[차봉근 교수의 지상강좌] 성장기를 이용한 II급, III급 부정교합의 치료

연재순서

1. II급 부정교합의 치료전략, Berlin Activator Headgear combination에 의한 치료법
2. Grobety-Pfeiffer Activator Headgear combination에 의한 치료법, II급 Double plate에 의한 치료법
3. III급 부정교합의 치료전략, III급 Double plate에 의한 치료법
4. RME(Rapid Maxillary Expansion)를 동반한 Protraction Headgear치료법, Skeletal Anchorage를 이용한 Protraction Headgear 치료법

III급 부정교합의 원인에 대한 고찰

유전자의 발견과 더불어 부정교합의 원인론에 대한 환경의 중요성 보다는, 유전 또는 본성(nature), 즉 타고난 성향이나 소질이 중요하다는 쪽으로 옮겨졌던 학문의 시계추가 근래에는 유전자의 발현도 환경의 영향하에서 일어난다는 쪽으로 이동하고 있습니다. 이는 결국 유전이냐 환경이냐 하는 양자택일이 아니라 유전과 환경이 어떻게 상호작용 하는지를 아는 것이 중요하다는 의미일 것입니다.

골격성 III급 부정교합도 그 원인을 단순히 유전적 혹은 환경적 요소 두 가지의 이분법적으로 생각하기 보다는 그 양상이 다양하고 복합적인 증후군(syndrome)으로 생각해야 할 것입니다. 본고에서는 골격성 III급 부정교합 치료를 통상적인 교정적 보상치료나 악교정 수술과 같은 유전적 혹은 결정론적인 치료철학이 아닌 좀 더 환경변화에 의한 원인론적 관점에서 첫 발을 내디딜까 합니다.
좀 따분하긴 하나 앞으로 제시되는 치료개념을 이해하기 위해 Petrovic, Sato 등의 생각을 언급해야 할 것 같습니다. 그들은 그림1 에서와 같이 두개저(cranial base)는 휘어질 수 있고, 휘어짐(flexure)의 방향이 굴곡이 될 때 두개저는 짧아지고 상안면부가 하강하게 되며, 이에 의해 하악골은 하후방으로 회전되거나 경우에 따라서는 하악골이 전방으로 성장될 수 있다는 이론을 제시한 바 있습니다. 이 이론을 필자 나름대로 해석 해보면 두개저의 휘어짐(굴곡)에 의해 상악골이나 상악치아가 하방으로 이동될 때 전안면부의 근육력이 약하다면 과두부위를 중심으로 하악골이 회전되어 소위Ⅱ급 개교환자(그림 2-A)가 발생되며, 전안면부의 근육력이 강하다면 지렛대 원리로 하악과두가 하방으로 떨어지면서 앞에서 언급한 Activator의 경우처럼 하악골이 성장되어 골격성 III급 부정교합 환자가 되는 것이 아닌가(그림 2-B) 생각해 보았습니다. 물론 두개저의 휘어짐은 유전적으로 결정되어 치료에 의해 크게 영향을 받을 수 없으나, 그 휘어짐에 의한 상악 및 상악치아의 하방이동을 충분히 억제할 수 있는 다양한 방법을 우리는 이미 가지고 있지요.(그림 3)

최근 설측 소대의 길이를 정량적으로 측정한 저자들의 연구에 의하면 소위 short lingual frenum을 가진 환자와 골격성 III급 부정교합이 통계적으로 유의한 상관성이 있다고 밝혀졌습니다. 이를 해석해 보면 낮은 혀의 위치가 상악의 수직성장을 억제하지 못한 점도 하악골의 전방성장과 밀접한 관계가 있는 것으로 추정할 수 있습니다. 이러한 연구결과를 임상적으로 응용한다면 차후 골격성 III급 부정교합을 치료하기 위한 장치를 설계할 때 tongue space가 줄어들어 혀가 전하방 위치되는 것을 방지하기 위한 고려가 필요할 것으로 생각됩니다.(그림 4) 

Inverted labial bow appliance에 의한 기능성 III급 부정교합의 치료

III급 부정교합의 분류 시 처음 만나는 개념이 기능성 III급 부정교합 입니다. 통상적으로 다음과 같은 현상이 있는 반대교합의 경우에 해당한다고 교과서에 기술되어 있지요.(그림 5)

·전치부에만 반대교합이 존재하는 경우
·하악을 절단교합까지 후방위치(retrusion)가 가능한 경우
·상악 전치의 미약한 총생과 설측경사가 관찰되는 경우
·하악 전치에 총생이 없거나 space가 있으며 순측경사 또는 직립된 경우
·하악평면각이 작거나 정상인 경우
기능성 III급 부정교합은 흔히 교합장애에 의해 발생되는 것으로 알려져 왔으나 많은 원인 요소들이 혼재되어 있어, 사실 골격성 III급 부정교합과 명확한 감별진단이 힘든 것이 사실입니다. 치료를 위해서는 흔히 III급 Activator(그림 6), Active plate등을 사용하며 필자의 경우 절단교합으로 구성교합을 채득한 Inverted labial bow appliance로 비교적 단기간 내에 반대교합을 개선합니다.(그림 7)

제작과정과 임상 지침

Inverted labial bow appliance의 구성요소는 다음과 같습니다.(그림 8)
이 같은 치료방식은 그림 7의 증례에서 보는 바와 같이 주로 상악전치의 순측경사, 하악전치의 설측경사등 치아치조성 이동과 더불어 상악구치의 정출에 의한 하악골의 하후방회전에 의해 반대교합이 개선되는 경우라 할 수 있습니다. 그러나 사실 이런 어린 나이에 기능성과 골격성 요소를 엄밀하게 구분할 수 없고, 만에 하나 이 환자가 유전적으로 골격성 III급 부정교합 환자로 이행된다면 상악 구치부 정출 및 하악골의 하후방 회전에 의한 이러한 치료는 서론에서 언급한 바와 같이 원인치료에 역행할 뿐더러 상악 구치부 정출에 의한 수직적 악화가 하악을 더 성장시킬 수 있는 요소가 될 수도 있지 않을까요?

흔히 우리는 악교정 수술이 필요한 골격성 III급 부정교합 환자에서 소위 dental decompensation을 시행한 후 수술을 하게 됩니다. 교합장애에 의해 기능성 반대교합이 발생되면 하악전치는 정출되고 상악전치는 맹출장애가 발생됩니다. 이런 상태에서 bite jumping이 되면 당연히 수직적으로는 악화되겠지요.(그림 9) 따라서 미래의 교정에서는 성장기 아동에서도 bite jumping 전에 dental decompensation, 이를테면 정출된 하악 전치의 압하에 대한 개념이 필요하지 않나 생각해 보았습니다. 아직까지 명확한 치료 가이드라인이 제시되지 않았음에도 불구하고 임상가는 자기가 하는 치료가 어느 정도 절충치료이고 어느 정도 원인치료인지 구분하는 혜안이 필요하다고 생각하여 사족을 달아보았습니다.

III급 Double plate를 이용한 중등도 상악열성장 치료
II급 Double plate는 전 호에서 이미 소개가 되었지요. III급 Double plate는 독일의 Sander교수가 Double plate를 III급 치료에 응용한 장치로 흔히 Sander III라고 불리우고 있습니다.

제작과정과 임상지침

술자의 유도에 의해 하악을 최대한 후방위 시켜 구성교합을 채득하는데(그림 10) 이때 구치부에서는 약 4~5mm정도의 교합이개가 발생됩니다. III급 Double plate는 상하악 두 개의 Active plate로 구성되며, 유도선에 의해 연결됩니다. 상·하악 장치에는 술자의 필요에 따라 다양한 부가적 장치 이를테면 finger spring, 확장나사 등을 설계할 수 있습니다. 하악 장치에는 하악은 뒤로 밀고 상악은 앞으로 밀어내주기 위한 activation screw(전진나사)가 추가됩니다.(그림 11)

치료시기는 보통 7~9세의 유치열기나 혼합치열기 초기 환자에게서 사용하는 것이 추천됩니다.(그림 12) 이 장치는 상 하악으로 분리되어 유도선으로 연결되어 있기 때문에, 일반적인 Active plate 처럼 개개 치아의 이동이나 확장이 쉽고 장치 착용 후에도 발음 등의 생리적 기능이 가능하여 통상적인 양악장치의 문제점이 해결될 수 있습니다. 게다가 상악 구치 정출을 최소화 할 수 있는 장점을 가졌으므로 좀더 원인 치료에 접근한 치료 술식이라 할 수 있을 것입니다.(그림 13)  통상적으로 activation screw는 1/4 (90°) turn을 주 2회 시행하며 이 경우 4주 동안 약 1.6mm activation 효과가 발생됩니다. 필요한 경우 상악에서 측방 확장을 동시에 시행하며 하루 최소 15시간 이상 착용하도록 지시합니다. 이 장치는 경도의 상악 열성장 환자에서와 같이 무리한 구외장치를 이용한 치료가 부담이 되는 경우, 환자의 협조도 부족으로 구외장치를 사용하기 어려운 경우 사용할 수 있으며, 또한 상악전방견인 치료 후의 보정장치로서 훌륭한 대안이 될 수 있을 것입니다. Sander교수의 후향적 연구 결과나 저자의 환자증례에서 관찰하면, 전치부가 맹출하는 초기 혼합치열기에 사용하는 경우 뚜렷한 상악전진 효과를 보이고 상악구치의 정출에 의한 수직적 악화현상이 현저히 감소되며 치아치조성 이동도 비교적 적은 것으로 생각되어 과거 엑티베이터류의 치료와 차별화된 결과를 관찰할 수 있어 임상가들의 장치선택의 폭을 넓혀주었다고 감히 생각해 봅니다. 이러한 현상의 이유는 아직 구체적으로 정리되지 않았으나 엑티베이터 등과 달리 저작 및 발음 이 가능하고, 이때 발생되는 약 2~30N에 이르는 기능력이 상악에 전달되고, 환자의 협조도가 좋다면 착용시간의 연장이 가능하기 때문이 아닌가 추정됩니다. 더불어 기능력이 엑티베이터와 같이 레진상을 통하지 않고 두 개의 유도선을 통해 전달되는 것도 그 이유가 되지 않을까 생각합니다.

그러나 반복되는 이야기지만 이러한 효과가 발생되기 위해서는 초기 혼합치열기나 7~8세 경의 치료시기를 놓치지 않는 것이 중요할 것 같습니다.(그림 12) 그림 14의 증례는 이와 같은 치료시기의 중요성을 보여주는 증례로서, 비교적 환자의 협조도가 양호했음에도 불구하고 치료결과를 살펴보면 A point의 전진이 거의 없었고, 주로 상악 구치의 정출 및 하악의 하후방 회전에 의해 반대교합이 개선된 것을 알 수 있습니다. 물론 대증치료로서의 효과는 인정되나 근본적인 원인치료 측면에서는 재고의 여지가 있는 증례라 할 수 있을 것 같습니다. 이러한 아쉬운 결과의 원인으로는 우선 치료시기가 너무 늦었다는 점을 지적할 수 있을 것입니다. 또 다른 점은 초진 시 이미 deep bite로 앞서 언급한 바와 같이 대합치가 없는 하악 전치의 정출이 발생되어 bite jumping이 되었을 때, 필연적으로 구치부에서 bite opening 현상이 발생될 수 밖에 없다는 점이 중요한 관찰 point라고 생각됩니다.

사진설명

<그림 1>
Petrovic과 Sato의 III급 부정교합의 원인론에 대한 모식도.

<그림 2> 그림 1에서와 같이 상안면부의 하강이 발생되는 경우 그림 A, B에서 처럼 두 가지 양상으로 부정교합이 발생될 수 있다. 즉 하악이 A와 같이 과두를 중심으로 한 II급 지렛대로 회전되는 경우 골격성 II급 개방교합이 되며, B와 같이 전방부의 근육력에 의해 과두가 떨어지는 III급 지렛대의 경우는 하악골의 성장이 촉진되어 III급 부정교합이 된다.

<그림 3>
상악골 및 상악치아의 하방이동을 억제하기 위한 Vertical Chin-cup의 사용 모습.

<그림 4> A.골격성 III급 부정교합 환자에서는 특징적으로 혀의 저위가 관찰된다. B.교정장치(RME)가 palate의 공간을 차지하여 혀가 전하방으로 떨어진 것을 관찰 할 수 있다.

<그림 5> 안정위와 교합위에서 기능성과 골격성 III급 부정교합의 구치관계 변화. (좌) 골격성 부정교합: 교합위, 안정위에서 모두 III급관계, (우) 기능성 부정교합: 교합위는 III급, 안정위는 I급 관계

<그림 6> 전치부 반대교합을 주소로 내원한 8세 환자로 비교적 골격적 요소가 적은 기능성 III급 부정교합으로 진단되어 Harvold Class III Activator로 치료하였다. Harvold Class III Activator는 상악전치를 순측경사 시키고 상악구치의 맹출 및 하악의 하후방회전을 유도하여 반대교합을 개선시킨다. 상악 구개의 resin 피개에 의해 상악의 전방 성장을 기대하나 실제로 이러한 현상은 잘 일어나지 않는다.

<그림 7> 반대교합을 주소로 내원한 9세 3개월의 환자로 기능성 III급 부정교합 경향이 강하다고 판단되어 Inverted labial bow appliance로 치료하였다. 치료 결과, 상악전치의 순측경사, 상악구치의 정출 및 하악골의 하후방회전으로 반대교합이 개선된 것을 볼 수 있다. 치료 전 후의 3D model 중첩에서, 측모 두부계측방사선사진에서는 평가가 어려운 상악 구치의 심한 정출이 관찰되고 있다.(Red-치료전, Blue-치료후)

<그림 8> Inverted labial bow appliance의 구성. A: Inverted labial bow (0.9mm), B: Adams clasp (0.7mm), C: Finger springs, D: resin(occlusal bite block), E: expansion screw.

<그림 9>
기능성 반대교합 환자에서는 하악전치의 정출이 발생되고 상악 전치의 경우 맹출 장애가 발생되는 것을 볼 수 있다. 만약 정출된 하악전치의 압하 없이 반대교합을 해소 한다면, 구치부의 bite opening이 발생하고 이에 따라 수직악화를 피할 수 없게된다.

<그림 10> 구성교합채득. 하악을 최대한 후방위 시켜 채득한다.

<그림 11> (좌) III급 Double plate의 구성 A: Expansion screw(확장나사), B: Guiding wire(유도선), C: Activation screw(전진나사). (우) 구강내 장착 상태.

<그림 12>

6세경 두개안면부위의 봉합상태로 후두골내 연골결합 및 접형후두골 연골결합 등의 활성화된 상태를 살펴 볼 수 있다. 이 시기에는 골결합 부위가 활성화 되어있어 주변 자극에 쉽게 반응한다. 

<그림 13> 전치부 반대교합을 주소로 내원한 7세 환자로 III급 Double plate를 이용하여 치료하였다. Activator나 Inverted labial bow appliance와는 달리 상악골의 전방성장이 관찰되었으며, 약간의 상악 전치의 순측경사와 하악전치의 설측 경사 등의 치아치조성 이동은 피할 수 없었으나 특징적으로 상악구치의 정출은 거의 일어나지 않았다. (Red-치료전, Blue-치료후)료전, Blue-치료후)

<그림 14> 반대교합을 주소로 내원한 10세 환자로 III급 Double plate을 이용한 치료를 하였다. 치료결과 상악골의 전방이동은 미약하고 주로 상악전치의 순측경사 및 상악구치의 정출에 의한 하악골의 후하방 회전으로 인해 반대교합이 개선된 것을 볼 수 있다. 이러한 결과는 아마도 늦은 나이에 치료를 하였기 때문이라 생각이 든다.(Red-치료전, Blue-치료후)