필자는 심미성과 더불어 기능성까지 갖춘, 진정한 “TODAY 보철치료”를 이뤄낸 제품을 소개하고자 한다. 

 

 

㈜이지세라믹연구회의
하이브리드 세라믹 잉크가 이루어낸 치과계 패러다임

하이브리드 세라믹 잉크는 세라믹과 고분자 레진의 장점을 융합하여 우수한 심미성을 유지하면서 기계적 특성과 가공성까지 향상시켜 개발했다. 세라믹은 심미성뿐만 아니라 기계적 강도도 우수하다. 하지만 낮은 파괴인성이 단점이다. 반면 레진은 가공성이 용이하고 파괴인성이 상대적으로 높다. 따라서 세라믹과 레진을 복합체로 융합시키면 치과 적용에 이상적인 소재로 기능할 수 있다. 

보통의 인레이나 크라운을 지르코니아로 제작하면 24시간 정도의 소결 후 냉각시간이 소요된다. 하지만 하이브리드 세라믹 잉크는 광중합 과정만 거치면 완성되기 때문에 전체 치료 시간을 크게 줄일 수 있다. 

절삭 가공 시 150개 정도의 수복물 제작이 가능한 하이브리드 세라믹 블록에 비해, 3D 프린팅 기술을 적용한 ㈜이지세라믹연구회의 하이브리드 세라믹 잉크의 경우 우수한 가공성으로 300~450개의 수복물을 제작할 수 있다. 가공 중에 찢어지는 현상인 치핑(chipping) 발생률도 매우 적고, 표면 경도가 낮아서 대합치의 과다 마모를 방지할 수 있다는 장점도 있다. 

또한, 인레이 제작 시 컴포짓트 레진에 비해 강도 및 안정성 면에서 유리하며 세라믹과 레진이 복합적으로 결합하고 있어 수복물(보철물)이 파절되더라도 파절된 부위를 레진으로 신속하게 수리(repair)할 수 있다는 장점도 빼놓을 수 없다. 그뿐만 아니라 색조(shade)에서도 자연치와 유사한 색조 재현이 가능하여 환자의 심미적인 요구를 완벽하게 만족시켜줄 수 있다.

이로써 높은 기능성, 제작 시간, 심미성까지 갖춘 하이브리드 세라믹 잉크는 진정한 “Today” 치료 서비스 제공을 가능케 한다. 

 

 

의료산업의 변화, 세라믹 3D프린터 

치과 의료산업은 디지털 기술의 활용을 바탕으로 급변화하고 있다. 통상적으로, 치과 보철물은 환자로부터 인상채득 후 작업모형을 제작한다. 그러나 이 모든 과정에서 재료의 수축·팽창에 의한 오차가 발생할 수 있고, 수작업으로 작업모형을 제작할 경우 여러 번 복제하고 다듬는 과정에서도 오류를 수반하게 되어 최종 보철물의 정확도에 영향을 미치게 된다. 

작업모형 제작에서 사용되는 CAD/CAM 시스템은 가공 방법에 따라 절삭 가공과 적층 가공으로 분류된다. 절삭 가공은 블록 형태의 치과용 소재를 절삭하여 작업모형을 제작하는 방법으로 치과용 절삭 기계(milling machine)가 사용된다. 이 가공 방법은 장비 사용에 따른 유지 비용이 많이 든다는 점, 절삭 과정에서 불필요한 소재 소모로 생산과정에서 재료 소모율이 70%나 된다는 점과 시간적 손실이 크다는 점이 단점으로 지적되고 있다.

대조적으로, 적층 가공은 치과용 3D프린터를 사용하여 액상 또는 분말 형태의 재료를 여러 개의 층으로 쌓아 올려 최종 결과물을 얻어내는 방법이다. 이 방법은 최소한의 재료로 원하는 작업모형을 제작할 수 있으며 1회 공정에서 여러 개의 작업모형을 생성할 수 있어 작업 효율성을 증대시킬 수 있으며, 프린팅 후 잉크를 수거하여 재사용이 가능하므로 환경오염 및 재료소모를 줄일 수 있다는 장점이 있다. 

절삭 가공 시 한 세트의 버(bur)로 5~10개 정도의 수복물(보철물)만 가공할 수 있었던 기존 세라믹 블록에 비해, 3D 프린팅(적층 가공) 시 1회 공정에 15~30개 정도를 가공할 수 있으며 소모품을 교체할 필요도 없다. 

또한, 치아 보철물 제작 과정이 소결 과정 없이 체어사이드(char-side)에서 이루어지므로, 환자의 당일, 단 한 번의 내원으로 보철치료가 바로 가능한 ‘투데이 보철치료 서비스’ 제공이 가능하다. 

 

 

의료계의 패러다임 전환

임시 치아가 아닌 고품질의 최종 보철물을 저렴하고 빠르게 제조하여 사용자인 치과의사와 실수요자인 환자 모두에게 시간과 비용 측면의 부담을 덜어줄 수 있다면 치과계의 발전을 이뤄낸 것이라고 보아도 좋을 것이다. 더 나아가 궁극적으로는 디지털 및 의료시장의 발전을 달성하고 글로벌 의료시장에 혁신을 불러와 중장기적인 성장이 크게 기대되는 바이다. 

고객 맞춤형 제품 생산을 위해 3D프린터를 가장 적극적으로 활용하고 있는 산업은 항공우주와 의료부문이다. 글로벌 데이터의 최신 보고서를 보면, 의료용 3D프린터 시장은 2022년 20억 달러에서 2026년 40억 달러 규모로 연평균 21%의 고성장이 전망되고 있다. 3D 프린팅 기술이 소품종 대량생산에 적합하지 않다는 것은 사실이다. 하지만 의료산업에서는 고객마다 개인 맞춤형 생산이 필수적인 만큼, 3D 프린팅 기술의 무궁무진한 발전과 활용을 기대해본다. 가령 무릎 연골의 퇴행으로 고생하시는 분들의 연골을 대체하거나, 부러진 뼈를 대체하는 등. 과학 기술의 진보는 상상만으로도 놀랍고 신기하다는 생각에 감탄이 절로 나온다. 

앞서 서술한 기술력을 개발한 팀은 경희대 출신 치의학박사 이상혁 대표가 이끄는 ‘(주)이지세라믹연구회’다. 국내의 보철물 시장은 물론 세계 시장 진출을 목표로 노력하고 있다. 이미 해외의 보철물 업계에서도 많은 문의가 들어온다며 기쁜 비명을 내는 중이다. 

 

 

필자의 나이도 이제 예순 대로 들어섰다. 나이가 들어감에 따라 점점 치아가 약해지는 것을 느끼게 되는데 어느 날 갑작스럽게 보철물을 해야 할 일이 생기더라도 투데이 치과 치료가 가능하다면 사회생활의 중단 현상을 경험하지 않아도 되니 걱정할 일이 없겠다. 긴 치과 치료로 고통받았던 경험이 있다면 모두 공감할 것이다. 치과 치료에 혁신을 가져다주고 삶의 질을 높이는 3D 프린팅 기술의 발전을 응원하는 이유다.