치아교정은 단순히 외형적인 개선을 넘어 저작 기능과 구강 건강을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 하지만 철사와 브래킷을 이용하는 전통적인 교정 방식은 외관상 눈에 잘 띄고 통증을 유발한다는 점에서 만족감이 낮은 편이다. 반면 이러한 단점을 보완하기 위해 개발된 투명교정장치는 투명 플라스틱 틀을 사용하기 때문에 눈에 잘 띄지 않고 통증도 적어 선호도가 높다.

현재 투명교정 치료 시장은 ‘인비절라인^Invisalign’을 개발한 미국 기업 얼라인 테크놀로지^{Align Technology}가 주도하고 있다. 인비절라인은 치과에서 보낸 환자의 영상 진단 데이터를 토대로 얼라인테크놀로지에서 치료계획을 제시하고, 치과의사의 승인을 거쳐 투명교정장치를 제작해 치과에 전달해주는 치료 시스템이다. 대부분의 치과가 인비절라인에 의존하다 보니 비용과 시간이 많이 소요되며, 치과의사의 의도대로 교정 계획을 조정하기 어려운 측면이 있었다. 덴탈 의료기기 기업 덴티스는 2016년부터 치과교정용 소프트웨어 개발에 나서면서 투명교정치료 분야에도 관심을 갖기 시작했다.

덴티스가 투명교정 관련 기술개발에 본격적으로 나서게 된 배경에는 2018년 역대 최대 규모의 의료소송으로 이슈가 된 치아 투명교정치료 부작용 피해 사례가 있다. 서울의 한 치과에서 투명교정치료의 효과를 부풀려 홍보하고 환자들을 모집해 교정비를 편취한 혐의로 화제가 된 사안이다. 덴티스는 투명교정치료를 둘러싼 현실적인 문제 해결을 위해 환자를 정확히 진단하고 치료계획을 수립할 수 있는 기술은 물론 투명교정장치 제작에 필요한 기술 확보에 발 빠르게 나섰다.

덴티스가 수행한 ‘AI 기반 환자맞춤형 1Day 치과 투명교정치료 플랫폼 개발’ 과제는 2019년 6월부터 2023년 12월까지 약 4년 7개월에 걸쳐 진행됐다. 투명교정 환자 진단과 치료계획 수립, 치료 전후 예측, 투명교정장치 디자인 등의 기능이 포함된 투명교정 전용 소프트웨어와 투명교정장치 출력을 위한 3D 프린터 기술 및 소재 개발이 과제의 최종 목표였다.

덴티스가 개발한 치과교정 소프트웨어는 기존 방식과 확연한 차별점을 갖는다. 기존에는 진단과 치료계획 수립, 투명교정장치 디자인을 수행할 때 각각의 소프트웨어를 이용해야 했지만 본 과제를 통해 개발한 소프트웨어를 이용하면 하나의 제품만으로 모든 기능을 수행할 수 있다. 또 AI를 활용해 진단과 치료계획 수립 절차를 간소화하고 투명교정장치 디자인까지 자동으로 수행할 수 있다는 점이 특징이다. AI를 통해 진단 결과와 치료계획을 제시하기 때문에 의사는 환자의 데이터를 보고 진단을 내리는 시간을 대폭 줄일 수 있다.

AI 기술을 활용하는 만큼 과제를 수행하는 동안 다수의 환자 데이터를 확보하는 일이 관건이었다. 한 명의 환자에 대한 치과교정 진단과 치료계획 수립이 동시에 이뤄져야 하기 때문에 의료 영상과 교정치료 이력으로 구성된 데이터 세트를 다수 확보하는 것이 매우 중요했다. 그래야만 AI가 이를 충분히 학습해 진단과 치료계획의 정확도를 높일 수 있기 때문이다. 다수의 환자 데이터 세트를 확보하고 빅데이터 개발 환경을 구축하는 과정에서 경북대학교 치과병원 교정과와 가천대학교의 도움이 컸다. 또 의료 데이터의 경우 개인정보보호가 무엇보다 중요하다는 판단에 따라 데이터 수집 시 모든 데이터를 익명화하는 데 중점을 뒀으며, 서버에서도 개인정보가 포함되지 않은 데이터를 수집해 AI 개발에 적용하도록 했다.

3D 프린팅 기술 측면에서도 고도화된 기술력이 돋보인다. 기존 프린터 장비로는 하나의 소재만으로 출력할 수 있었으나 덴티스는 치과 모델 소재와 투명교정장치 소재를 각각 동시에 출력할 수 있는 프린팅 기술을 개발했다. 또 기존 시트 소재와 동등한 수준의 성능을 갖춘 투명교정 전용 출력 소재를 개발함으로써 복잡한 장비 없이 3D 프린터와 소재만으로 손쉽게 교정기 제작이 가능해졌다. 이러한 기술 덕분에 치료계획 검토와 투명교정장치의 검수에 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있게 됐다.

덴티스는 2020년 투명교정 소프트웨어 개발 전문기업 디오코와 투명교정 솔루션 전문기업 티에네스를 자회사로 편입하면서 본격적인 사업화에 나섰다. 이들 기업의 축적된 노하우를 바탕으로 2021년 투명교정치료 서비스 ‘세라핀’을 출시했으며, 2022년 국내 최초로 투명교정 자동화 공정을 구축했다.

한국형 투명교정 대표 브랜드로 평가받는 세라핀은 환자 데이터를 바탕으로 독자 개발한 셋업 소프트웨어와 진단 뷰를 통해 진단과 치료 계획 수립을 수행할 수 있도록 구현한 플랫폼으로 유럽 CE(유럽통합규격인증마크)와 미국 FDA(식품의약국) 인증을 모두 획득했다. 이와 함께 자체 개발한 투명교정장치 제작 시트 소재 ‘메시트^MESHEET’에 대해서도 FDA 인증과 일본 특허를 취득함으로써 품질과 원가경쟁력을 모두 갖추게 됐다. 세라핀은 지난해 기준 국내 투명교정 시장 점유율 19%를 기록하면서 인비절라인의 뒤를 이어 시장 점유율 확대에 기여하고 있다.

덴티스는 본 과제를 통해 개발한 투명교정 플랫폼에 대한 장기 추시 의료기기 임상시험도 준비 중이다. 임상시험을 통해 투명교정치료 효과를 확인하게 되면 국내뿐 아니라 글로벌 시장에서도 괄목할 만한 성과를 낼 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

덴티스가 수행한 과제는 ‘2024년 산업통상자원부 R&D 대표 10선’에 선정됐다. 투명교정치료를 위한 정확한 진단과 치료계획 수립, 안정적이고 성공률 높은 치료를 가능하게 한 핵심 기술력을 인정받은 것이다.

“아직은 투명교정치료 시장을 외산이 주도하고 있지만 이번 과제를 계기로 국산 솔루션이 주도권을 잡을 수 있는 기틀을 다졌다고 생각합니다. 덴티스뿐 아니라 치과교정 분야의 제품을 개발하는 다수의 기업과 이를 연구하는 치과대학 및 의공학 연구기관이 지속적으로 노력하면 투명교정치료 시장 역시 국내 기업이 주도할 수 있을 것이라 확신합니다.”