지난 2011년 3월 10일, 프랑크푸르트 Airport Sheraton에서 치과 재료 전문 제조기업 DeguDent (Hanau)는 “CERCON 개발로부터 10년: 지르코니아의 새로운 세대”라는 제목의 기자 발표회를 개최하였다. 기자 발표회에서는 다양한 내용이 소개되었으며, DeguDent 마케팅 서비스 본부 Otfried Gross 이사는 이번에 소개된 내용이 국제 덴탈 전시회인 IDS 2011 행사 준비에 묻혀 쉽게 사라져서는 안 될만한 중요한 내용이라고 판단되어 별도의 기자 발표회를 준비했다고 전하였다. DeguDent에서 이번에 새로이 개발한 CERCON ht(고 투명성 지르코니아 재료)는 차 세대 지르코니아 계열 재료로서 높은 투명성과 함께 기존의 CERCON 베이스가 지니고 있던 우수한 성질을 그대로 이어받은 제품이다. CERCON ht는 뒤이어 개최된 IDS 2011(쾰른)에서 정식으로 발표되었다.
지르코니아 재료가 지닌 높은 투명성은 보철의 외형을 지르코니아로 최종 완성하는(이하 fully contoured) 보철물의 제작이 가능하다는 것을 직접적으로 의미한다. 그러나 아직도 뚜렷한 결론을 내지 못한 채 논의가 진행되고 있는 부분은 fully contoured된 보철물을 교합 조정이 필요한 환자의 구강에 적용했을 시 대합치아에 무리가 없는가 하는 점이다. 이러한 교합 조정이 필요한 환자는 전체 보철물 치료 사례의 75%에서 나타나고 있는 상황이다. 이와 같은 물음에 대한 과학적인 근거를 제공하기 위한 연구가 DeguDent의 의뢰로 Resenburg 대학에서 실시되었는데, 놀라운 결과가 도출되었다. 연구진의 지휘를 맡고 있는 Martin Rosentritt 박사가 저작 시뮬레이션을 총괄하였는데, 저작 시뮬레이션은 마모도 시험에 있어 널리 통용되는 실험 방식이다.
당시 연구의 목적은 표면 연마 작업이 완료된 CERCON ht 재료가 준-임상(near clinical) 조건 하에서 대합 치아의 마모에 미치는 영향을 분석하는 것이었다. Rosentritt 박사에 의하면, 치아의 마모는 저작 시에만 발생하지는 않는다. “치아의 접촉은 말을 하거나, 음식을 삼키는 과정에서도 발생한다” 고 한다.
당시 연구진은 보철 재료가 대합 치아에 미치는 영향을 규명하기 위해 충격 실험뿐 아니라 저작 중에 발생하는 그라인딩 동작에 의한 영향도 실험하였다. 대합 치아의 실험 재료는 천연 애나멜 및 애나멜 유사 물질인 동석(steatite)이 사용되었는데, 동석은 표준 절차의 하나로 과학계에서 널리 사용되는 재료이다. 접촉 마모 실험 당시 구-형태의 대합 치아 재료가 표면을 따라 움직이면서 마찰을 가하는 방식으로 견본을 사용하여 실험이 이루어졌다.
CERCON ht 시료의 표면은 저작 부하에 따른 영향이 발견되지 않았으나, Veneering 재료 및 Glass Ceramic 재료는 저작의 결과 거칠게 마모되었다.
“세라믹 적층 구조는(Ceramic veneer) 과일 케이크 (fruitcake)와는 다릅니다. 오히려 땅콩 혹은 건포도와 같은 결정질의 소 (crystalline filler)에 해당하는 구조를 지녀 그라인딩이 발생하면 그 결과로 홈이 벌어지거나 틈새가 생기는 것입니다.”
높은 밀도로 응집된 입자의 구조를 지니고 있는 지르코니아의 경우는 이와 반대로 부드러운 표면을 유지한다. 표면을 연마한 CERCON ht 역시 실험 과정에서 마모가 발생하였으나 세라믹 적층 구조와(Ceramic Veneer) Glass Ceramic에 비하여 현저히 낮은 결과를 얻었다.
Rosentritt 박사의 보고에 따르면 장기간의 저작 부하를 가한 후 표면 연마된 CERCON ht 표면의 마모 결과를 측정하였을 시, 그 결과는 기존의 표면 연마된 불투명 지르코니아 재료에 대한 다수의 연구자료에서와 동일한 결과가 도출되었다(그림 5, 6).
이러한 연구 결과는 사후의 표면 처리 유무와 관련 없이 교합 수정이 이루어진 재료에 대한 영향을 규명한 최초의 사례가 되었다. 또한 위와 같이 교합 조정 후의 마모도 테스트 결과는 치과에서 시술되는 전체 보철물의 3/4을 대변한다.
CERCON ht의 표면 상태는 교합 수정에도 불구하고 결과적으로 매끄러운 상태를 유지하여, Veneer Ceramic 혹은 Glass Ceramic 재료 대비 훨씬 낮은 마모도를 보였던 것이다. 재료공학적 측면에서의 권고 내용은 명백하다. “교합 수정이 이루어진 다음에는 모든 크라운 및 브릿지의 표면을 재 연마하라”는 것이다. 이러한 조치를 통해 full contoured 방식뿐 아니라 Veneer Ceramic 방식에 있어서도 대합 치아에 대하여 최대한의 보호를 제공하게 된다.
이와 같은 조건 하에서도 표면 처리된 CERCON ht는 Veneer Ceramic 혹은 Glass Ceramic 재료에 비해 우수한 성능을 나타내었다. Rosentritt 박사는 SEM 이미지를 통해 자연 대합 치아와 CERCON ht 간의 접촉에 의해 발생하는 영향은 자연 상태의 법랑질과 접촉하였을 시와 유사하는 사실을 입증하기도 하였다.
현재 Regensburg 대학교에서는 재료의 장기적 안정성 검증을 위해 저작 시뮬레이션 실험을 실시하고 있다. “이번 실험의 결과를 예측하자면, 기존에 검증된 CERCON 프레임웍 재료와 비교할 때, 최소한 그와 동일한 수준으로 저손상 및 장기적 안정성 특성을 나타낼 것입니다. 또한 Veneer Ceramic 보철물 상에 세라믹 균열 (ceramic chipping)이 발생할 것으로도 생각지 않고 있습니다” Rosentritt 박사의 말이다.
결과적으로, Rinke 박사의 말을 빌리자면 이번에 발표된 신규 지르코니아 재료는 대합 치아에 대한 부담이 적을 뿐 아니라 모든 세라믹 기반 치료법에 대해 최소한의 침습성을 나타낼 것으로 보인다고 한다. 준비 과정에서도 기존의 금속 세라믹 재료 준비 과정에서 익숙하게 사용되어 온 기술을 적용할 수 있을 것으로 보인다. 그러나 기존 방식에 비해 손실되는 재료의 양은 훨씬 줄어들 것이다(그림 7).
Rinke 박사에 의하면 이러한 이점은 구치부 보철 치료에 있어 새로운 시대가 도래하였음을 알리는 것이라 고려된다고 한다. 지난 10년간의 성공을 바탕으로 이제는 보존적 치아삭제, 기존 접착 방식의 사용 (Rinke박사는 Resin-modified, Self-adhesive, 혹은 Resin 시멘트 등 투명성 제품이 효과를 보전하는 데에 도움이 된다고 한다), 그리고 높은 신체 이식성을 지닌 재료의 시대가 열린 것이다.
그와 더불어 실험 결과를 살펴보면 치과 진료실 내에서의(chair side) 지르코니아 보철물에 대한 교합 조정(occlusal adjustment)은 기존에는 필요성이 제기되어 왔으나 문제가 되지 않는 것으로 나타나고 있다. 보철물은 일시적으로 먼저 삽입한 다음, 수정 및 적정한 기능 발휘의 여부를 확인한 후에 손쉽게 외부에서 원하는 바에 따라 표면 연마 처리가 가능하다. “사상 최초로 모든 세라믹 보철물을 최소 침습 치과 치료(minimally invasive dentistry)에 적용할 수 있는 길이 열린 것입니다.”
Rinke 박사는 “환자에게 (보철물의) 착용감이 어떠하며, 어떠한 방향을 선호하는지 먼저 물어보는 것이 좋으며, 구치부 치아 용도라면 미적인 고려만으로도 충분하다”라고 충고한다.
그러나 모든 발제자들은 추가적인 임상 연구가 필요하다는 점에는 의견을 같이 하였다. 이것은 접착 기법의 초기 도입 당시와 동일하다. 장기적으로 비 마모 효과가 TMJ에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서는 아직 정확한 결론이 나지 않은 것이다. 이들은 발표를 마치면서 세라믹 재료의 가공에는 그 나름의 법칙이 있다는 점을 다시 한 번 상기시켰다. 지르코니아는 한 때 “백색의 강철”로 불리기도 하였으나, 이는 분명 잘못된 생각인 것이다.
결론적으로, 모든 발제자들은 전도 유망한 접근법과 아주 긍정적인 최초 결과를 지닌, 새로운 프레임웍 재료가 CERCON 계열에 합류하게 된 데에 대해 환영의 뜻을 나타내었다. 분명, 이것은 최소 침습 구치부 보철 치료(minimally invasive posterior rehabilitation)에 있어 새로운 가능성을 열어주는 것이라 하겠다.
