Mohammed El Sallah Zagane;Moulgada Abdelmadjid;Murat Yaylaci;Sahli Abderahmen;Ecren Uzun Yaylaci
Structural Engineering and Mechanics
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제88권6호
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pp.583-588
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2023
Total hip replacement is a crucial intervention for patients with fractured hips who face challenges in natural recovery. The design of durable prostheses requires a comprehensive understanding of the natural processes occurring in bone. This article focuses on static loading analysis, specifically during stumbling activity, aiming to enhance the longevity of prosthetic implants. Three distinct implants, Charnley, Osteal, and Thompson, were selected for a detailed study to determine the most appropriate model. The results revealed critical insights into the distribution of Von Mises stresses on the components of femoral arthroplasty, including the cement, implant, and cortical bone. Furthermore, the examination of shear stress within the cement emerged as a pivotal aspect for all three implants, playing a crucial role in evaluating the performance and durability of hip prostheses. The conclusions drawn from this study strongly suggest that the Thompson model stands out as the most suitable choice for hip joint implants.
Reverse total shoulder arthroplasty (RTSA) is widely popular among shoulder surgeons and patients, and its prevalence has increased dramatically in recent years. With this increased use, the indicated pathologies associated with RTSA are more likely to be encountered, and challenging patient presentations are more likely to be seen. One prominent challenging presentation is RTSA patients with severe glenoid bone loss. Several techniques with varying degrees of invasiveness, including excessive reaming, alternate centerline, bone grafting, and patient-specific implants (PSIs), have been developed to treat patients with this presentation. PSI treatment uses a three-dimensional reconstruction of a computed tomography scan to design a prosthetic implant or component customized to the patient's glenoid morphology, allowing compensation for any significant bone loss. The novelty of this technology implies a paucity of available literature, and although many studies show that PSIs have good potential for solving challenging shoulder problems, some studies have reported questionable and equivocal outcomes. Additional research is needed to explore the indications, outcomes, techniques, and cost-efficiency of this technology to help establish its role in current treatment guidelines and strategies.
본 논문에서는 신경 관련 인공 전자기기를 위한 신경 자극 집적회로를 $0.18-{\mu}m$ 표준 CMOS 반도체 공정을 이용하여 설계하였다. 제안 된 신경 자극 회로는 12.8-V 전원을 사용하면서 $10-k{\Omega}$의 부하에 최대 1 mA의 전류까지 전달이 가능하다. 표준 CMOS 공정 기술로 구현을 위해서 저전압 트랜지스터만을 이용하여 설계를 하였고, 고전압에서의 안정적인 동작을 위하여 트랜지스터 스태킹 기술을 적용하였다. 또한, 신경 자극 동작 후 전하 잔여량이 남아 있지 않도록 active charge balancing회로를 포함하였다. 제안 된 단일 채널 자극 집적회로의 경우 디지털-아날로그 변환기, 전류 출력 드라이버, 레벨 시프터, 디지털 제어 부분, 그리고 active charge balancing 회로까지 모두 포함하여 전체 칩 레이아웃 면적은 $0.13mm^2$을 차지하며, 다중 채널 방식의 신경 자극 기능의 체내 이식용 인공 전자기기 시스템에 적용을 하는데 적합하다.
The treatment of skeletal Class III malocclusion in adolescents is challenging. Maxillary protraction, particularly that using bone anchorage, has been proven to be an effective method for the stimulation of maxillary growth. However, the conventional procedure, which involves the surgical implantation of mini-plates, is traumatic and associated with a high risk. Three-dimensional (3D) digital technology offers the possibility of individualized treatment. Customized mini-plates can be designed according to the shape of the maxillary surface and the positions of the roots on cone-beam computed tomography scans; this reduces both the surgical risk and patient trauma. Here we report a case involving a 12-year-old adolescent girl with skeletal Class III malocclusion and midface deficiency that was treated in two phases. In phase 1, rapid maxillary expansion and protraction were performed using 3D-printed mini-plates for anchorage. The mini-plates exhibited better adaptation to the bone contour, and titanium screw implantation was safer because of the customized design. The orthopedic force applied to each mini-plate was approximately 400-500 g, and the plates remained stable during the maxillary protraction process, which exhibited efficacious orthopedic effects and significantly improved the facial profile and esthetics. In phase 2, fixed appliances were used for alignment and leveling of the maxillary and mandibular dentitions. The complete two-phase treatment lasted for 24 months. After 48 months of retention, the treatment outcomes remained stable.
MOSFET는 속도의 증가, 전력 감소 그리고 집적도 증가를 위한 끊임없는 요구에 대응하여 최근 10년간 많은 변화를 겪었다. 그로 인한 스켈링이론이 부각되었고 풀 밴드 Monte Carlo 디바이스 시뮬레이터는 다른 형태의 n-channel MOSFET 구조에서 hot carrier에 대한 디바이스 스켈링의 효과를 연구하는데 사용되었다. 본 연구에서는 단일 Source/Drain 주입의 Conventional MOSFET와 저도핑 Drain(LDD) MOSFEI 그리고 MOSFET을 고도핑된 ground plane 위에 적충하여 만든 EPI MOSFET에 대하여 TCAD(Technology Compute. Aided Design)를 사용하여 스켈링 및 시뮬레이션하였다. 스켈링방법은 Constant-Voltage 스켈링을 사용하였고 시뮬레이션 결과로 스켈링에 대한 MOSFET의 특성과 임팩트 이온화, 전계를 비교 분석을 통해 TCAD의 실용성을 살펴보았고 스켈링을 이해하기 위한 물리적인 토대를 제시하였다.
영상은 현대 사회에 있어서 가장 영향력 있는 매체의 하나로써 그것의 경제적, 문화적 , 사회적 영향력은 확대 일로에 있다. 영화, 비디오, TV등 기존매체의 급격한 양적 팽창과 첨단 하드웨어의 개발에 의한 뉴 미디어의 발달, 멀티미디어시장의 확대로 영상문화는 어느새 현대 사회, 문화 전반에 걸쳐 총체적 의미를 갖게 되었다. 그러나 급격히 발달하는 하드웨어를 뒷받침해 줄 수 있는 소프트웨어의 개발이 이루어질 시간적 여건이 충분치 않은 상태에서 국내 영상산업은 외국영상물의 무분별한 이식과 복제 속에서 성장 함으로 해서, 제자리를 찾지 못하고 있을 뿐 아니라 사회, 문화 전반에 미치는 강력한 영향력으로 인해 역기능만이 부각되고 있는 실정이다. 창의적이고 독창적인 영상 물 제작을 위해서는 전문적, 체계적 교육과정과 시설투자가 시급하여 아울러 현재의 영상문화와 영상교육에 대한 비판과 새로운 인식이 필요하다고 보겠다. 이를 위해 영상디자인 분야의 국내 및 국외 교육 기관 간의 교과과정 상의 차이점과 시설, 장비 등을 비교하고 그를 통하여 미래지향적 영상교육을 위한 교과과정을 도출하였다.
이식형 인공중이에 사용되는 일반적인 전자기 방식의 진동 트랜스듀서에 비하여 두 개의 소형 영구자석을 같은 극끼리 접착한 후 코일내부에 위치시킨 차동 전자 트랜스듀서는 효율이 높고 코일-영구자석간의 공극조정이 필요 없으며 외부의 자기장에 대하여 영향을 받지 않는 특성을 가진다. 본 논문에서는 이러한 차동 전자 트랜스듀서를 이식형 인공중이 시스템에 사용하기 위하여 입력전류에 대하여 진동력의 크기를 최대화시킬 수 있는 효율적인 구조를 제안, 해석하였다. 유한요소 해석을 통하여 가장 효율적인 코일과 자석의 길이 비를 도출하였고 소리신호 전달을 위한 트랜스듀서의 필요 진동력을 산출한 후 트랜스듀서 발생 진동력을 해석하였다. 그리고 실제 이소골에 이식할 수 있는 크기의 트랜스듀서를 제작하기 위한 설계상수를 추출하였다. 계산된 설계상수를 이용하여 이식 가능한 크기로 트랜스듀서를 구현한 후 무부하 실험과 사체 부하 실험을 실시하여 제작된 트랜스듀서가 실제 중등이상 고도난청자를 위한 이식형 인공중이 시스템에 사용될 수 있음을 증명하였다.
최근까지 개발되었던 청각 보조기 중에서 공기 전도형 보청기의 하울링 (howling) 현상과 수술 후 이소골 등 기존 음향계의 재생이 불가능한 인공 와우 (cochlear implant system)의 단점을 해결하고, 동시에 청음 명료도가 높은 음성 신호를 전달하기 위한 수단으로 연구된 것이 인공중이 (implantable middle ear hearing device) 이다. 본 연구에서는 인공중이의 음성 신호 재현을 위한 진동 장치인 차동전자 트랜스듀서 (differential electromagnetic transducer, DET)에 대한 수학적 모형화와 계의 진동을 기술하는 운동방정식을 유도하고 그 해를 구하였다. 제한된 크기와 인가 전류 $1\;mA_{rms}$ 정현파에서 최대 구동력을 얻기 위해서 전자기력에 대한 유한요소해석을 수행하였고, 결과에 의해서 자석과 코일에 대한 최적 크기를 결정하였다. 사람의 중이 내 등자뼈 (stapes)의 진동 특성과 유사한 진동을 갖는 DET를 설계하기 위해서, 진동막의 강성계수를 변화하면서 진동해석을 시뮬레이션 하였다. 설계된 DET는 마이크로 머시닝 기술에 의해서 제작하였고, 그 진동 특성을 측정 하였다. 최종적으로 측정된 진동 특성에 대한 분석을 통하여 인공중이를 위한 진동 장치로서의 적용 가능함을 확인하였다.
연구 목적: 임플란트 보철물의 유지 나사에 적용되는 전하중은 나사를 조임으로써 임플란트와 지대주 사이에 인장력이 발생하면서 나사가 신장되는 힘을 말한다. 이 연구는 전하중에 영향을 미치는 생역학적 요인들과 나사 풀림에 기여하는 다양한 요인에 대하여 문헌을 고찰하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 1981년부터 2009년까지 발표된 나사 풀림을 다룬 임상연구 중 설정한 기준에 합당한 문헌을 요약하여 나사 풀림의 빈도를 밝혔고 나사의 안정성과 전하중에 관한 생역학을 다룬 문헌을 조사하고 요약하였다. 또한, 본 교실에서 연구한 실험실적 결과도 포함시켰다. 결과 및 결론: 나사 풀림의 정도는 나사에 토크를 가하는 기술이 발달함에 따라 현저히 감소하고 있다. 그 외에도 나사의 재질, 마찰계수를 감소시키기 위한 피복 기술의 발달 및 나사산의 모양 등 전하중에 영향을 줄 수 있는 요인을 고찰하였다. 전하중이 일정 수준 이하로 떨어지게 되면 나사의 움직임이 발생하게 되는데 이는 장기적으로 축적되어 피로파절 및 응착 마모, 소성 변형 등을 유발하게 되므로 주의해야 한다. 최적의 전하중을 주기 위해서는 토크 렌치를 이용하고 환자의 재내원시 다시 토크를 가하는 방법 등이 추천된다.
선천성 치아결손은 가장 흔한 치아의 발육장애인데, 이 중 제3대구치를 제외한 6개 이상의 치아가 상실된 경우를 부분무치증(oligodontia)이라 한다. 이러한 치아결손은 부정교합, 치조제 위축, 심미적인 문제 및 사회심리적인 문제 등을 초래한다. 14개의 영구치 결손과 상악궁의 치조제 위축, 하악의 전돌 등이 관찰되는 부분무치증 환자에서 다학제 치료계획을 수립하였다. 만기잔존유치의 발거와 교정치료를 선행하여 보철수복공간을 확보하고 불량한 치축을 개선하였으나, 구치부 절단교합과 상악 치조제의 위축으로 인한 악궁 간 크기 차이가 잔존하였다. 치아결손 부위에 임플란트 식립을 이용한 고정성 보철수복을 계획하여 심미성과 기능성을 회복하고자 하였다. 골이식을 최소화하도록 임플란트의 식립 부위와 개수를 결정하였고, 보철물의 형태를 고려하였으며, 임시수복물에서 심미성과 교합안정성을 평가하였다. 점진적인 임시수복물 조정과정을 통해 적절한 중심교합과 측방운동 시 균형적인 교합을 형성하였으며, 이를 반영한 최종보철물을 제작하여 수복하였다. 현재 안정적으로 기능하고 있으나 전 생애에 걸친 유지관리 치료가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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