치과용 자성 Attachment 어디까지 왔나?
2편: 일반 보철임상에서 기본적인 사용법
III. 임플란트 보철에서의 적용 - 1월호에 계속됩니다.
의치 유지장치에 목적을 한정해 다양한 기구를 부여하는 자석장치들을 이제 단순히 자석이라 부르는 것은 타당하지 않다. 그들을 위해 특별한 명칭이 필요한데, 요즘 자주 사용되고 있는 자성 어태치먼트(Magnetic Attachment)라는 명칭은 일본의 H. Sasaki, Y. Kinouchi 등에 의해 명명된 것이기도 하고 일본과 한국, 특히 경희치대병원 보철과에서 활발하게 임상 적용을 시행하여 7년 이상의 안정된 결과를 얻고 있는 장치이다.
● 기본형태
자성 어태치먼트의 일반적인 구조는 영구자석 본체를 갖춘 자석구조체(Magnetic Assembly)와 이것에 흡착하는 자성재 Keeper로 이루어진다. 기본적으로 자석구조는 보철물에 결합되고 자성재는 치아나 치근에 결합해 양자의 자기적인 흡인력에 의해 보철물 유지장치로 기능하게 된다. 자성 어태치먼트 구성요소의 하나로 Keeper라는 명칭을 처음으로 사용한 사람은 1981년 Gillings이며 오늘날에는 자석구조체에 있어 일반적 용어로 채택되고 있다.
● 재료
현재 시판되고 있는 자성 어태치먼트에 이용되는 자석은 모두 소형의 고성능 희토류자석이며 사마륨(Sm) 코발트 자석, 네오디미움(Neodymium) 자석 모두가 이용되고 있다. 전자보다도 후자가 고성능이지만 후자는 부식되기 쉽고 다소 불안정한 소재라는 면에서 본다면 결국 둘다 거의 대등한 수준인 것 같다. 또 비싸기는 하지만 그 자체가 내식성이 뛰어난 백금(Pt) 자석 등도 여전히 가능성을 지니고 있다.
● 자성 어태치먼트의 요건
자성 어태치먼트는 일반적으로 다음의 조건을 만족해야 한다.
① 구강내에서 생물학적으로 안전해야 한다.
② 물리 화학적으로 안정해야 한다.
③ 임상적으로 이용하기 쉬운 형태가 되어야 한다.
④ 의치의 유지에 유효한 유지력을 보유해야 한다.
만약 치아에 유해하지 않도록 의치를 쉽게 철거할 방책만 있으면 의치 유지력은 강할수록 좋다고 생각할 수 있다. 자성 어태치먼트에 관해서도 필요로 하는 유지력을 명시하는 일은 쉽지 않다. 연구자들은 종래의 기계적 유지장치에 관한 각종 견해를 참고로 해서 500그램 정도의 유지력을 목표로 자성 어태치먼트를 개발해 왔다. 그 결과 실용적인 유지력 크기로 400-900그램 내의 것들을 다양하게 얻을 수 있게 되었다
자성 어태치먼트의 유지력은 의치의 금속고리나 기계적 유지방식과는 역학적으로 다른 양상이 이것들과 단순 비교하는 것은 옳지 않다. 그 평가를 위해서는 많은 검사가 필요할 것이다.
어떻든 자성 어태치먼트에 대한 현시점의 견해는 그 유지력이 강할수록 좋을 것이라는 생각이다. 더 강력한 자력이 생긴다면 더 소형 어태치먼트를 개발할 가능성이 있음을 의미하고 크기가 작아질수록 임상적용이 쉬워지기 때문이다.
임상요건을 충분히 만족할 만큼 소형이면서 고성능인 Sandwich Type의 자성 어태치먼트로서 ‘Magfit System(Aichi Steel Work, Japan/한국 신원치재(주) 보급)’을 대표적으로 들 수 있다. 시작품은 약 560그램이었지만, 그 후 다소 소형이며, 여러 가지 형태로 약 600그램 이상의 다양한 유지력을 발휘할 수 있는 것까지 개량되었다. 이 자성 어태치먼트는 1992년 6월에 의료용구로서 일본 후생성의 인가를 받아, 같은 해 7월부터 일본과 한국, 그리고 아시아 지역에 발매되고 있다.
● 유지력과 흡인력
유지력 평균치는 400-800그램이다. 일반적으로 의치를 구강내에서 떨어지지 않게 하는 힘을 유지력(Retentive Force)이라고 한다면, 그 원천이 자석일 경우 특별히 흡인력(Attractive Force)이라는 용어를 사용하고 있다. 얼마전까지는 자석자체 무게와 같은 무게의 것을 흡착할 수 있으면 고성능 자석이라고 불렀지만, 네오디움 자석은 자체무게의 880배를 들어올릴 정도로 고성능화되었다. 이 자성 어태치먼트에 사용되고 있는 사마륨·코발트 자석 중량은 0.08그램이다. 다시말해 이러한 구조를 부여함으로써 이 자석은 자체무게의 7,500배를 들어올릴 수 있다고 말할 수 있다. 또한 자석구조체와 자성재의 접합면에 간격이 있으면 흡인력이 저하되는데, 예를 들어 약 0.2mm 간격에 흡인력은 약 100그램으로 급감한다. 이러한 양상은 폐자로회로의 특징이며, 개자로로서 사용한 자석단독 흡인력은 이 간격이 증가해도 비교적 완만하게 감소한다.
지금까지 필자가 성공적으로 적용해 왔던 임상응용(그림4-7)에 대해서는 표1에 간단하게 정리하였다
<표1> 자성 어태치먼트의 임상 적용 범위
Successful Clinical Case |
1. Repair of Old Denture |
● 자성 Attachment는 지대치에 가해지는 측방 하중을 감소시킨다.
일반적으로는 치조제나 지대치 부위가 완전히 평탄하다고는 할 수 없으므로, 이와 같은 의견은 지당한 것이라고 생각한다. 그러나 우리들이 평소에 강조하는 「자성 Attachment는 치아에 측방력을 가하지 않는 뛰어난 유지장치이다」라는 것은 사실이고, 자성 Attachment의치의 지대치는 기본적으로 과도한 측방력과 회전력을 받지 않는 구조를 갖고 있다고 할 수 있다.
치조제 부분도 의치의 측방이동에는 확실하게 저항하고 있는 구조물이다. 그러나 실제로는 점막 피압축성과 치근 동요도와는 다르다. 어느 쪽이든 육안으로는 작지만 하중부담 입장에는 큰 차이가 있다. 즉, 의치에 가해진 하중은 점막부위 피압축성 때문에 대부분 종국에는 잔존치아에 전달되고 마는 경우도 있다. 이 하중 부담의 양상에 대해서는 의치와 지대치 부위 연결구조가 핵심이 된다.
이미 설명한 바와 같이 자성 Attachment의 접합면에서 자석구조체(Magnetic Asembly)와 근면판(Keeper Post)이 쉽게 미끄러져, 의치에 가해진 하중의 일부는 치근에 전달되지 않고 해소된다는 이론으로 설명하고 있다. 하지만 근면판 형태나 치은 상방으로 돌출된 높이정도에 따라 근면판의 견부가 의치상과 접촉되어 있으므로 쉽게 측방으로 미끄러지지 않는다는 이론도 성립될 수 있다. 우선, 「치아에 가장 적합한 Attachment」란, 어디까지나 기존의 유지장치와의 비교라는 점을 이해해 주기 바란다. 즉, 측방하중을 받아들이는 본성 자체에 다소 차이가 있기는 하지만 Konus관과 Clasp의 견부 등으로 단단하게 둘러싸인 지대치에는 의치 움직임에 따른 하중이 더 크게 전달될 수 있음을 예상하게 된다.
자성 Attachment의 경우에 의치 측방동요시, 근면판의 사면부가 닿아 있어도 지대치에 심한 하중이 작용하지 않는다. 상황에 따라서는 이 접촉부분을 완충하는 것으로 지대치에 가해지는 측방하중을 더욱더 경감시키는 것도 가능하다. 이것은 실제로 의치 장착시에 Fit Checker등을 사용해 간단히 처리할 수 있다. 또, 유리단의치 원심부에 가하는 수직하중에 대해서도 자성 Attachment를 이용하면, 지대치에 작용되는 회전력을 대폭적으로 경감시키는 것이 가능하다. 의치에서도 수직 저작력은 10kgf 이상이나 가해진다고 알려져 있다. 680kgf의 유지력을 나타낸다해도 당연히 하중에는 저항할 수 없으므로 Attachment는 접합면에서 떨어져 이개하게 된다. 하중이 제거되면 점막의 압력과 Attachment의 흡인력(Attractive Force)으로 의치는 원래의 상태로 돌아가게 되지만, 객관적으로는 씹는 정도에 따라 의치가 살짝 동요한다는 것을 의미한다. 약간 미덥지 못한 것 같지만 그래도 귀중한 잔존치근에 무리한 하중이 작용되지 않으면서 기능할 수 있는 조화로운 상태가 되어야 한다. 그런데, 지대치의 부담 경감과 의치 기능성의 관계에 대해서는 국소의치의 원리에 관련시키기 어려운 점도 있다. 그것은 기본적으로 보통은 서로 용납되지 않는 사항이라고 하는 것이다. 즉, 조금도 움직이지 않는 유지력을 소유하고 기능성이 높은 의치는 저항원이 되는 지대치에 큰 부담을 주고 있는 반면, 지대치의 부담 경감을 중시하여 제한된 유지력만을 부여한 의치는 동요에 대한 확고한 저항원이 없기 때문에 안정성의 저하를 초래하고 만다. 의치에 가해진 기능시의 하중은 결국 어디에선가 부담하지 않으면 안되므로 특별히 소수잔존치 증례에서는 그러한 기능력의 분담을 생각하는 것이 중요하다.
자성 Attachment는 임상조건에 따라서 어떤 때는 Rigid Type의 유지장치로서, 또 다른 상황에서는 Flexible Type의 유지장치로서 구분해 사용할 수 있는 것이 큰 특징이다. 종래의 Clasp과 Konus Telescope Crown과 같은 유지장치는 일단 그 시스템을 선택한 이상, 그 후의 것은 자동적으로 규제되어 버리기 때문에 자성 Attachment에서와 같이 절묘하게 분간해 사용할 수 없다는 것은 이미 알고 있는 바이다.
