• 대한치과교정학회지
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• 제28권1호
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• pp.61-74
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• 1998

하악 제1대구치가 상실되고 하악 제2대구치가 근심으로 경사된 경우 이를 직립 시키기 위하여 직립 스프링을 사용하였을 때 초기에 나타나는 응력 분포와 치아의 변위 양상을 살펴보고 여러 조건하에서의 변화를 비교, 분석하여 바람직하지 못한 치아 이동을 감소시키기 위한 방안을 모색하고자 본 연구를 시행하였다. 3차원 유한요소법을 이용하여 하악 치아, 치근막과 치조골의 형태와 물리적 특성을 컴퓨터로 재현시키고 브라켓을 모형화하여 치아에 부착한 후 helical spring, root spring, T-loop, modified T-loop, box loop등 5가지 형태의 스프링을 beam 요소로 모형화하여 적용시켜 유한요소 모델을 제작하였다. 스프링의 형태, cinch-back 여부, activation 양, tip-backbend의 크기에 따른 차이를 보기 위하여 여러 조건하에서 탄선 적용시 나타나는 힘과 모멘트, 치아이동 변위를 개개치아의 FA point에서 계측하여 비교, 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. Helical spring과 root spring 적용시 하악 견치와 제1소구치의 압하가 일어났고, 하악 제2대구치의 원심이동과 정출, 원심회전이 일어났다. 2. T-loop, modified T-loop, box loop 적용시 하악 제2소구치의 압하와 원심이동이 일어났고, 하악 제2대구치의 직립에 필요한 원심이동과 원심회전은 T-loop에서 가장 크게 나타나고, box loop에서 가장 작게 나타났다. 3. T-loop에서 cinch-back을 한 경우 하악 제2대구치 치관의 원심이동과 원심회전은 약간 감소하였으나, 치아의 정출도 동시에 감소하였다. 4. T-loop에서 activation양을 증가시킴에 따라 하악 제2대구치의 근심이동이 점차 증가하여 공간폐쇄 경향을 보였고, 치관의 원심회전 역시 점차 증가하였으나, 하악 제2소구치의 원심 이동도 약간 증가하였다. 5. T-loop에서 tip-back bend의 양을 증가시킴에 따라 하악 제2대구치의 직립에 필요한 원심이동과 원심회전이 점차 증가하였으나, 치아의 정출은 더욱 급격히 증가하였다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제35권1호
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• pp.30-39
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• 2010

본 연구에서는, 삼차원 유한요소분석법을 이용하여 복합레진 및 도재 라미네이트로 전치부 치간이개를 폐쇄할 때, 치간이개의 간격과 수복방법이 수복물의 접착계면에서의 응력분포에 미치는 영향을 비교하였다. 복합레진 혹은 도재 라미네이트로 수복된 모습의 유한요소모델을 형성하여 접착계면에서의 von Mises stress 분포 양태를 분석하였다. 수복형태는 크게 네 가지 범주를 고려하였다. Type I, 복합레진으로 인접면을 최소한으로 수복하는 경우; Type II, 치아 삭제 없이 복합레진으로 순면의 절반까지 수복하는 경우; Type III, 치아삭제 후복합레진으로 순면의 2/3까지 수복하는 경우; Type IV, 도재 라미네이트로 수복하는 경우 이 실험의 한계 내에서 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었다. 모든 수복형태에 대해 치간이개 간격이 넓어질수록 접착계면에서 발생하는 최대응력 값은 증가하였으며, 도재 라미네이트로 치간이개 부위를 수복한 경우(Type IV)가 복합레진으로 수복한 경우(Type I, II, III)에 비해 높은 최대응력값을 나타내었다. 그러나 치간이개 간격이 넓어질수록 도재 라미네이트와 복합레진에서 발생하는 최대응력값의 차리는 감소하였으며, 치간이개 간격의 증가에 따른 최대응력값의 증가율은 도재 라미네이트가 복합레진으로 수복하는 경우보다 낮았다.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권3호
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• pp.255-265
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• 2009

즉시 하중에 대한 관심과 시도가 증가되고 있지만, 명확한 술식이 정립되어 있지는 않다. 본 연구에서는 상악 전치부 임플란트에서 즉시 하중시에 골과 임플란트에 나타나는 응력분포 양상을 3차원 유한요소법을 이용하여 알아보고자 하였다. 골질이 D3인 상악 전치부의 골모형을 구성하고, 서로 다른 길이(8.5 mm, 10.0 mm, 11.5 mm, 13.0 mm, 15.0 mm)의 직경 4.0 mm 나사형 임플란트를 식립한 모형을 제작하였다. 해석 절차의 간소화를 위하여 모든 물성은 등방성, 선형탄성, 균질성으로 가정하였다. 골-임플란트 계면은 접촉 요소법으로 처리하여 골유착이 일어나기 전 상태로 구성하였다. 지대주 장축에 120도의 각도로 지대주의 구개 절단각 중앙부에 176 N의 정하중을 가하고 응력분포를 관찰하였다. von Mises stress를 이용하여 응력을 분석한 결과 모든 모형에서 순측 피질골에 응력이 집중되었으며 피질골과 망상골의 경계부에서 최대 응력값을 나타내었다. 길이에 따른 비교시 8.5 mm 모형에서 가장 큰 최대 응력값을 나타냈으며, 임플란트 길이가 증가될수록 좀 더 양호한 응력 분포를 나타내었다. 상악 전치부 즉시 하중시에 피질골의 존재 유무는 매우 중요하며, 길이가 긴 임플란트를 식립하는 것이 유리하며, 가능하면 13.0 mm 이상의 임플란트를 식립하는 것이 즉시하중을 시행할 때 응력 분산에 유리한 것으로 판단된다.

• 대한치과의사협회지
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• 제56권9호
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• pp.462-478
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• 2018

임플란트와 지대주 간에 허용가능한 적합도를 넘는 부적합을 발견하고 이에 대처하는 것은 중요한 과제이다. 부적합을 임상에서 평가하고 발견하는 방법은 대부분 부적합의 정성적 평가에 치중하고 있으며 술자의 숙련도에 의존하고 있어 정확한 평가방법이라고 하기는 어렵다. 부적합의 정도를 판단하고 원인을 실험적으로 분석하는 방법 중 본 문헌고찰에서는 광탄성 분석법, 유한요소분석법, 스트레인게이지, 미생물 균체 분석 등 조건을 모형화하여 분석하는 모형화법과 사진 측량, 삼차원 좌표 측정, 현미경분석 및 방사선분석을 통해 부적합의 정도를 정밀하게 측정하는 수치법을 각각 설명하고 그 장단점 및 적용의 한계를 분석하였다. 지금까지 살펴본 실험실 부적합 평가 방법들을 장, 단점 및 정확도와 재현성을 기준으로 표로 정리한 것이 Table 3이다. 어떤 방법도 모든 경우에 적용할 수 있을 정도로 완벽하지는 않으므로 평가하고자 하는 부적합의 특성에 따라 적절한 평가방법을 선택하여 적용하는 것이 필요하다고 사료된다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제34권4호
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• pp.324-332
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• 2009

근관 치료된 치아의 수복에 있어서 파절은 가장 중요하게 고려되는 점이다. 포스트를 사용해서 수복한다는 것은 치수와 다른 단단한 물질을 근관 내에 삽입한다는 것으로 자연스럽지 못한 구조를 만들어서 고유의 응력분산을 변화시킨다. 오랫동안 수많이 in vitro 연구들이 post-and-core로 수복된 치아의 파절 저항에 대해서 이루어졌지만 어떤 것이 최상의 선택인지에 대해서는 많은 상충되는 관점들이 존재한다. 본 연구의 목적은 유한요소분석법을 사용하여 post-and-core system의 물리적인 성질이 치질의 응력분산에 미치는 영향을 분석하고 어떤 조합이 파절 저항에 도움이 되는지를 알아보는 것이다. 근관 치료된 상악 중절치를 삼차원 유한 요소법으로 Modeling하였다. 1.5 mm의 ferrule 높이를 부여하고 외관은 zirconia ceramic crown으로 지정하였다. 세가지 평행한 형태의 포스트 (zirconia ceramic, glass fiber, and stainless steel)와 두 가지 코어 (Paracore and Tetric ceram) 물질을 6개의 모델로 조합하였다. 각각의 모델은 해면골, 피질골, 치주인대, 그리고 4 mm 근관 충전을 가지도록 설계하였다. 50 N의 정적인 교합력이 치아 장축에서 60도 각도로 치관의 설면에 적용시켰다. 모델들의 응력전달 특징의 차이를 분석하였고, 결과를 나타내는 데는 Maximum von Mises stress 값을 사용하였고 최대 변위량과 정수압도 계산하였다. Glass fiber post로 수복된 경우 높은 탄성계수를 가진 레진 코어 모델 (29.14 MPa)에서 낮은 탄성계수의 코어 모델 (29.21 MPa)보다 더 낮은 응력이 발생하였다. Glass fiber post로 수복된 모델 (0.03497-0.03499 mm)은 다른 포스트로 수복된 모델들 (0.03245-0.03452 mm)보다 더 많은 최대 변위량을 보였다. 이는 glass fiber post로 수복된 치아의 경우가 상대적으로 치아에 가해지는 힘에 의해 더 많이 움직였다는 것을 보여준다. Zirconia ceramic 이나 stainless steel 과 같이 탄성계수가 큰 포스트는 응력을 증가시키지만 포스트가 스트레스를 대부분 흡수하여 치질에는 스트레스가 낮게 나타났다. Glass fiber post로 수복된 모델에서는 코어와 크라운이 만나는 순면 치경부에서 가장 높은 응력이 발생하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권2호
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• pp.193-200
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• 2008

임플랜트 고정체의 표면처리 기술의 발달에 기인하여 골유착의 성공률이 좋아지고 있으며 임플랜트를 이용하는 보철물의 형태와 임상 술 식도 다양하게 발전되고 있다. 상악의 임플랜트 피개의치는 아직 표준화된 치료법에 대한 의견이 분분하다. 본 연구는 상악 무치악의 치료를 위하여 해부학적인 요소와 생역학적인 요소를 고려하여 양측 견치부 또는 소구치부위에 2개의 임플랜트를 식립할 때의 응력분포를 삼차원 유한요소분석을 이용하여 관찰하고자 하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 임플랜트를 양측 견치 부위에 식립한 모형에서 부하가 가해지는 우측의 임플랜트의 원심면에 최대 응력이 집중되었다. 2. 임플랜트를 양측 제2소구치 부위에 식립한 모형에서 임플랜트 주위의 응력 분포는 부하지점의 거리와 상관없이 고르게 나타났다. 3. 치조골에 발생하는 응력 분포의 관찰 결과, 임플랜트가 양측 제2소구치 부위에 식립된 모형이 양측 견치부위에 식립된 모형보다 고르게 나타났다. 이상의 결과로 볼 때, 상악 피개의치를 위한 임플랜트 식립 위치는 견치 부위에서보다 제2소구치 부위가 구강점막, 주위 골과 임플랜트에 전달되는 응력의 분포에 유리한 것으로 사료된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권2호
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• pp.109-123
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• 2009

임플란트 골유착의 성공과 임플란트 안정성에서 가장 중요한 것은 골의 양과 질이며 안정성을 평가하는 방법 중 하나인 주입회전력도 골질에 영향을 받는다. 임플란트를 식립할 때 모터에서 생긴 힘이 임플란트에 전달되면 임플란트는 회전력(moment)과 축력(axial force)을 갖게 되고 임플란트와 접촉한 골에서는 절삭과 압박 그리고 마찰이 일어나 응력이 생기는데 이 때 측정되는 주입회전력(insertion torque)은 골질에 따라 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 임플란트를 하악 소구치 부위 골에 식립하는 것을 가정하여 골질을 치밀골의 두께와 망상골의 밀도 그리고 하방 치밀골 존재 시로 나누고, 골의 응력과 변위를 소탄성 범위의 유한요소법으로 분석하고 유효응력(von Mises stress)과 회전력 그리고 축력을 비교 연구하여 골질이 주입 회전력에 미치는 영향을 평가하였다. 임플란트($Br{\aa}nemark$ MKIII.RP, ${\phi}3.75{\times}10.0mm$, Nobel Biocare, $G{\ddot{o}}teborg$, Sweden) 와 원통형 골모형(${\phi}9.5{\times}12.0mm$)의 유한요소 모형을 설계하고 변수로 상부 치밀골의 두께(0.5 mm, 1.5 mm, 2.5 mm)와 치밀골 하부에 망상골의 밀도($0.85g/cm^3$, $1.11g/cm^3$, $1.25g/cm^3$) 그리고 골모형 하부에 1 mm 두께의 치밀골 유무에 따라 총 7개의 모형을 만들었으며, 임플란트가 식립될 때 발생하는 유효응력과 축력 그리고 회전력을 시간대 별로 비교하였다. 임플란트 플랜지 하연이 골의 상부를 파고드는 300 msec, 중간 정도 들어간 550 msec, 완전히 들어가 플랜지 상면이 골 표면과 일치한 800 msec로 나누어 관찰하였을 때 축력은 500 msec 전후에서, 회전력은 800 msec 전후에서 최대값를 보였으며 유효응력 분포는 서로 비슷하였다. 이 같은 실험 결과를 바탕으로 축력을 영역 별로 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. $Br{\aa}nemark$ MKIII 임플란트는 플랜지가 골을 파고들 때 축력이 치밀 골에서 가장 높았고, 회전력은 플랜지가 골상부에 걸리어 축력이 급격히 감소한 이후에 최대 회전력을 보였으며, 이 때 유효응력 분포는 플랜지와 접촉하는 골 상부에 집중되었다. 2. 임플란트 식립 시 치밀골의 두께가 두꺼울수록 축력과 회전력이 높게 나타났으며 치밀골의 두께가 축력과 회전력에 가장 큰 영향을 주었다. 3. 치밀골의 두께가 1.5 mm 이상인 경우 망상 골의 밀도가 축력에 미치는 영향은 작았고, 치밀골의 두께가 0.5 mm인 경우 망상골의 밀도가 축력과 회전력에 영향이 있을 것으로 사료되었다. 4. 양측 피질골 존재 시 축력의 합은 상부 피질골의 두께가 같은 다른 경우와 비슷하였으나 부위별 촉력은 골하부에서 양측 피질골 모형이 가장 높았고, 회전력은 하방 피질골과 접촉할 때는 피질골 두께가 같은 다른 모형보다 다소 높으나 최대 회전력은 비슷하였다. 위 결과를 토대로 하악 소구치 부위에 $Br{\aa}nemark$ MKIII 임플란트 식립 시 골질과 관련된 요소 중에 치밀골의 두께가 주입회전력에 가장 큰 영향을 주며 망상골의 밀도를 높이는 술식도 일차적 안정성 증가에 유용할 것으로 사료되는 바이다.

• 대한치과보철학회지
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• 제45권4호
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• pp.444-456
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• 2007

Statement of problem: Implant inclination and cantilever loading increse loads distributed to implants, potentially causing biomechanical complications. Controversy exists regarding the effect of the intentionally distal-inclined implant for the reduction of the cantilever length. Purpose: This study investigated the stress distribution at the bone/implant interface and prostheses with 3D finite element stress analysis by using four different cantilever lengths and implant inclinations in a mandibular implant-supported bar overdenture. Material and methods: Four 3-D finite element models were created in which 4 implants were placed in the interforaminal area and had four different cantilver lengths(10, 6.9, 4 and 1.5mm) and distal implant inclinations$(0^{\circ},\;15^{\circ},\;30^{\circ}\;and\;45^{\circ})$ respectively. Vortical forces of 120N and oblique forces of 45N were applied to the molar area. Stress distribution in the bone around the implant was analysed under different distal implant inclinations. Results: Analysis of the von Mises stresses for the bone/implant interfaces and prostheses revealed that the maximum stresses occurred at the most distal bone/implant interface and the joint of bar and abutment, located on the loaded side and significantly incresed with the implant inclinations, especially over $45^{\circ}$. Conclusion: Within the limitations of this study, it was suggested that too much distal inclination over 45 degrees can put the implant at risk of overload and within the dimension of the constant sum of a anterior-posterior spread and cantilever length, a distal implant inclination compared to cantilever length had the much larger effect on the stress distribution at the bone/implant interface.

• 대한치과보철학회지
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• 제43권2호
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• pp.218-231
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• 2005

Statement of problem. In the partially edentulous patients, removable partial dentures have been working as a important treatment modality. Clasps, a kind of direct retainers, received some amount of stresses during the insertion and removal of partial denture on the abutment tooth. Purpose. The study is to investigate stresses of the different clasps. Material and methods. In order to investigate the degree of stresses, maxillary partial edentulism (Kennedy Class II modification I) was assumed and removable partial dentures were designed on it with three kinds of metallic materials; cobalt-chromium alloy, type IV gold alloy and commercially pure (c.p.) titanium. Aker's clasp was applied on the left second molar. RPA (mesial rest-proximal plate-Aker's) clasp was on the left first premolar and wrought wire clasp was on the right first premolar. Three dimensional, non-linear, dynamic finite element analysis method was run to solve this process. Results. 1. Cobalt-chromium alloy had the highest von Mises stress value and c.p. titanium had the lowest one irrespective of the types of clasps. 2. In the Aker's clasps, stress on the retentive tips was shown shortly after the appearance of stresses of the middle and minor connector areas. These time lag was much shorter in the RPA clasps than in the Aker's clasp. 3. In general. retentive tips of wrought wire clasps had much less amount of stress than other clasps. Conclusion. The amount of stress was the highest in the RPA clasp and the lowest in the wrought wire clasp, in general.

• 대한치과교정학회지
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• 제31권3호
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• pp.335-346
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• 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.