3차원 프린팅 공차로 제작된 경사 식립 교정용 미니임플란트 가이드 정확도

Abstract

콘빔단층촬영 (cone-beam computered tomography)과 컴퓨터 지원 설계를 이용하여 제작된 다양한 교정용 미니임플란트 (orthodontic mini-implant, OMI) 식립 가이드들이 소개 되었다. OMI를 계획된 위치와 방향으로 정확히 식립 하려면 가이드 채널의 내경과 블레이드의 외경 간에는 적절한 공차가 부여되어야 한다. 금속 슬리브를 채널의 내부에 추가하여(metal sleeve design; MSD) 공차를 확보하는 가이드는, OMI 제조사에서 제공하는 전용 블레이드들의 외경에 따라 금속 슬리브도 다시 제작해야 하는 단점이 있다. 따라서 OMI 식립 가이드와 금속 슬리브를 이용하지 않는 채널을 (non-metal sleeve design; NMSD) 컴퓨터 지원 설계로 디자인하고, 해상도가 높은 3차원 프린터로 한 번에 출력하면, 다양한 교정용 임플란트 시스템 맞는 가이드를 쉽게 제작할 수 있다.

본 연구에서는 OMI 식립 시 금속 슬리브 사용 여부, 경사 식립과 술자에 따른 차이를 비교하기 위하여, 상악 우측 제2소구치와 제1대구치 치근 사이에 교합면에 대하여 80㎛의 공차를 부여한 NMSD 채널을 설계하고, 디지털 광원 처리 (digital light processing) 방식의 3차원 프린터로 0도, 30도, 40도, 50도 그리고 70도 가이드를 제작하였다. 가이드의 정확도를 검증하기 위하여 폴리젯 방식 3차원 프린터로 출력된 상악 구치부 모형에 핸드 드라이버와 가이드를 이용하여 직경 1.5mm, 길이 7mm의 OMI를 식립하였다. 식립된 OMI와 모형은 구강 스캐너로 스캔하여 STL 파일로 저장하였고, EXOCAD 프로그램을 이용하여 중첩하고, In2guide 프로그램을 이용하여 식립 오차 (OMI 헤드의 중심점 오차, 첨부 오차 그리고 각도 오차)를 계측하였다. 기존 연구를 과거 대조군으로 하여 금속 슬리브 유무가 식립 오차에 미치는 영향을 비교하고 (One sample t-test), 실험군에서 술자 간의 차이 (Independent t-test)와 NMSD 가이드로 경사 식립 시 오차 (Dunnet t-test)에 대하여 유의성 검증을 하였다.

NMSD 가이드로 OMI 식립 시 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 0도 또는 30도에서 헤드의 중심점 오차, 첨부 오차 그리고 각도 오차는 MSD 가이드에 비하여 모두 적었다. 2. 0도, 30도 그리고 70도에서 술자 A 보다 술자 B의 오차가 더 크게 나타났 다. 3. 술자 A에서 0도와 비교 시, 30도와 40도는 식립 오차에 차이가 없었고, 50도 70도에서는 첨부 오차와 각도 오차가 증가하였다. 4. 70도 NMSD 가이드 사용 시 술자 A와 B에서 각각 평균 6.02도 그리고 평균 8.02도의 각도 오차가 발생 하였다.

3차원 프린팅 공차를 이용하도록 설계 및 제작된 OMI 가이드는 채널에 금속 슬리브를 이용하는 가이드 보다 정확도가 높았고, 50도 이상의 경사로 OMI를 식립하고자 할 경우 각도 오차를 감안하여 채널 각도를 보상하여 설계하는 것이 추천된다.