• 제목/요약/키워드: mechanical fixation

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Improvement of Dimensional Stability of Tropical Light-Wood Ceiba pentandra (L) by Combined Alkali Treatment and Densification

  • Deded Sarip NAWAWI;Andita MARIA;Rizal Danang FIRDAUS;Istie Sekartining RAHAYU;Adesna FATRAWANA;Fadlan PRAMATANA;Pamona Silvia SINAGA;Widya FATRIASARI
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제51권2호
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    • pp.133-144
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    • 2023
  • Densification is an effective method for improving the physical and mechanical properties of low-density wood. However, the set-recovery of dimensions was found to be the problem of densified wood due to low fixation during the densification process. Alkali pretreatment before densification is thought to be a modification process to improve the dimensional stability of densified wood. In this research, the wood samples used were boiled in a 1.25 N sodium hydroxide (NaOH) solution at different times, followed by densification for 5 h at 100℃. The alkali pretreatment for 1, 3, and 5 h of boiling increased the dimensional stability of densified woods and anti-swelling efficiency values were 8.52%, 63.24%, and 48.94%, respectively. The boiling of wood in NaOH solution decreased the holocellulose content, as well as lignin to a lesser degree, and a lower crystallinity index was observed. The lower hydroxyl groups and a higher proportion of lignin in treated samples seem to have contributed to the high dimensional stability detected.

돼지의 심낭을 이용한 이종이식 보철편의 개발 (장력-두께간의 구조적 특성) (Development of Porcine Pericardial Heterograft for Clinical Application (Tensile Strength-thickness))

  • 김관창;이철;최창휴;이창하;오삼세;박성식;김경환;김웅한;김용진
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제41권2호
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    • pp.170-176
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    • 2008
  • 배경: 지금까지 심장 및 혈관 등의 결손을 교정하기 위해 자기 조직이 아닌 다른 보철편의 필요가 늘어나 그에 따른 다양한 대체제가 연구 개발, 이용되고 있다. 본 연구는 새로운 조직의 처리방법을 개발하기 위하여 이미 상용화되고 있는 기존의 이종이식 보철편들과, 여러 가지 조건들에서 제조되는 돼지 심낭의 보철편들이 임상적용 전에 기계적, 물리적 조건들로서 이종이식 보철편의 적절한 두께, 장력 등의 관계와 변화를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1) 돼지 심낭을 0.625% 혹은 1.5%, 3%의 glutaraldehyde 용액에 고정하여 각각의 장력과 두께를 측정하였다. 2) 아무런 처치하지 않은 돼지 심낭과 사람 심낭, 그리고 상용화되고 있는 기존의 이종이식 보철편들의 장력과 두께를 측정하였다. 3) 0.625% glutaraldehyde 고정 전과 고정 후 80% Ethanol 처리한 군과, sodium dodecylsulfate (SDS) 처리로 무세포화만 시행한 군, 무세포화과정 후에 0.625% glutaraldehyde 고정한 군, 80% ethanol 처리 후 다시 무세포화과정을 한 후 0.625% glutaraldehyde 고정한 군, 무세포화 한 후 다시 ethanol 처리 후 0.625% glutaraldehyde 고정한 군으로 나누어 각각의 장력과 두께를 측정하였다. 결과: 1) 일반적으로 사용 돼지심낭의 두께와 장력과의 상관관계가 있었으며, GA 농도를 올릴수록 두께의 증가와 함께 장력도 커졌으며, 아무런 처리를 하지 않은 돼지 심낭의 경우도 GA 처리한 심낭과 비슷한 두께와 장력을 보여 주었다. 이식편의 두께가 0.1 mm 이상에서 두께-장력간에 유의한 상관관계가 있었다 (상관계수 0.514, 유의확률 <0.001). 2) 기존의 이종이식 보철편 간에는 두께나 장력에서는 차이가 없었다. 3) GA, ethanol, SDS 무세포화 처리효과는 심낭의 두께에 통계적인 차이는 있었지만 그 영향은 크지 않았으며, 이러한 여러 처리과정 중 심낭조직의 손상으로 인한 장력의 손실은 없는 것으로 생각되며, SDS를 사용하여 무세포화 처리만 하고 GA 고정치 않은 심낭의 장력이 가장 작았다. 결론: 이종이식 돼지심낭 보철편의 적절한 두께는 적어도 0.1 mm 이상이어야 사용하기 적절하고 장력에도 유려하며, 여러 조건하의 심낭조직 고정 방법들에 따라 두께나 장력의 확연한 차이를 보이지 않아, GA를 이용한 각종 조직 처리과정 중 조직손상에 의한 구조적, 기계적 손실은 없는 것으로 생각되며, 그러나 먼저 무세포화한 후 24시간 ethanol 처리 후 다시 0.625% glutaraldehyde 고정용액에 추가 2주간 고정한 심낭이 두께와 높은 장력을 보여 주었다.

치과용 골유착성 임플랜트 고정체 형상의 응력 분산에 관한 연구 (STUDIES OF OSSEOINTEGRATED IMPLANT-MODELS ON STRESS DISTRIBUTION)

  • 한종현;전흥재;정신영;허성주;최용창;정종평;구영;류인철;김명호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.526-543
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    • 2000
  • Finite element analyses were performed to study effects on stress distribution generated in jaw bone for various shapes of dental implants: plateau type, plateau with small radius of curvature, triangular thread screw type in accordance with ISO regulations and square thread screw filleted with small radius partially. It was found that square thread screw filleted with small radius was more effective on stress distribution than other dental implants used in analyses. Additional analyses were performed on the implant with square thread screw filleted with small radius for very-ing design parameters, such as the width of thread end, the height of the thread of the implant and load direction, to determine the optimum dimensions of the implant. The highest stress concentration occurred at the region in jaw Pone adjacent to the first thread of the implant. The maximum effective stress induced by a 15 degree oblique load of 100 N was twice as high as the maximum effective stress caused by an equal amount of vertical load. Stress distribution was more effective in the case when the width of thread end and the height of thread were p/2 and 0.46p, respectively, where p is the pitch of thread. At last, using tensile force calculated from the possible insert torque without breading bone thread, finite element analysis was performed on the implant to calculate pre-stress when the primary fixation of the implant was operated in jaw bone. The maximum effective stress was 136.8 MPa which was proven to be safe.

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내비게이션 장치를 이용한 슬관절 전치환술 (Computer-Assisted Navigation in Total Knee Arthroplasty)

  • 정화재;박용범;이한준
    • 대한정형외과학회지
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    • 제53권6호
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    • pp.478-489
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    • 2018
  • 슬관절의 골관절염 환자에서 슬관절 전치환술은 통증 경감 및 기능 회복에 도움이 되는 치료법으로 많이 시행되고 있다. 최근 수술 술기 및 과학 기술의 발달로 인하여 내비게이션 장치를 이용하여 슬관절 전치환술 후 하지 정렬과 치환물의 위치 및 정렬을 호전시키려는 노력이 지속적으로 이루어지고 있다. 이러한 내비게이션 장치를 이용할 경우 수술 중에 신전, 굴곡 시 내외측 간격, 하지 및 치환물의 정렬에 대하여 실시간 추적이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 고식적인 방법에 비해 추적기 사용에 따른 추가적 절개로 인한 감염 및 골절 등의 합병증 발생 가능성이 있고 수술 시간이 길어지는 단점 및 비용 부담 등이 지적되어 왔다. 지금까지 많은 연구들이 진행되어 왔으나 임상적 효용성에 대해서는 아직까지 논란이 있다. 하지만 많은 연구들에서 관상면 상에서 역학적 축 내, 외반 $3^{\circ}$이내의 정렬 빈도를 높여주는 것으로 보고되고 있다. 이번 종설에서는 내비게이션 장치를 이용한 슬관절 전치환술의 수술 방법 및 수술 시 주의사항, 최근 연구들의 임상적 결과 및 방사선적 결과, 내비게이션 장치의 유용성과 최근 동향에 대하여 기술하고자 한다.

An Experimental Study on the Biomechanical Effectiveness of Bone Cement-Augmented Pedicle Screw Fixation with Various Types of Fenestrations

  • Yoon, Sang Hoon;Lee, Sang Hyung;Jahng, Tae-Ahn
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제65권6호
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    • pp.779-789
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    • 2022
  • Objective : To analyze the effects of the number and shape of fenestrations on the mechanical strength of pedicle screws and the effects of bone cement augmentation (BCA) on the pull-out strength (POS) of screws used in conventional BCA. Methods : For the control group, a conventional screw was defined as C1, a screw with cannulated end-holes was defined as C2, a C2 screw with six pinholes was defined as C3, and the control group type was set. Among the experimental screws, T1 was designed using symmetrically placed thru-hole type fenestrations with an elliptical shape, while T2 was designed with half-moon (HM)-shaped asymmetrical fenestrations. T3 and T4 were designed with single HM-shaped fenestrations covering three pitches and five pitches, respectively. T5 and T6 were designed with 0.6-mm and 1-mm wider fenestrations than T3. BCA was performed by injecting 3 mL of commercial bone cement in the screw, and mechanical strength and POS tests were performed according to ASTM F1717 and ASTM F543 standards. Synthetic bone (model #1522-505) made of polyurethane foam was used as a model of osteoporotic bone, and radiographic examinations were performed using computed tomography and fluoroscopy. Results : In the fatigue test, at 75% ultimate load, fractures occurred 7781 and 9189 times; at 50%, they occurred 36122 and 82067 times; and at 25%, no fractures occurred. The mean ultimate load for each screw type was 219.1±52.39 N for T1, 234.74±15.9 N for T2, 220.70±59.23 N for T3, 216.45±32.4 N for T4, 181.55±54.78 N for T5, and 216.47±29.25 N for T6. In comparison with C1, T1, T2, T3, T4, and T6 showed significantly different ultimate load values (p<0.05). However, when the values for C2 and the fenestrated screws were evaluated with an unpaired t test, the ultimate load value of C2 significantly differed only from that of T2 (p=0.025). The ultimate load value of C3 differed significantly from those of T1 and T2 (C3 vs. T1 : p=0.048; C3 vs. T2 : p<0.001). Linear correlation analysis revealed a significant correlation between the fenestration area and the volume of bone cement (Pearson's correlation coefficient r=0.288, p=0.036). The bone cement volume and ultimate load significantly correlated with each other in linear correlation analysis (r=0.403, p=0.003). Conclusion : Fenestration yielded a superior ultimate load in comparison with standard BCA using a conventional screw. In T2 screws with asymmetrical two-way fenestrations showed the maximal increase in ultimate load. The fenestrated screws can be expected to show a stable position for the formation of the cement mass.

다양한 고정 처리법을 이용한 소 심낭의 기계적 피로 자극 후 역학적 및 조직학적 변화 (The Dynamic and Histologic Changes of Variously Fixed Bovine Pericardiums Specimens after Mechanical Fatigue Stimuli)

  • 장형우;김용진;김수환;박지은;박천수;김웅한;김경환
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제42권2호
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    • pp.148-156
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    • 2009
  • 배경: 심혈관 수술이 발달함에 따라 혈관 또는 판막 등의 일부로써 사용하기 위한 보철편의 필요성이 대두되고 있다. 저자들은 보철편의 기계적 성질을 객관적으로 평가하고 내구성에 대한 정보를 얻기 위하여 피로 자극 시험 장비를 개발하였고, 다양한 방법으로 처리된 우(牛)심낭편을 시험하여 그 결과를 확인하고 서로 비교하여 더 나은 처리방법을 찾고자 하였다. 대상 및 방법: 도살장에서 신선 우심낭편을 무균 채취한 뒤 총 16가지의 대표적인 처리방법으로 우심낭편을 고정 또는 탈세포화 한 뒤 피로 실험 전후로 조직의 투과도와 유순도를 측정하여 비교하였고 또한 광학현미경을 통한 조직검사로 조직 구조의 가시적인 변화 정도를 확인하였다. 결과: 글루타르알데히드 단독으로 고정한 경우에 비해 글루타르알데히드와 용매를 혼합하여 고정한 경우가 더 좋은 기계적 내구성을 보였다. 최근 기성제품에서는 저농도 글루타르알데히드가 널리 쓰이고 있으나, 면역학적 이점이 있을 것으로 생각되는 고농도 글루타르알데히드로 고정한 우심낭편도 기계적 내구성에 문제가 얼었다. 탈세포화는 석회화 예방을 위해 다분히 필요한 과정으로 생각되고 있으나, 흔히 쓰이고 있는 SDS를 미용한 탈세포화는 우심낭편의 기계적 성질을 크게 악화시켜 투과도와 유순도가 $20{\sim}190$배 정도까지 증가하며, 탈세포화를 거친 우심낭편은 기계적 내구성도 매우 떨어져 피로 자극 후 투과도와 유순도가 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 결론: 자체 개발한 피로 자극 실험 장비를 이용하여 다양한 방법으로 처리한 심낭편의 내구성을 평가할 수 있었으며 향후 최적의 심낭편 처리방법을 개발하기 위한 기초적인 데이터를 얻을 수 있었다.

정맥혈전 색전증 고위험군에서 시행한 혈전색전 예방요법(American College of Chest Physicians 지침 및 American College of Orthopedic Surgeons 지침)의 준수율 비교 연구 (Comparative Study of Compliance for Venous Thromboembolism Prophylaxis (American College of Chest Physicians Guideline and American College of Orthopedic Surgeons Guideline) in High Risk Patients with a Venous Thromboembolism)

  • 서유성;노재휘;장병웅;강덕원;원성훈
    • 대한정형외과학회지
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    • 제54권4호
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    • pp.317-326
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    • 2019
  • 목적: 인공관절 치환술 및 고관절 골절 환자에서 시행한 2가지 정맥혈전 색전증 예방요법의 준수율을 비교 분석하고자 하였다. 수술 후 발생하는 정맥혈전 색전증은 인공 슬관절 치환술이나 인공 고관절 치환술 및 고관절 골절 수술 후 발생하는 가장 심각한 합병증이다. 이에 대한 적절한 예방이 무엇보다 중요하기 때문에 항응고제 사용의 필요성 또한 증가하고 있다. 대상 및 방법: 2009년 3월부터 2011년 2월, 2012년 3월부터 2014년 2월까지 순천향대학교 부속 서울병원에서 인공 슬관절 치환술, 고관절 전치환술 및 고관절 골절로 고관절 반치환술 및 내고정술을 시행받은 환자들을 의무 기록과 영상 검사를 검토하여 각각 American College of Chest Physicians (ACCP) 가이드라인과 American College of Orthopedic Surgeons (AAOS) 가이드라인에 따라 시행한 정맥혈전 색전증 예방요법의 준수율을 후향적으로 비교 분석하였다. 결과: 인공관절 치환술 및 고관절 골절 환자에서 정맥혈전 색전증 예방을 위한 가이드라인이 적용되고 있으며 실제로 ACCP 가이드 라인에 따라 준수하고 있는 경우가 화학적 요법에서는 수술 전에 56.0%, 수술 후에는 67.0%, 물리적 요법에서는 80.5%의 준수율을 보였다. 또한 AAOS 가이드라인에 따라 준수하고 있는 경우가 화학적 요법에서는 74.1%, 물리적 요법에서는 88.3%의 준수율을 보이며 ACCP 가이드라인에 비해 높은 준수율을 보였다. ACCP 가이드라인의 수술 전 후 화학적 예방요법과 물리적 예방요법의 준수율과 AAOS 가이드라인의 화학적 예방요법과 물리적 예방요법의 준수율을 비교 분석하였으며, 인공 슬관절 치환술의 수술 전과 후, 고관절 골절 수술의 수술 전과 후, 전체 고위험군 수술에서 수술 전과 후 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 결론: 정맥혈전 색전증 고위험군 수술에서 정맥혈전 색전증 예방요법의 가이드라인에 따른 준수율을 전반적으로 높여서 적절한 예방이 이루어지도록 해야 하며, 일선 정형외과의를 위한 통일된 방향의 가이드라인이 필요할 것이다.

인공호흡기 이탈시 비강내 CPAP 조기 사용 효과에 관한 연구 (A Study on the Effects of the Early Use of Nasal CPAP in the Weaning of Mechanical Ventilators)

  • 김영주;정변경;이상길
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제46권12호
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    • pp.1200-1206
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    • 2003
  • 목 적 : 중등도 신생아 호흡곤란 증후군 환아에서 인공호흡기 이탈시 low IMV, 기관내 CPAP, 기도 발관의 고전적 방법과 비침습적인 비강내 CPAP 조기 사용을 비교함으로써 비강내 CPAP의 활성화를 위해 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 2001년 11월부터 2002년 6월까지 본원 출생아로서 중등도 신생아 호흡곤란 증후군으로 진단된 환아 중 폐 표면활성제를 투여한 뒤 인공호흡기 치료를 시행하고, 이탈시 비강내 CPAP으로 조기 전환한 환아 30례를 연구군으로 하고, 1999년 1월부터 2001년 9월까지 본원 출생아이며 중등도 호흡곤란 증후군으로 진단된 환아 중 폐 표면활성제를 투여하고 인공호흡기 치료를 시행한 뒤 low IMV, 기관내 CPAP의 과정으로 이탈한 환아 30례를 대상으로 하여 재태연령과 출생체중, 1분 및 5분 Apgar 점수, SMR 검사, 임상증상, 동맥혈 가스 분석, 인공호흡기 치료기간, 임상경과, 이탈 성공률, 이탈기간과 동반된 합병증등을 후향적으로 분석하였다. 결 과 : 1) 대상아의 특징 : 평균 재태연령은 연구군이 $28.3{\pm}1.6$주이고, 대조군이 $29.3{\pm}1.5$주였고, 평균 출생체중은 연구군이 $1,238.3{\pm}158.6gm$, 대조군이 $1,270{\pm}133.8gm$이었으며, 양 군에서 남아가 반수 이상이었으며, SMR은 양 군에서 약 양성으로 양 군간에 유의한 차이가 없었다. 신생아 호흡곤란 증후군은 양 군에서 중등도였다. 2) 양 군에서 동맥혈 가스 분석 및 호흡지표의 변화 : 인공호흡기 설정시 시행한 동맥혈 가스 분석상 pH, $PaO_2$는 연구군에서 각각 $7.3{\pm}0.1$, $39.7{\pm}3.4mmHg$, 대조군이 $7.3{\pm}0.1$, $39.3{\pm}3.9mmHg$였고, 평균 기도압은 연구군 $6.1{\pm}0.6cmH_2O$, 대조군이 $6.2{\pm}0.8cmH_2O$였으며, 산소화 지수는 연구군에서 $10.8{\pm}1.6$, 대조군에서 $11.8{\pm}1.9$를 나타내어 두 군에서 유의한 차이는 없었다. 환아가 안정화되었을 때 시행한 동맥혈 가스 검사에서 $PaCO_2$, $PaO_2$는 연구군에서 $37.4{\pm}4.6mmHg$, $88.8{\pm}5.9mmHg$였고, 대조군에서 $36.9{\pm}4.5mmHg$, $89.8{\pm}4.8mmHg$로 큰 차이가 없었다. 인공호흡기 이탈을 시도한 후 1시간과 12시간 뒤에 시행한 동맥혈 가스 검사에서 대조군의 $PaCO_2$는 각각 $41.4{\pm}4.0mmHg$$42.2{\pm}4.8mmHg$로 이산화탄소의 저류가 관찰되었으나 이탈을 성공한 뒤에는 $38.3{\pm}5.5mmHg$로 정상화되었다. 연구군에서는 이탈 전 기간동안 $PaCO_2$에 큰 변화가 없었다. 3) 양 군에서 임상경과 및 인공호흡기 치료기간 비교 : 연구군에서 30례 중 28례(93.3%)에서 이탈에 성공하였고, 나머지 2례는 반복되는 무호흡과 제반증상의 악화로 인공호흡기 치료로 전환되었다. 대조군에서는 30례 중 24례(80%)에서 이탈에 성공하였고 실패한 경우는 반복되는 심한 무호흡이 4례, 심한 호흡성산증이 2례 관찰되었다. 연구군에서 평균 인공호흡기 치료기간은 $2.5{\pm}2.2$일이며 비강내 CPAP으로 $1.4{\pm}0.6$일간 치료하였고, 대조군에서 인공호흡기 치료기간은 $2.9{\pm}3.3$일이었고 low IMV와 기관내 CPAP의 사용기간은 $1.5{\pm}0.8$일로 양 군에서 유의한 차이는 없었다. 4) 양 군에서 인공호흡기 이탈기간 동안 발생한 합병증의 비교 : 연구군에서 비강내 CPAP을 사용하여 이탈한 기간 동안 발생한 합병증은 공기누출 증후군 1례, 패혈증 1례, 비강과 구강의 미란이 2례가 있었으며, 비강내 CPAP의 고정의 문제가 2례에서 발생하였다. 또한 지속적 양압으로 인하여 1례에서 복부팽대 소견을 보였고, 2례에서 서혜부 탈장이 관찰되었으나 수술적 처지는 필요하지 않았다. 대조군에서는 공기누출 증후군 2례, 무기폐3례, 비강과 구강의 미란이 2례 있었으며, 기관 삽관으로 인한 문제로 자연적 발관이 1례, 기관내관 말단 위치가 기관분기부상방 0.2-2.0 cm 사이에 고정되지 않은 경우 2례, 점액으로 인한 기관내관이 막힌 경우가 2례 관찰되었다. 결 론 : 중등도 신생아 호흡곤란 증후군 환아에서 고전적인 low IMV, 기관내 CPAP의 과정을 거치지 않고 비강내 CPAP으로 전환하는 적극적인 인공호흡기 이탈이 가능하였고, 사용상의 어려움도 없었다. 따라서, 인공호흡기 이탈시 비침습적인 비강내 CPAP의 조기 사용을 시도해 볼 수 있을 것으로 사료된다.

하악각 골절의 치료 방법에 따른 하악골의 응력 분포 및 변위에 관한 삼차원 유한요소법적 연구 (THE THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS OF STRESS DISTRIBUTION AND DISPLACEMENT IN MANDIBLE ACCORDING TO TREATMENT MODALITIES OF MANDIBULAR ANGLE FRACTURES)

  • 구제훈;김일규;장재원;양정은;사시카라 바라라만;왕붕
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제32권3호
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    • pp.207-217
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    • 2010
  • The purpose of this study was to evaluate the effects of the stress distribution and displacement in mandible according to treatment modalities of mandibular angle fractures, using a three dimensional finite element analysis. A mechanical model of an edentulous mandible was generated from 3D scan. A 100-N axial load and four masticatory muscular supporting system were applied to this model. According to the number, location and materials of titanium and biodegradable polymer plates, the experimental groups were divided into five types. Type I had a single titanium plate in the superior border of mandibular angle, type II had two titanium plates in the superior tension border and in the inferior compression border of mandibular angle, type III had a single titanium plate in the ventral area of mandibular angle, type IV had a single biodegradable polymer plate in the superior border of mandibular angle, type V had a single biodegradable polymer plate in the ventral area of mandibular angle. The results obtained from this study were follows: 1. Stress was concentrated on the condylar neck of the fractured side except Type III. 2. The values of von-Mises stress of the screws were the highest in the just-posterior screw of the fracture line, and in the just-anterior screw of Type III. 3. The displacement of mandible in Type III was 0.04 mm, and in Type I, II, IV, and V were 0.10 mm. 4. The plates were the most stable in the ventral area of mandibular angle (Type III, V). In conclusion, the ventral area of mandibular angle is the most stable location in the fixation of mandibular angle fractures, and the just- posterior and/or the just-anterior screws of the fracture line must be longer than the other, and surgeons have to fix accurately these screws, and the biodegradable polymer plate also was suitable for the treatment of mandible angle fracture.

대퇴골두 무혈성 괴사증의 수술적 기법 적용 후 괴사 망상골 내에서의 응력 변화 해석 (An Analysis of Stress Transfer Behaviors within the Necrotic Cancellous Bone following Surgical Procedures or the Management of the Osteonecrosis of the Femoral Head)

  • 정성;이성재
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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    • pp.245-248
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    • 1997
  • Operative interventions for the management of osteonecrosis of the femoral head (ONFH) include core drilling, with or without vascularized fibular bone grafting. Nevertheless, their clinical results have not been consistently satisfactory. Recently, a new surgical procedure that incorporates cementation with polymethylmethacrylate (PMMA) after core drilling has been tried clinically. In this study, a biomechanical analysis using a finite element method(FEM) was undertaken to evaluate surgical methods and their underlying surgical parameter. Our finite element models included five types. They were (1) normal model (Type I), (2) necrotic model (Type II), (3) core decompressed model (Type III). (4) fibular bone grafted model (Type IV), and (5) cemented with PMMA model (Type V). The geometric dimensions of the femur were based on digitized CT-scan data of a normal person. Various physiological loading conditions and surgical penetration depths by the core were used as mechanical variables to study their biomechanical contributions in stress transfer within the femoral head region. In addition. the peak von Mises stress(PVMS) within the necrotic cancellous bone of the femoral head was obtained. The fibular bone grafted method and cementation method provided optimal stress transfer behaviors. Here. substantial increase in the low stress level was observed when the penetration depth was extended to 0mm and 5mm from the subchondral region. Moreover, significant decrease in PVMS due to surgery was observed in the fibular bone grafted method and the cementation method when the penetration depths were extended up to 0 and 5mm from the subchondral region. The drop in PVMS was greater during toe-off than during heel-strike (57% vs. 28% in Type IV and 49% vs. 22% in Type V). Both the vascularized fibular bone grafting method (Type IV) and the new PMMA technique (Type V) appear to be very effective in providing good stress transfer and reducing the peak Von-Mises stress within the necrotic region. Overall results show that fibular bone grafting and cementation methods are quite similar. In light of above results, the new cementation method appears to be a promising surgical alternative or the treatment of ONFH. The use of PMMA for the core can be less prone to surgical complication as opposed to preparation of fibular bone graft and can achieve more immediate fixation between the core and the surrounding region.

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