현재 시장에서 3D 프린팅 소재에 대한 가장 큰 화두는?
전 세계 3D Printing 소재의 최종 목적지는 영구 보철물 소재로 사용되는 것이다. 미국 FDA와 국내 식약처의 치과용 3D 프린팅 소재 인허가는 현재 크라운 브릿지용, 투명교정용, 스플린트용, 덴쳐, 플렉시블 레진 등 다양하다. 그러나 식약처 인허가를 거쳤어도 실제 소재의 생체적합성과 내구성 검증까지는 아직 진행형이다.

3D 프린팅 소재에 있어 현재 수 많은 관심사중 첫 번째는 현재 모델이나 임시 수복물 단계에서 사용 중인 3D 프린팅 출력물이 언제 최종 보철물로 적용될 수 있는지에 대한 궁금증이다. 이를 검증하기 위해서는 환자의 신체와 상호작용이 안전한지 그리고 소재를 다루는 작업자의 안전성이 확보된 소재인지의 확인 작업이 필요하다. 

특히 최종 출력물이 치과기공물 제작 작업에 사용가능한 성능을 발휘하는지 확인해야 하며 치관용 레진처럼 심미적이면서 높은 강도를 요구하는 소재의 경우 좀 더 꼼꼼하게 확인 후 선택해야 한다. 

두 번째는 3D 프린팅 소재가 어느 영역까지 적용가능한지 적용 확장성에 대해 큰 관심을 갖고 있다. 예를 들면, 직접 출력가능한 투명교정 소재 역시 시장내에서 주목받아왔으며 플렉시블 레진과 하이브리드 레진등 다양한 소재 분야의 탄성도를 살린 소재들도 관심의 대상이다.

세 번째는 역시 가격적인 요소이다. 이미 시장에서는 고가의 3D 프린터 장비들이 저가 경쟁 장비와 치열한 경쟁을 펼치며 프린팅용 소재들 역시 가격 경쟁이 치열해지고 있다.

치과기공사들이 3D 프린터 소재 선택 시 가장 많이 고려하는 부분은?
첫 번째는 비용이다. 레진 구매 비용은 업체 별로 천차만별이긴 하나, 점차 저가형 레진의 등장으로 시장 내 가격 경쟁이 치열해지고 있다. 특히 식약처 인허가를 통과하지 않았는지도 각별히 주의해야 한다. 별도의 인허가가 필요없는 모델, 캐스팅 소재를 제외하고는 비인허가 소재 사용시 흔히 환자에게 알레르기를 유발할 가능성이 있기 때문에 레진 구매시 꼼꼼히 따져보는 것이 좋다.

두 번째는 소재의 호환성이다. 과거 프린터를 구매하면 한 가지 라인업의 소재만 사용해야 했지만 최근에는 장비 역시 open형 추세로 가고 있다. 즉, 소재 역시 가능한 한 다양한 장비에서 에러없이 정확한 출력물 제작이 가능해지는 방향으로 진화하고 있다.

세 번째는 냄새이다. 3D 프린터는 주로 실내 공간에서 작동하므로 레진 냄새가 심한 경우, 작업자에게 어지러움과 두통을 유발할 수 있다. 특히 히터가 달려있는 프린터의 경우 냄새의 파장효과가 더 크기 때문에 레진 구매시 이 같은 부분도 같이 고려할 필요가 있다.

네 번째는 강도이다. 임시보철 제작 시 충분히 견딜만한 강도를 가지고 있는지에 대해 많이 고려하는 편이다. 일부 기공소는 같은 STL 파일을 회사별로 출력하여 파절 강도 테스트 후에 레진 구매를 하는 곳도 존재할 정도로 소재의 내구성과 강도를 중요시한다. 그러나 아직까지는 3D Printing 소재 자체가 현실적으로 PMMA 디스크 블록만큼의 강도 성능을 보이는 경우는 드물고 같은 소재라도 경화기로 인한 영향도 상당히 많이 받기 때문에 차이가 발생하는 편이다.

3D 프린터에 사용할 소재에 관련해 가장 많이 문의하는 사항은?
업계에 따르면 치과기공소는 레진 소재 선택 시 현재 보유하고 있는 3D 프린터와의 호환 여부, 성능, 가격, 냄새, 흐름성, 보관법 등에 관해 가장 많은 문의가 쇄도하고 있다. 특히 시중에 보급된 다양한 프린팅 장비와의 호환여부, 성능, 가격의 문의가 가장 많은 편이다. 

최근 들어 시장의 또 다른 관심사는 플렉시블 레진의 상용화와 저점도의 고강도 레진 선호 현상이다. 특히 각 소재별 특징은 플렉시블 레진의 경우, 하드 소재와 달리 탄성이 매우 우수하기 때문에 굴곡을 주었을 때, 파절 저항성이 매우 좋은 편이다. 소재 자체의 유연성이 뛰어나 스플린트와 같이 장치 제작이나 파샬 덴처, 플리퍼 제작으로 많이 활용되는 편이다.

실제 사용 유저의 반응도 뜨겁다. 임상에서 플렉시블 파샬 덴쳐나 플리퍼 제작 시 모델에 장착 한 뒤 뜨거운 물에 넣어 열 변형을 유도해 클라스프의 유지력을 올리는데 응용하기도 하고 해당 소재로 스플린트를 출력하여 착용하였을 때도 쿠션감 때문에 일반적인 소재보다 편안하다는 평가가 주를 이룬다. 이처럼 플렉시블 소재를 이용하는 사례는 점차 늘어갈 전망도 점쳐지고 있다.

둘째 문의는 저점도(고강도) 소재에 대한 관심사이다. 저점도 레진의 선호도가 꾸준하게 올라가는 이유는 출력성이 좋고, 실패율이 일반 소재보다 훨씬 낮다는 장점이 있는 반면 현재 용도가 임시보철물 용도가 많으므로 아직까지 장기적인 결과는 지켜봐야 한다는 의견도 있다.

보통의 흐름성을 증가시키기 위해 예열을 시키는 반면, 저 점도 소재는 온도의 영향을 거의 받지 않고도 수지가 엄청 잘 흐르기 때문에 작업자가 유연하게 사용하기 좋다. 점도가 낮은 고강도 소재로 출력성과 강도 두 마리 토
끼를 동시에 잡는 것이 가장 큰 특징으로 꼽힌다. 이와 같이 출력이 잘 되는 프린터를 고려하는 것도 중요하지만, 어떤 프린터를 사용하더라도 출력이 잘 되는 레진을 먼저 고려하는 것이 중요하다.

주요 제품별 특징에 대해 고객들은 어떤 반응을 보이나?
디지털 시대가 되면서 프린팅 임시치아가 자주 사용되는데, 가장 큰 문제는 파절이다. 따라서 크라운 소재는 적절한 강도와 적합성 및 색상이 중요하다. 가이드 제작시에는 색상은 그리 중요치 않은 편이다. 그러나 외면 정밀성보다는 잇몸과 치아에 닿는 내면 정밀성이 매우 중요하며 구강내 알러지 반응이 없어야 한다.

모델의 경우는 출력 속도와 표면 정밀성이 중요하다. 또한 출력 후에 롱스팬에서 뒤틀림이 있으면 당연히 문제가 된다. 덴쳐는 핑크베이스의 색상과 뒤틀림에 대한 저항성이 매우 중요하다. 또한 리라이닝에 적합한 소재이어
야 한다. 기공소가 소재를 선택할 때 1순위는 가격이다. 아무리 좋은 소재라도 가격이 높다면, 현실적으로 사용하기가 어렵다. 그리고 가장 기본적인 요건인 정밀성과 체적안정성 역시 매우 중요하다. 

현재 소재들은 대부분 임시보철물용으로 사용되는 경우가 많다. 소재의 인허가 문제, 색상 그리고 강도 등에서 아직 해결할 사항들이 많아 일부 기업들에서 영구치아로 식약처 인허가가 통과되었다고 해도 실제 임상에서 사용하기란 어려운 것이 현실이다. 또한 크라운 마진에 대한 정밀성 면에서 임상에서 필요한 수준까지 도달하는 데는 아직 한계가 존재한다. 단층을 적층으로 바꾸는 프린팅 방식에서 마진의 스테핑 현상은 당연히 나타날 수밖에 없는 한계도 있다.

향후 3D 프린터 소재에 대한 시장 관련 트렌드 예상은?
업계에서는 3D 프린팅 소재의 발전 방향은 최종 보철까지 가능한 프린터 소재 개발이 되기 위해서는 향후 우수한 강도 확보, 마진의 정확성, 획기적인 출력 시간 단축 등이 이루어지는 것이 필요하다고 밝혔다. 미국에서는 세라믹 필러가 들어간 장기적으로 사용할 수 있는 보철 소재 또는 투명교정 소재들이 조금 더 많아질 것으로 예상되고 있다. 세라믹과 지르코늄의 프린팅이 임상적 현실화가 된다면 치과기공물 제작에서도 혁신적인 발전이 이루어질 것으로 보고 있다. 아울러 저점도(고강도) 소재의 중요도가 갈수록 증가할 전망으로 보고 있으며 모델리스를 활용한 투명교정 시장이 커지면서 모델 레진 활용 빈도가 증가할 것으로 예상하고 있다. 국내의 주요 3D 프린팅 소재 품목들은 다음 기획 표에서 자세히 살펴볼 수 있다. 

이수정 기자 다른기사 보기