시간이 흐를수록 치과보철물의 심미적 요구 수준은 높아져 가고 있다. 다양한 재료 개발을 통해 생체친화적이면서 심미적인 보철물을 만드는 것은 치과기공사들의 영원한 숙제이다. 프레스 세라믹은 투명도와 굴곡강도를 갖추면서 이런 기공사들의 고민을 덜어주는 역할을 해오던 재료이다. 최근에는 아날로그 작업으로 진행되는 프레스 세라믹을 재료의 장점을 이용하면서 생산성을 높일 수 있는 방법에 대해 많은 고민과 노력을 거듭하고 있다. ZERO 1월호에서는 프레스 세라믹의 역사와 앞으로의 방향에 대해 알아본다.
김민경 기자 zero@dentalzero.com
프레스 세라믹은 그동안 심미보철 분야에서 큰 축을 담당해오던 재료이다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 프레스 세라믹은 Lithium disilicate(리튬 디실리케이트) 소재를 필두로 자연치와 유사한 굴곡강도와 투명도, 그리고 형광성을 확보하면서 높은 심미적 기준을 필요로 하는 작업에 많이 사용되어 왔다.
하지만 지르코니아의 등장과 밀링머신과 3D프린팅의 대중화 가운데 디지털화가 대세가 되면서 아날로그 작업으로 주로 진행되는 프레스 세라믹 수요가 점점 줄어들게 됐다. 하지만 자연치와 유사한 심미적 재료 특성상 타 소재가 가지기 힘든 형광성과 투명도를 가지면서 여전히 프레스 세라믹을 필요로 하는 작업들이 꾸준히 존재하고 있다. 특히 얇은 비니어나 인레이를 중심으로 심미적 기준이 높은 케이스 경우에는 아직까지는 프레스 세라믹의 자연스러움을 따라오기 힘들다는 평을 하는 기공사들이 많이 있다.
세라믹의 역사 100년, 다양한 변천사
프레스 세라믹은 가압 주조 방식을 통한 보철 제작에 사용되는 대표적인 재료이다. 100여 년 전부터 사용되어온 치과용 세라믹은 긴 역사만큼이나 다양한 변화를 겪어왔다. 여러 어려움 끝에 본격적으로 세라믹이 임상에 사용된 것은 1960년대부터라고 볼 수 있다. 하지만 이 역시 높은 심미성에 비해 적합도가 떨어졌고, 높은 알루미늄의 비중으로 강도가 약해 파절 위험성을 크게 가지고 있었다.
그리고 이런 단점들을 극복하려는 방안으로 세상에 나온 것이 금속을 내부에 사용하고 도재를 용착하는 PFM이다. 1960년대 후반에 등장한 PFM의 등장은 그야말로 치과계의 판도를 바꿔놓았다고 해도 과언이 아니다. PFM은 50년이 지난 현재까지도 세라믹 수복이 필요한 보철물에 다양한 방식으로 적용되고 있기 때문이다.
하지만 치과 재료에 대한 관심도가 점점 높아지면서 환자들이 원하는 심미적 수준 또한 높아져 갔다. 특히 자연치와 비슷한 색상과 투명도 등을 원하게 되면서 금속을 사용하지 않고 온전히 세라믹을 사용해 보철물을 제작하는 올세라믹이 1980년대에 주목받게 됐다. 이 때 주목받은 것이 우리가 오늘 함께 살펴보는 프레스 세라믹의 상위 개념인 글라스 세라믹 재료이다. 1980년대에 시작된 글라스 세라믹은 주조용과 사출용으로 구부할 수 있다. 글라스 상태에서 주조 혹은 사출을 거쳐서 모양을 만든 다음 결정화 열처리를 통해 글라스 성분을 증가시키는 과정을 거치게 된다.
주조용 글라스 세라믹 재료 중 하나인 Dicor는 제작시 왁스 소환법을 적용해 왁스로 납형을 제작한 후에 주형을 만드는 형식으로 현재 사용되고 있는 가압 주조법과 동일한 순서로 작업을 진행했다.
이후 글라스 블록을 가열해 주조 후 열처리 하는 등의 제작 방식이 적용되기도 했으나 Dicor 역시 강도가 낮고 적합도 마저 낮아 치과기공계에서 크게 자리잡지 못했다.
그런 과정을 모두 거치고 등장한 것이 글라스 세라믹 잉곳(Ingot)으로 주조, 사출용 글라스 세라믹이 가지던 단점들을 보완시켜 등장한 재료이다. 글라스 세라믹 잉곳(Ingot)는 글라스 성분을 미리 열처리해 결정화 시킨 재료로 용융 과정을 거쳐 압력을 가해 주입하는 방식으로 사용되는데 이것이 우리가 현재 편하게 사용하고 있는 프레스 세라믹이다.
현재도 기공사들이 사용하고 있는 상황을 보듯이 프레스 세라믹은 기존의 글라스 세라믹과 비교해 강도가 높고 정확도가 높아 보철물 제작에 용이했다.
특히 투명도가 자연치와 유사하도록 만들어져 현재도 심미적 특성이 필요로 하는 전치부 라미네이트를 대표적으로 인레이, 크라운 작업 등에도 사용되고 있다.
프레스 세라믹, 선택의 기준은?
현재 프레스 세라믹 선택에 있어 절대적 요소는 심미성과 강도라고 할 수 있다. 일단 프레스 세라믹을 사용한다는 것 자체가 심미성을 필요로 하는 케이스인 경우가 많기 때문에 투명도와 형광성 등을 갖추었는지가 중요하다.
심미성을 가지면서 높은 강도를 가지고 파절 위험성이 낮은 제품들이 선호되고 있다.
그리고 또 기공사들이 살펴보는 부분들은 제품의 편의성과 안정성이다. 주 작업 과정이 아날로그 작업을 통해 주로 이루어지는 만큼 기공사들이 작업 과정이 복잡하지 않고 예민하지 않은 않은 재료들을 찾게 된다. 작업시 생성되는 반응층들이 적어 매몰재 제거가 어렵지 않아 시간을 줄일 수 있는 부분들도 중요하다.
또한 재료의 오차율과 변형률이 낮아 기공사가 작업 시 완성되는 보철물의 범위를 예측해서 제작할 수 있는 일관성과 제작 과정의 안정성이 보장되는가를 살피기도 한다. 이는 보철물 제작시 기공사들의 손이 많이 가고 시간이 소요되는만큼 파절이나 변형으로 인한 재작업시 작업의 과부하가 걸릴 수도 있기 때문이다. 소성 시 색상이나 모형의 변화가 없어야 기공사들이 원하는 결과물을 손에 받아볼 수 있다. 간편한 매뉴얼을 갖춘 안정성 높은 재료를 기공사들이 만나 그 매뉴얼대로 보철물을 제작했을 때 원하는 수준 높은 결과물을 만들어낼 수 있게 된다.
프레스 세라믹의 원조격이라 할 수 있는 Ivoclar의 e.max를 선두주자로 해서 여러 업체들이 프레스 세라믹에 도전장을 내밀었다. DentsplySirona와 GC 등의 해외 업체가 프레스 세라믹을 판매하고 있으며 국내 회사들도 제품 개발에 뛰어들어 하스, 베리콤 등도 프레스 세라믹을 제조해 판매하고 있다.
프레스 세라믹 재료 특유의 높은 심미성을 구현하면서 작업의 간편성을 더하면서 여전히 기공사들의 사랑을 받고 있다.
프레스 세라믹, 디지털화 접목 노력 중
최근에는 프레스 세라믹을 어떻게 디지털에 적용해 사용할 것인가에 대한 논의가 계속 되고 있다. 프레스 세라믹 재료가 가지는 장점을 알고 있기 때문에 이 재료를 꾸준히 사용하면서도 생산성을 높일 수 있는 방안에 대해 고민하고 있는 것이다.
그 결과 밀링머신에 세라믹을 고정 시키고 밀링하는 방식의 방법도 이미 많은 기공소에서 진행 중이다. 세라믹의 장점은 이용하면서 생산성을 높일 수 있기에 가장 쉽게 떠올릴 수 있는 방법이기도 하다. 하지만 밀링 후 작업을 통해 일정 축소가 되는 지르코니아와 달리 1:1 비율의 프레스 세라믹은 훨씬 더 세밀한 밀링이 필요하다 보니 과정에서 어려움을 겪는 경우도 있다.
그리고 또 하나의 방법은 왁스 작업을 진행하지 않고 그 과정을 3D 프린팅을 통해 모델로 뽑아내는 형식이다. 이는 작업 시간을 획기적으로 줄여줄 뿐만 아니라 한 번의 프린팅을 통해 많은 작업량을 소화할 수 있어 특히 라미네이트나 인레이 등의 물량이 많은 대형 기공소들에 적합한 방법이다.
하지만 왁스 가격의 2~3배 이상이 되는 3D 프린팅용 레진을 사용하면서 경제성 부분을 떠올리지 않을 수 없다. 이때 고민해야 하는 것이 비용을 절감할 것인가, 그 비용을 사용하는 대신 그 시간에 다른 작업을 진행해 기회비용을 줄일 것인가를 결정하는 것이다.
프레스 세라믹이 새로운 치과기공 환경에 적응하며 디지털화와 어우러져 그동안 심미보철 해결사 역할을 해왔듯이 앞으로도 심미성 높은 보철 결과물을 만들어내길 기대해본다.
