10여년 전부터 산업 전반에 3D 프린팅이 광범위하게 사용되면서 치과분야에도 서지컬 가이드, 임시크라운 등 두루 사용되고 있다. 치과기공과가 아닌 성균관대를 졸업하고 뒤늦게 덴탈테크니션의 길을 선택해 현재 센트릭 치과기공소를 운영하고 있는 이기봉 소장은 현재 강의도 나가며 다양한 종류의 3D 프린터를 사용하고 있다. 이 소장의 3D 프린팅 임상을 통해 다양한 케이스를 소개한다.
1. 서론
최근 3D 프린팅에 관심을 가진 치과 임상가 선생님들이 많다.
3D 프린팅을 시작하기에 앞서, 3D 디자인 파일은 3D 프린터에서 인식하고 출력할 수 있도록 슬라이싱 프로그램을 통해 3D 프린팅이 가능한 형태로 변환해야 한다.
슬라이싱을 위해서는 3D 프린터 제조사에서 제공하는 번들 프로그램을 사용하거나, 중국의 슬라이싱 프로그램인 ChituBox를 주로 사용하지만, 최근에는 프랑스의 Lychee Slicer나 Voxeldance 같이 다양한 슬라이싱 프로그램이 출시되고 있어 선택지가 매우 넓어지면서 선택에 혼란을 겪기도 한다. 따라서 3D 프린터 구매 시 제공되는 번들 프로그램(Photonworkshop)과 ChituBox, LycheeSlicer, 그리고 한국 스타트업이 개발중인 Metamorp까지 4 종류 슬라이서에 따른 출력물의 품질을 비교해보려고 한다.
총 4부작으로 기획한 슬라이서 별 출력물 비교 연구는 크라운, 크라운 브릿지, 치아 모델, 서지컬 가이드의 출력 비교를 진행할 예정이며, 첫 기사는 크라운 출력 정확도 평가로 시작하고자 한다.
2. 연구 방법
1) 프로파일
DLP 프린터인 Anycubic photon D2를 사용하였으며. 캘리브레이션 모델을 이용하여 확정한 소재의 프로파일 제원은 다음과 같다.
제작된 프로파일을 테스트에 이용할 3개 슬라이서(Chitubox, LycheeSlicer, Photonworkshop)에 입력하였다. METAMORP의 경우 테스트용 버전을 제공받았는데, 제공되는 소재가 몇 개 없고 소비자가 직접 프로파일을 생성하는게 불가능하다.
2) 출력 준비
본 비교에서는 13, 23, 27, 36번 치아 크라운을 출력하여 서포터 제거, 세척, 후경화를 마친 크라운을 비교할 예정이다.
3) 출력물 평가
모델 스캐너로 크라운을 한 번씩 스캔하였다. 원본 디자인 데이터에 스캔 데이터를 중첩하여 출력물의 수치적 오차값을 평가하고, 컬러 맵을 통해 출력물의 상태를 가시적으로 평가하는 방법을 이용하였다. 스캔한 데이터의 3D 분석은 Cloud Compare를 이용하였다.
3. 연구 결과
테스트에 사용한 슬라이서 4개 중 3개에서 실제 스케일보다 상당히 작게 출력되었다. 크라운 외형에 비해 내면은 상대적으로 실제 디자인 사이즈와 유사하게 출력되었으나, 크라운 외형과 내면 모두 처음 의도한 디자인대로 출력되지 않았다는 것은 큰 고민을 하게 한다.
단순히 한두 종류의 크라운에서만 같은 현상이 일어난 것이 아니라 모든 크라운에서 같은 현상이 일어났으며, 이 상태로라면 크라운의 마진 적합과 근원심 컨택은 물론 정상 교합까지 방해가 될 수 있는 상태라 보아도 좋을 것이다. 반면, 3) Metamorp 슬라이서로 출력한 크라운은 외면, 내면 모두 실제 디자인에 매우 근접하게 출력되었으며, 디자인상에서 고려하였던 컨택과 교합, 적합을 온전히 반영할 수 있을 것이다.
컬러 맵에서 진한 파랑색에 가까울수록 원본 디자인보다 작고 얇게 출력된 영역을 이야기하고, 진한 빨간색에 가까울수록 반대로 두껍고 크게 출력된 영역을 이야기한다. 초록색은 의도한 대로 정상적인 스케일로 출력되었다는 것이다.
출력 결과를 종합하여 보게되면 다음과 같다.
4. 고찰 및 결론
이번 기사에서는 4종류의 슬라이서를 이용해 동일한 크라운 그룹을 출력하고 출력 정확도를 평가해 보았다. 다른 슬라이서들에서 출력 결과가 불안정할 때 3번, Metamorp 슬라이서의 출력 정확도가 높다는 특징을 확인할 수 있었다.
후속 기사에서 4종류의 슬라이서를 이용한 크라운 브릿지, 치아 모델, 서지컬 가이드를 출력해보면서 다양한 치과보철물, 치아 모형을 출력할 때 어떤 결과를 안정성과 출력 정확도를 지속적으로 평가할 수 있을 것이다.
<다음 호에 계속>
