An Analytical Study on Strain Distribution Using Strain Gauge Attached On Root Surface

치근 부착 스트레인 게이지를 이용한 응력 분포 분석

Optimal orthodontic treatment could be possible when a orthodontist can predict and control tooth movement by applying a planned force system to the dentition. The moment to force(M/F) ratio at the bracket, has been shown to be a primary determinate of the pattern of tooth movement. As various n/F ratios are applied to the bracket on the tooth crown, strain distribution in periodontium can be changed, and the center of rotation in tooth movement can be determined. It is, therefore, so important in clinicalorthodontics to know the strain distribution in a force system of a M/F ratio. The purpose of this study was to analyze the strain distribution in orthodontic force system by strain gauge attached to tooth root, and to evaluate the usage of the method. For this study, an experimental upper anterior arch model was constructed, where upper central incisors, on the root surface of which, 8 strain gauges were attached, were implanted In the photoelastic resin, as in the case of 4mm midline diastema. Three types of closing of upper midline diastema closure were compared : 1. with elastomeric chain(100g force) in no arch wire, 2. elastomeric chain in .016“ round steel wire, 3. elastomeric chain in .016”x.022“ rectangular steel wire. The results were as follows. 1. Strain distributions on labial, lingual, mesial and distal root surface of tooth were able to be evaluated with the strain gauge method, and the patterns of tooth rotation were understood by presuming the location of moment arm. 2. Extrusion and tipping movement of tooth was seen in closing in no arch wire, and intrusion and bodily movement was seen with steel arch wire inserted.

바람직한 교정치료는 최적의 교정력을 치아에 가하여 정확하게 치아이동을 조절하고 예측함에 따라 가능해진다. 치관에 힘과 모멘트가 동시에 적용될 때 그 비율(M/F ratio)에 따라 치주인대에 나타나는 응력 분포가 변화하게 되고 이에 따른 회전중심의 위치가 변하게 되는데 이런 양상을 파악함으로써 정확한 치아이동을 조절하고 예측할 수 있다. 본 연구에서는 교정력에 따른 치주인대 및 치조골 부위에서의 응력 분포를 알아보기 위하여 상악 중절치 치근 8부위에 스트레인 게이지를 부착한 인공 치아를 광탄성 레진에 매식한 4mm 정중이개 증례의 상악 전치부 실험모형을 제작하여 응력 분포를 조사하였다. 폐쇄 방법으로 다음과 같은 3가지 방법을 적용하였다. 1. 금속 호선의 삽입 없이 100g의 힘을 발휘하는 elastomeric chain만 사용한 경우, 2. .016" 금속호선을 삽입하고 elastomeric chain을 사용한 경우, 3. .016“x.022” 금속호선을 삽입하고 elastomeric chain을 사용한 경우. 각각의 경우에서 치근의 근심면, 원심면 및 순면, 설면에 나타나는 응력을 계측하여 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 치근 부착 스트레인 게이지를 이용한 응력 분포 조사 방법으로 치아이동시 치근의 근 원심면 및 순 설면에서의 응력 분포를 파악할 수 있었으며 이에 따른 모멘트 팔의 형성을 추정함으로써 치아의 회전양상을 알 수 있었다. 2. 호선없이 교정력을 적용한 경우 정출 및 경사이동이 컸으며 호선 적용에 따라 압하 및 치체이동 양상을 보이는 것을 응력 분포 파악을 통해 확인할 수 있었다.