디지털 교정, 또 다른 게임체인저가 될 것인가?
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디지털 교정, 또 다른 게임체인저가 될 것인가?
  • 덴포라인 취재팀
  • 승인 2021.01.05 10:47
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2021 교정 트렌드 리포트 II

디지털 치의학에서 교정시장이 미래의 새로운 먹거리로 떠오르고 있다. 교정 분야에서 디지털 기술은 정밀 진단을 위한 데이터 확보와 분석, 치료 결과 예측을 위한 셋업과 맞춤식 장치 제작의 흐름으로 이루어진다. 불과 수 년 전까지도 디지털 교정 장치들의 완성도나 정확도는 임상에 적극적으로 적용되기에는 만족스럽지 못했던 것이 사실이다. 그러나 최근 디지털 기술 발전과 다양한 맞춤식 교정 장치들이 출시되며 본격적인 디지털 교정 시대를 맞이하고 있다. 과연 디지털 교정은 새로운 시장을 여는 게임체인저가 될 것인가? 2021년을 여는 디지털 교정시장 현황을 살펴본다. 덴포라인은 올 한해에도 디지털을 중심으로 다양한 임상적용 범위와 트렌드를 소개할 예정이다.

 

주목받는 디지털 교정
디지털 교정은 전통적인 교정 술식을 토대로 디지털 기술을 적용, 오차범위를 최소화하면서도 편리성을 제공하는 새로운 교정 치료 플랫폼으로 개원가에서 주목받고 있다. 

디지털 교정은 디지털 도구들을 이용한 진단, 디지털 치료 시뮬레이션과 셋업, 디지털 이미지를 이용한 효과적인 상담 도구이자 치료 솔루션의 역할을 한다. 디지털 방식으로 획득한 데이터를 기반으로 정확한 브라켓 장착을 위한 IDB(Indirect Bonding) 시스템, 투명교정장치, 가철성 교정장치, 수술교정을 위한 수술용 스플린트, 맞춤형 와이어, 맞춤형 브라켓 제작 등 다양한 장치 제작이 이루어지고 있다.

디지털 교정 워크플로우
- 디지털 방식의 환자 데이터 수집(CBCT, 구강스캐너 등)

- 디지털 분석과 진단

- 디지털 치료 계획 수립

- 디지털 교정 장치 제작(투명교정장치, IDB, 지그 등)

 

디지털 교정치료는 CBCT나 디지털 구강스캔 데이터를 중첩하여, 치료 경과나 결과를 보다 용이하고 정확하게 진단할 수 있으며 디지털화된 환자 데이터는 시각적인 이해도가 높아 환자 동의율을 높이는 데도 유리하다. 따라서 정확하고 상세한 상담과 진단이 가능해지는 시대를 열고 있다. 

교정셋업 과정을 기반으로 IDB와 투명교정장치 등 다양한 교정장치물들이 제작된다. 교정 셋업은 이들 장치 제작에서 가장 중요한 첫 단계로 정확한 진단과 효율적인 장치 제작 그리고 최종적인 치료 결과까지 전반적인 치료 예후에 큰 영향을 끼친다. 투명교정장치를 이용하는 경우 치료계획을 반영한 셋업 모델을 제작하고, 셋업된 치아의 최종 위치가 환자의 해부학적 한계를 벗어나지 않는 범위로 계획되어 있는지를 반드시 확인해야 한다. 

교정용 소프트웨어
교정용 소프트웨어는 치료 시뮬레이션과 셋업 결과를 제공하는 소프트웨어로 가상 공간에서 치아의 미세한 이동을 정확하게 조정할 수 있다. 교정용 소프트웨어는 IDB 시스템과 투명교정용 가상 셋업, 스플린트, 상·하악의 교합 검사 등을 할 수 있으며 치아의 이동량, 위치와 조기접촉에 의한 교합간섭 여부도 확인할 수 있으며 수정 조정도 간편하다. 

시중에는 다양한 교정용 소프트웨어가 출시되어 있다. 디지털 교정 소프트웨어를 고려할 때는 자신의 진료 패턴이나 병원 시스템과의 접목을 우선적으로 살펴야 한다. 원하는 부분에 한계 없이 다양한 활용이 가능한지, 숙달되기까지의 Learning Curve 정도와 초기 구입비나 사후 유지관리 비용 항목 등도 살펴봐야 한다.

디지털 교정의 대표주자 투명교정장치
투명교정장치는 디지털 교정 분야의 대표적인 치료장치이다. 투명교정의 시초는 1945년 Dr.H.D.Kestling이 경미한 crowding을 치료하기 위해 투명하고 진공 성형된 치아 위치조정 장치를 제안한 것에서 시작한다. 그러나 당시는 수작업으로 치아를 왁스상에 위치시키고 모든 치아 이동을 단계적으로 제작한 후 투명하고 진공 형성된 리테이너를 만드는 노동집약적인 과정이었다. 

이후 1997년 미국 스탠포드 대학의 대학원생들이 3D 컴퓨터 이미지 그래픽 기술을 개발, 치과교정학에 접목해 최초로 대량생산한 맞춤식 투명교정장치를 출시하며 새로운 교정치료장치 시대를 열었다.

투명교정장치 시장현황
전 세계 디지털 투명교정 시장 규모는 2016년 기준 3조 1천억원, 2025년 8조 8천억원으로 매년 20% 가까운 성장세가 예상된다. 한국 시장 규모는 2018년 약 150억원으로 추정되며, 투명교정시장의 대표 주자인 인비절라인의 Align Technology는 2019년 총 매출이 24억 달러로 사상 최대 매출을 기록한바 있다. Align의 실적은 전 세계 투명교정치료의 증가에 따라 20% 이상의 높은 성장세를 기록하고 있다.

이 같은 성장세는 2020년 코로나 위기속에서도 오히려 증가세를 나타냈다. 실제 Align의 2020년 4분기 장치 선적은 전년대비 23.9% 증가했으며 12월에 치료를 시작한 인비절라인 환자수도 800만 명을 돌파하기도 했다. 이 같은 성장세는 2019년 3월 인비절라인 환자 700만을 돌파한 후 단기간에 800만명을 돌파한 것으로 디지털의 보급 확산에 따라 투명교정이 디지털 교정의 가장 중추적인 역할을 담당하고 있는 것으로 보인다. 

2020년 3분기 실적 역시 전년 동기대비 20% 증가한 7억 34백만 달러의 매출과 전년 동기대비 28.7% 증가한 49만 6000건의 인비절라인 증례 증가가 이뤄지기도 했다. 특히 주목할 부분은 인비절라인에 전달되는 환자데이터는 북미의 경우 93.3%가 디지털 방식으로 진행된 점이다. 구강스캐너 등 디지털 워크플로우의 실현이 투명교정장치 시대를 앞당기고 있다.

디지털 교정 시대를 준비하며 
디지털 기술을 사용해 진단, 치료계획 수립, 최종 교합 설계 등 교정 치료의 전반적인 과정이 개원가에서 널리 적용되고 있다. 교정전문의들은 아직도 투명교정장치를 이용한 교정치료가 한계점을 갖고 있다고 생각하는 경우가 많다. 그러나  이 같은 우려에도 불구하고 디지털 기술을 활용한 교정치료는 앞으로 지속적으로 증가할 것으로 보인다. 

디지털 교정의 흐름은 환자의 협조도에 따른 치료 예후의 오차를 줄이기 위해 치료의 시작, 중간, 마무리 단계에 이르기까지 디지털 기술의 활용이 환자와의 커뮤니케이션과 정확한 서비스 제공에 중심을 두게 될 것이다. 디지털 교정의 전개 방식도 현재 시도되고 있는 다양한 방식의 치료들, 예를 들면 순측, 설측, 투명교정, 수술교정 등이 디지털 교정이라는 하나의 플랫폼에서 이뤄지게 될 것으로 보인다. 아울러 AI를 통한 진단관련 소프트웨어와 이를 통한 투명교정의 발전이 가시화될 것으로 보여 디지털 교정은 치과치료에 또 다른 차원의 변화를 불러오는 게임체인저가 될 것으로 기대된다. 

 

디지털 교정시대에 주목할만한 기자재와 소프트웨어 현황
국내 시장에서 디지털 교정장치에 출사표를 던진 다양한 기자재 현황을 살펴보자.

㈜디오_DIO Ortho navi. Bracket, Clear Aligner
DIO Ortho navi. Bracket은 ㈜디오가 자체 개발한 소재의Custom Base로 환자의 치아 형태에 따라 정확하게 부착되어 이물감이 적고, 정교한 치아이동이 가능하다. 특허 등록된 프린팅 Jig를 이용해 순측, 설측 모두 손쉽게 부착가능하며 Ni-Ti Wire- Wire의 벤딩이 따로 필요 없으며, 오직 두 가닥의 Ni-Ti Wire를 사용하여 교정을 마무리할 수 있다.

Double wire system의 장점은 두 가닥 와이어로 토크 조절이 가능하고 치아배열에 용이, 공간폐쇄시 치체이동에 용이한 장점이 있다. Clip type- Turk- in 구조로 된 결찰 장치로 신속하고 쉽게 와이어 적용이 가능하다. Slot Size는 순측의 경우 015 //012/014 Arch Wire 사용하며 설측은 015/010/012/014 Circle Wire를 사용한다. 

제작과정은 ▲구강 내 스캔촬영 또는 석고모델 및 교정 진단자료 접수 → 웹사이트 주문 내용 및 접수 확인 → DIO 교정팀 플래닝 및 교정 자문의 상세검토 → 3D Printer를 이용하여 교정용 모델 및 Bracket 제작 → 제품 발송 순으로 이뤄진다. 디오는 스캔 뿐만 아니라 석고모델도 접수 가능하며, CT 파일은 필수적이지 않으나, 필요에 따라 추가적으로 요청하기도 한다. 교정 진단 자료는 필수로 첨부해야 하며 주문 접수 후 작업시간 중 주말 및 공휴일은 제외한 의뢰 치과 case 컨펌 시 6일 이후 제품도착이 가능하다. 

DIO의 투명교정장치 소재인 DIO Digital Clear Aligner용 Clear Sheet는 Diamond Attachment, C - Force System으로 일반적인 투명교정 방식과 달리 매 단계에 일정한 힘으로 교정력을 전달하고 먼저 교정 완료된 치아가 고정원이 되어 교정 안정성을 높이는  System이다. 디지털 투명교정은 20주, 5 step 과정으로 환자의 상태에 따라 맞춤식 투명교정을 제공하여 환자와 술자의 만족도를 높여주는 Smart Set-up System이다. 

Digital Clear Aligner는 020/025/030 3 Type Sheet, 20주 Re Set-up System으로 3D Printing Model Service -  DIO 3D Printing Model 소재로 출력한 모델프린팅 서비스를 통해 정밀한 투명교정장치를 제공하며 디지털 셋업을 통해 두께가 다른 3가지 타입의 단계별 장치를 적용, 치아를 점진적으로 이동시켜 통증을 최소화해준다.

 

오스템임플란트㈜, MagicAlign, MagicLine

MagicAlign은 디지털 투명교정 시스템으로 3겹의 복합소재 ‘MagicFoil’을 사용한다. 'MagicFoil'은 우수한 내구성 및 소재 안정성을 자랑하며 장치의 착탈 편의성 증대를 위해 양쪽 바깥층은 Soft layer를, 중간층은 ‘Hard layer’의 3-Layer 복합소재로 우수한 교정유지력 확보와 환자의 초기 통증 감소 효과를 보유하고 있다.

‘MagicFoil’은 특허받은 Attachment를 사용한 치아견인력 증대로 고난도 Case 및 정교한 치아 이동이 필요한 경우 선택 적용이 가능하다. 아울러 임상자문의와의 협진으로 체계적인 교정진료 계획 수립이 가능하며, 12주 간격으로 중간 인상 채득 후 치아 이동량을 확인하여 치료 경과에 따라 장치 분할 제작이 이루어진다. 

MagicLine은 디지털 교정가이드로 정밀한 치료계획 수립, 접수부터 진료까지 임상자문의의 전문적인 진료가이드와 쉽고 편리한 작업, 연계시술로 진료영역 확대를 꾀할 수 있다.
아울러 매직라인 포털사이트를 통해 주문 접수 및 제작진행이 가능해 편리하게 장치공급 서비스를 받을 수 있다.

3Shape_Ortho System
Ortho System은 Ortho Analyzer, Ortho Planner, Appliance Designer 등에 적용할 수 있고 DCM과 STL 파일이 지원되는 모든 프로그램과 호환이 가능한 교정용 프로그램이다. 트리트먼트 시뮬레이터뿐 아니라 세 가지의 디지털 상담 도구가 있어 치료 상담시 한계점 등 치료 방향에 대한 설명을 직관적으로 할 수 있으며 이를 통해 원활한 상담이 가능하다. 구강스캐너인 TRIOS와 연동해 교정환자의 진행 상황을 시각화 할 수 있으며 구강스캐너 하나로 분석과 추적 관찰에 대한 어플리케이션을 사용할 수 있다.  

3Shape Ortho System 2020 버전에는 새로운 기능들이 탑재됐다. 치아 간 충돌 방지 기능이 향상됐고 교합을 수동적으로 정렬할 수 있다. 또한 부정 교합과 치아의 이상적인 셋업을 동시에 비교하며 확인할 수 있다. Dental Desktop의 치과 교정 주문 유형인 Orthodontic Planner, Clear Aligner Studio 및 IDB를 위한 Indirect Bonding Studio를 함께 지원한다. IDB Transfer Tray 및 기타 Appliance의 디자인을 담은 Appliance Designer 클래식 버전으로도 출시 예정이다. 자동 랜드마크 기능을 구현해 진단 및 치료 계획 모두를 위한 준비 단계를 간소화했다.

아울러 기존 Silver E Scanner 시리즈보다 20% 이상 빠른 속도의 Generation RED E Scanner 시리즈와 함께 Ortho System 2020이 제공된다. 투명교정장치를 대량으로 생산하는 곳을 위해 자동 Wax-up 기능과 투명교정장치의 Auto cutting을 위한 커트라인 및 부품 표시 기능이 추가됐으며 이를 통해 레이저 Cutting 장비로 쉽게 분리할 수 있어 투명교정장치의 워크플로우 개선이 기대된다. 

㈜디오코_Autolign
오토라인은 구강 스캐너를 이용한 스캔파일로 치아 셋업 작업을 하는 것이 메인 기능이다. 오토라인의 핵심은 치아 충돌처리 기술로 세계 최초로 특허 출원됐다. 3D 프로그램에서 치아가 이동할 때 서로 중첩될 수밖에 없는데, 기존의 프로그램은 모두 수작업으로 중첩된 요소들을 분리해야 해서 시간이 많이 소모됐고 직접 눈으로 식별해야 해 정확성도 낮았다. 이러한 번거로움을 해소하기 위해 개발한 충돌처리 기술은 치아가 충돌했을 때 그 양만큼 자동으로 밀어내면서 정확한 컨택을 유지할 수 있다. 이 기술을 바탕으로 Auto Align(자동정렬)을 세계 최초로 개발했다.

교정용 소프트웨어 시장은 전반적으로 인적자원의 소모와 업무량을 줄일 수 있는 자동화 시스템으로 가고 있다. 소프트웨어의 주된 목적은 장치물 제작이지만 시뮬레이션 기능을 통해 환자 상담 시 치료 동의율을 높일 수 있다. 디오코는 Auto Segmentation 구현을 위해 AI 기능을 탑재하는 것도 개발 중이다.

㈜케어덴트코리아_CS Ortho 2.0
CS Ortho 2.0은 발치, 비발치 등의 케이스에서 치아를 가상 이동해보며 교정 전,후를 예상하고 움직임의 결과를 확인할 수 있는 교정 전문 CAD 소프트웨어다. 치아 자동 이동 기술을 활용해 셋업 및 장치 디자인 시간을 획기적으로 단축시키며 15㎛ 이내의 오차 범위 내로 컴퓨터가 전체 치아를 자동으로 이동함으로써 빠른 시간에 치아 셋업이 가능하다. 

치과에서 구강스캐너와 3D 프린터를 이용해 환자 구강상태를 데이터화 할 수 있으며 이를 모델로 출력할 수 있다. Auto Align을 통해 발치 혹은 비발치 케이스에서 치아를 가상으로 이동해보며 교정 치료 전/후를 예측할 수 있다. 아울러 IDBS(Indirect Bonding System)를 이용해 가상의 브라켓 가이드를 출력해 지그 제작이 가능하다.

CS Ortho 2.0은 다양한 IDBS 라이브러리가 준비돼 있어 추가를 원하는 유저들은 개발사인 디오코를 통해 받아볼 수 있다. 더불어 다양한 분석 정보를 확인할 수 있으며, 시뮬레이션을 통해 환자와 직접 상담이 가능하다.
 
현재 유저들은 주로 환자 상담에 많이 활용하며 2D상의 사진과 구두 설명보다 악궁과 배열상태가 스텝별로 어떻게 변화하는지를 직관적으로 확인할 수 있는 것이 장점이다. 또한 환자 상담 시 Auto Aligner 기능으로 악궁의 변화를 예측하고 비교할 수 있어 환자 내원 당일에 원활한 상담이 가능하다.

더불어 Cephalo 데이터를 정합할 수 있어 시각적인 상담이 원활하며, 발치 케이스에서 환자의 거부감을 해소하고 원활하게 치료를 진행할 수 있어 편리하다. 향후 페이스 스캐너와 연동할 수 있는 ‘O-Face’ 기능이 추가될 예정이며 설측 IDBS가 구현되는 기능도 준비하고 있다.

 



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