"이물감이 없어요"…'치아 교정' 만난 AI, 정교함 높였다[빠정예진]

AI가 치아 이동 경로·장치 삽입 방향까지 정밀 설계

오차 줄이고 생체적합성 높은 소재로 정교함 높여

[서울=뉴시스] 얼라인미라클(Align Miracle) 투명교정 장치 제작 과정. (사진= 중앙대학교광명병원 제공)

[서울=뉴시스] 류난영 기자 = #. 30대 직장인 오모씨는 치아가 고르지 않아 오래전부터 교정을 고민해왔지만, 금속 장치가 눈에 띄고 치료 기간도 길다는 점이 부담스러워 쉽게 결정을 내리지 못했다. 최근에는 겉으로 잘 드러나지 않는 투명교정에 관심이 생겼지만, 장치가 얼마나 정밀하게 맞고 계획대로 치아를 교정할 수 있을지가 또 다른 고민이었다.

오씨가 중앙대학교광명병원 치과를 찾았을 때, 의료진은 3D 구강스캐너로 치열을 정밀하게 확인한 뒤 AI 기반 다이렉트 투명교정 장치 '얼라인미라클'(AlignMiracle)을 활용한 치료 계획을 설명했다.

얼라인미라클은 치아 하나하나의 배열과 형태는 물론, 장치가 어떤 방향으로 들어가고 빠져야 하는지 어느 치아를 얼마나 움직여야 하는지까지 AI가 분석해 맞춤형 교정장치를 설계하고 이를 3D 프린터로 직접 출력한다.

얼라인미라클의 핵심은 기존 투명교정의 한계를 보완한 'AI 기반 설계'와 '다이렉트 3D 프린팅' 기술이다. 기존 투명교정은 환자의 치열 모델을 만든 뒤 플라스틱 시트를 열로 눌러 성형하고 잘라내는 베큠포밍(vacuum forming)과 트리밍(trimming) 과정을 거쳐야 해 공정이 복잡하고, 그만큼 미세한 오차가 발생할 가능성도 있었다.

반면 얼라인미라클은 3D 구강스캐너로 얻은 치열 데이터를 바탕으로 AI가 치아 이동 경로와 장치 삽입 방향, 교정 보조장치인 어태치먼트(attachment)의 부착 위치와 각도까지 정밀하게 계산해 최적의 디자인을 제안한다.

장치가 부드럽게 착용되고 제거되도록 돕는 '블록아웃'(block-out)에도 AI가 활용된다. 치아는 표면 굴곡이 많아 장치가 지나치게 꽉 끼거나 특정 부위에 걸리면 착용과 제거가 불편하고 통증이나 파손 위험도 커질 수 있다.

얼라인미라클은 AI가 치아의 3차원 굴곡을 분석해 어느 부위를 얼마나 매끄럽게 보정해야 장치가 무리 없이 들어가고 빠지면서도, 치아에 정밀하게 밀착할 수 있는지를 계산한다. 쉽게 말해 AI가 치아의 형태를 정밀하게 읽어내 최적의 장치 삽입 경로를 먼저 찾아주는 셈이다. 이렇게 AI가 설계한 장치는 3D 프린터로 직접 출력돼 제작 과정에서 생길 수 있는 오차를 줄이고 보다 일관된 품질을 구현한다.

안장훈 중앙대광명병원 치과 교정과 교수는 "AI를 활용한 설계와 다이렉트 프린팅 기술은 환자 개인에 맞춘 3차원 구강 데이터를 정밀하게 반영해 최적의 맞춤형 교정치료를 제공하는 데 큰 도움이 된다"며 "특히 어태치먼트 위치나 장치 삽입 경로처럼 치료 결과에 영향을 주는 요소들을 더 세밀하게 설계할 수 있어 이물감은 줄이고 교정의 정확도는 높일 수 있다"고 설명했다.

환자 입장에서 느끼는 강점은 장치의 정교한 밀착력과 치료 효율이다. 얼라인미라클은 3D 프린팅 레진 기술을 바탕으로 치아에 잘 밀착되는 우수한 적합도를 구현했으며 장치 두께를 치아 부위별로 다르게 조절할 수 있어 필요한 부위마다 교정력을 세밀하게 조정할 수 있다. 이를 통해 보다 정확한 치아 이동을 유도하고, 전체 치료 기간이 불필요하게 길어지는 것을 줄이는 동시에 마무리 단계의 완성도도 높일 수 있다.

[서울=뉴시스] 치아 3D 모델링을 토대로 환자에게 최적의 교정 위치를 설명하고 있는 추현희 중앙대광명병원 치과 교수. (사진= 중앙대광명병원 제공)

소재 자체의 강점도 있다. 얼라인미라클은 형상기억 특성을 가진 소재를 적용해 실제 구강 환경에서 보다 안정적으로 교정력을 발휘하도록 설계됐다. 구강 내부보다 높은 온도에서 형상기억 효과가 일어나고, 구강의 온도로 내려가면 다시 교정력이 회복된다. 장치가 입안에 직접 닿는 만큼 생체적합성이 우수하다는 점도 장점이다. 기존 방식처럼 모델 제작과 성형, 트리밍을 반복하지 않아 제작 시간을 줄일 수 있다는 점도 장점이다.

AI 설계와 3D 직접 출력 기술이 접목된 디지털 투명교정은 이제 단순히 심미성을 높인 교정 장치를 넘어, 환자 맞춤형 정밀 치료의 새로운 기준으로 진화하고 있다. 첨단 디지털 진료를 선도하는 중앙대광명병원 치과와 오디에스의 기술력이 만나, 긴 치료 시간과 불편함 때문에 치아 교정을 망설이던 환자들에게 새로운 대안을 제시하고 있다는 평가다.

추현희 중앙대광명병원 치과 교정과 교수는 "투명교정은 단순히 눈에 덜 띄는 장치가 아니라 치아를 얼마나 계획대로 정밀하게 움직이게 하느냐가 핵심"이라며 "앞으로는 AI 설계 기술이 교정 과정의 정확도를 더욱 높이고, 치료 기간과 예후 예측까지 한층 정교하게 만드는 방향으로 발전할 것"이라고 덧붙였다.


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