• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.56 no.2
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• pp.105-113
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• 2018

Purpose: The purpose of this study was to investigate the effects of the insertion depth of an immediately loaded implant on the stress distribution of the surrounding bone and the micromovement of the implant using the three-dimensional finite element analysis. Materials and methods: A total of five bone models were constructed such that the implant platform was positioned at the levels of 0.00 mm, 0.25 mm, 0.50 mm, 0.75 mm, and 1.00 mm depth from the crest of the cortical bone. A frictional coefficient of 0.3 and the insertion torque of 35 Ncm were simulated on the interface between the implant and surrounding bone. A static load of 178 N was applied to the provisional prosthesis with a vertical load in the axial direction and an oblique load at $30^{\circ}$ with respect to the central axis of the implant, then a finite element analysis was performed. Results: The implant insertion depth significantly affected the stress distribution on the surrounding bone. The largest micromovement value of the implant was $39.34{\mu}m$. The oblique load contributed significantly to the stress distribution and micromovement in comparison to the vertical load. Conclusion: Increasing the implant insertion depth was advantageous in dispersing the concentrated stress in the cortical bone and did not significantly affect the micromovement associated with early osseointegration failure.

• Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
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• v.26 no.2
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• pp.205-220
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• 2010

Purpose : To analyze the effect of implant designs on insertion torque and stress by performing a comparative study on von Mises stress, torque and normal force through a three-dimensional finite element analysis. Materials and methods : Models of the screw type implant were used to model the implant as a form placed in the mandibular premolar region applying a three-dimensional finite element method. Screw type implant designs were classified into 4 types of parallel ones and 7 types of tapered ones. Other factors were simulated to represent clinical environment. Results : In parallel implant designs, higher and wider threads resulted in higher insertion torques and higher stress distributions. In tapered implant designs, changes in the taper led to remarkable differences in the insertion torques. It was difficult to determine a certain tendency of stress distribution around the implants since the stress level was too high around them. In tapered implant designs, smaller implants demonstrated lower insertion torques than the original type and were relatively less dependent on the degree of taper. Tapered implants showed higher insertion torques and higher stress distributions than parallel implants. Conclusion : According to this study, although the tapered implant demonstrated a higher insertion torque than the parallel implant, stress tended to be concentrated in the entire fixture of the tapered implant due to the inefficient stress distribution.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.35 no.3
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• pp.609-621
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• 1997

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.36 no.1
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• pp.1-17
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• 1998

두개의 임플랜트로 지지되는 overdenture를 이용한 하악무치악환자의 치료법은 경제적이면서, 실용적인 치료로 인정을 받고 있다. 하지만 해부학적인 조건으로 임플랜트를 설측 혹은 후방에 식립해야 되는 경우에는 일반적인 bar설계는 bar가 구강저 상방을 지나게 되어 혀운동, 발음, 위생관리 등에 많은 문제점을 부여한다. 이에 대한 해결방법으로 전방부 치조제 상에 보철물의 회전을 허용하는 angular bar를 설계할 수 있다. 하지만 이 설계는 임플랜트에 불리한 moment를 유발한다. 그럼에도 불구하고 뛰어난 유지력과 지지능력, 경제적인 면 때문에 angular bar는 임상에서 많이 사용되고 있다. 이에 본 연구는 angular bar의 전방 cantilever양을 달리하여 임플랜트 및 주변조직에 미치는 영향을 삼차원 유한요소분석법을 통해서 알아보고자 하였다. 이공사이의 하악골을 단순화시킨 준하악골모형에 직경 3.75mm인 브로네마르크 임플랜트 2개를 길이가 13,15mm인 경우로 설정하여 제 1소구치 부위에 식립하였다. 두 임플랜트를 연결하는 bar는 전방부 cantilever양을 0-5mm, 1mm씩 하여 6가지 경우를 가정하고 제작하였다. 각각 bar 중앙부에 수직압 (90도) 35N, 경사압(120도) 70N, 수평압(0도) 10N을 가하였으며 이때 나타나는 응력 분산형태와 임플랜트의 골유착에 불리하게 작용하는 최대주응력(인장력)과 변위량을 살펴보았다. 연구결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. Cantilever양이 증가할수록 주변피질골과 임플랜트로 응력이 집중되었으며 상부 보철물의 변위량도 커졌다. 2. Cantilever양에 대한 수평압의 영향은 크지 않았으며 임플랜트 길이가 긴 것이 변위량과 응력이 작았다. 3. 경사압에 대한 응력의 변화는 cantilever양의 증가에 따라 급격히 증가하는 양상을 띠었으며 임플랜트길이가 응력 및 변위의 양에 미치는 영향은 없었다. 4. 수직압에 대한 응력의 변화는 초기에는 완만한 증가를 보이다가 일정 시점 지난 후에는 증가율이 커지는 경향을 띠었다. 증가현상이 두드러지기 전에는 길이의 증가가 응력의 분산효과는 가져왔으나 이후에는 길이의 응력분산 효과는 없었다. 5. 응력분포양상은 cantilever양이 증가할수록 골조직을 통한 분산정도는 작아지고 특정부위의 피질골과 임플랜트, 상부보철물에 집중되는 경향을 보였다. 6. 임플랜트와 주변 골조직으로의 응력분산능력이 예후를 좌우한다는 점에서 angular bar는 적합치 못하며 부득이한 경우는 임플랜트 길이를 길게 하고 최대한 3mm이내로 cantilever양을 제한하는 것이 추천된다.

• Computational Structural Engineering
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• v.8 no.1
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• pp.147-160
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• 1995

Based on the weighted residual concept[4], a three-dimensional plate theory is derived using a Fourier series expansion of a dependent variable and a weighted residual approximation of the basic elasticity equations. The weighted residual equilibrium equations of the plate are expressed in terms of weighted displaced quantities, and the results are then interpreted by means of a potential energy functional. The potential energy expression is used to develop a finite element implementation. For illustrative purposes, the application of the theory to a strip plate is considered and two numerical examples of a cantilever and a simply-supported strip plate are studied.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.46 no.2
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• pp.157-168
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• 2008

Statement of problem: Over the past two decades, implant supported fixed prosthesis have been widely used. However, there are few studies conducted systematically and intensively on the splinting effect of implant systems in mandible. Purpose: The purpose of this study was to investigate the changes in stress distributions in the mandibular implants with splinting or non-splinting crowns by performing finite element analysis. Materials and methods: Cortical and cancellous bone were modeled as homogeneous, transversely isotropic, linearly elastic. Perfect bonding was assumed at all interfaces. Implant models were classified as follows. Group 1: $Br{{\aa}}nemark$ length 8.5mm 13mm splinting type Group 2: $Br{{\aa}}nemark$ length 8.5mm 13mm Non-splinting type Group 3: ITI length 8.5mm 13mm splinting type Group 4: ITI length 8.5mm 13mm Non-splinting type An load of 100N was applied vertically and horizontally. Stress levels were calculated using von Mises stresses values. Results: 1. The stress distribution and maximum von Mises stress of two-length implants (8.5mm, 13mm) was similar. 2. The stress of vertical load concentrated on mesial side of implant while the stress of horizontal load was distributed on both side of implant. 3. Stress of internal connection type was spreading through abutment screw but the stress of external connection type was concentrated on cortical bone level. 4. Degree of stress reduction was higher in the external connection type than in the internal connection type.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.04a
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• pp.693-696
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• 2008

The biaxial tensile strength of concretes was measured by the Biaxial Flexure Test(BFT) which was recently developed to measure the biaxial tensile strength of concretes. From the test result, The circular specimen is generally fractured after 1${\sim}$3 of the initial crack were formed on the top of specimen. The direction and number of the initial crack was completely arbitrary. As the specimen was larger, the number of the crack increased. And, the strengths of the different radii and thickness of specimens were calculated by the commercial finite element program to study the size effect of the biaxial tensile strength like the uniaxial tensile strength. The parameters such as radii to the support and to the load point, were studied using the program. The results of the FE analysis were entirely consistent with the predictive solution, when b/a>0.4, and the thickness of the specimens were increased. On the other hands, those with lesser free length showed good results.

• Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
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• v.27 no.4
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• pp.371-392
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• 2011

The purpose of this study was to comparatively analyze the stress distribution according to the inclinations of abutments and angulations of the implant fixtures under occlusal loading force. Three study models with straight and $15^{\circ}$ and $25^{\circ}$-angled abutments were prepared following the insertion of Implants parallel to the long axis of the tooth. Additional two experimental models were fabricated with $15^{\circ}$ and $25^{\circ}$ fixture inclinations. Using ANSYS 11, a finite element analysis program, the magnitudes of stress distribution were analyzed. The magnitude of stress under loading was lowest when the load was applied vertically onto the axis of implant. And the magnitude of stress under compound(vertical+oblique) loading was increased as the inclination of implant abutment and fixture was increase. But, the distribution of stress was different as the loading conditions, because of the horizontal offset. As the offset between the axis of loading and the central axis of the implant increased, the stress was increased.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.34 no.4
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• pp.699-721
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• 1996

브로네마르크가 골유착성 임플랜트를 소개한 이래로, 현재 골유착성 임플랜트에 의한 치료는 안전하고 안정적인 방법으로 여겨지고 있다. 골유착성 임플랜트를 이용한 초기의 치료는 무치악 환자의 저작기능 회복에 중점을 두어 왔다. 그러나 현재는 환자와 시대의 요구에 따라서 심미성이 주요한 관심사가 되었다. 그래서 표준 지대주보다 더 심미적인 지대주 시스템들이 개발되었다. 다양한 직경의 임플랜트 고정체에 관한 임상가들의 요구에 의해 직경 이 큰 고정체가 생산되기 시작했으며, 5mm의 직경을 갖는 고정체가 그 예이다. 골유착성 임플랜트를 사용하여 보철치료를 할 때, 골과 고정체의 계면은 보철물과 지대주에 가해지는 교합력을 인접골에 전달하게 되며, 이것은 계면에 생물학적인 반응을 야기할 수 있다. 임플랜트의 형태는 골흡수와 같은 바람직하지 않은 반응을 일으키지 않도록 고안되어야 하며, 임플랜트 자체가 교합력을 견딜 수 있어야 한다. 그러므로 골유착성 임플랜트 시스템을 임상에 사용하려고 할 때 이것의 생역학적 분석은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 삼차원 유한요소분석적 방법을 사용하여 3.75mm직경을 갖는 고정체에 표준 지대주, 이세티콘 지대주, 마이러스콘 지대주를 연결한 모델과 5mm 직경을 갖는 고정체에 표준 지대주를 연결한 모델에 각각 수직하중, 경사하중, 수평하중을 가했을 때의 응력분포를 비교하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 모든 모델에서 금나사의 경부, 금원주, 지대주에 응력의 집중이 일어났다. 2. 임플랜트 고정체에서는 고정체 상방 2/3, 그리고 지대주와 접촉하는 고정체 상면에서 응력의 집중이 관찰되었다. 3. 골에서는 상부 피질골에 응력의 집중이 관찰되었으며, 해면골에서는 두드러진 응력의 집중을 보인 부위는 없었으나 고정체의 근단부 주위 해면골에서의 응력값이 비교적 높았다. 4. 5mm 직경의 고정체를 사용하지 않은 모델 중에서, 표준 지대주를 사용한 경우가 가장 응력분산에 유리하였으며 마이러스콘 지대주를 사용한 경우가 가장 불리하였다. 5. 3가지 하중 조건하에서 수평하중과 경사하중의 경우가 수직하중의 경우보다 더 높은 응력값이 관찰되었다. 6. 응력값은 골에서보다 임플랜트 내부에서 훨씬 높았다.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.37 no.2
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• pp.269-288
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• 1999

현재 골 유착성 임플랜트는 안전하고 유용한 보철 수복 분야의 하나로 자리잡아 가고있다. 과거 완전 무치악 환자에게 있어서 저작 기능의 회복이란 면에 중점을 두었던 경향에서 현재 골유착 임플랜트의 높은 성공률에 의해 부문 무치악, 단일치 수복에 까지 다양하게 사용되고 있다. 특히 심미성과 인접치의 손상을 가하지 않는다는 면에서 단일치 수복에서 골유착 임플랜트 치료에 관심이 모아지고 있다. 단일치 수복에 있어서 심미성이 중요한 문제로 대두되면서 이런 수복에 사용될 수 있는 다양한 계통의 임플랜트들이 개발되어 사용되고 있다. 이중 가장 기본적인 Branemark 계통의 CeraOne 지대주, 최근에 개발된 전부도재 지대주인 CerAdapt 전부주조 지대주인 UCLA 계통등은 높은 성공률을 보이며 많이 사용되고 있다. 임상가들에 의해 나사유지형 보철물이 착탈성이란 관점에서 선호되고 있다. 시멘트유지형 보철물에서는 나사공이 없는 온전한 교합면을 유지한다는 면과 교합력을 받는 면적에 있어서 더 넓은 면을 가진다는 점등 더 많은 장점을 가진다고 주장하는 사람도 있다. 임상가들의 기호에 의해 선택되어지는 나사 유지형과 시멘트 유지형에 있어서 교합력이 야기하는 하중하에서 각각의 응력 분포를 분석할 필요성이 요구되었다. 이 연구는 단일치 수복에 사용되는 CeraOne, CerAdapt UCLA 계통에서 각각의 나사 유지형과 시멘트유지형에서의 응력분포를 삼차원 유한요소법으로 분석하고 상부 구조물에 가해지는 수직하중, 수평 하중, 경사 하중에 의해 야기되는 응력을 비교 분석한 것이다. 본 연구의 연구 결과는 다음과 같다. 1. CeraOne, CerAdapt, UCLA 지대주 모두 시멘트유지형보다 나사유지형에서 응력집중이 컸다. 2. CeraOne 시멘트유지형인 1번 모델에서 응력분산이 유리하였고, UCLA 나사 유지형인 6번 모델에서 가장 불리하였다. 3. 모든 모델에서 고정체 경부에서 가장 큰 응력 집중이 있었고 이것은 UCLA 지대주에서 가장 컸다. 4. 상부 구조물에서 주된 응력의 집중은 교합면에서 일어났다. 5. 골은 상부 피질골, 즉 고정체경부와 만나는 부위에서 가장 큰 응력의 집중이 일어났으며 수평, 경사 하중시 응력집중 양상은 힘을 가한 쪽의 반대쪽 고정체 경부에 응력이 집중되는 양상을 보였다. 6. 전체 모델과 골, 고정체 모두에서 수평 하중과 경사 하중시 보다는 수직 하중시 더 적은 응력값을 보였다.