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A COMPARATIVE STUDY OF THE 1-PIECE AND 2-PIECE CONICAL ABUTMENT JOINT: THE STRENGTH AND THE FATIGUE RESISTANCE

  • Kwon, Taek-Ka;Yang, Jae-Ho;Kim, Sung-Hun;Han, Jung-Suk;Lee, Jai-Bong
    • 대한치과보철학회지
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    • 제45권6호
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    • pp.780-786
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    • 2007
  • Statement of problem. The performance and maintenance of implant-supported prostheses are primarily dependent upon load transmission both at the bone-to-implant interface and within the implant-abutment-prosthesis complex. The design of the interface between components has been shown to have a profound influence on the stability of screw joints. Purpose. The Purpose of this study was to compare the strength and the fatigue resistance of 1-piece and 2-piece abutment connected to oral implant, utilizing an internal conical interface. Material and methods. Twenty $Implatium^{(R)}$ tapered implants were embedded to the top of the fixture in acrylic resin blocks. Ten $Combi^{(R)}$(1-piece) and $Dual^{(R)}$(2-piece) abutments of the same dimension were assembled to the implant, respectively. The assembled units were mounted in a testing machine. A load was applied perpendicular to the long axis of the assemblies and the loading points was at the distance of 7mm from the block surface. Half of 1-piece and 2-piece abutment-implant units were tested for the evaluation of the bending strength, and the others were cyclically loaded for the evaluation of the fatigue resistance until plastic deformation occurred. Nonparametric statistical analysis was performed for the results. Results. Mean plastic and maximum bending moment were $1,900{\pm}18Nmm,\;3,609{\pm}106Nmm$ for the 1-piece abutment, and $1,250{\pm}31Nmm,\;2,688{\pm}166Nmm$ for the 2-piece abutment, respectively. Mean cycles and standard deviation when implant-abutment joint showed a first plastic deformation were $238,610{\pm}44,891$. cycles for the 1-piece abutment and $9,476{\pm}3,541$ cycles for the 2-piece abutment. A 1-piece abutment showed significantly higher value than a 2-piece abutment in the first plastic bending moment (p<.05), maximum bending moment (p<.05) and fatigue strength (p<.05). Conclusion. Both 1-piece and 2-piece conical abutment had high strength and fatigue resistance and this suggests long-term durability without mechanical complication. However, the 1-piece conical abutment was more stable than the 2-piece conical abutment in the strength and the fatigue resistance.

고속열차 주행 시 동적하중을 받는 철도구조물의 진동 특성 (Dynamic Characteristics of Railway Structures under High-Speed Train Loading)

  • 이인규;김재민
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.121-128
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    • 2020
  • 본 논문에서는 고속열차-차륜-레일-지반부의 상호작용에 따른 지반부의 변위장과 가속도장의 분포양상을 연구하고자 하였다. 이를 위해 고속열차 주행을 실제 차륜으로 모형하여 차륜-레일간의 연직접촉과 사행동에 의한 횡접촉을 모사하고, 이동질량해석을 근간으로 하였다. 이 때 지반부는 Modified Drucker-Prager 모델을 이용하여 상면 지반부의 비선형 거동을 부여하고 이에 따른 변위, 가속도의 변화를 탄성지반의 거동과 비탄성지반의 거동을 상호 비교하였다. 이를 통해, 실제 지반거동과 가까운 변위와 가속도 범위를 예측하고자 하였다. 이 때 지반부의 von-Mises응력과 등가소성변형도를 검토하고, 각 파괴면에서의 등가소성변형도, 전체 체적변형도 등을 검토하였다. 이동질량을 이용한 차륜-레일 접촉부의 수직응력, 횡압, 종방향 구속압 등의 시간이력에 따른 응력변화도 검토하였다. 비선형 지반모델의 경우 탄성 지반모델에 비해 열차 주행에 따른 변위 차이는 크지 않는 반면에 가속도의 경우는 큰 감소를 발생시키는 것으로 나타났다.

부신 제거 백서에 티타늄 임플랜트 매식후 주위 골형성에 관한 연구 (The Study of Bone Formation around Titanium Implants Placed in Adrenalectomized Rat's Tibia)

  • 최갑림;김종렬;박봉수;성일용
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제22권3호
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    • pp.274-287
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    • 2000
  • The use of dental implants has increased tremendously in recent years and is expected to increase even more in the future. The successful outcome of any implant procedure is surely dependent on interrelationship of the various components of an equation that includes biocompatibility of implant material, macroscopic and microscopic nature of the implant surface, the status of implant bed, surgical technique, undisturbed healing phase and subsequent prosthetic design and long-term loading phase. The purpose of this study was to clarify the effects of adrenalectomy on the osseointegration of pure titanium implants. Seventy rats, 11 weeks of age, were divided into two groups : an adrenalectomized group and a control group. Titanium screw implant(diameter, 2.0mm; length, 3.5mm) was placed into left tibia of 70 rats, 35 in control group and 35 in the experimental group. The rats were sacrificed at different time interval (1, 2, 3, 4, 6, 8, and 12 weeks after implantation) for histopathologic observation, histomorphometric analysis and immunohistochemistry with fibronectin and CD44 antibody. The results obtained from this study were as follows: 1. Histopathogically, findings, newly formed bone was seen at 3 weeks control group and became lamellar bone at 12 weeks. At 6 weeks, lipocytes were observed in bone marrow space. Thickness of regenerated trabecular bone increased till 6 weeks after then, that decreased gradually. 2. By histomorphometric analysis, marrow bone density and contact ratio of marrow bone to implant decreased significantly from 8 to 12 weeks in experimental group compared to control group and also total bone to implant contact ratio decreased significantly from 4 to 12 weeks in experimental group compared to control group. 3. Fibronectin immunoreactivity was very strong at 3 and 4 weeks control group. And after that reduced gradually. But it was continuously strong from 1 to 12 weeks experimental group. 4. CD44 immunoreactivity was very strong in the newly formed osteoblasts at 3 and 4 weeks control group. But it reacted minimally later. However, it reacted continuously strong from 3 to 12 weeks experimental group. From these results, bone to implant contact ratio decreased gradually from 4 weeks in adrenalectomized group compared to control group. CD44 and fibronectin immunoreactivities were strong at all times in adrenalectomized rats. Therefore, it could be stated that immature bone remained continuously for a long time and not readily proceeded into mature status.

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Topex/Poseidon위성 고도계 자료에 대한 신호처리 및 한반도 주변해역에 대한 그 적용 (Signal Treatement for Topex/Poseidon Satellite Altimetric Data and Its Application near the Korean Seas)

  • 윤홍주
    • 한국지리정보학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.12-31
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    • 1999
  • Topex/Poseidon위성의 고도계 자료를 이용하여 한반도 주변해역에서의 해양 및 대기적 보정인자들의 특성과 평균 해수면 및 그 변화를 각각 알아 보았다. 이때 사용한 고도계 자료는 1992년 9월부터 1994년 8월(총 70개의 싸이클)까지의 자료를 사용했다. 또한 동시에 고도계 자료의 추출 및 신호 처리를 통한 최종의 해양신호(해수면)를 쉽게 구할 수 있는 방법을 상세히 묘사하였다. 대기적 보정인자들로서 건조 및 습윤 대류층, 이온층 그리고 해면기압의 변화 범위의 폭은 수cm에 지나지 않았다. 그러나 전자기적 편차의 변화 범위의 폭은 약 10cm로서 앞선 세 보정인자들에 비해서 높게 나타났다. 해양적 보정인자들의 변화 범위의 폭을 보면, 해양조(궤적 127에서는 35cm 그리고 궤적 214에서는 60cm)는 탄성조(궤적 127에서는 5cm 그리고 궤적 214에서는 1cm)와 하중조(궤적 127에서는 1.8cm 그리고 궤적 214에서는 1cm)에 비해서 매우 높은 것을 알 수 있었다. 이상과 같이 해양에서 해수면의 변화에 크게 기여하는 주요 인자는 해양조 그리고 전자기적 편차의 순이라는 것을 잘 알 수 있다. 최종 해양신호인 해수면의 한반도 주변해역에서의 특성을 보면, 황해에서의 평균 해수면은 동해 및 서해에 비해서 높았다. 그리고 이때 약 100cm의 평균 해수면 값과 함께 -60cm에서 210cm의 변화 범위를 보였다. 한반도 주변해안의 평균 해수면은 황해 및 동지나해에서 변화 특성이 높게 나타났다. 특히 서해의 용암포의 경우는 RMS가 5.689cm인데, 이것은 이 지역의 국부적인 지형의 특성과 조류의 영향에 기인하는 것으로 보여진다.

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지대주 연결 형태와 골질에 따른 저작압이 임프란트 주위골내 응력분포에 미치는 영향 (Study on the stress distribution depending on the bone type and implant abutment connection by finite element analysis)

  • 박현수;임성빈;정진형;홍기석
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제36권2호
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    • pp.531-554
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    • 2006
  • Oral implants must fulfill certain criteria arising from special demands of function, which include biocompatibility, adequate mechanical strength, optimum soft and hard tissue integration, and transmission of functional forces to bone within physiological limits. And one of the critical elements influencing the long-term uncompromise functioning of oral implants is load distribution at the implant- bone interface, Factors that affect the load transfer at the bone-implant interface include the type of loading, material properties of the implant and prosthesis, implant geometry, surface structure, quality and quantity of the surrounding bone, and nature of the bone-implant interface. To understand the biomechanical behavior of dental implants, validation of stress and strain measurements is required. The finite element analysis (FEA) has been applied to the dental implant field to predict stress distribution patterns in the implant-bone interface by comparison of various implant designs. This method offers the advantage of solving complex structural problems by dividing them into smaller and simpler interrelated sections by using mathematical techniques. The purpose of this study was to evaluate the stresses induced around the implants in bone using FEA, A 3D FEA computer software (SOLIDWORKS 2004, DASSO SYSTEM, France) was used for the analysis of clinical simulations. Two types (external and internal) of implants of 4.1 mm diameter, 12.0 mm length were buried in 4 types of bone modeled. Vertical and oblique forces of lOON were applied on the center of the abutment, and the values of von Mises equivalent stress at the implant-bone interface were computed. The results showed that von Mises stresses at the marginal. bone were higher under oblique load than under vertical load, and the stresses were higher at the lingual marginal bone than at the buccal marginal bone under oblique load. Under vertical and oblique load, the stress in type I, II, III bone was found to be the highest at the marginal bone and the lowest at the bone around apical portions of implant. Higher stresses occurred at the top of the crestal region and lower stresses occurred near the tip of the implant with greater thickness of the cortical shell while high stresses surrounded the fixture apex for type N. The stresses in the crestal region were higher in Model 2 than in Model 1, the stresses near the tip of the implant were higher in Model 1 than Model 2, and Model 2 showed more effective stress distribution than Model.

인공신경망을 활용한 동착강도 예측 (Prediction of Adfreeze Bond Strength Using Artificial Neural Network)

  • 고성규;신휴성;최창호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권11호
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    • pp.71-81
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    • 2011
  • 동착강도는 동토지반 말뚝기초 설계시 지지력을 결정하는 주요 설계정수이다. 동착강도는 동결온도, 구속응력, 말뚝표면 특성, 토사종류 등 다양한 인자들에 의해 동시다발적인 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 하지만 동착강도에 대한 연구는 소수의 인자들만 반영할 수 있는 실험연구를 중심으로 수행되어온 경향이 있으며, 설계정수로서 동착강도를 산정하기 위한 방법들은 동결온도, 말뚝재료 등의 주요 인자들만을 고려할 수 있는 한계가 있어 왔다. 본 연구는 인공신경망 이론을 동착강도 산정에 활용함으로서 다양한 영향인자 조건에서 동착강도를 예측할 수 있는 방안을 모색하기 위한 목적으로 수행되었다. 인공신경망 학습을 위하여 총 5종류의 연구사례로부터 137개의 자료를 수집하였으며, 그 중 100개를 학습자료로, 37개를 실증자료로 구분하였다. 연구결과 단계적 인공신경망 학습을 통하여 동착강도 산정 시 다양한 영향인지를 다차원적으로 고려하여 예측하는 방법이 병행되어야 할 필요성을 확인하였으며, 5개 영향인자를 동시에 고려하여 동착강도를 예측할 수 있는 신뢰성 높은 학습결과를 도출 및 검증하였다. 또한, 매개변수 연구결과 동착강도는 동결온도와 말뚝재료의 변화에 가장 민감하게 반응하는 것으로 나타났고 수직응력에 의한 영향은 일부 온도구간에서만 뚜렷하게 나타나며 토사종류와 재하속도의 변화에 따라 동착강도가 증가하는 경향이 변화하는 특성을 나타내었다.

Bio-Derived Poly(${\gamma}$-Glutamic Acid) Nanogels as Controlled Anticancer Drug Delivery Carriers

  • Bae, Hee Ho;Cho, Mi Young;Hong, Ji Hyeon;Poo, Haryoung;Sung, Moon-Hee;Lim, Yong Taik
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제22권12호
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    • pp.1782-1789
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    • 2012
  • We have developed a novel type of polymer nanogel loaded with anticancer drug based on bio-derived poly(${\gamma}$-glutamic acid) (${\gamma}$-PGA). ${\gamma}$-PGA is a highly anionic polymer that is synthesized naturally by microbial species, most prominently in various bacilli, and has been shown to have excellent biocompatibility. Thiolated ${\gamma}$-PGA was synthesized by covalent coupling between the carboxyl groups of ${\gamma}$-PGA and the primary amine group of cysteamine. Doxorubicin (Dox)-loaded ${\gamma}$-PGA nanogels were fabricated using the following steps: (1) an ionic nanocomplex was formed between thiolated ${\gamma}$-PGA as the negative charge component, and Dox as the positive charge component; (2) addition of poly(ethylene glycol) (PEG) induced hydrogen-bond interactions between thiol groups of thiolated ${\gamma}$-PGA and hydroxyl groups of PEG, resulting in the nanocomplex; and (3) disulfide crosslinked ${\gamma}$-PGA nanogels were fabricated by ultrasonication. The average size and surface charge of Dox-loaded disulfide cross-linked ${\gamma}$-PGA nanogels in aqueous solution were $136.3{\pm}37.6$ nm and $-32.5{\pm}5.3$ mV, respectively. The loading amount of Dox was approximately 38.7 ${\mu}g$ per mg of ${\gamma}$-PGA nanogel. The Dox-loaded disulfide cross-linked ${\gamma}$-PGA nanogels showed controlled drug release behavior in the presence of reducing agents, glutathione (GSH) (1-10 mM). Through fluorescence microscopy and FACS, the cellular uptake of ${\gamma}$-PGA nanogels into breast cancer cells (MCF-7) was analyzed. The cytotoxic effect was evaluated using the MTT assay and was determined to be dependent on both the concentration and treatment time of ${\gamma}$-PGA nanogels. The bio-derived ${\gamma}$-PGA nanogels are expected to be a well-designed delivery carrier for controlled drug delivery applications.

DAF 펌프를 이용한 실규모 용존공기부상 공정의 전처리 조건 (Pretreatment Condition in the Full Scale Dissolved Air Flotation Process Using a DAF Pump)

  • 이창한;안대명;김성수;조석호;안갑환
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.58-63
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    • 2009
  • 용존공기부상(Dissolved Air Flotation)은 조류, 휴믹물질, 및 저밀도 입자가 포함된 원수의 처리에서 침전지보다 우수한 성능을 가지는 공정이다. 본 연구는 실험실과 실규모의 DAF 펌프형 시스템을 이용하여 정수처리공정의 전처리(응집/응결) 조건에 따른 처리효율을 비교하여 나타하였다. 실규모 DAF 펌프형 시스템(Full scale DAF pump system ; F-DAF)은 처리용량과 수력학적 부하량을 각각 5,000 톤/일과 10 m/hr이며, F-DAF는 D 정수장의 원수에서 전처리(혼화/응집) 및 운전성능을 최적화하기 위해 운전하였다. 실험실 규모의 실험결과는 원수 탁도 13.8~56.3 NTU에서 최적 PSO-M 주입량은 2.7~4.5 mL/$m^3$/NTU이었다. 이와같이 최적 응집제 주입 조건에서 유출수의 탁도를 1.0 NTU 이하로 1개월 동안 유지하며 F-DAF의 운전이 가능하였다.

가압식 분리막을 이용한 Side-Stream MBR 공정의 비정상 운전조건에서 막 오염 저감 (Fouling Mitigation for Pressurized Membrane of Side-Stream MBR Process at Abnormal Operation Condition)

  • 고병곤;나지훈;남덕현;강기훈;이채영
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.323-328
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    • 2016
  • 공기주입형 가압식 MBR 공정은 일반적인 침지식 MBR 공정과 마찬가지로 정상 운전조건에서 막 오염에 대한 제어 및 관리 기술뿐만 아니라 저유량, 저부하 조건과 같은 비정상 운전조건에서도 시설의 운영에 지장이 없도록 막 오염에 대한 제어 대책이 필요하다. $85m^3$/일 규모의 공기주입형 가압식 MBR 실증시설 운영을 통해 공기주입에 의한 분리막 오염 저감효과와 비상 시 운전조건에서 미생물에 의해 나타날 수 있는 막 오염 문제를 고찰하였다. 가압식 분리막에서 공기의 주입은 분리막 표면에서 공기방울에 의한 scouring 효과에 의해 TMP 상승 기간을 연장시키고 처리의 안정성과 높은 효율의 플럭스($40L/m^2{\cdot}h$ 이상)를 장시간 유지할 수 있는 것으로 분석되었다. 비정상 운전조건에서는 생물반응조에 PACl (53 mg/L as Al)을 주입한 경우 19%의 TMP 상승 감소효과가 있었으나 MBR 공정의 비정상 운전조건 지속에 따른 반복적인 PACl의 주입은 질산화 미생물의 활성도에 영향을 미치게 되어 궁극적으로 질소 처리효율이 악화될 수 있음을 회분식 배양 실험을 통해 확인하였다. 생물반응조에 PAC (0.6 g/L)을 주입한 경우에서는 연속운전 5일 동안 TMP 상승 없이 운전 초기 TMP인 $0.2kg/cm^2$을 유지하여 안정적으로 운전이 가능하였다. 이것은 미생물의 성장 저해조건에서 막 오염 원인물질을 유발하는 EPS와 같은 고분자 물질의 흡착에 따른 것으로 판단된다.

BCNU를 함유한 생분해성 PLGA 웨이퍼의 특성분석 (Characteristics of BCNU-loaded PLGA Wafers)

  • 안태군;강희정;이진수;성하수;정제교
    • 폴리머
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    • 제26권5호
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    • pp.691-700
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    • 2002
  • 항암제가 함유된 생분해성 고분자 디바이스를 이용한 국소전달요법은 종양 부위에 고농도로 약물을 전달시킬 수 있는 이유로 약물의 효율성을 증가시킬 수 있다. 1,3-bis(2-chloroethyl)-1-nitro-sourea (BCNU, carmustine)는 뇌종양 치료를 위하여 가장 일반적으로 사용되는 화학요법적 약물이다. 표적 부위까지 항암제를 효과적으로 전달하기 위한 이식제의 설계는 중요한 인자이다. 본 연구에서 약물의 방출경향을 조절하기 위해서 생분해성 웨이퍼의 첨가제와 다양한 제형 변화로부터 BCNU의 방출패턴을 조사하였다. 각각 3.85, 10, 20 및 30%의 BCNU를 함유한 PLGA 웨이퍼를 다양한 형태(직경 3, 5 및 10 mm, 두께 0.5, 1 및 2 mm)로 직접 압축성형법에 의해 제조하였다. 생체외 방출실험에서 BCNU 함유 PLGA 웨이퍼로부터 약물 방출거동은 웨이퍼의 포기 약물 함유량, 무게, 직경, 두께, 부피, 표면적 및 PLGA 분자량뿐만 아니라 첨가제의 종류와 같은 다양한 변수로 조절했다. 웨이퍼로부터 약물의 방출은 BCNU 함유량 및 염화나트륨 (NaCl)과 폴리엔비닐피롤리돈 (PVP)이 증가할수록 촉진되었다. 또한, BCNU가 함유된 PLGA 웨이퍼의 무게와 형태변화에 대한 조사를 통하여 다양한 기하학적 인자들과 첨가제의 효과를 고찰하였다.