"찍어내는 시트지의 시대는 끝났다"... 그래피, 3D 프린팅으로 투명 교정 '세대교체' 예고

그동안 글로벌 투명 교정 브랜드들이 장치 제작을 위해 공통적으로 사용해온 '시트지 열성형' 방식의 기술적 퇴보가 과학적 데이터를 통해 증명되었다. 3D 프린팅 바이오 소재 전문 기업 그래피(Graphy)는 세계적 학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'를 통해, 젠두라(Zendura) 등 유명 브랜드 시트지를 활용한 기존 방식이 실제 구강 환경에서 치아에 과도하고 정밀하지 못한 압박을 가한다는 연구 결과를 발표했다.

◆늘리고 찍어내는 '시트지'의 한계...두께가 '반토막' 나는 설계 결함

회사에 따르면 기존의 투명 교정은 일정한 두께의 플라스틱 시트지를 뜨거운 열로 가열해 치아 모델 위에서 꾹 눌러 찍어내는 방식을 고수해 왔다. 그러나 이번 연구 결과, 이 과정에서 소재가 사방으로 늘어나며 두께가 급격히 얇아지는 '박막화' 현상이 필연적으로 발생하는 것으로 확인되었다.

실제 데이터에 따르면, 0.76mm 두께의 시트지를 사용하더라도 제작 후에는 젠두라 A가 약 45.5%, 젠두라 FLX가 약 50.5%나 두께가 감소했다. 환자가 착용하는 장치는 부위마다 두께가 제각각인 '부실한 설계'가 될 수밖에 없으며, 이는 의료진이 계획한 정밀한 교정력을 치아에 전달하는 것을 원천적으로 차단한다.

반면, 그래피의 직접 3D 프린팅 방식은 설계한 두께를 디지털 데이터 그대로 적층하여 환자별 맞춤형 하중을 정교하게 제어할 수 있는 독보적인 강점을 보였다.
교정 치료의 핵심은 치아가 이동할 때 가해지는 하중이 '생리적 권장 범위(0.2~2.5N)' 내에서 일정하게 유지되는 것이다. 그러나 실제 입안 온도(37℃)에서 진행된 실험 결과, 열성형 장치는 그래피의 3D 프린팅 소재에 비해 훨씬 높은 강성과 하중을 확인했다.

◆"딱딱한 플라스틱 판이 치아를 압박"...1% 미세 변형의 진실

교정 치료의 핵심은 치아가 이동할 때 가해지는 힘이 생리적 권장 범위 내에서 부드럽게 유지되는 것이다. 그러나 실제 입안 온도(37℃)에서 진행된 실험 결과, 시트지 방식의 열성형 장치는 그래피의 소재에 비해 비정상적으로 높고 딱딱한 하중을 기록했다.

치아 이동 시 가장 빈번하게 발생하는 1% 미세 변형 구간에서 그래피 소재(TC-85 등)는 치아 하나당 약 0.07~0.34N(뉴턴)의 부드러운 하중을 전달했다. 이는 교정학계가 권장하는 '생리적 범위'를 충족하는 수치로, 치아 뿌리에 무리를 주지 않는 가장 건강한 힘이다. 반면 젠두라 등 시트지 방식 소재는 동일 조건에서 수배나 높은 하중을 가하며 치아와 잇몸에 무리한 압박을 주어, 환자가 장치를 교체할 때마다 느끼는 날카로운 통증의 직접적인 원인이 됨을 시사했다.

◆극한 상황서 드러난 안전성 격차... 열성형 대비 하중 1/5 수준

환자가 장치를 처음 끼우거나 치아 이동량이 큰 3% 변형 상황에서는 그 격차가 더욱 극명했다. 시트지 방식 장치는 최대 65.23N이라는 과도한 하중을 쏟아내며 치근 흡수 등 부작용 우려를 키우는 반면, 그래피 소재는 약 7.30~13.48N 수준의 안정적인 하중을 유지하며 약 5배 이상 부드러운 반응을 보였다. 그래피의 형상기억 소재는 체온에 노출되면 스스로 부드러워졌다가 최적의 힘을 찾아가는 스마트한 특성을 통해, 극한 상황에서도 치아를 안전하게 보호하는 능력을 입증했다.

논문의 교신저자인 그래피 김훈 수석연구원은 "이번 연구는 유명 브랜드 시트지를 늘려 찍어내던 과거의 방식이 과학적으로 얼마나 큰 한계를 가졌는지 증명한 것"이라며, "체온에 반응하는 3D 프린팅 소재는 환자에게는 통증 없는 편안함을, 의사에게는 오차 없는 치료 결과를 보장하는 유일한 차세대 대안이 될 것"이라고 강조했다.

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