컬러센서가 포함된 3D 프린팅 치아 스플린트 개발 및 이갈이 심각도의 정량적 진단법 제안

Abstract

최근 3D 프린팅 기술은 높은 형상 자유로도 인해 의학 및 치과 분야에서 다양하게 활용 중이며, 특히 치과분야에서 임플란트, 교정기 등 환자 맞춤 생산이 가능하여 3D 프린팅 기술이 주목받고 있다. PolyJet 3D 프린팅은 14 μm의 높은 해상도와 생체적합성 레진을 프린팅 잉크로 사용할 수 있어서 치과분야에서 사용할 수 있다. 또한, 잉크를 이용하는 방식으로, 색상의 혼합이 가능해 풀컬러 프린팅이 가능하다. 한편, 이갈이, 특히 “수면 중 이갈이” 증상은 수면 중 무의식적으로 치아를 가는 행위을 말하는데, 심각한 경우 치아 마모, 턱관절 장애 및 두통을 야기할 수 있다. 이갈이의 효과적인 치료를 위해 정확한 진단은 필수적이다. 하지만, 현재 이갈이 진단은 의사와의 문진, 주변인의 진술 등 정성적인 진단이 대부분이며, 정량적인 진단은 부족하다. 따라서, PolyJet 3D 프린팅을 이용하여 색상 센서가 포함된 3D 프린팅 스플린트를 개발하고, 이를 이용해 이갈이의 심각도를 정량적으로 진단하는 방법을 제안하고자 한다. 먼저, 모델링 소프트웨어 및 PolyJet 3D 프린팅을 이용해 치아 시편을 제작하고, 저작재현장치를 이용하여 마모시험을 실시한 후, 육안으로 마모상태를 구분할 수 있는지 확인하였다. 시험 결과 높은 힘과 많은 저작 사이클 수는 깊은 치아 마모를 보여주었다. 이후, 시편 제작과 마찬가지로, PolyJet 3D 프린팅을 이용하여 실제 시제품을 제작하였다. PolyJet 3D 프린팅은 각 층마다 다른 색상을 가진 레이어를 출력할 수 있으며, 본 연구에서는 한 레이어당 0.5mm, 세개의 레이어로 스플린트를 제작하였다. 재료의 생체적합성 검증 등 제작한 장치의 실제 사용에는 제한이 있으므로, 임상시험을 하기에 앞서, 기존 치아마모 기준을 통해 이갈이의 심각도를 표현하는 진단법을 제안하였다. 치아의 마모 위치와 깊이에 따라 이갈이의 심각도를 결정할 수 있다. 따라서, 본 연구를 통해 환자 개개인의 캐스트가 필요없으므로 빠르게 진단장치를 제작할 수 있으며, 배터리 등 추가적인 전자 부품 없이 색으로만 이갈이를 진단할 수 있는 간편한 진단법을 제안한다.