• Advances in biomechanics and applications
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• 제1권3호
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• pp.187-210
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• 2014

With the goal of increasing the survivorship of the prosthesis and anticipating primary stability problems of new prosthetic implants, finite element evaluation of the micromotion, at an early stage of the development, is mandatory. This allows assessing and optimizing different designs without manufacturing prostheses. This study aimed at investigating, using finite element analysis (FEA), the difference in the prediction of the primary stability of cementless hip prostheses implanted into a $Sawbones^{(R)}$ 4th generation, using the manufacturer's mechanical properties and using mechanical properties close to that of human bone provided by the literature (39 papers). FEA was carried out on the composite $Sawbones^{(R)}$ implanted with a straight taper femoral stem subjected to a loading condition simulating normal walking. Our results show that micromotion increases with a reduction of the bone material properties and decreases with the augmentation of the bone material properties at the stem-bone interface. Indeed, a decrease of the cancellous Young modulus from 155MPa to 50MPa increased the average micromotion from $29{\mu}m$ up to $41{\mu}m$ (+42%), whereas an increase of the cancellous Young modulus from 155MPa to 1000MPa decreased the average micromotion from $29{\mu}m$ to $5{\mu}m$ (-83%). A decrease of cortical Young modulus from 16.7GPa to 9GPa increase the average global micromotion from $29{\mu}m$ to $35{\mu}m$ (+33%), whereas an increase of the cortical Young modulus from 16.7GPa to 21GPa decreased the average global micromotion from $29{\mu}m$ to $27{\mu}m$ (-7%). It can also be seen that the material properties of the cancellous structure had a greater influence on the micromotion than the material properties of the cortical structure. The present study shows that micromotion predicted at the stem-bone interface with material properties of the $Sawbones^{(R)}$ 4th generation is close to that predicted with mechanical properties of human femur.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.793-800
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• 2006

본 연구의 목적은 개발된 황토결합재를 이용한 무시멘트 모르타르의 유동성과 압축강도에 대한 혼화제 재의 영향을 평가하는 것이다. 실험은 혼화제 재의 종류와 치환율에 따라 4그룹으로 분류되어 진행되었다. 시리즈 I은 고성능 감수제의 치환율에 따라, 시리즈 II는 물/황토결합재 비 50%, 60% 및 70%에서 고로슬래그와 팽창시멘트 치환율에 따라, 시리즈 III은 고로슬래그 비표면적과 치환율에 따라, 그리고 시리즈 IV에서는 콘크리트의 경시변화를 위해 개발된 분말형 혼화제인 PSP제의 치환율을 변화시켰다. 실험 결과에 근거하여 무시멘트 황토모르타르의 플로우와 압축 강도 향상을 위한 각 혼화재의 적정 치환율이 제시되었다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제11권6호
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• pp.341-349
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• 2019

PURPOSE. A novel retentive type of implant prosthesis that does not require the use of cement or screw holes has been introduced; however, there are few reports examining the biomechanical aspects of this novel implant. This study aimed to evaluate the biomechanical features of cementless fixation (CLF) implant prostheses. MATERIALS AND METHODS. The test groups of three variations of CLF implant prostheses and a control group of conventional cement-retained (CR) prosthesis were designed three-dimensionally for finite element analysis. The test groups were divided according to the abutment shape and the relining strategy on the inner surface of the implant crown as follows; resin-air hole-full (RAF), resin-air hole (RA), and resin-no air hole (RNA). The von Mises stress and principal stress were used to evaluate the stress values and distributions of the implant components. Contact open values were calculated to analyze the gap formation of the contact surfaces at the abutment-resin and abutment-implant interfaces. The micro-strain values were evaluated for the surrounding bone. RESULTS. Values reflecting the maximum stress on the abutment were as follows (in MPa): RAF, 25.6; RA, 23.4; RNA, 20.0; and CR, 15.8. The value of gap formation was measured from 0.88 to 1.19 ㎛ at the abutment-resin interface and 24.4 to 24.7 ㎛ at the abutment-implant interface. The strain distribution was similar in all cases. CONCLUSION. CLF had no disadvantages in terms of the biomechanical features compared with conventional CR implant prosthesis and could be successfully applied for implant prosthesis.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제12권4호
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• pp.233-238
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• 2020

PURPOSE. This study aims to compare the marginal fitness of two types of implant-supported fixed dental prosthesis, i.e., cementless fixation (CL.F) system and cement-retained type. MATERIALS AND METHODS. In each group, ten specimens were assessed. Each specimen comprised implant lab analog, titanium abutment fabricated with a 2-degree tapered axial wall, and zirconia crown. The crown of the CL.F system was retained by frictional force between abutment and relined composite resin. In the cement-retained type, zinc oxide eugenol cement was used to set crown and abutment. All specimens were sterilized with ethylene oxide, immersed in Prevotella intermedia culture in a 50 mL tube, and incubated with rotation. After 48 h, the specimens were washed thoroughly before separating the crown and abutment. The bacteria that penetrated into the crown-abutment interface were collected by washing with 500 µL of sterile saline. The bacterial cell number was quantified using the agar plate count technique. The BacTiter-Glo Microbial Cell Viability Assay Kit was used to measure bacterial adenosine triphosphate (ATP)-bioluminescence, which reflects the bacterial viability. The t-test was performed, and the significance level was set at 5%. RESULTS. The number of penetrating bacterial cells assessed by colony-forming units was approximately 33% lower in the CL.F system than in the cement-retained type (P<.05). ATP-bioluminescence was approximately 41% lower in the CL.F system than in the cement-retained type (P<.05). CONCLUSION. The CL.F system is more resistant to bacterial penetration into the abutment-crown interface than the cement-retained type, thereby indicating a precise marginal fit.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.121-127
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• 2012

지금까지 연구된 고인성 섬유 복합체의 주요 결합재는 시멘트이다. 이 연구의 목적은 시멘트를 전혀 사용하지 않은 고로슬래그 기반 알칼리 활성 모르타르와 PVA(polyvinyl alcohol) 섬유를 이용하여 고인성을 나타내는 복합체에 대한 가능성을 검토하는 것이다. 이를 위하여 알칼리 활성화제 종류에 따라 균일한 섬유 분산성을 확보하면서 섬유 혼합을 용이하게 하기 위한 적절한 모르타르의 유동성 및 점성을 갖는 두 가지 배합을 결정하였고, 복합체의 기본적인 성능을 평가하기 위하여 슬럼프 플로, 압축강도, 일축인장, 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과 두 가지 배합의 슬럼프 플로는 평균 465 mm로 나타났고, 약 2% 정도의 인장 변형 성능과 다중 미세균열을 나타내는 것을 확인하였다. 이를 통하여 시멘트를 전혀 사용하지 않고도 변형률 경화 거동에 의한 고인성을 나타내는 섬유 복합체의 개발 가능성을 입증하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.160-166
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• 2018

이 연구의 목적은 폴리에틸렌 섬유의 형상비에 따른 알칼리활성 무시멘트 복합재료의 압축강도와 인장거동을 실험적으로 조사하는 것이다. 이를 위하여 섬유의 형상비에 따라 두 가지 배합을 결정하였고, 압축강도를 측정하고 인장실험을 수행하였다. 실험결과 섬유의 형상비에 따른 압축강도의 영향은 거의 나타나지 않은 반면 인장거동은 큰 차이가 발생하였다. 형상비가 높은 섬유를 사용한 배합은 형상비가 낮은 섬유를 사용한 배합에 비하여 강도, 변형성능, 균열개수가 크게 나타났다. 반면에 균열간격과 균열폭은 높은 형상비를 갖는 섬유를 함유한 배합에서 작게 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.243-251
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• 2022

이 연구의 목적은 인장강도 및 형상비가 다른 폴리에틸렌 섬유가 무시멘트 복합재료의 인장거동에 미치는 영향을 실험적으로 조사하는 것이다. 이를 위하여 섬유 종류 및 물-결합재비를 달리한 세 가지 배합을 준비하였고, 밀도 실험, 압축강도 실험 및 일축인장 실험을 수행하였다. 실험결과 유사한 화학구조를 갖지만 인장강도가 10 % 낮고, 형상비가 8.3 % 높은 폴리에틸렌 섬유를 사용한 경우 복합재료의 인장변형성능과 인성이 각각 11.7 %와 12.4 % 높고 균열폭은 9.1 % 작은 성능을 나타내었다. 또한 동일한 폴리에틸렌 섬유를 사용한 경우 물-결합재비가 증가하여 복합재료의 강도가 낮지만 인장변형성능과 균열패턴이 향상될 수 있는 것으로 나타났다.

• Hip & pelvis
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• 제35권2호
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• pp.88-98
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• 2023

Purpose: The objectives of this study were to examine the prevalence and risk factors for development of periprosthetic occult femoral fractures during primary cementless total hip arthroplasty (THA) and to assess the clinical consequences of these fractures. Materials and Methods: A total of 199 hips were examined. Periprosthetic occult femoral fractures were defined as fractures not detected intraoperatively and on postoperative radiographs, but only observed on postoperative computed tomography (CT). Clinical, surgical, and radiographic analysis of variables was performed for identification of risk factors for periprosthetic occult femoral fractures. A comparison of stem subsidence, stem alignment, and thigh pain between the occult fracture group and the non-fracture group was also performed. Results: Periprosthetic occult femoral fractures were detected during the operation in 21 (10.6%) of 199 hips. Of eight hips with periprosthetic occult femoral fractures that were detected around the lesser trochanter, concurrent periprosthetic occult femoral fractures located at different levels were detected in six hips (75.0%). Only the female sex showed significant association with an increased risk of periprosthetic occult femoral fractures (odds ratio for males, 0.38; 95% confidence interval, 0.15-1.01; P=0.04). A significant difference in the incidence of thigh pain was observed between the occult fracture group and the non-fracture group (P<0.05). Conclusion: Occurrence of periprosthetic occult femoral fractures is relatively common during primary THA using tapered wedge stems. We recommend CT referral for female patients who report unexplained early postoperative thigh pain or developed periprosthetic intraoperative femoral fractures around the lesser trochanter during primary THA using tapered wedge stems.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.63-71
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• 2011

포틀랜드 시멘트 제조 시 다량의 이산화탄소를 배출함으로써 많은 문제가 발생하고 있다. 그리고 화력발전소 및 제철소의 산업부산물인 플라이애쉬 및 고로슬래그는 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트로 일부 재활용되고 있으나, 42% 정도를 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 고로슬래그 미분말를 사용한 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 유동성과 압축강도 측면에서 알칼리 활성화제와 고성능 감수제에 대해 검토에 대해 검토하였다. 그 결과, 알칼리 활성화제의 종류 및 혼합비율, 고성능 감수제의 종류, 투입순서 등은 고로슬래그를 사용한 알칼리 활성 모르타르의 유동성과 압축강도에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 고로슬래그 무시멘트 알칼리 활성 모르타르를 제조하는데, 9M NaOH과 분말형 쇼듐실리케이트를 1:1의 비율로 제조한 알칼리 활성화제를 사용하고, 고성능 감수제를 먼저 투입한 경우에는 1시간 동안 플로우 180 mm의 유동성과 $20^{\circ}C$의 상온양생조건에서 재령 28일에서 압축강도 50 MPa를 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제8권2호
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• pp.26-29
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• 2013