• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권1호
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• pp.37-44
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• 1999

인공 슬관절에 사용되는 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra-high molecular weight polyethylene : UHMWPE)의 마모는 삽입물의 수명을 결정하는 주요 요인으로 작용한다. UHMWPE의 마모로 입자가 발생하여 조직반응을 일으키고 이에 따른 일련의 반응으로 골용해가 일어나 인공관절의 실패의 원인으로 작용한다. 여러 보고들에 의하면 관절 운동시 발생하는 접촉응력은 UHMWPE의 마모에 영향을 미치는 주요한 인자 중 하나로 알려져 있다. 그러나 이러한 보고들은 관절 접촉면에서의 접촉 조건만을 고려했고 UHMWPE 삽입물을 지지하고 있는 금속 지지판과의 접촉면에서의 접촉 조건은 고려하지 않았다. 본 연구에서는 이러한 접촉 조건들을 고려하여 UHMWPE의 모양, 두께, 마찰, 굴곡 정도 그리고 구성 요소들에 대한 UHMWPE 표면과 내부에서의 응력해석을 통해 이들 변수가 UHMWPE의 마모현상에 미치는 영향을 알아보았다. UHMWPE의 모양에 따른 관절의 일치정도(conformity)에 대한 영향의 경우, 일치정도가 높은 모델이 응력을 줄여줄 수 있는 유형으로 나타났으며, 금속 지지판과의 접촉면에서 접촉조건을 준 경우가 완전히 결합된 것으로 가정한 경우보다 UHMWPE 내부에서의 최대 응력이 1-2mm 더 아래에서 나타났다. 또한 UHMWPE로만 된 유형이 금속 지지판이 있는 유형보다 낮은 응력분포를 보여줌으로써 높은 응력으로 인한 UHMWPE의 마모와 균열을 줄이기 위해서는 UHMWPE로만 된 유형의 삽입물의 사용이 좋을 것으로 사료되었다.

• 터널과지하공간
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• 제29권3호
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• pp.197-213
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• 2019

본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석기법을 이용하여 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층 내 물 주입시험을 수치적으로 모델링하고, 단층의 재활성과 수리역학적 거동 특성을 살펴보았다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙(Cubic law)을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 현장에서 획득한 단층의 균열개방압력(fracture opening pressure), 주입율, 모니터링 압력, 변위 곡선 등을 바탕으로, 단층의 탄성적 변형과 파괴에 의한 수직팽창 특성을 반영할 수 있는 수리간극모델과 수리역학 커플링 관계를 해석모델에 반영하였다. 한편, 현지응력 조건, 단층의 강도 및 변형 특성에 따른 파라미터 해석을 실시하여 각 입력변수가 해석 결과에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 통해 현장시험 결과를 가장 잘 재현할 수 있는 파라미터 조합을 선정하였다. 해석 결과, 균열개방압력에서 단층의 주입율과 모니터링 압력이 크게 증가하는 현상을 합리적으로 재현할 수 있었다. 하지만, 동일한 입력 변수 조건에서 단층의 전단변위와 파괴영역의 범위는 현장시험 결과에 비해 과대평가되는 결과를 보였다. 이는 해석모델에서는 고압의 주입조건에서 단층의 지속적인 전단파괴가 유도되는 반면, 현장에서는 수리간극의 변화가 전단 미끄러짐보다는 인장력에 의한 단층면의 개방(tensile opening)에 크게 의존하는 것으로 추정되기 때문이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.182-192
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• 2023

본 연구에서는 동적 횡하중을 받는 조적 담장의 내진성능 향상을 위한 ECC(Engineered Cementitious Composite) 자켓의 효과를 실험적으로 검증하였다. 첫째로, 임팩트 해머 시험을 통해 비보강과 ECC로 보강된 조적 담장의 고유진동수와 모드 감쇠비, 변형 형상을 식별하여, 940mm의 비보강 조적담장과 970mm의 ECC 보강 담장이 각각 6.4, 35.3Hz의 고유진동수와 7.0, 5.3%의 감쇠비를 가지는 것을 확인하였다. 둘째로, 진동대를 사용하여 면외방향에 대한 지진파 실험을 수행하였고, El Centro(1940) 지진파를 25%부터 300%까지 스케일링하여 적용하였다. 비보강 조적담장의 경우, 50% 지진하중에서 벽돌과 줄눈 경계에 휨균열이 발생하였고, 다시 30%로 스케일링된 지반운동에서 면외방향으로 전도파괴되었다. 반면에 ECC로 보강된 조적담장은 300%의 지진하중에서도 균열이나 손상 없이 강건한 성능을 유지하였다. 마지막으로, 25~300%의 지반운동에 의한 비보강과 ECC 보강 조적담장의 밑면전단력과 설계기준에 따른 밑면전단력을 비교 및 평가하였다. 그 결과, 재현주기 1,000년의 지진에 대해 비보강 조적담장이 붕괴될 위험이 있는 데 반해, ECC 보강 담장은 4,800년 주기의 지진에도 안전한 것으로 추정되었다.

• 대한치과교정학회지
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• 제25권1호
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• pp.55-72
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• 1995

본 연구의 목적은 화학중합형의 접착제(Mono-$Lok^2$)로 소구치에 부착된 교정용 브라켓의 전단결합강도에 기계적 및 열적 피로가 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 2종의 금속 브라켓(Ormesh, Microloc)과 3종의 세라믹 브라켓(Fascination, Starnre, Transcend 2000)을 사용하였다. 100만회의 반복 비틀림과 1,000회의 thermocycling을 시행한 다음 전단결합강도를 측정하였으며 파절부위를 stereoscope와 주사전자현미경으로 관찰하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 치아면에 대한 브라켓 접착계면의 전단결합강도는 Fascination 군이 $20.78\pm5.23$ MPa로서 가장 크고, Microloc 군에서 $14.88\pm3.10$MPa로 가장 작게 나타났으며, 통계적 유의성을 검증한 결과 Fascination, Starfire 군과 Microloc 군간에 유의한 차이를 보였다(P<0.05). 2. $10^5$회의 반복비틀림을 가한 후의 전단결합강도는 Fascination 군이 $20.19\pm3.45$ MPa로 가장 크고 Starfire 판이 $9.10\pm8.33$ MPa로 가장 작게 나타났으며, 피로시험 후 Transcend 2000 군(P<0.01)과 Starfire 군(P<0.05)에서 유의성 있는 감소를 보였다. 3. 1,000회의 thermocycling 후의 전단결합강도는 Ormesh 군이 $19.36\pm2.76$ MPa로 가장 크고, Starfire 군이 $11.94\pm6.86$ MPa로서 가장 낮게 나타났으며, thermocycling 후 Transcend 2000(P0.01), Microloc과 Starfire 군(P0.05)에서 유의성 있는 감소를 보였다. 4. 접착계면의 파절양상은 thermocycling시는 정적 시험군과 유사하게 나타났으나, 반복비틀림시는 Ormesh와 Transcend 2000 군에서는 모두 브라켓과 레진 계면에서, Microloc 군은 모두 레진내에서 파절되는 경향을 보였다. Fascination 군은 피로시험조건에 관계없이 법랑질과 레진의 계면에서 파절되었다.

• 대한소아치과학회지
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• 제34권2호
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• pp.204-214
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• 2007

치면열구전색은 수 십년간 교합면 우식의 예방에 가장 효과적인 방법 중 한가지로 알려져 왔다. 하지만 치면열구전색제의 마모와 파절 때문에 치면열구전색제의 재시술 또는 수리를 필요로 하게 되었다. 본 연구의 목적은 파손된 치면열구전색제를 수리할 때 치질과 잔여 전색제의 표면처리 방법에 따른 미세누출 차이를 알아보고자 하는 것이다. 120개의 영구 대구치에 치면열구전색제를 적용하고 인위적인 파손을 만든 뒤 인공타액에 4주동안 보관하였다. 4주 후 근심 또는 원심의 치면열구전색제가 완전히 파손 양상을 나타내는 치아 60개를 선택하여 각각 15개씩 4개 군으로 나누어 실험에 사용하였다. 각 군을 산부식만 시행한 경우(1군), air-abrasion만 시행한 경우(2군), 산부식 후 결합제를 적용한 경우(3군), air-abrasion 후 결합제를 적용한 경우(4군)로 나눠 각각의 치아를 표면처리한 후 치면열구전색제를 도포하였다. 고온$(55^{\circ}C)$과 저온$(5^{\circ}C)$에서 각각 30초씩 500회의 열순환을 시행한 뒤 미세누출도를 검사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 치면열구전색제/치면열구전색제 경계면에서 미세누출도는 결합제 사용 유무에 관계없이 air-abrasion을 처리한 2군, 4군에서 산부식을 사용한 1군, 3군보다 낮은 값을 보였고(p<0.05) 1군과 2군, 3군과 4군 사이에는 통계적 유의차가 없었다(p>0.05). 2. 치면열구전색제/치아 경계면에서 미세누출도는 결합제를 사용한 3군, 4군에서 결합제를 사용하지 않은 1군, 2군보다 낮은 값을 보였고(p<0.05) 산부식을 사용한 1, 3군과 air-abrasion을 사용한 2, 4군 사이에는 통계적 유의차가 없었다(p>0.05). 3. SEM 상에서 치면열구전색제를 산부식 처리하였을 때 표면거칠기의 증가가 적었으나 air-abrasion 하였을 경우 표면거칠기가 현저하게 증가하는 것을 관찰하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.50-58
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• 2014

신축공사의 비용에 대한 부담과 건설된 지 오래되어 노후화가 진행된 철근콘크리트 구조물의 증가로 유지관리의 필요성이 크게 증가하여 점차적으로 보수 보강 분야가 확대되고 있다. 이러한 필요성의 증가로 인해 새로운 보수 보강 기술이 국내 외에서 지속적으로 연구되고 있다. 국내에서는 철근콘크리트 구조물의 보수 보강공법으로 강판접착공법, 섬유보강 (Fiber reinforced plastic, 이하 FRP) 표면부착공법, 외부 프리스트레싱공법 등이 사용되고 있다. 이러한 방법 외 Steel mesh로 보강한 시멘트 모르타르 (Steel Mesh Cement Mortar; SMCM)을 이용한 보수방법을 고려하고자, Steel mesh 의 보강 면적, 그리고 보강 층 수 (number of layer)를 달리하여, 3점 휨 부재 실험을 수행하였다. $1400{\times}500{\times}200$ (mm)의 기본 철근 콘크리트 (RC)를 포함하여 총 5종류의 시편을 제작하였으며, 처짐량을 측정하기 위해, 시편 상부에 LVDT를 설치하였으며, 시편 중앙부에 철근 변형률 게이지와 콘크리트 변형률 게이지, 전단 철근에 철근 변형률 게이지를 부착하였다. 3점 휨 실험 결과, 모든 하중-변위 곡선에서 공통적으로 SMCM으로 보강한 시편이 기본 RC에 비해 최대하중이 더 높은 것을 확인할 수 있었다. SMCM을 두 층, 그리고 기본 RC 하부 전체에 보강을 할 경우, 기본 RC에 비해 최대 하중은 1.18배, 처짐은 최대 1.37배 더 높은 것을 확인할 수 있었다. 시편의 종류마다 조금씩 다른 양상을 보였는데, 이는 SMCM과 RC의 부착 정도의 차이로 인해 결과의 차이가 발생한 것으로 보인다. 특히, 지점부 안쪽으로 부분 보강하고, Steel Mesh를 한 겹으로 보강한 네 번째 경우 (SM-B1)에는, SMCM이 실험 도중 박락되는 현상이 발생하였다. SMCM을 보수 보강 재료로서 활용하기 위해선 RC와의 부착 성능 향상이 필요하다고 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제31권4호
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• pp.289-308
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• 2021

본 연구에서는 열-수리-역학적 복합거동 수치해석을 활용하여 국내 고준위방사성폐기물 처분장의 완충재의 설계 기준 온도가 100℃ 및 125℃인 경우, 처분 간격에 따른 처분시스템의 최고 온도를 계산하고, 역학적 안정성을 확보하기 위한 암반의 조건을 도출하였다. 완충재의 설계 기준 온도를 현재와 같이 100℃로 유지할 때, 처분터널 간격이 40 m, 처분공 간격이 5.5 m인 경우와 처분터널 간격이 30 m, 처분공 간격이 6.5 m인 경우, 처분용기와 완충재가 접하는 점에서 최고 온도가 각각 99.4℃ 및 99.8℃로 계산되었다. 완충재의 설계 기준 온도를 125℃로 향상시킨 경우, 처분터널 간격을 30 m, 처분공 간격을 4.5 m까지 감소시켜 처분 면적을 KRS⁺ 기반 처분시스템 대비 55%까지 감소시킬 수 있었다. 다양한 처분 간격에 대해 암반에서의 역학적 안정성을 평가한 결과, 암반파괴가 발생하지 않기 위해서는 KRS⁺ 기반 처분시스템은 암반의 RMR 분류법의 Good rock에 해당하는 RMR 72.4 이상의 조건이어야 했다. 처분 간격이 감소할수록 암반의 RMR이 더 높아야 했으며, 처분터널 간격 30 m, 처분공 간격 4.5 m인 경우에는 RMR 87.3 이상이 되어야 암반의 파괴를 방지할 수 있었다. 그러나, 처분 이후 지하수 유입 시 벤토나이트 완충재 및 뒤채움재의 팽윤에 따른 구속압에 의한 암반 강도의 증가를 고려하면, 해석을 수행한 모든 처분 간격에 대해 암반의 RMR이 75 이상이면 역학적 안정성을 확보할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권4호
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• pp.393-402
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• 1997

목적 : 공기동을 포함한 병소 부위에 X-선원을 조사할 경우 공동과 근접한 영역에서의 저흡수선량 효과는 잘 알려져 있다. 공기-연조직 사이의 불균질면의 한 예로 후두 모형 즉, 조직 둥가물질과 그 사이에 삽입되어 있는 공기동을 만들었다. 본 연구에서는 방사선의 선질 조사면의 크기 공기동의 크기에 따른 공동 가까이에서의 흡수선량의 변화를 살펴보았다. 대상 및 방법 : 4-, 6-, 10-MV X-선원을 이용하여 2cm(폭)$\times$L(cm, 길이)$\times$2cm(높이)인 공기동을 포함한 후두 모형의 아크릴 팬톰에 대하여 흡수선량을 측정하였다. 흡수선량의 측정장비로 평행판전리함과 전리계를 이용하였다. 제작한 후두의 기하학적 치수는 상부 연조직$\cdot$공기동$\cdot$하부 연조직의 두께가 각각 4-, 2-, 4-cm이었다. 공기동이 없이 균일한 연조직 팬톰에 대한 공기동이 있는 경우의 흡수선량의 비(O/E)를 공기 공동-연조직의 경계로부터 거리를 변화시키면서 측정하였다. 표준화된 중강곡선과 최대흡수선량에 대한 입사면 반대쪽 표면에서의 흡수선량의 비를 초사면의 크기를 변화시키면서 측정하였다. 공기동의 크기에 따른 효과를 알기 위하여 여러 가지 조사면에 대하여 투영된 크기가 4cm(폭)$\times$L인 공기동의 높이(Z)를 변화시켜서 측정하였다. 결과 : 4-MV선원에서 $5cm\times5cm$ 이상의 조사면에서는 저흡수선량 효과가 없었다. 6-이나 10-MV선원에서 작은 조사야 즉, $4cm\times4cm$와 $5cm\times5cm$에서는 후두에 저흡수선량 부위가 나타났으며 $6cm\times6cm$ 이상의 조사면에서는 이 효과가 관찰되지 않았다. 선원의 선질이 증가할수록 저흘수선량인 조직층이 증가하였고 이때 표면 흡수선량의 크기는 변하지 않았다. 조사면의 크기가 $4cm\times4cm$에서 $8cm\times8cm$로 증가할 때 최대흡수선량에 대한 입사면 반대쪽의 공기동의 표면 선량은 4-, 6-, 10-MV 선원에서 각각 0.95, 0.92, 0.91에서 0.99로 증가하였다. 6-이나 10-MV 선원에서 공기동 표면에서의 흡수선량은 $5cm\times5cm$ 조사면에 있어서 예상값보다 각각 2-, 3-퍼센트의 감소가 있었고 또 4-MV에서는 감소효과를 발견할 수 없었다. $4cm\timesL\timesZ$ 공기동에서 그높이(Z)를 0.6에서 4.8cm까지 변화시켰을 때 조사면의 크기가 $8cm\times8cm$에서 공동의 크기에 무관하게 O/E>1.0이 관찰되었다. 결론 : 조사면내 공기동에 의한 저흘수선량 효과는 방사선의 선질$\cdot$조사면의 크기$\cdot$공기동의 크기에 의존된다. 이상의 연구 결과에서 고선질 선원이 공동을 포함한 병소 특히, 종양이 공기동의 표면까지 미치는 부위에 조사될 째 특별한 주의가 필요함을 알 수 있다. 이 경운 가능하면 조사되는 부위가 저전량이 되지않도록 저선질의 선원(예를 들면, 4-MV)을 쓰고 또 조사면을 넓혀야한다. 6-이나 10-MV 등의 고선질의 X-선을 쓰는 경우에는 조사면의 부위에 저선랸 부위가 생기므로 한번의 추가 조사를 더 시행할 필요가 있다.

• 대한소아치과학회지
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• 제34권3호
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• pp.420-429
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• 2007

전통적인 3단계 total-etching 시스템인 제 4세대 상아질 접착제로부터 술식의 단순화를 이루며 진화한 제 5, 6세대 및 최근에 소개된 제 7세대 상아질 접착제를 상아질 표면처리방식과 적용단계별로 구분하여 bovine teeth 상아질에 대한 미세인장결합강도를 측정하여 그 효용성을 비교 평가하였다. Bovine incisor의 상아질 표면을 노출시키고, 적절한 표면처리 후 제조사의 지시에 따라 5종의 상아질 접착제; 제 4 세대로 Scotch $Bond^{TM}$ Multipurpose(3M ESPE, USA), $Adper^{TM}$ Single Bond 2(3M ESPE, USA), 제 5세대 $Clearfil^{(R)}$ SE Bond(KURARAY, JAPAN), 제 6세대 AQ $Bond^{TM}$(SUN MEDICAL, JAPAN), 제 7세대 $Clearfil^{(R)}$ tri-S Bond(KURARAY, JAPAN)를 각각 적용하여 미세인장결합강도를 측정하고 접착계면의 파절양상을 관찰하였다. 연구결과 미세인장결합강도는 $Clearfil^{(R)}$ SE Bond군에서 가장 높았으며 다음으로 Scotch $Bond^{TM}$ Multipurpose군, $Adper^{TM}$ Single Bond 2군, AQ $Bond^{TM}$군, $Clearfil^{(R)}$ tri-S Bond군의 순으로 나타났다. 계면의 파절양상은 상대적으로 미세인장강도가 높게 나타난 Scotch $Bond^{TM}$ Multipurpose, $Adper^{TM}$ Single Bond2, $Clearfil^{(R)}$ SE Bond군은 레진의 응집성 파절이 많이 발생하였고 상대적으로 미세인장강도가 낮은 AQ $Bond^{TM}$, $Clearfil^{(R)}$ tri-S Bond 군의 경우에는 대부분 접착성 파절이 관찰되었다. 이상의 결과를 종합하면 상아질 접착제의 미세인장결합강도는 각 접착시스템별로 다소의 차이를 보이며, 특히 제 6, 7세대 상아질 접착제가 이전 세대보다 낮은 것으로 나타났다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제28권1호
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• pp.80-88
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• 2003

Object The purpose of this study were to evaluate the microtensile bond strength of resin fiber reinforced post to radicular dentin using resin cement according to various dentin surface treatment and to observe the inter face between post and root dentin under SEM Material and Method A total 16 extracted human single rooted teeth were used. A lingual access was made using a #245 carbide bur in a high-speed handpiece with copious air water spray. The post space was mechanically enlarged using H-file(up to #60) and Gates Glidden bures(#3). This was followed by refining of the canal space using the calbrating drill set provided in ER Dentinpost(GEBR, BRASSELER GmbH&Co. KG). The 16 teeth were randomly distributed into 4 group of 4 teeth. Group 1 teeth had their post space prepared using 10% phosphoric acid as root canal surface treatment agent during 20s. The canal was then rinsed with saline and dried with paper point. Group 2 teeth had their post space prepared using 3% NaOCl as root canal surface treatment agent during 30min. The canal was then rinsed with saline and dried with paper point. Group 3 teeth had their post space prepared using 17% EDTA as root canal surface treatment agent during 1min. The canal was then rinsed with saline and dried with paper point. Group 4 teeth had their post space prepared using 17% EDTA as root canal surface treatment agent during 1min. After rinsing with saline, the canal was rinced 10m1 of 3% NaOCl for 30min. After drying with paper point, the post(ER Dentinpost, GEBR, BRASSELER GmbH&Co. KG) was placed in the treated canals using resin cement. Once the canal was filled with resin cement(Super bond C&B sunmedical co. Ltd.), a lentulo was inserted to the depth of the canal to ensure proper coating of the root canal wall. After 24 hours, acrylic resin blocks($10{\cdot}10{\cdot}50mm$) were made. The resin block was serially sectioned vertically into stick of $1{\cdot}1mm$. Twenty sticks were prepared from each group. After that, tensile bond strengths for each stick was measured with Microtensile Tester. Failure pattern of the specimen at the interface between post and dentin were observed under SEM. Results 1. Tensile bond strengths(meen{\pm}SD$) ) were expressed with ascending order as follows group 4, $12.52{\pm}6.60$ ; group 1, $7.63{\pm}5.83$ ; group 2, $4.13{\pm}2.31$ ; group 3, $3.31{\pm}1.44$. 2. Tensile bond strengths of Group 4 treated with 17% EDTA +3%NaOCl were significant higher than those of group 1, 2 and 3 (p<0.05). 3. Tensile bond strengths of Group 1 treated with 10% phosphoric acid were significant higher than those of group 2 (p<0.05). Tensile bond strengths of Group 4 treated with 17% EDTA +3% NaOCl was significant higher than those of other groups.