• 대한치과교정학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.207-217
• /
• 2006

사회 문화적 발달과 함께 심미적 요구가 증가되면서 교정 환자 수의 증가와 함께 교정 치료 중의 심미성에 대한 요구도 늘어나고 있다. 치료 중 심미성을 증진시키기 위한 목적으로 세라믹 브라켓이 개발되어 널리 사용되고 있으나 세라믹 자체의 취성(brittleness), 대합치의 마모뿐만 아니라, 임상적으로 높은 마찰 저항이 그 문제점으로 지적되고 있다. 본 연구는 세라믹 브라켓의 마찰 저항을 알아보고 그 개선방안을 찾는데 지침이 되고자 하는 목적으로 시행하였다. 연구 재료로는 마찰 저항을 줄이기 위해 금속 슬롯이 삽입된 다결정 세라믹 브라켓과 금속 슬롯이 삽우되지 않은 단결정 세라믹 브라켓과 금속 브라켓을 이용하였으며, $.019{\times}.025$ 스테인리스 와이어를 브라켓 슬롯에 대해 $0^{\circ},\;10^{\circ}$의 각도를 부여하여 만능시험기상에서 이동시켜 그때의 정적, 동적 마찰력을 측정하였다. 연구 결과, 전체적인 평균 마찰력은 금속 브라켓, 금속 슬롯이 삽입된 다결정 세라믹 브라켓, 단결정 세라믹 브라켓 순으로 증가하였다. 브라켓 슬롯과 와이어 사이의 각도가 $0^{\circ}$일 때가 $10^{\circ}$일 때에 비해서 낮은 마찰 저항을 보였으며, 브라켓 슬롯과 와이어 사이의 각도가 $10^{\circ}$일 때 단결정 세라믹 브라켓의 동적, 정적 마찰 저항은 금속 브라켓이나 금속 슬롯이 삽입된 다결정 세라믹 브라켓에 비해 유의성 있게 크게 나타났다 (p<0.05). 본 연구를 통해서 금속 브라켓에 비해 세라믹 브라켓, 특히 금속 슬롯이 삽입되지 않은 단결정 세라믹 브라켓의 마찰 저항이 높은 것을 확인할 수 있었으며, 브라켓 슬롯과 와이어간의 각도가 증가하면 마찰 저항도 커지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 마찰력을 줄이기 위한 세라믹 브라켓의 개발과 함께 교정 치료 시 과도한 치관 경사를 막음으로써 마찰 저항을 줄이고 심미성을 유지하면서 치료의 효율을 높이도록 해야할 것이다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.341-350
• /
• 2007

본 실험은 마찰력을 줄이고 물리적 성질을 개선하여 최근에 개발된 수 종의 심미 브라켓들과 교정 탄선간에 발생하는 마찰력의 크기를 측정, 비교해 보고자 하였다. 일반 슬롯의 세라믹 브라켓인 Inspire, Signature III와 Cristaline V, 스테인레스 스틸 (SS) 슬롯을 가진 세라믹 브라켓인 Clarity, 골드 슬롯을 가진 Luxi II, polyoxymethylene 계열의 플라스틱 브라켓인 Brillant, SS 슬롯을 가진 컴파짓 브라켓인 Spirit MB, 금속 브라켓인 Integra를 사용하여 018"원형의 교정 탄선에 $0^{\circ}$, $4^{\circ}$, $8^{\circ}$의 tip angulation을 부여하고 elastic module로 결찰한 뒤 인공 타액 상태에서 활주이동 할 때의 운동 마찰력을 측정하였다. 연구 결과 슬롯에 silica 처리된 세라믹 브라켓 (CR)이 유의하게 낮은 마찰력을 보였고 (p < 0.05), 단결정 세라믹 브라켓이 (IN) 유의하게 큰 마찰력을 보였다 (p < 0.05). 플라스틱 브라켓인 polyoxymethylene 계열의 BR이 낮은 마찰력 양상을 보였고 이는 금속 브라켓과 유사하였다. 모든 브라켓에서 브라켓-탄선 각도가 증가함에 따라 유의하게 마찰력이 증가하였으나 주사전자현미경상에서 탄선이나 브라켓에 손상은 발견되지 않았다. 마찰력의 양상이 브라켓의 재질로 추측할 수 있는 것과는 다르게 나타난 결과로 보건대 심미 브라켓이 스테인레스 스틸 브라켓에 비해 마찰력 면에서는 오히려 우수하거나 큰 차이가 없으므로 임상적으로는 마찰력은 크게 고려하지 않아도 되겠다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제40권5호
• /
• pp.294-303
• /
• 2010

교정용 브라켓과 강선 사이의 마찰저항력에 영향을 미치는 요소들 중 브라켓 슬롯의 표면조도에 대한 연구가 그동안 많이 시행되어 왔는데 기존 연구는 주로 주사전자현미경(SEM)이나 Prophylometer를 사용하여 이루어졌다. 이 연구는 원자현미경(AFM)을 사용하여 다섯 종류의 브라켓 슬롯의 표면조도를 정량적으로 측정하여 세라믹 브라켓이 스테인리스 스틸 브라켓보다 더 거칠고 다결정 알루미나 브라켓이 단결정 알루미나 브라켓보다 더 거친지 규명하는데 목적이 있다. 대조군인 스테인리스 스틸 브라켓($Succes^{(R)}$)과 두 종류의 단결정 알루미나(Inspire $Ice^{(R)}$, $Perfect^{(R)}$)와 두 종류의 다결정 알루미나(Crystalline $V^{(R)}$, $Invu^{(R)}$)를 슬라이드 글라스에 접착하고 슬롯을 노출시키기 위해 치과용 하이스피드 핸드피스와 샴퍼버를 이용해 윙을 연마하였다. 원자현미경 이미지는 Nanostation $II^{TM}$를 사용하여 관찰하였다. Sa, Sq, Sz 모두 $Invu^{(R)}$와 Inspire $Ice^{(R)}$는 대조군인 $Succes^{(R)}$와 유의미한 차이가 없었으며 $Perfect^{(R)}$와 Crystalline $V^{(R)}$는 $Succes^{(R)}$보다 컸다. $Perfect^{(R)}$와 Crystalline $V^{(R)}$ 사이에서는 Sa, Sq, Sz 모두 유의미한 차이가 없었으며 $Invu^{(R)}$와 Inspire $Ice^{(R)}$ 사이에서도 Sa, Sq, Sz 모두 유의미한 차이가 없었다. 따라서, 대조군인 $Succes^{(R)}$와 단결정 브라켓인 Inspire $Ice^{(R)}$, 다결정 브라켓인 $Invu^{(R)}$가 낮은 조도의 슬롯 표면을 가지고 다결정 브라켓인 Crystalline $V^{(R)}$와 단결정 브라켓인 $Perfect^{(R)}$가 거친 슬롯 표면을 가진 것으로 판단된다. 따라서, 유사한 재질의 브라켓이라도 제조사에 따라 다양한 슬롯 표면조도를 나타낸다고 할 수 있다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.376-385
• /
• 2007

고정성 장치를 이용한 교정 치료는 심미적 개선이 주목적 중 하나이나, 금속재 브라켓은 치료기간 동안 비심미적으로 보이는 단점이 있다. 이러한 이유로 치아색과 유사한 심미적 브라켓이 선호되었으나 호선과의 마찰저항이 금속재 브라켓보다 큰 것으로 알려져 있다. 본 연구는 최근 개발된 심미적 브라켓의 일종인 인산칼슘재 브라켓의 마찰저항을 측정하고 기존 금속재 브라켓과 금속슬롯 삽입형 도재 브라켓과의 마찰저항의 차이를 구명(究明)해 보고자 하였다. 실험군으로서 인산칼슘 재질의 Hyaline II (Tomy, Tokyo, Japan) 브라켓을, 대조군으로서 metal slot이 삽입된 도자기 재질인 Clarity (3M Unitek, Monrovia, CA, USA) 브라켓과 스테인레스 스틸 금속재 브라켓인 Kosaka (Tomy, Tokyo, Japan) 브라켓을 사용하고, $0.019\;{\times}\;0.025$ 인치 스테인레스 스틸 강선 (3M Unitek, Monrovia, CA, USA)을 이용하며 결찰재는 합성고무링 (Ormco, Glendora, CA, USA)을 사용하였다. 치아의 생리학적 환경을 재현하기 위해 모의 생물학적 모형을 고안하였으며 이에 강선을 삽입하여 load cell (Push & pull gauge, RX-2 AIKOH, Osaka, Japan)로 분당 5 mm로 견인하며 만능시험기(Instron4467, Instron, Norwood, MA, USA)로 마찰저항을 측정하였다. 실험결과, 실험군인 인산칼슘 재질 브라켓의 마찰저항은 대조군인 금속슬롯 삽입형 도재 브라켓 보다 작고 (p < 0.01) 금속재 브라켓의 마찰저항보다 크게 나타나 (p < 0.05), 인산칼슘재 브라켓은 심미적 측면에서 금속재 브라켓을, 효율적 측면에서 금속슬롯 삽입형 도재 브라켓을 대체하여 사용 가능함을 시사하였다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제40권3호
• /
• pp.156-166
• /
• 2010

브라켓과 호선 간에 발생하는 마찰은 치아 이동의 효율에 상당한 영향을 미친다. 마찰력에 기여하는 요소 중 특히 브라켓과 호선의 표면조도는 중요한 요소이다. 본 연구는 브라켓과 탄선을 실험적으로 마찰시킨 후, 원자현미경 (atomic force microscope, AFM)을 사용하여 브라켓 슬롯과 교정용 탄선의 표면 조도 변화를 정성적, 정량적으로 측정하고 비교 평가하여 브라켓과 호선 간의 마찰이 각각의 표면 변화에 미치는 영향을 규명하고자 시행되었다. 스테인리스 스틸 브라켓과 세라믹 브라켓에 각각 스테인리스 스틸 탄선과 TMA 탄선을 실험적으로 활주마찰시킨 후 각각을 원자현미경을 이용하여 표면을 관찰하였다. 실험결과 브라켓보다는 교정용 탄선에서 활주마찰 후에 더 많은 표면 변화가 나타났다. 또한 활주마찰 후에 스테인리스 스틸 브라켓은 표면 조도의 유의한 변화가 없었으나 세라믹 브라켓은 표면 조도가 감소하였다. 그리고 교정용 탄선은 모두 활주마찰 후에 표면 조도가 증가하였으며 이러한 표면 변화는 스테인리스 스틸 브라켓보다 세라믹 브라켓과의 활주마찰 후에 더 큰 것으로 관찰되었다. 본 실험으로 원자현미경은 브라켓 슬롯과 탄선의 표면 조도를 정량적으로 측정하는 데에 유용한 수단임을 알 수 있었다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.107-112
• /
• 1999

성인 교정 환자가 증가됨에 따라 교정장치의 심미성이 요구되고 있다. 교정 장치의 심미적 증진을 위해 개발된 브라켓들로는 세라믹, 콤포지트 레진 브라켓, 타이타늄 브라켓등이 소개되고 있다. 콤포지트 레진 브라켓은 우수한 색상 및 투과성이 장점이나 높은 마찰력과 낮은 취성의 단점을 갖고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 최근 개발된 세라믹 또는 레진 브라켓(metal reinforced bracket)은 마찰력을 감소시키고 강도를 증가시키기 위하여 브라켓의 슬롯에 메탈을 삽입하고 있다. 그러나 지금까지 이러한 metal reinforced resin bracket(이후 MRRB)의 물성에 관한 연구가 미진하였다. 특히 이러한 브라켓과 교정용 철선의 마찰력에 관한 연구가 미흡하기에 본 연구를 시행하였다. 본 연구는 4종의 교정용 철사(.016 S-S, .0l6X.022 S-S, .016 $TMA^{\circledR}$, .0l7X.025 $TMA^{\circledR}$)와 5종의 브라켓을 사용하였다. 사용된 브라켓들로는 메탈 1종(Ormco.Co., U.S.A)자 세라믹 1종($Crystalline^{\circledR}$), 콤포지트 레진 1종(Clear Medium $Siamase^{\circledR}$), 메탈 슬롯이 삽입된 콤포지트 레진2종($Plastic^{\circledR},\;Spirit^{\circledR}$)의 마찰력을 서로 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. ceramic bracket과 resin bracket은 metal reinforced resin bracket과 metal bracket보다 마찰력이 유의성 있게 크게 나타났다. 2. metal reinforced resin bracket의 slot내 metal의 삽입형태에 따른 마찰력의 크기는 유의차가 없었다. 3. metal reinforced resin bracket과 metal bracket사이의 마찰력의 크기는 유의차가 없었다. 4.. 교정용 철선과 각 브라켓 비교에서 TMA, Stainless steel 순으로 마찰력이 적게 나타났다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.123-133
• /
• 1998

TiN ion-plating된 Co-Cr 선재(.016", .016"x.022")와 ion-plating되지 않은 선재(.016", .016"x.022")를 이용하고, 3 가지 종류의 브라켓(TiN ion-plating된 금속 브라켓, 세라믹 브라켓 및 플라스틱 브라켓)을 대상으로 마찰실험을 행하고, 거기에서 얻어진 마찰 특성곡선과 곡선으로부터 구한 최대 정지마찰력, 그리고 선재와 브라켓의 표면양상을 주사전자현미경으로 관찰하여 TiN ion-plating의 효과를 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. $\cdot$3가지 종류의 브라켓에 TiN ion-plating된 선재를 사용한 경우의 마찰력은 TiN ion-plating되지 않은 선재를 사용한 경우의 마찰력보다 각각 통계학적으로 유의성있게 낮았다(p<0.05). $\cdot$3가지 종류의 브라켓에 원형 선재를 사용한 경우의 마찰력은 각형 선재를 사용한 경우의 마찰력보다 각각 통계학적으로 유의성있게 낮았다(p<0.05). $\cdot$원형 선재를 사용한 경우 TiN ion-plating되지 않은 선재를 사용한 경우가 TiN ion-plating된 선재를 사용한 경우보다 선재 및 브라켓 슬롯의 표면이 더욱 거친 양상을 나타내었다. $\cdot$각형 선재를 사용한 경우 전반적으로 원형 선재를 사용한 경우보다 선재 및 브라켓 슬롯의 표면이 더욱 거친 양상을 나타내었다. $\cdot$TiN ion-plating된 원형 선재를 사용한 경우 정지마찰력과 운동마찰력의 차는 별로 없었으나 TiN ion-plating된 각형 선재를 사용한 경우 정지마찰력은 운동마찰력보다 다소 높았다. $\cdot$TiN ion-plating되지 않은 선재를 사용한 경우가 TiN ion-plating된 선재를 사용한 경우에 비해 정지마찰력이 운동마찰력보다 휠씬 높았다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.335-346
• /
• 2001

본 연구의 목적은 교정치료의 마무리 단계에서 비람직하지 못한 순설측 경사를 가진 한 개 치아의 이동을 원할 때 브라켓 슬롯의 크기와 각형선재의 종류, 크기에 따라 부여하여야 할 적절한 임상적 torque (SWA의 각형선재에서 나머지 편평한 부분과 이동을 위해 변형시킨 부분의 단면이 이루는 각도만큼의 torque)의 양을 구하고자 하는 것이다. 임상적 torque는 play와 active torque(브라켓에 모멘트를 전달할 수 있는 torque)의 합으로 구성되는데, play는 수학적 공식을 이용하여 계산하였고 active torque는 컴퓨터를 이용한 삼차원 유한요소법으로 구하였다. 유한요소모델은 일렬로 배열된 세 개의 브라켓과 여기에 삽입된 stainless steel, TMA , NiTi 이렇게 3가지 종류의 교정용 각형선재로 구성된 다. 양쪽의 브라켓을 일정한 각도로 비틀어서 가운데 브라켓에 발생하는 모멘트를 계산하였다. 선재의 크기는 많이 사용되는 각형선재인 .016"X.022", .017"X.022", .017"X.025", .018"X.025", .019"X.025", .020"X.025". .021"X.025"의 7개로 디자인하였다. .018" 브라켓에는 .016"X.022", .017"X.022", .017"X.025" 선재를 삽입하여 실험하였고, .022" 브라켓에는 .016"X.022" 선재를 제외한 나미지 선재를 삽입하여 실험하였다. 실험으로 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 삽입된 브라켓 슬롯의 크기에 상관없이 같은 크기와 재질의 교정용 각형선재에 같은 active torque를 가하면 동일한 모멘트가 발생하였다. 2. 선재의 크기가 증가될 수록 동일한 active torque에 의해 발생되는 모멘트의 양은 증가하였다. 실험에 사용한 가장 굵은 선재인 .021"X.033" 선재는 동일한 재질의 가장 가는 .015"X.022" 선재에 비해 약 1.75배 더 큰 torsional stiffness를 가졌다. 3. 선재의 재질에 따라서는 stainless steel, TMA, NiTi순으로 torsional stiffness가 감소하였는데 stainless steel에 비해 TMA는 0.35배, NiTi는 0.16배였다. 4. 브라켓간 거리의 증가와 발생되는 torsional .stiffness는 반비례하였다. 브라켓간 거리의 증가에 의해 감소되는 torsional stiffness의 비율은 선재의 재질과 상관이 있었고 크기에 따라서는 큰 차이가 없었다. 5. 교정치료의 마무리 단계에서 이상적인 순설측 경사이동을 일으키는 임상적 torque의 공식과 값을 구하였다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.613-623
• /
• 2000

교정용 브라켓과 교정선 사이의 마찰력에 관련된 요소들에는 브라켓의 종류, 교정선의 재질과 형태, 결찰방법의 차이, 건조환경과 타액환경의 차이, 브라켓간 offset의 차이, 브라켓간 거리, 이동속도 등이 있다. 이러한 요소들에 따른 마찰력의 변화를 비교, 분석하여 각 요소들 간의 관계를 알아보고자 본 연구를 하였다. 8종류의 0.018"x0.025"상악 견치와 상악 제2 소구치용 브라켓을 슬라이드 위에 부착시키고 0.016 및 0.016"x0.022" 스테인레스 스틸 교정선과 같은 크기의 NiTi 교정선 및 Cu-NiTi 교정선을 이용하여 서로 다른 조건에서 마찰력을 측정하여 다음의 결과를 얻었다. 1. 브라켓의 종류에 따른 마찰력의 차이는 Polycrystalline세라믹 브라켓인 Allure의 평균 마찰력이 가장 높게 나타났고, 세라믹과 합성된 플라스틱 브라켓인 Vogue, 금속 브라켓인 Mini-Twin, 금속 슬롯을 갖는 플라스틱 브라켓인 Elan, monocrystalline 세라믹 브라켓인 Starfire, single 브라켓인 Lewis/Lang, 자가결찰 브라켓인 SPEED의 순으로 감소하였으며, frictionless 브라켓인 Shoulder의 평균 마찰력이 가장 낮았다. 자가결찰 브라켓은 원형 교정선에서는 낮은 마찰력을 나타냈고, 사각형 교정선에서는 높은 마찰력을 나타냈다. 2. 교정선 재질에 따른 평균마찰력은 스테인레스 스틸 교정선이 다른 교정선들에 비해 통계학적으로 유의하게 낮았으며, NiTi 교정선, Cu-NiTi 교정선 순으로 평균 마찰력이 높았다. 교정선의 형태에 따른 마찰력은 원형 교정선의 평균마찰력이 각형 교정선보다 낮았다. 3. 본 연구에서 스테인레스 강으로 결찰했을 때의 평균마찰력이 탄성모듈로 결찰했을 때에 비해 모든 조건에서 통계학적으로 유의하게 높았다. 4. 건조환경에서의 금속 브라켓에 스테인레스 스틸 교정선, NiTi 교정선 및 Cu-NiTi교정선의 평균마찰력은 타액환경에서 보다 유의하게 낮았다. 5. 브라켓간 offset이 증가함에 따라 평균마찰력은 유의하게 증가하였다. 6. 브라켓간 거리의 변화에 대한 마찰력의 차이는 교정선의 재질에 따라 차이가 나며, 스테인레스 스틸 교정선은 브라켓간 거리가 감소할 때 마찰력이 유의하게 변화하지 않았으나, NiTi 교정선의 경우는 유의하게 증가하였다. 7. 브라켓내의 교정선의 이동속도에 따라 마찰력은 유의하게 변화하지 않았다. 이상의 결과로 볼 때 교정 치료동안 적정 교정력을 유지하기 위해 자가결찰브라켓, 스테인레스 스틸 교정선과 탄성모듈결찰법을 사용하는 것이 유리하며, 치료시기에 따라서 요구하는 마찰력이 다르므로 상황에 따라 재료를 선택하는 것이 중요할 것으로 사료된다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.253-260
• /
• 2004

치아의 활주 이동시 교정용 브라켓과 호선 사이의 마찰력은 많은 요인들, 예를 들면 브라켓과 호선의 크기, 형태 그리고 재료, 결찰방법 그리고 브라켓-호선간 각도 등과 관련이 있다. 이런 요인들 대부분에 관하여 명확한 결론이 내려져 있지만 브라켓 폭이 마찰력에 미치는 효과에 관해서는 논란이 있다. 이번 연구는 임상에서와 비슷한 모의 치아 이동시 브라켓 폭이 발생되는 마찰력의 양에 미치는 효과를 조사하기 위해 고안되었다. 폭이 다른 세 가지 브라켓 $(0.018{\times}0.025\;standard)$ 즉 좁은 것 (2.40mm), 중간 것 (3.00mm), 그리고 넓은 것(4.25mm) 등을 $0.016{\times}0.022$ 스테인레스 스틸 호선과 함께 사용하였다 세 가지 브라켓-호선 조합들은 분속 0.5mm로 4분 동안 장치 에서 움직이도록 하였고 각각 7회씩 반복 측정하였다. 생물학적인 상태를 재현하기 위해 치 아 치조 모형은 치근막과 유사한 탄성을 갖는 재료를 이용하는 간접법으로 제작되었다. 게다가 결찰력의 효과를 최소화하기 위하여 브라켓에 레진을 덧붙여서 고무로 결찰함으로써 브라켓 폭의 차이를 보상해주었다. 결과는 다음과 같다: 1. 각 브라켓-호선 조합의 최대 마찰력은; 좁은것(2.40mm): $m4.69gmf$ 중간것 (3.00mm): $72.7\pm54.98gmf$ 넓은것(4.25mm): $72.5\pm94.54gmf$ 2. 호선이 브라켓 슬롯을 지나서 나아갈수록 마찰력은 증가하였다. 3. ANOVA 사후검정 결과 임상과 비슷한 모의 실험에서 브라켓 폭은 마찰력에 아무런 영향을 미치지 않았다(p>0.05).