상악 중절치의 설측 치체 이동량에 따른 투명교정 장치의 6축 힘체계 변화

Abstract

디지털 기술이 지속적으로 발전함에 따라 최근에는 브라켓과 와이어를 사용하는 전통적인 치료 방식과 함께 구강스캐너, 치과용 CAD/CAM 소프트웨어, 고분자 플라스틱으로 만든 sheet를 사용하여 제작되는 투명교정 장치를 사용하는 치료 방식이 널리 사용되고 있다. 투명교정 장치를 사용하는 치료의 성공은 투명교정 장치를 장착하는 기간 동안 치아에 교정력을 지속적으로 인가하는 것이 가장 중요하다. 교정력의 지속적인 인가는 치아 이동량 계획, Sheet의 종류, 부가장치인 power ridge의 활용에 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서는 상악 중절치의 설측 치체 이동 상황에서 치아 이동량 계획과 지속적인 교정력 인가의 관계에 대하여 확인하였으며, 추가적으로 sheet의 종류 및 power ridge의 활용과의 상관관계를 확인하였다. 우선 투명교정 장치를 장착하는 기간인 일주일 동안의 교정력(Fx, Ty) 변화를 측정하기 위해 상악 중절치의 치축을 고려하여 임상환경을 모사한 측정 장비를 제작하였으며 6축 Force와 Torque의 측정은 0/1/2/3/5/7일차에 실시하였다. 측정을 실시하지 않는 동안은 임상환경을 모사한 초기 구강 모델에 실험군을 장착하여 보관하였다. 실험군의 구성은 치아 이동량 계획 / Sheet의 종류 / Power ridge의 활용 여부를 조합하여 총 12개의 그룹으로 구분하여 측정을 실시하였으며, 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 일반적으로 모든 측정값은 시간의 흐름에 따라 0에 수렴하는 방향으로 감소했으며 3일차부터 소성변형이 시작되는 것을 알 수 있었다. 또한 치아 이동량 계획 0.4 mm에서는 모든 그룹의 M/F ratio가 0에 수렴하는 것을 확인할 수 있었으며 0.2 mm에서는 상대적으로 높은 M/F ratio가 확인되었다. Power ridge의 활용 또한 효과적인 것을 확인할 수 있었다. 또한 각 그룹과 Fx, Ty의 상관관계를 분석한 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 치아 이동량 계획의 경우, Fx에는 유의한 차이가 있었으며(p = .037) Ty에서는 유의한 차이를 확인할 수 없었다. (p = .289) Sheet의 종류의 경우에는 Fx에서는 유의한 차이를 확인할 수 없었으며(p = .135) Ty에서는 유의한 차이를 확인할 수 있었다. (p = .048) 마지막으로 power ridge의 활용의 경우, Fx에서는 유의미한 차이를 확인할 수 없었으나(p = .220) Ty에서는 유의미한 차이를 확인할 수 있었다. (p = .023) 일주일 동안 상악 중절치의 설측 치체 이동 상황에서 치아가 lingualversion되지 않도록 하기 위해서는 Fx보다는 Ty를 효과적으로 조절하는 것이 중요하다는 점을 기반으로 본 연구의 결과를 살펴보면 치아 이동량 계획을 0.2 mm 수준으로 정밀하게 수립하고 power ridge를 활용하며 적절한 M/F ration가 발생할 수 있는 CA Foil과 MagicFoil을 활용하는 것이 가장 효과적이라는 것을 알 수 있었다. 이 연구를 바탕으로 상악 중절치의 다른 방향으로의 치아 이동 상황을 고려한 요소들의 검증이 필요할 것으로 보이며 더 나아가서 다양한 형상의 다른 치아들에 대한 검증을 실시할 필요가 있을 것으로 보인다. 마지막으로 환자 맞춤형 의료기기인 투명교정 장치의 임상적인 유효성을 검증하기 위해 구강환경을 모사한 측정 장비에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다.

As digital technologies in dentistry continue to advance, clear aligner therapy, which is based on the use of intraoral scanners, dental CAD/CAM software, and thermoplastic sheets, has become widely adopted alongside traditional orthodontic treatments involving brackets and wires. The success of clear aligner therapy largely depends on the continuous application of orthodontic forces to the teeth throughout the period the aligners are worn. The continuous application of orthodontic forces is influenced by factors such as the tooth displacement plan, the type of sheet, and the use of attachment such as power ridges. Therefore, this study investigated the relationship between the tooth displacement plan and the continuous application of orthodontic forces during lingual bodily movement of the maxillary central incisor. In addition, the study examined the correlation of this relationship with the type of sheet and the use of power ridges. To evaluate changes in orthodontic force(Fx, Ty) over the one-week period during which the clear aligner is worn, a measurement device simulating the clinical environment was developed, taking into consideration the long axis of the maxillary central incisor. 6-axis force and torque were measured on days 0, 1, 2, 3, 5, and 7. During periods when measurements were not conducted, the experimental groups were stored by mounting them on an initial oral model that simulated the clinical environment. The experimental groups were categorized into a total of 12 groups based on combinations of tooth displacement plan, type of sheet, and presence or absence of power ridges. Measurements were conducted accordingly, and the following results were obtained. In general, all measured values showed a decreasing trend toward zero over time, and signs of plastic deformation were observed beginning on day 3. Additionally, in the 0.4 mm planned tooth movement groups, the M/F ratio of all groups tended to converge toward zero, whereas relatively higher M/F ratios were observed in the 0.2 mm movement groups. The use of power ridges was also found to be effective. Furthermore, analysis of the correlation between each variable and the orthodontic force(Fx, Ty) led to the following conclusions. In the case of tooth displacement plan, a statistically significant difference was observed in Fx (p = .037), whereas no significant difference was found in Ty (p = .0289). In the case of the type of sheet, no significant difference was observed in Fx (p = .135), while a statistically significant difference was found in Ty (p = .048). Lastly, for the use of power ridge, no significant difference was observed in Fx (p = .220), but a significant difference was found in Ty (p = .023). Based on the importance of controlling Ty rather than horizontal Fx to prevent lingual tipping during lingual bodily movement of the maxillary central incisors over a one-week period, the findings of this study indicate that the most effective approach involves establishing a precise tooth displacement plan of 0.2 mm, utilizing power ridges, and employing CA Foil and MagicFoil sheets that can generate an appropriate M/F ratio. Based on the findings of this study, further validation of the contributing factors should be conducted under different directions of tooth movement in the maxillary central incisor. Moreover, it is necessary to expand the investigation to include teeth of various shapes. Lastly, to verify the clinical effectiveness of clear aligners as patient-specific medical devices, additional research on measurement devices that simulate the intraoral environment is warranted.