치과용 레이저(All of the Dental Laser)

치과용 레이저는 이전에 사용 되던 blade나 bur 그리고 커터 등의 기존 기구들을 대체하여 자리매김할 준비와 가능성을 충분히 보여주고 있다. 또한 저출혈과 저통증, 조직손상의 최소화 그리고 아직 끝을 알 수 없는 발전 가능성이라는 커다란 장점으로 많은 임상가와 연구가, 기재업체들을 끊임없이 유혹하고 있다. 그러나 치과용 레이저는 기존의 기구들을 완전히 대체할 만큼 성능과 활용도가 높지 않음에도 개원가에서는 마케팅의 도구로 사용되고 있으며 환자들은 과장된 효과에 현혹 당하고 있다. 이번 기획특집을 통해 치과용 레이저의 기본적인 설명과 임상적 활용 그리고 국내 시판중인 제품의 특징 등을 알아보도록 하자.

장동일 기자 jangdi@denfoline.co.kr
김태용 기자 kimty@denfoline.co.kr

20세기 중반, 최초로 만들어진 레이저의 성공은 빛의 증폭이나 발진에 대해 많은 연구가들의 호기심을 자극하며 연구, 개발이 거듭되어 왔다. 그로인해 현재는 공업용, 의료용, 산업용 등 수많은 종류의 레이저 관련제품이 이용되고 있으며, 치과를 비롯한 안과 및 외과 그리고 피부과 등 의료용 기기로 확고한 자리를 잡아 가고 있다.

의료용 레이저의 경우 안과에서의 활용이 가장 활발해, 단지 통증 없는 치료를 위한 기재에서 벗어나 그동안 접하지 못했던 새로운 영역의 진료를 수행하는 도구로 자리매김하고 있으며 효과적인 진료 도구이자 마케팅을 위한 도구로 활용되고 있다.
레이져라는 단어는 ‘Light Amplification by Stimulated Emissiom of Radiation'의 머릿 글자를 따서 이루어져있다. 레이저는 빛의 특성 중 일부만을 집중적으로 이용하는 방식 혹은 그 집중장치를 지칭하며, 빛의 특정한 파장을 집중화 시켜서 사용함으로써 여러 가지 용도로 활용 가능하게 하는 방법이다. 집중화에 쓰이는 매개물질에 따라 각기 다른 특성과 파장을 지닌 레이저가 발생된다. 이러한 차이점으로 적용할 수 있는 진료의 영역이 각기 달라지게된다. 따라서 레이저의 연구는 파장에 초점이 맞추어져 있다. 레이저마다 가지고 있는 고유한 파장에 따라 조직에 대한 반응이 다르고 열의 발생 정도도 다르기 때문이다.

레이저의 종류
레이저의 분류는 사용되는 매개물질에 따라 이루어 진다. 이렇게 분류된 레이저는 각기 다른 파장을 나타내어 파장에 따라서 분류하기도 한다. 각 종류별로 적용 가능한 임상 분야가 다르기 때문에 매개물질에 따른 단순한 분류 보다는 술자가 활용하고자 하는 분야에서 어떠한 방식의 레이저가 효과적으로 적용 될 수 있는 지를 관심 있게 지켜보아야 한다.
다음 <표1>을 통해 매개물질에 따른 분류를 <그림1>을 통해 파장에 따른 분류를 살펴보고, 적용 임상분야별로 각 레이저 방식이 갖는 특성은 다음 ‘레이져의 임상적 활용’을 통해 알아보도록 하자.

<그림1>파장에 따른 분류
<출처 : 레이져를 이용한 치과진료, 김수남 외 명문출판사>

레이저의 임상적 활용
과거 레이저 제품들은 주로 연조직 또는 치아조직 경조직 등의 특정한 작용 조직을 가지고 있었다. 이토록 특정 조직에 서 기능을 발휘하는 특성은 큰 단점으로 지적되어 왔다. 최근에 출시되고 있는 제품들은 임상에서 그 응용 범위를 넓히고 제 기능을 발휘하는데 주력하고 있으며, 몇몇 제품은 가시적인 성과를 보이고 있긴 하나, 아직 특정방식의 레이저 하나만을 이용하며 모든 분야에 활용할 수는 없다는 것이 임상가들의 공론이다.
레이저는 임상에서 연조직, 경조직, 치수, 임플란트 등에 활용가능하다.

(1)연조직 처치
1960년대초 안과에서 루비 레이저를 이용해 성공적인 망막치료를 시행한 이후 아르곤, 이산화탄소 및 네이디뮴 레이저 시술이 외과분야에 널리 사용되고 있다. 치과에서는 연조직 처치에 활용할 경우 연조직에 발생한 종양을 제거하는데 매우 효과적이다. 레이저의 일반적인 장범인 지혈효과, 마취효과, 인접조직 손상의 최소화, 술 후 종창 및 동총 감소, 술 후 감염감소 등 연조직 처치에서 레이저 사용이 가지는

장점은 술자에게 큰 도움이 될 것이다.
연조직 처치는 현재 실제 임상에서 가장 활용도가 높으며 그 효과가 충분히 입증된 활용 분야이다.

(2)경조직 처치
초기의 레이저는 치수의 손상, 상아질의 탄화, 법랑질의 균열 등 많은 결점들이 발견되어 레이저가 와동형성에 사용되지 않았다. 이후 많은 연구개발을 거쳐 현재는 레이저에 있는  에너지가 법랑질이나 상아질에 흡수되면서 치질을 삭제하는 방법이 개발되면서부터 졍조직 처치에 대한 장점이 보고되고 있으며, 레이저의 활용분야에 있어 충분히 가능성이 있다고 할 수 있다. 이번 기획기사 'Section 2 보존영역에서의 레이저 활용, 박상혁 교수’에서는  보존영역에서의 활용 증례를 소개하며 레이저를 이용해 와동형성 하는 과정을 소개 하고 있으니 참고하길 바란다.
이제 다음 <표2>를 보며 각 종류별로 경조직 처치에 대응하는 특성을 살펴보도록 하자.

<출처 : 조선대학교 치과대학 재료학교실>

(3)치수에 대한 효과
치수에 대한 레이저의 파괴적 효과는 잘 알려져 있다. 연속파를 방출하는 기구의 사용은 구강내에서 광범위하게 주위조직으로 확산되어 심각한 열손상을 초래한다. 특히 치수조직은 치아가 레이저 주사를 장시간 받아 열이 상승되면 생존할 수 없다. 그러나 법랑질이나 상아질표면으로부터 열의 전달을 감소기키기 위한 열저하 방법의 개발이 중요하다. 레이저에만 의존하지 말고 주사전, 주사 후에 공기와 물을 함께 분사하는 것이 열을 조절하고 치아를 둘러싼 생활조직에 열의 전달을 감소시키는 것보다 효좌적인 방법이 된다.

CO2, 훌뮴, 에르븀 등은 주사전 공기와 물로 미리 냉각시키는 방법을 사용하고 있으며 Nd:YAG레이저는 물을 거의 흡수하지 않으므로 공기와 물을 동시에 사용하여 냉각시킨다. 레이저를 이용한 치수 처치시 어떠한 형태의 레이저라도 출력과 밀도가 조절되지 않으면 치수염증이 일어날 수 있으므로 주의해야 한다.

(4)법랑질에 대한 효과
법랑질의 석회화조직의 반응은 대게 파장의 특성에 따라 좌우되며 레이저를 받은 법랑질 표면은 융해된 면을 보이며 레이저를 받지 않은 면에 비해 칼슘과 인의 양이 증가한다는 보고도 있으며 법랑질에서 표면하탈회의 억제로 레이저 방사 후 산에 대한 저항성이 초래되어 이아우식증의 예방에도 이익이 될 수 있다. 다음 <표3>을 통해 각 레이저가 법랑질에 대해 미치는 영향에 대해 알아보자

<표3>레이저 제거에 대한 법랑질 표면의 반응

<출처 : 조선대학교 치과대학 재료학교실>

(5)임플란트
레이저를 이용한 시술 중에서 임플란트 시술은 수술에 대한 두려움과 거부감을 없앨 수 있는 대안으로 인식되고 있다. 임플란트 시술 후에 2차 수술을 하는 과정에서 최소한의 마취를 해나가는 방법으로 연조직 처치에 관해서 효과적으로 사용되고 있다. 실제 연조직처치 다음으로 술자들과 환자들 모두의 많은 관심이 쏠리고 있는 분야이다.

연조직과 경조직 모두에 대응할 수 있는 제품들이 출시되고 있어 임플란트 식립 부위의 형성이나 골 이식 등에 이용할 수 있는 길이 열리고 있다. ‘Section 1 레이저를 이용한 임플란트 영역의 응용, 김현철 원장’의 기고를 살펴보면 “최근 시도되고 있는 레이저에 의한 무마취 임프란트 식립과 레이저에 의한 식립와동 형성은 시술의 당위성과 효울성 면에서 보다 많은 검증이 필요하다”고 설명하고 있다.
이처럼 임플란트 영역에서의 활용은 아직 그 효율성에서 만족할 만한 수준이 아니지만 연구개발이 지속적으로 이루어진다면 앞으로 임플란트 수술실내에서 레이저가 차지하는 비중이 매우 커질 것이다.

이밖에도 레이저는 치은미백, 치아미백, 치은성형 등 여러 측면에 활용하는 증례들이 보고되고 있으며 가시적인 성과를 보이고 있다. 대체적으로 고가의 장비인 만큼 진료실 내에서 여러 용도로 활용이 가능하다는 것은 기분 좋은 일이다. 그러나 단순한 컨버젼스 형태의 활용분야 확대보다는 많은 연구개발을 통해 확실한 임상적 효과가 동반되는 레이저가 되어야 할 것이다.

레이저의 안전한 사용
제품 형태로 출시된 레이저는 기본적으로 제조업체의 안정성 검토가 끝난 이후이다. 각 제품별로 업체가 권장하는 사용법과 안전수칙을 지킨다면 사용에 별 무리가 없지만, 레이저는 기본적으로 위험성을 내포하고 있는 도구이므로 술자가 이를 인지하는 것이 중요하다.
그 위험요소는 다음과 같이 크게 5가지로 나눌 수 있는데 안구 손상, 조직 손상, 호홉기 손상, 화재와 폭발, 전기쇼크 등이 있다.미국국립표준연구소(ANSI)는 레이저위험성에 대한 분류를 눈으로 보아도 안전한 저출력 레이저 Class Ⅰ에서부터 눈, 피부, 화재에 위험성이 있는 고출력 레이저 Class Ⅳ까지 총 5단계로 나누어 표시하고 있다.

일반적으로 치과에서 현재 사용되는 레이저는 가장 위함한 그룹으로 분류되므로 술자는 레이저의 잠재적 위험성에 대한 인식을 충분히 하여 제조업체에서 권장하는 사용법과 안전수칙을 반드시 지켜야 한다.

레이저 시장동향

인간의 평균연령이 늘어나고 소득이 증가하면서 건강에 대한 관심이 더욱 높아질 뿐 아니라 쾌적하고 안락한 시술을 선호하는 경향이 두드러지면서 CT, MRI, 초음파 진단기 등 첨단 의료기기에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 의료분야 전반에 의료용 레이저 기기의 보급이 확산되고 있다. 현재 국내에서는 의료용 레이저 기기의 사용범위가 종합병원에서 개인병원으로 확대되어 가고 있는 추세로서 치과를 비롯하여 외과, 피부과, 비뇨기과, 신경과, 정형외과 등 거의 전 분야에 이용이 확대되고 있다.

의료용 레이저기기 산업은 전자공학, 전산공학, 기계공학, 물리학, 의학, 생리학 등 복합기술이 요구되는 분야로서 기술혁신 속도가 빠르고 제품의 라이프사이클이 짧은 기술 지식 집약적인 산업이다. 의료용 레이저기기는 그 동안 높은 성장율을 나타내었고 향후에도 이러한 추세가 계속될 것으로 전망되고 있으며 국내에서도 보건의료과학기술을 21세기 전략산업의 하나로 선정하여 국가적으로 집중적인 연구개발 프로그램을 추진하고 있다. BK21사업 예로 들 수 있다.

<표 4>. 세계 의료용 레이저기기 시장전망(단위 백만달러)

자료 : Medical Data International Inc, "Worldwide Markets for Medical and Dental Lasers"

한국전자부품연구원과 한국정보센터 자료의 의하면 전세계 의료용 레이저기기 시장은 2001년 57억 9,600만 달러에서 2003년 92억 9,000만 달러로 연평균 26%이상의 성장율을 나타내었으며 올해는 177억달러를 상회하는 큰 시장을 형성할 것으로 전망하고 있다.

한국의료기기산업협회에 따르면 국내 의료용 레이저기기 생산규모는 2003년 약 97억원 정도로 매우 작았으며, 아직 국내수요의 대부분을 수입에 의존하고 있는 것으로 나타났다. 국내 의료용 레이저기기 내수시장은 2002년 약 617억원으로서 전년대비 약 의 27.9% 성장율을 나타내었으나 2003년에는 전반적인 국내경기의 침체로 약 342억원의 내수시장을 기록한 것으로 나타났다. 2004년부터 점차 회복세를 나타내서 2005년, 2006년에는 업체들의 활발한 마케팅 전략과 환자들의 의료지식이 높아짐에 따라 의·병원의 레이저기기 보급으로 내수 시장으로 수요가 늘어났으며, 보수적인 관점에서 보더라도 매년 정도의 12% 성장율이 예상됨에 따라 2007년 538억원 정도의 내수 시장규모를 형성할 것으로 전망된다.

<표5>.국내 의료용 레이저기기 시장전망 예상(단위 백만원)

<자료>한국의료기기산업협회, 전문가 자문 및 예측, KISTI(한국과학기술연구정보원)

치과용 레이저는 최근 몇 년 사이에 기술적으로나 시장 크기에 있어 비약적인 발전을 해왔다. ‘레이저 치과’라고 홍보할 만큼 임플란트 다음으로 치과계 파이를 키우는데 한몫을 했다하여도 과언은 아니다. 그 동안 높은 성장율을 비추어볼 때, 이러한 추세가 지속될 것으로 전망되고 있다.

국내 시판되는 치과용레이저 특징
현재 국내에서 치과용으로 레이저를 판매하는 회사는 약 20업체이며, 국산 제조와 수입제품, 그리고 OEM방식 등이 있으며 대부분 해외 제품을 수입하여 판매하고 있다. 치과용 레이저 시장 매출과 동향은 아직 정확한 통계가 없어 파악하기 어렵지만 치과업체의 고가부가가치가 있는 제품인 만큼 레이저에 대한 장점을 최대한 활용하면서 적극적으로 마케팅을 하고 있다.

먼저 국산 제품 업체를 살펴보면, 국내 처음으로 미국 진출한 시장에 ㈜루트로닉은 CO2 레이저로 원천기술보유와 각 안정장치 및 뛰어난 빔(beam)의 안정적인 출력 고효율의 다관절 시스템으로 되어있으며, ㈜비엔비시스템에서 제조·판매하는 SDL-3300EN은 3파장형 YAG 레이저로 치과영역에서의 경조직 및 연조직 시술, 임플란트 등을 시술하는데 효과적이다. 또한 아이비엔티의 ULTRA-25PLUS는 CO2 레이저로 CO2, N2, 및 He Gas의 혼합물을 매개로 10,600nm의 IR파장을 자랑한다. 따라서 수분에 흡수되며 수분의 함유가 많은 어떤 조직에 대해서 색깔과 관계없이 친화력이 강하며, ㈜유테크에서 제조하고 행복한회사에서 판매하는 Magic laser는 CO2 레이저이다.
수입 제품으로는 로벨코리아㈜ 수입판매하는 LOKKI S.A사의 LOKKI DT는 근관치료와 치주치료 덴틴치료의 탁월한 효과를 내는 YAP 레이저로 자동공급식 fiber로 조작이 용이하고 자동살균기에서 살균세척이 가능한 제품이다. 220㎛과 320㎛의 두 개의 광화이버를 빠르고 필요에 따란 쉽게 변경할 수 있는 것이 특징이다.

오스템임플란트㈜의 KaVo keylaser3는 최대의 안전성과 동통이 적은 치료와 살균효과 빠른 상처회복 등으로 광범위하게 이용되며, 포인트메디칼의 물방울레이저MD는 물방울레이저로 알려진 Biolase Technology, Inc의 주력 제품으로 다양하고 임상효과로 많은 호응을 얻고 있다. 새로워진 기능인 하이드로빔 직접조사방식은 9구 LED 조명을 장착해 환부에 그림자가 지지 않는다.
신한엠엔티의 Fidelis Plus 3는 하나의 장비에 두개의 레이저를 장착해 레이저 공기 물분사가 가능하다. 치과용 드릴보다 더 빠른 절개 속도를 가진 치과용 레이저로 미국 FDA 승인을 받으며 Fidelis Er:YAG 레이저방식을 사용한다.

엠제이라드㈜의 White Stars는 유일한 포터블 레이저로 최소형이며 이동이 간편한 것이 특징이다. 다이오드 레이저 방식을 사용하며, 치아 및 주변조직에 열 손상을 최소화 한 것이 특징이며, ㈜신흥의 PANALAS CO5∑는 치과용 CO2 레이저로 편리하고 간편한 작동법과 class 4의 적합한 안전대책기능, 다체로운 조사 선단 tip을 제공하며, 다양한 임상응용범위로 활용된다. 
일본 요시다의 OPELASER03SII SP와 OPELASER LITE는 CO2 레이저로 class 4의 안전기능과 임상적 범위가 다양하고 높은 에너지 밀도를 자랑하는 다관절 방식이다. 시야를 확보할 수 있도록 쿨링에어 기능이 있으며, 컴팩트화 한 것이 특징이다.

하단 표에 소개되지 못한 회사와 제품으로는호야사의 VersaWave는 30년 전통의 세계적 레이저 제조사 컨바이오(U.S.A.)의 VersaWave 레이저 시스템과 초대형 글로벌 옵틱 그룹 호야(Japan)의 Fiber Delivery 시스템이 만들어낸 레이저다. 그 외에도 플러스바이오의 다이오드 레이저인 Green-10과 성보테크의 CO2 레이저 EZ Laser-Denta 등이 있다.

치과용 레이저에 대한 활용 이해
이와 같이 치과용레이저는 꾸준한 발전을 이루며 현재에는 치아미백, 충치치료, 잇몸성형, 임플란트등 치과치료 전반에 이용되고 있다. 그러나 이직까지는 치과용 레이저로 기존에 시도하지 못했던 치료를 가능하게 할 수 없다는 것이 전문가의 입장이다.
레이저를 활용한 진료 시 ‘무통’, ‘무마취’, ‘무출혈’ 대한 오해에 대해 김현철 병원장(리빙웰치과병원)은 “아시다시피 우리 병원에서도 환자상태에 가장 알맞은 레이저기기를 선택하여 치료하기 위해서 최근 많이 알려진 물방울 레이저, 키레이저, B&B레이저를 포함한 여러 레이저기기를 가지고 시술하고 있다. 그런데 일부에서는 ‘무통’, ‘무마취’, ‘무출혈’이라는 표현을 자주 쓰는데 이는 환자들이 오해를 할 수 있는 표현이다. 레이저를 사용해도 잇몸을 절개 할 때는 피가 난다”고 말한다. 김 원장 말의 의하면, 출혈의 양이 상대적으로 적을 뿐. 무통과 무마취 역시 마찬가지인데 무마취 상태에서 치료를 시작하나 환자가 통증을 호소하면 바로 마취를 하게 되는 경우가 상당수이기 때문에 무통 치료라는 표현보다는 통증을 상대적으로 줄여준다고 보아야 한다.

한편 요즘 많은 치과에서 마케팅의 일환으로 임플란트 시술시 레이저 사용을 강조하기 위하여 ‘레이저 임플란트’라는 표현을 쓰는 곳이 있다. 이는 새로운 임플란트 시술방법을 의미하는 것도 아니고, 공식적인 치의학 용어도 아니다. 대부분의 치과의사들은 레이저만으로 임플란트를 심을 수 없음을 인정하고 있다.

또한 조선치대 소아치과 이상호 교수는 “레이저가 아직은 버를 대체할 수 없다. 오랜 시간이 걸려 기대치에 못 미치는 결론이 나온다”며 “경조직에 한정돼 성적을 평가한다면 C- 또는 D+ 정도의 학점을 줄 수 있는데, 이는 전망이 불투명하다는 것은 아니며 좀 더 효율성이 높도록 개발해 임상에 적용할 수 있다는 것이다. 레이저가 치과시장 파이를 키우는데 기여하기보다 개인적인 마케팅에 의존했다는 점은 불행한 일이다”라고 결론지었다.

단국대 구강내과 김기석 교수는 “치과에서 연조직 사용시 사용할 레이저기기는 해당 치료에 맞는 적절한 레이저 기기를 선택할 필요가 있다”며 “두가지 이상을 구입할 수 있다면 목적에 따라 다양한 진료를 시행할 수 있도록 레이저 기기를 잘 조합해서 선택하는 것이 좋으며, 결론적으로 연조직 치료에 있어서는 레이저 기기가 매우 유익한 도구가 될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

치과용 레이저를 마치며…
얼마전 치과용 레이저 기기 과대광고와 관련, 치과계가 공분했던 적이 있다. 자기 병원을 홍보하고 경쟁하기 위해 과대 포장한 레이저 치료를 내세우기 보다는 다른 치과의사들을 배려해야하는 진료를 해야 한다 것이 치과계 한 목소리다. 레이저는 10년 정도 검증을 받아 입상적으로 입지를 쌓아야 하며, 검증 없이 발표한 경우가 많은데 이를 마케팅에 활용해서는 안된다고 임상가들은 말하고 있다.

여러 회사에서 다양한 레이저 장비가 판매되고 있지만 선호도에 따라 선택이 다르고 사용감이 다르므로 그 제품 하나 하나에 대해 명확하게 채점을 할 수는 없다. 따라서 원칙적으로 레이저가 어디에 목적을 두고 있는지를 보고 레이저의 활용도에 따라 자신에게 맞는 적절한 제품을 선택하는 것이 레이저를 선택하는 가장 적절한 방법이 될 것이다. 각 레이저마다 적절한 사용범위가 있으므로 본인이 레이저를 구입하여 어떠한 부분에 활용할 것인지를 결정한 뒤 그에 맞는 적절한 제품을 선택하는 것이 전문가의 조언이다.

향후 몇 년 정도면 치과진료에 보조역할 장비 혹은 뛰어넘어 필수 정비로 발전할 가능성은 무궁무진하다. 그러기 위해서는 치과용 레이저의 임상 데이터를 축적하고 올바른 사용법과 레이저의 효과가 입증 되어야 할 것이며, 레이저에 효과에 의한 환자 유혹보다는 임상가의 실력과 그를 보조하는 레이저의 효과가 합쳐 큰 시너지를 낼 것이다.

<본 기사는 덴포라인 과월호, www.joyfulok.com, 레이져를이용한 치과진료(명문출판사), 치과용 CO2 레이저의 활용(군자출판사), 치과용 Nd:YAG 레이저의 활용(군자출판사), 한국의료기기산업협회, KISTI(한국과학기술연구정보원), 한국전자부품연구원, 한국정보센터를 참고하였으며, 자료 제공에 최선을 다해주신 관련업체 관계자들에게 깊은 감사의 전한다.>