Oral Biol Res 2021; 45(3): 156-163  https://doi.org/10.21851/obr.45.03.202109.156
Posterior dental implant prosthesis fabrication using double scanning technique: a case report
Jung Woo1 , Hyun-Jun Park2 , Hee-Jung Kim3 , and Joo-Hun Song4*
1Resident, Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Chosun University, Gwangju, Republic of Korea
2Dental Technician, Chosun University Dental Hospital, Gwangju, Republic of Korea
3Professor, Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Chosun University, Gwangju, Republic of Korea
4Assistant Professor, Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Chosun University, Gwangju, Republic of Korea
Correspondence to: Joo-Hun Song, Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Chosun University, 309 Pilmun-daero, Dong-gu, Gwangju 61452, Republic of Korea.
Tel: +82-62-220-3820, Fax: +82-62-608-5366, E-mail: jhun2020@chosun.ac.kr
Received: April 14, 2021; Revised: August 12, 2021; Accepted: August 13, 2021; Published online: September 30, 2021.
© Oral Biology Research. All rights reserved.

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract
The disadvantages of the traditional approach for fabricating dental implant prostheses have been addressed via oral scanning and the use of computer-aided design/computer-aided manufacturing systems. The use of an intraoral scanner can eliminate the need for impression materials and impression trays, which are inconvenient for patients, particularly those with limited mouth opening or an overly sensitive gag reflex. Moreover, it can reduce the additional costs of fabricating, storing, and handling the patients’ models. This case report describes the fabrication of a posterior implant prosthesis using double scanning technique, which produced satisfactory results both esthetically and functionally. The double scanning technique produces a more accurate image of the target region by overlapping data from both intraoral and extraoral scans. Therefore, it can address the disadvantages of both traditional and digital impressions, reduce patient discomfort, and decrease the incidence of remakes, which can arise due to potential errors during the fabrication process.
Keywords: Computer-aided design; Computer-aided manufacturing; Dental implant; Oral scanner; Zirconium oxide
Introduction

구강 스캐너를 이용한 임플란트 치료는 최근 몇 년간 그 정확성과 편리성이 평가되고 발전해왔다[1]. 임플란트 보철물 제작 시 기존의 전통적인 방법으로 인한 단점을 구강 스캐너와 computer-aided design (CAD) 및 computer-aided manufacturing (CAM) 시스템의 사용으로 해결해가고 있다[1].

임플란트 보철 수복 시 구강 스캐너를 통한 인상채득 과정은 기존 인상재의 사용 및 트레이의 사용을 생략하고, 이를 통해 구토 반사와 같은 환자의 불편감을 줄일 수 있다[2]. 치주상태가 좋지 않아 주변 치아의 동요도가 심하거나 교정치료로 인한 브라켓 장착중인 환자들이 인상재에서 얻는 어려움도 방지할 수 있다[3]. 또한, 모형의 제작 및 보관에 사용되는 재료와 인건비에 사용되는 비용을 줄일 수 있는 장점도 있으며, 인상재의 수축이나 모형의 손상에서 오는 오차 또한 줄일 수 있다[4].

하지만 구강 스캐너의 사용이 어려운 경우도 존재한다. 지대주의 마무리선을 치은 연하로 존재하게 하여 심미성을 얻어내야 하는 경우, 빛을 이용하여 스캔을 시행하는 구강 스캐너의 한계상 정확한 이미지를 얻어내기 어렵다[1]. 또한, 임시 수복물 상태에서는 잘 맞았던 보철물이 최종 보철물을 제작하였을 시 알 수 없는 여러 가지 요인으로 인해 잘 맞지 않는 경우도 존재한다.

이를 해결하기 위하여 이중 스캔 테크닉(double scan technique)이 개발되었다. 이중 스캔 테크닉은 구강 내 스캔과 구강 외 스캔을 진행하여 두 이미지를 중첩하여 원하는 이미지를 얻어내는 기법이다[5]. 최종 보철물을 제작 시 기존의 인상채득 과정의 비용과 기공과정, 환자의 불편감에서 오는 단점과 구강 상태에 따라 스캔을 위한 빛을 이용하기 어려운 구강스캔의 단점을 보완하여 환자의 불편감을 줄이며 제작과정에서 생기는 오류에 의한 재제작의 위험을 줄일 수 있는 방법이다[6].

본 증례는 구치부 상실로 인한 임플란트 보철 수복을 이중 스캔 테크닉으로 진행하였고, 심미적, 기능적으로 만족할 만한 결과를 얻었기에 이를 보고하고자 한다.

Case Description

본 증례의 환자는 53세의 남성으로 상악 우측 제1소구치(#14), 제2소구치(#15), 제1대구치(#16), 제2대구치(#17) 부위가 결손 된 상태로 해당부위의 임플란트 치료를 위해 내원하였다. 해당부위의 임플란트 수복을 위해 우측 제1소구치(#14), 제1대구치(#16), 제2대구치(#17) 부위에 총 3개의 임플란트 식립을 통해 4본 고정성 지르코니아 전장관 수복을 계획하였다. 본원 구강악안면외과에서 상악동 거상을 동종이종골(Bio-Oss; Geistlich Pharma AG, Wolhusen, Switzerland)을 사용하여 상악동 거상을 시행하였고, 상악 우측 제1소구치(#14), 제1대구치(#16), 제2대구치(#17) 부위에 임플란트 고정체(TS III SA; Osstem, Seoul, Korea)를 식립하였다. 이후 임플란트 보철 수복을 위해 본과인 치과보철과로 의뢰되었다. 환자분의 구강 검사 결과 전치부터 소구치부까지 반대교합 상태였다(Fig. 1).

Fig. 1. Intraoral photos and a panoramic radiograph taken after implant surgery: (A) maxillary occlusal view, (B) right side view, (C) frontal view, (D) left side view, (E) mandibular occlusal view, (F) panoramic view.

최초 구강 스캔

환자의 구내에 스캔이 가능한 인상용 코핑(Scanbody; Osstem)을 연결하였다. 스캔 시 상악 좌측 제2소구치(#25), 제1대구치(#26) 전장 금관 보철물의 빛 반사로 인한 스캔오류를 줄이기 위하여 Powder scan spray (VITA, Yorba Linda, CA, USA)를 적용 후 구강 스캐너(TRIOS 3; 3Shape, Copenhagen, Denmark)를 이용해 스캔을 시행하였다(Fig. 2, 3).

Fig. 2. Preparing for scanning with intraoral scanner (TRIOS3; 3Shape, Copenhagen, Denmark): (A) other prosthetic restorations are sprayed with powder, (B) scan bodies are set on #14,16,17 position.
Fig. 3. Oral scan images were taken: (A) maxillary occlusal view with scan body, (B) maxillary occlusal view without scan body, (C) mandibular occlusal view, (D) bite view.

맞춤형 지대주와 임시 수복물 제작 후 시적

스캔 된 파일을 토대로 CAD 소프트웨어(Exocad DentalCAD; Exocad GmbH, Darmstadt, Germany)를 이용하여 가상모형을 제작하고, 임플란트 위치 정보를 입력하기 위해 CAD 소프트웨어에서 가상 인상용 coping을 스캔 이미지상의 coping과 일치시켜 정렬을 시행하였다. 이를 토대로 티타늄 맞춤형 지대주와 임시 수복물 형태를 디자인하였다(Fig. 4). 그 후 밀링 머신(Rainbow Mill; Dentium, Seoul, Korea)을 이용하여 티타늄 맞춤형 지대주(Premilled abutment; Dentalrix, Daegu, Korea)를 제작하고, Polymethylmethacrylate 블록(Zirden; Kuwotech, Gwangju, Korea)을 이용한 임시 수복물을 제작하였다. CAD 소프트웨어를 통해 맞춤형 지대주와 임시 수복물을 디자인할 경우 적절한 두께를 확인하면서 제작을 할 수 있다[7]. 환자의 구내에 장착 전에 제작된 맞춤형 지대주를 모델 스캐너(DOF FREEDOM HD scanner; DOF Inc., Seoul, Korea)를 이용하여 스캔을 시행 후 stereolithography (STL) 파일로 저장해 놓았다. 이는 최종 보철물 디자인 과정에서 참고로 사용된다.

Fig. 4. Converted images stored in STL file format: (A) maxillary occlusal view with scan body, (B) maxillary occlusal view without scan body, (C) mandibular occlusal view, (D) designed data of the abutment and provisional restoration.

환자 구내에 맞춤형 지대주와 임시 수복물을 장착 후 사용

제작된 맞춤형 지대주를 장착하고 임시 수복물을 환자의 구강 내에 교합조정 후 임시 합착재(Temp bond; Kerr, Detroit, MI, USA)를 이용하여 임시 합착을 하였다(Fig. 5). 환자는 한달 동안 맞춤형 지대주와 임시 수복물을 사용하였고, 이를 통해 바뀐 구내 환경에 대한 적응도를 평가하였다.

Fig. 5. Intraoral photos of abutment and provisional restoration set in place: (A) occlusal view, (B) right side view, (C) frontal view, (D) left side view.

맞춤형 지대주와 임시 수복물 구외 스캔

맞춤형 지대주와 임시 수복물을 한 달 사용 후 불편감이 없음을 확인하고, 환자의 구내에서 맞춤형 지대주와 임시 수복물을 제거 후 바로 모델 스캐너(DOF FREEDOM HD scanner; DOF Inc.)를 이용하여 모델 스캔을 시행하였다(Fig. 6). 모델 스캔의 과정은 3단계로 진행하는데 첫 번째로 맞춤형 지대주 스캔, 두 번째로 임시 수복물 스캔, 마지막으로 맞춤형 지대주에 임시 수복물을 장착한 상태로 스캔을 시행한다. 마지막 단계에서 유틸리티 왁스를 부착하여 스캔 중에 맞춤형 지대주와 임시 수복물의 분리를 막는다. 구외 스캔 후 맞춤형 지대주와 임시 수복물을 다시 환자의 구강 안에 연결하여 사용할 수 있도록 했다. 또한, 환자의 최종 보철물은 지르코니아로 제작될 예정이었으므로 색조 채득도 진행했다.

Fig. 6. Used provisional restoration and abutment unit scan data: (A) buccal view, (B) occlusal view, (C) palatal view.

최종 수복물 가상 왁스업 데이터와 맞춤형 지대주 및 임시 수복물 데이터의 중첩 및 조정

사용한 임시 수복물에서 만족감을 확인하고 그를 토대로 최종 보철물을 제작하였다. CAD 소프트웨어상에서 스캔한 맞춤형 지대주 위에 최종 보철물 형태로 가상 왁스업하였다. 그 후 가상 왁스업 데이터와 환자가 사용한 임시 수복물 스캔 데이터를 중첩하여 최종 보철물을 디자인하였다. 이 때 맞춤형 지대주를 기준점으로 삼아 임시 수복물의 중첩을 진행하였다(Fig. 7). 이 과정에서 임시 수복물 스캔 데이터의 변연과 맞춤형 지대주 스캔 데이터의 변연을 일치시켜 부드럽게 마무리하고, 외형에 대해 미세 조정 후 최종 수복물을 디자인을 완료하였다(Fig. 8). 이는 환자의 습관적 저작상태가 반영된 임시 수복물의 교합면을 중첩하는 것으로, 임시 수복물에서 확인된 최적 교합상태가 최종 보철물에 반영되었다. 이로써 실제 진료실에서 보철물을 조정하는 시간을 줄임과 동시에 환자가 임시 수복물에서 느꼈던 만족감을 최종 보철물에서도 얻어낼 수 있었다. 혹시 임시 수복물 사용 중에 교합면이나 접촉점, 보철물 외형 등 보완되었으면 하는 부분이 있으면 소프트웨어상에서 바로 추가 적용이 가능하다.

Fig. 7. Overlapped and adjusted data: (A) buccal view, (B) occlusal view, (C) palatal view.
Fig. 8. Final restoration design data: (A) buccal view, (B) occlusal view, (C) palatal view.

최종 보철물 제작

최종 보철물은 Screw-cement retained prosthesis type (SCRP type), 밀링 머신(Ceramill Motion2; Amanngirrbach, Koblasch, Austria)으로 지르코니아(Ceramill Zolid fx; Amann Girrbach AG, Koblach, Austria) 블록을 가공하여 제작하였다.

환자 구강 내에 합착된 임시 수복물 제거 후 제작한 최종 보철물 장착 및 조정을 시행하였다. 임시치아와 유사하게 제작된 최종 보철물의 적합도 및 교합상태는 양호하였으며, 추가 조정은 거의 필요치 않았다. 적합도 확인 후 최종 보철물을 레진 시멘트(Rely X Unicem; 3M ESPE, St. Paul, MN, USA)를 이용하여 접착하였다(Fig. 9). 최종적으로 맞춤형 지대주와 임플란트의 연결상태, 최종 보철물의 변연 적합상태를 확인하기 위해 방사선 촬영을 시행하였다(Fig. 10). 구강 안에서 최종 교합상태와 변연 적합도, 인접치와의 접촉도를 확인하였을 때 임시 수복물 장착 시와 비슷하게 만족할 만한 결과를 얻었다. 색조 또한 대합치와 인접치의 색조와 외형 또한 조화로워 심미성에서도 만족스러웠다.

Fig. 9. Setting final restoration in place: (A) before filling access holes, (B) after filling access holes.

Fig. 10. Taken radiograph for check the setting state: (A) panoramic view, (B) periapical radiographic view.


술 후 체크

한 달, 세 달 후 환자의 술 후 체크를 시행하였다. 교합상태나 변연 적합도, 인접면 접촉도, 색조와 외형에서 만족할 만한 결과를 확인할 수 있었다.

Discussion

지르코니아는 결정구조변태에 의한 강화효과로 높은 강도를 보인다. 이는 입자가 응력을 받아 결정상의 변태와 체적팽창으로 인해 발생한 압축응력이 균열의 진행을 막아주는 기전을 갖기 때문이다[8]. 여기서 사용된 지르코니아는 치과용 재료 중 가장 강한 강도를 가진 3 mol% 이트리아로 부분 안정화된 지르코니아인 3Y-TZP 세라믹을 사용한다[9]. 이는 높은 생체적합성을 지니고 있어 치은 연하 변연을 가진 보철물 수복이나 치은 주변 위생관리가 중요한 임플란트 보철물 제작 시 적합한 재료이다[10]. 기존에 사용되었던 지르코니아는 불투명성이 심미성을 떨어뜨렸으나, 최근 여러 층의 격자형 지르코니아 소결과정으로 투명성을 증가시키고 있는 추세로 심미성과 기능성까지 향상되었다[11]. 이 환자의 경우 상실부위가 보일 수 있는 소구치를 포함하고 있고, 저작효율이 중요한 구치부이므로, 심미성과 기능성, 생체적합성을 고려하여 지르코니아를 임플란트 보철물에 사용하기로 하였다.

보철물 제작 시 전통적인 인상채득 방법은 환자의 불편감이 발생하고, 인상재료 및 기공과정의 과정이 필요하다. 또한, 여러 기공단계를 거치면서 오차가 발생되며 이는 결국 잘 맞지 않는 보철물이 제작 될 가능성이 높아짐을 의미한다. 구강 스캐너를 이용하면 환자의 불편함을 줄일 수 있고, 여러 기공단계를 생략하여 기존의 방법에 따른 오차 발생을 줄일 수 있다. 하지만 구강 스캐너의 사용만으로는 여전히 해결하지 못한 부분들이 존재한다[1].

구강 스캐너는 빛을 이용해 이미지와 거리정보를 얻어내며, 이와 같은 특성 때문에 치은 연하 변연, 출혈 및 타액이 존재하는 환경에서는 인상의 정확도가 떨어질 수 있다[1]. 그리고 이는 보철물의 제작에도 영향을 주며, 결국 적합도가 떨어진 보철물이 제작되게 된다. 이러한 구강 스캐너의 단점을 이중 스캔 테크닉을 통해 해결할 수 있다[12]. 구강 내 스캔으로 얻어내기 어려웠던 치은 연하 변연과 같은 이미지를 구강 외 스캔을 통해 정확한 이미지를 얻어낼 수 있고, 이를 통해 구강 스캐너의 단점을 보완할 수 있다. 이중 스캔 테크닉을 통해 제작한 치은 연하 변연 보철물에서 높은 변연 적합도를 가짐은 이미 다른 연구들에서 보고된 바 있다[13].

임시치아가 반영되지 않은 최종 보철물의 경우, 임시 수복물을 통해 얻은 적응기간 외에 새롭게 장착한 최종 보철물의 적응기간이 따로 존재하였으나, 이중 스캔 테크닉을 통해 만든 최종 보철물은 적응된 임시 수복물의 상태를 반영하기 때문에 환자의 적응기간을 줄일 수 있다[14,15].

또한, 최종 보철물을 처음 환자 구강 내에 연결하여 조정하는 시간을 줄여 환자의 진료 시간도 줄일 수 있다. 임시 수복물의 재질이 최종 보철물의 재질보다 교합조정하기 더 수월하기 때문에 임시 수복물을 구강 내에서 최적의 교합상태로 조정해 놓을 시 이를 참고한 최종 보철물은 교합조정을 최소화하여 환자의 진료 시간을 줄일 수 있다.

특히 심미성이 높은 전치부의 보철 수복이나 심미적인 기대치가 높은 환자의 보철 수복 시, 재제작의 횟수가 많아지는 경우가 있다. 이중 스캔 테크닉의 방식을 이용하면 임시 수복물의 형태를 그대로 반영하여 최종 보철물을 제작할 수 있으므로 심미성이 필요한 경우나 기대치가 높은 환자가 욕구를 충족시키는 최종 보철물을 제작하여 재제작 횟수를 줄일 수가 있다[16].

이중 스캔 테크닉을 이용한 임플란트 보철물을 장착한 환자는 현재 최종 보철물 장착 후 1년간 경과 관찰 중이며, 교합 및 인접면 접촉의 양호한 유지하고 있다. 색조와 형태면에서도 만족할 만한 결과가 관찰되었다. 하지만 이중 스캔을 이용한 임플란트 보철물에 대한 장기적인 결과가 보고된 연구가 없기에 앞으로 지속적인 관찰을 필요할 것으로 보인다.

Acknowledgements

This study was supported by research fund from Chosun University Dental Hospital, 2020.

Conflicts of Interest

The authors declare that they have no competing interests.

References
  1. Mangano F, Margiani B, Admakin O. A novel full-digital protocol (SCAN-PLAN-MAKE-DONE®) for the design and fabrication of implant-supported monolithic translucent zirconia crowns cemented on customized hybrid abutments: a retrospective clinical study on 25 patients. Int J Environ Res Public Health 2019;16:317. doi: 10.3390/ijerph16030317.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  2. Mangano F, Gandolfi A, Luongo G, Logozzo S. Intraoral scanners in dentistry: a review of the current literature. BMC Oral Health 2017;17:149. doi: 10.1186/s12903-017-0442-x.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  3. Joda T, Zarone F, Ferrari M. The complete digital workflow in fixed prosthodontics: a systematic review. BMC Oral Health 2017;17:124. doi: 10.1186/s12903-017-0415-0.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  4. Pietruski JK, Skurska A, Bernaczyk A, Milewski R, Pietruska MJ, Gehrke P, Pietruska MD. Evaluation of concordance between CAD/CAM and clinical positions of abutment shoulder against mucosal margin: an observational study. BMC Oral Health 2018;18:73. doi: 10.1186/s12903-018-0534-2.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  5. Kim JY, Park SW, Lim HP, Yun KD, Yang H. Rehabilitation in a patient with limited restorable space using double scanning technique: a case report. J Korean Acad Prosthodont 2017;55:205-211. doi: 10.4047/jkap.2017.55.2.205.
    CrossRef
  6. Yang DH, Yang HS, Park SW, Lim HP, Yun KD, Vang MS. Full mouth implant rehabilitation with double scanning of provisional restoration. J Korean Acad Prosthodont 2014;52:252-257. doi: 10.4047/jkap.2014.52.3.252.
    CrossRef
  7. Jang ES, Jang GW, Byun JJ, Kong DR, Song JH, Lee GJ. DMLS (Direct Metal Laser Sintering) denture repair technique for a removable partial denture: a case report. J Korean Acad Prosthodont 2020;58:251-256. doi: 10.4047/jkap.2020.58.3.251.
    CrossRef
  8. Stober T, Bermejo JL, Rammelsberg P, Schmitter M. Enamel wear caused by monolithic zirconia crowns after 6 months of clinical use. J Oral Rehabil 2014;41:314-322. doi: 10.1111/joor.12139.
    Pubmed CrossRef
  9. Sulaiman TA, Abdulmajeed AA, Donovan TE, Ritter AV, Vallittu PK, Närhi TO, Lassila LV. Optical properties and light irradiance of monolithic zirconia at variable thicknesses. Dent Mater 2015;31:1180-1187. doi: 10.1016/j.dental.2015.06.016.
    Pubmed CrossRef
  10. Bremer F, Grade S, Kohorst P, Stiesch M. In vivo biofilm formation on different dental ceramics. Quintessence Int 2011;42:565-574.
    Pubmed
  11. Yoon SN, Han JS, Yeo IS, Yoon HI. Full mouth rehabilitation of a severely worn dentition using intraoral scanner and the CAD/CAM double scanning technique. J Korean Acad Prosthodont 2020;58:67-76. doi: 10.4047/jkap.2020.58.1.67.
    CrossRef
  12. Azer SS. A simplified technique for creating a customized gingival emergence profile for implant-supported crowns. J Prosthodont 2010;19:497-501. doi: 10.1111/j.1532-849X.2010.00604.x.
    Pubmed CrossRef
  13. Kim JW, Jeong CM, Yun MJ, Lee SH, Lee H, Huh JB. Clinical accuracy of impression technique using digital superimposition of customized abutment with subgingival margin: a case report. J Korean Acad Prosthodont 2020;58:169-175. doi: 10.4047/jkap.2020.58.2.169.
    CrossRef
  14. Cho Y, Raigrodski AJ. The rehabilitation of an edentulous mandible with a CAD/CAM zirconia framework and heat-pressed lithium disilicate ceramic crowns: a clinical report. J Prosthet Dent 2014;111:443-447. doi: 10.1016/j.prosdent.2013.11.011.
    Pubmed CrossRef
  15. Hong YT, Koak JY, Kim SK, Heo SJ. Digital duplication of provisional prosthesis to fabricate definitive prosthesis for full mouth rehabilitation using double scan technique. J Korean Acad Prosthodont 2021;59:63-70. doi: 10.4047/jkap.2021.59.1.63.
    CrossRef
  16. Ko CW, Kim MJ, Yang HS, Park SW, Park C, Yun KD. Aesthetic restoration n patients with unaesthetic maxillary anterior teeth using double scan: a case report. J Korean Acad Prosthodont 2018;56:166-172. doi: 10.4047/jkap.2018.56.2.166.
    CrossRef


This Article


Funding Information

Services
Social Network Service

e-submission

Archives