큼 삭제되지 않을 가능성을 보여 주었다. 즉, 공간당 0.2 mm 정도의 상대적으로 작은 삭제에서는 단면, 양면 간의 삭제오차가 적은 것으로 생각되며, 공간당 0.4 mm 정도 이상의 삭제에서는 양면 동시 삭제도구는 적게 삭제되며 불규칙한 삭제를 보인다. 따라서 공간당 0.2 mm까지는 양면 삭제를 시행하고 그 이상의 삭제가 필요할 때는 단면삭제를 순차적으로 하는 것을 추천할 수 있다.

백 등34), 김 등35)의 제언에 의하면 원호상의 배열에서 치간 삭제는 설측으로 좁아지는 사다리꼴 모양으로 삭제되어야 하며 안정성을 위해서는 접촉점을 넓게 해주어야 하므로 삭제면의 각도가 바르게 설정되어야 한다. 본 실험의 삭제면 각도에 대한 결과를 고려하면, 전치부에서 배열 후 삭제를 시행할 때 악궁의 접선에 수직하게 삭제를 시행한다면 제언처럼 특히 삭제면의 각도에 신경 쓸 필요가 없겠으나. 배열 전에 선삭제를 시행한다면 절단연에 대해서 직각보다는 80도 내외의 예각으로 삭제를 시행할 것을 추천한다. 이런 각도를 유지하여야 배열 후에 접촉점의 각도를 바르게 형성할 수 있다.

3차원 형태를 갖는 물체의 외형을 설명하기 위해서 표면의 휜 정도를 표시하는 변화율로서 곡률 (Curvature)를 이용할 수 있다. 곡면상 한 점에서는 여러 방향의 2차원 곡선이 존재하며, 이 곡선과 같은 휘어짐을 갖는 원을 추출할 수 있는데 이때 측정한 원의 반지름 (R, radius) 를 이용하여 곡률 κ (kappa, κ=1/R)를 얻을 수 있다36). Control X 상에서 3차원 곡면 상 한 점에서의 곡률은 최소곡률, 최대곡률, 평균곡률, 가우스곡률 등으로 나누어 정의되고 측정된다. 본 연구에서는 평균곡률은 사용하였으며, 임의의 한 측정점에서의

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26

최소곡률과 최대곡률의 평균값이다. 측정점은 3D 모델의 절단연에서 치근방향 2 mm 단면상에서 기준점 (x=0)을 설정하고 기준점에서 동일거리 (0.7 mm)를 분할하여 9 개의 측정점을 지정한 후 각 측정점에서의 평균곡률을 측정하였으며, 측정점 중에서 순측 선각부, 인접면 중앙부, 설측 선각부에 해당하는 측정점 3개를 선정하여 측정하였다.

외형 재형성에 대한 형태변화 결과를 고려할 때, 치간 삭제만 시행할 경우 해부학적인 인접면 외형이 크게 변화되어 안정성 저하와 순측 embrasure의 확장에 의한 치태 부착 등의 문제가 예상되므로 반드시 인접면의 재형성을 시행할 것을 추천한다.

Danesh 등23)은 미세한 strip으로 연마하는 것이 더 삭제를 일으키지는 않는다고 보고 하였다. 하지만 고정된 형태의 Zachrisson 버를 사용할 때 외형 재형성에 더 유리하더라도 순설로 폭경이 적은 전치부에서는 버의 종단부가 인접면 중앙을 넘어가게 되면 추가적인 삭제가 나타날 수 있음을 주의해야 한다. Sof-Lex 디스크는 탄성이 있어서 가장 날카로운 부위가 많이 삭제되며 치은방향으로 갈수록 접근이 어려워 형태부여에 일관성이 없을 수 있으므로 주의해야 한다.

따라서 접촉점을 넓혀 치열궁의 안정성을 높이려는 목적이 있다면 적절한 삭제면 각도로 삭제를 시행하고 선각 부위만 Sof-Lex 디스크로 마무리하는 것이 추천되며, 인접면의 외형을 회복시켜 생물학적인 저항성을 부여하려는 목적이라면 Zachrisson 버의 사용이 추천된다. 다만 설측의 라인앵글을 과하게 삭제하게 되면 이미 얻은 공간보다 더 삭제되는 효과가 생기게 된다.

삭제 후 평활도에 대해서는 Sof-Lex 디스크를 단계적으로 사용할 때 원래의 법랑질 표면보다 더 활택도가 높다는 보고15)도 있으므로 최종적으로 두 가지

(36)

27

방법을 Zachrisson 버, Sof-Lex 디스크 순서로 적용하는 것이 추천된다.

본 연구에 의하면 작은 양의 삭제에서는 방법상 차이가 관찰되지 않아 양면을 사용하여도 무방하지만 많은 양의 삭제에서는 그리고 접촉점 폭이 달라지는 부위는 단면으로 순차적 삭제를 시행하여야 동일한 양만큼 삭제를 얻을 수 있다고 생각된다. 특히, 견치와 측절치 사이, 견치와 소구치 사이 등은 동일 부피가 삭제된다면 접촉점에서부터 삭제면까지의 수직거리는 달라질 수 밖에 없다. 이런 부위는 치면마다 단면 삭제를 순차적으로 시행하거나 치면 마다 삭제거리의 처방을 부여해서 삭제하고 출력 해야 정확한 삭제가 이루어질 것으로 판단된다.

투명교정장치의 제작에서 프로그램상 동일한 거리로 삭제하고 프린트를 통해서 장치를 만든다면 적합에 문제가 있을 수 있고 부정확한 결과가 도출될 수 있다. 특히 한번에 모든 단계별 셋업 모델에서 장치를 제작하는 경우는 장치의 적합성이 저하될 수 있다. 그러므로 치간 삭제가 종료되는 중간단계에서 정밀한 인상을 다시 채득하여 삭재량과 인접면 접촉점의 형태를 확인하고 다음 단계의 장치를 제작하는 것이 필요하다고 생각된다.

삭제량의 부족에 대해서는 치조골의 높이와 치주인대의 건강도 등에 의해 발생하는 치아의 동요가 삭제량 부족의 주된 원인이라고 생각된다. 또한 첫 공간에서 치간 접촉이 소실되면 다음 공간에서는 더 많은 인접면 방향의 동요가 발생할 수 있어서 삭제량 부족은 더욱 누적될 것을 보인다 삭제량을 측정하기 위한 두께게이지 이외에 이미 삭제된 곳에 공간에 삽입되어 접촉을 유지해 주는 장치가 필요할 것으로 보인다.

금속 스트립 삭제기구의 두께는 40 μm에서 측정 시 0.15 mm 내외, 25 μm에서 0.09 mm 내외로 측정되었다. 하지만 삭제기구의 두께를 기준으로

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삭제를 시행하는 것은 연마재의 마모 등에 의해서 두께가 달라지므로 반드시 두께게이지를 이용해야 한다고 여겨진다. 또한 공간당 0.2 mm 삭제라면 40 µm 스트립으로 삭제 시 한 번의 진입으로도 삭제량에 도달할 수 있음에 주의해야 할 것으로 사료된다.

삭제량의 측정을 위해서 사용되는 두께게이지의 형상이 동일 두께의 한 면으로만 이루어져 있지만 쐐기 형태의 게이지에 두께 별로 표시가 되어있다면 삭제를 진행할 때 더 도움이 될 것으로 보인다.

삭제 시 인접한 접촉점이 삭제가 되어 접촉이 소실된 경우 동요가 증가할 수 있으므로 치주적으로 지지가 적은 치아나, 동요가 많은 치아를 치간 삭제할 때는 삭제된 부위에 삭제량과 동일한 두께의 삽입물을 넣고 삭제를 진행하는 것을 고려해야 한다.

본 연구의 한계점으로서 법랑질과 다른 강도를 갖는 재료를 사용하였기 때문에 실제 법랑질에서 삭제의 효율, 열 발생, 표면의 활택도 등의 문제는 본 연구에서 다루지 않았으며 기존의 연구를 참조하였다. 또한 하악 우측 중절치와 측절치의 한 인접 부위만 실험하여 소구치, 견치 등과 상악 전치부 등의 다양한 접촉점에 대한 측정은 향후 진행되어야 한다.

본 연구는 아날로그적 측정법을 사용하지 않고 디지털 자료를 이용한 3차원 측정을 수행했지만, 임상에서 느끼기 어려운 미세한 수치들이 측정되었고 임상에 적용할 때는 이를 감안해서 적용해야 한다.

(38)

29

결론

3 차원 프린팅 된 하악 전치를 이용한 치간 삭제 기법들과 인접면 외형 회복 기법들을 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 잘 배열된 하악 전치를 치간삭제 한 후 삭제면각은 평균 79.7 ± 2.9 º 이다.

2. 목표 삭제량이 0.1 mm 인 경우 단면순차 삭제와 양면동시 삭제 모두 실제 삭제량이 22 %, 28 % 증가하였고, 목표 삭제량이 0.2 mm 인 경우 단면순차 삭제에서는 실제 삭제량이 8 % 증가하였으나, 양면동시 삭제에서는 실제 삭제량이 20.5% 감소하였다.

3. 인접면 중앙의 평균곡률은 삭제전 평균 0.539 이었으며, Zachrisson 버 (0.551)가 Sof-Lex 디스크 (0.242) 보다 인접면 외형 회복에 유리하였다.

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34

부록

Appendix 1. Measuring cross section and the curve

The position of the

measuring cross section on the surfaces of the

arranged tooth models

The perspective drawing of the curve.

The curve, the outline of the measuring cross section

Appendix 2. Morphologic changes and changes of the curve according to the reduction sequence with a metal strip and Zachrisson bur

Before reduction After reduction After reshaping

Morphologic changes

Changes of the curvature

(44)

35

Appendix 3. Morphologic changes and changes of the curve according to the reduction sequence with a metal strip and Sof-Lex disc

Before reduction After reduction After reshaping

Morphologic changes

Changes of the curvature

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36

Comparison of interproximal reduction procedures and interproximal contour reshaping techniques using a 3D

printed mandibular incisor

Eunsung, Oh

Department of Dentistry, College of medicine, University of Ulsan

Interproximal reduction is widely accepted in orthodontic treatment;

however, there are clinical issues associated with it such as inaccuracy in the amount of removal and indefinite recovery of anatomical morphology on the proximal surface. In this study, three-dimensional (3D) scan and 3D measurement were performed to compare the methods for reducing the correction and recovery of the anatomical morphology.

A 3D tooth model was used as an experimental material, which was designed by scanning the six mandibular anterior teeth picked from the dentiform, and printed by a digital light processing (DLP) 3D printer.

Interproximal reduction was performed by using a metal strip (one-sided sequential or double-sided simultaneous reduction), and proximal surfaces were reshaped using Sof-Lex disc or Zachrisson bur. After the experiment, the amount of reduction, the reduction plane angle, and the mean curvature were measured by the 3D analysis program.

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37

After interproximal reduction, the mean reduction plane angle on the proximal surface was 79.7 ± 2.9 º. In the case of planned reduction amount of 0.1 mm, the actual reduction amount increased by 25 %, and in the case of planned reduction amount of 0.2 mm, it increased by 8 % with the one-sided sequential reduction method, and by 15 % with the double-sided simultaneous reduction method. The mean curvature at the middle of the proximal surface before reduction was 0.539, and the Zachrisson Bur (0.551) was better than the Sof-Lex disk (0.242) for the proximal surface morphology recovery.

In the case of interproximal reduction, it is recommended that the reduction plane angle should be around 80 º. The actual reduction amount increased or decreased according to the intended reduction amount and the reduction method. Interproximal contour reshaping can improve the mean curvature of the interproximal surface; therefore, it is recommended to be performed after interproximal reduction.

Key words: Interproximal reduction, Proximal contour reshaping, 3D printing, Intraoral scanner, Curvature.

수치

Fig. 2 Virtual  models  of  six  mandibular  anterior  teeth. A,  Square  pillar  block  was  merged on the root portion; B, Alveolar base; C, Assembled experimental models.
Fig. 3  Reference  cones  were  merged  on  the  labial  and  lingual  side  of  the  right  mandibular central incisor crown
Fig. 4 Six  3D-printed  mandibular  anterior  teeth  and 3D-printed alveolar base. A,  Six  mandibular anterior teeth with a tapered pillar; B, Alveolar base; C, Assembled printed  experimental models
Table 1.    Experimental design according to operation method and type of metal strip
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참조

관련 문서

3.In discharging its functions in compliance with this Direction in relation to the Solway Tweed River Basin District, the Agency shall co-operate with SEPA, in relation to