• 제목/요약/키워드: tip-back bend

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Multiloop Edgewise Arch Wire의 tip back 정도에 따른 응력 분포에 관한 유한요소법적 연구 (Stress analysis of Multiloop Edgewise Arch Wire with various degree of tip back bend : a study using the finite element method)

  • 이영일;차경석;주진원;이진우
    • 대한치과교정학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.127-142
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    • 2000
  • 임상에서 다양하게 사용되는 Multiloop Edgewise Arch Wire(MEAW)는 구치부 치아의 치축 직립을 위해 II급 고무줄이나 수직고무줄과 함께 사용된다. 이때 tip back bend의 정도는 각 환자의 구치치축의 근심경사의 정도에 따라 가감이 결정되나 이 장치가 실제 치근막에서 어떤 효과를 나타내는지 정확히 알려진 바는 없다. 이에 저자는 MEAW의 역학적 효과를 알아보기 위해 tip back bend의 정도를 변화시킨 후 II급 고무줄, 수직고무줄을 적용시켜 유한요소법을 통해 치근막에서 발생되는 응력의 분포와 크기를 정량적으로 비교, 관찰하여 장치의 역계를 이해하고 치료효과를 예측해 보고자 실험을 고안하였다. 발치나 교정치료의 경험이 없는 25세 남자 정상교합자를 대상으로 컴퓨터 단층촬영을 시행하여 얻은 방사선필림을 기초로 하여 유한요소 상악치아모델과, 치근막모델을 제작하였으며 여기에 beam element로 제작된 MEAW의 tip back bend를 5도, 10도, 15도로 달리하여 II급 고무줄 및 수직고무줄을 적용시켜 각 치근막에서의 압축, 인장력의 분포와 응력의 크기를 상호 비교한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. MEAW에 tip back bend를 5도, 10도, 15도로 부여하고 II급 고무줄이나 수직고무줄을 적용시켰을때 전체 치근막에 나타나는 압축, 인장의 분포는 II급 고무줄, 수직고무줄 각각의 경우에서 tip back bend의 정도에 상관없이 유사한 양상을 나타냈다. 2. 각 치아의 치근막에 나타난 압축, 인장력의 크기는 5도,10도의 경우보다 15도 tip back bend 부여시 더 크게 나타났다. 3. 제1, 2대구치 원심측 치근막에서는 압축력이 나타났으며 특히 제2대구치 치근막의 압축부위가 제1대구치 치근막 압축부위보다 더 넓고 압축력의 크기도 더 크게 나타났다. 또한 tip back bend 정도가 클수록 압축력도 크고 압축부위도 더 넓게 나타났다. 4. 대구치 치근막의 압축력은 소구치 치근막의 압축력보다 상대적으로 더 작게 나타났다. 5. II급고무줄과 수직고무줄 적용 시를 비교해 보면 수직고무줄 장착시 전치부 치근막에 인장력이 더 넓게, 그 크기는 더 작게 나타났다. 반면에 구치부 치근막에 나타나는 응력의 분포와 크기는 별 차이를 보이지 않았다. 5. 전치부 치근막 인장부위에서 인장력은 견치에서 제일 컸다.

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상악 치열의 치군 후방이동에 관한 3 차원 유한요소법적 연구 (THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS OF THE PHENOMENON DURING DISTAL EN MASSE MOVEMENT OF THE MAXILLARY DENTITION)

  • 신수정;장영일
    • 대한치과교정학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.563-580
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    • 1998
  • 치열의 치군 후방이동을 유발하는 교정력에 의해 발생되는 개개 치아의 초기 변위와 응력분포를 평가하고자 본 연구를 시행하였다. 유한요소법을 이용하여 상악 치아와 치근막, 그리고 치조골의 해부학적 형태와 생체적 특성을 컴퓨터로 재현하고 모형화된 브라켓을 부착한 3 차원 유한요소 모델을 형성하였다. 치열의 치군 후방이동에 사용되는 구외력과 II급 악간고무, ideal arch wire와 MEAW(Multiloop Edgewise Arch Wire), 그리고 호선에 부여된 tip back bend 에 의해 야기되는 치아 변위를 비교, 분석하였다 그리고 이러한 치료방법을 상악 제 2 대구치를 발거한 경우와 발거하지 않은 경우에 각각 적용하여 상악 제 2대구치 존재유무에 따른 치아이동 양상의 변화를 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 전치부 헤드기어에 의해 발생되는 치아변위는 후방 치체변위와 후방 경사변위, 그리고 수직변위 모두 치열 전방부에 집중되어 있었다. 2. Ideal arch wire에 II급 악간고무를 적용한 경우, 치아변위가 치열 전방부에 집중되었으나 ideal arch wire에 tip back bend를 부여하면 악간고무에 의한 견인력이 후방으로 전달되었다. 부여하는 tip back bend의 양이 증가할수록 전치부의 후방 치체변위와 설측 경사변위는 감소하였고 구치부의 후방 치체변위와 경사변위는 증가하였으며 II급 악간고무에 의한 전치부 정출이 감소하였다. 3. MEAW와 II급 악간고무를 적용한 결과, 치아변위 경향은 ideal arch wire와 II급 악간고무를 사용한 경우와 유사하였으나 작은 양의 치아변위와 함께 치열내 개개치아의 비교적 균등한 이동양상을 보였다. 4. 상악 제 2 대구치가 존재하는 유한요소 모델에 상악 제 1 대구치까지만 교정장치를 장착하고 후방이동을 시도한 결과 상악 제 1 대구치 치아이동이 감소하는 경향을 보였다.

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대구치 직립 스프링 적용시 반작용에 관한 삼차원 유한요소법적 연구 (THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS FOR REACTION TO MOLAR UPRIGHTING SPRING)

  • 최유경;김태우;서정훈
    • 대한치과교정학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.61-74
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    • 1998
  • 하악 제1대구치가 상실되고 하악 제2대구치가 근심으로 경사된 경우 이를 직립 시키기 위하여 직립 스프링을 사용하였을 때 초기에 나타나는 응력 분포와 치아의 변위 양상을 살펴보고 여러 조건하에서의 변화를 비교, 분석하여 바람직하지 못한 치아 이동을 감소시키기 위한 방안을 모색하고자 본 연구를 시행하였다. 3차원 유한요소법을 이용하여 하악 치아, 치근막과 치조골의 형태와 물리적 특성을 컴퓨터로 재현시키고 브라켓을 모형화하여 치아에 부착한 후 helical spring, root spring, T-loop, modified T-loop, box loop등 5가지 형태의 스프링을 beam 요소로 모형화하여 적용시켜 유한요소 모델을 제작하였다. 스프링의 형태, cinch-back 여부, activation 양, tip-backbend의 크기에 따른 차이를 보기 위하여 여러 조건하에서 탄선 적용시 나타나는 힘과 모멘트, 치아이동 변위를 개개치아의 FA point에서 계측하여 비교, 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. Helical spring과 root spring 적용시 하악 견치와 제1소구치의 압하가 일어났고, 하악 제2대구치의 원심이동과 정출, 원심회전이 일어났다. 2. T-loop, modified T-loop, box loop 적용시 하악 제2소구치의 압하와 원심이동이 일어났고, 하악 제2대구치의 직립에 필요한 원심이동과 원심회전은 T-loop에서 가장 크게 나타나고, box loop에서 가장 작게 나타났다. 3. T-loop에서 cinch-back을 한 경우 하악 제2대구치 치관의 원심이동과 원심회전은 약간 감소하였으나, 치아의 정출도 동시에 감소하였다. 4. T-loop에서 activation양을 증가시킴에 따라 하악 제2대구치의 근심이동이 점차 증가하여 공간폐쇄 경향을 보였고, 치관의 원심회전 역시 점차 증가하였으나, 하악 제2소구치의 원심 이동도 약간 증가하였다. 5. T-loop에서 tip-back bend의 양을 증가시킴에 따라 하악 제2대구치의 직립에 필요한 원심이동과 원심회전이 점차 증가하였으나, 치아의 정출은 더욱 급격히 증가하였다.

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Three-dimensional analysis of tooth movement in Class II malocclusion treatment using arch wire with continuous tip-back bends and intermaxillary elastics

  • Lee, Ji-Yea;Choi, Sung-Kwon;Kwon, Tae-Hoon;Kang, Kyung-Hwa;Kim, Sang-Cheol
    • 대한치과교정학회지
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    • 제49권6호
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    • pp.349-359
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    • 2019
  • Objective: The aim of this study was to analyze three-dimensional (3D) changes in maxillary dentition in Class II malocclusion treatment using arch wire with continuous tip-back bends or compensating curve, together with intermaxillary elastics by superimposing 3D virtual models. Methods: The subjects were 20 patients (2 men and 18 women; mean age 20 years 7 months ${\pm}$ 3 years 9 months) with Class II malocclusion treated using $0.016{\times}0.022-inch$ multiloop edgewise arch wire with continuous tip-back bends or titanium molybdenum alloy ideal arch wire with compensating curve, together with intermaxillary elastics. Linear and angular measurements were performed to investigate maxillary teeth displacement by superimposing pre- and post-treatment 3D virtual models using Rapidform 2006 and analyzing the results using paired t-tests. Results: There were posterior displacement of maxillary teeth (p < 0.01) with distal crown tipping of canine, second premolar and first molar (p < 0.05), expansion of maxillary arch (p < 0.05) with buccoversion of second premolar and first molar (p < 0.01), and distal-in rotation of first molar (p < 0.01). Reduced angular difference between anterior and posterior occlusal planes (p < 0.001), with extrusion of anterior teeth (p < 0.05) and intrusion of second premolar and first molar (p < 0.001) was observed. Conclusions: Class II treatment using an arch wire with continuous tip-back bends or a compensating curve, together with intermaxillary elastics, could retract and expand maxillary dentition, and reduce occlusal curvature. These results will help clinicians in understanding the mechanism of this Class II treatment.

상악견치 후방견인시 저항원 조절을 위한 MAS(Molar Anchoring Spring)의 초기 응력분포에 관한 광탄성학적 연구 (A PHOTOELASTIC STUDY ON THE INITIAL STRESS DISTRIBUTION OF THE MOLAR ANCHORING SPRING(MAS) DURING RETRACTION OF THE MAXILLARY CANINE)

  • 전윤식
    • 대한치과교정학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.341-348
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    • 1996
  • 저자는 마찰견인법으로 상악견치 후방견인시 저항원상실을 최소화하기 위해 근심 경사된 구치를 직립시키는 Molar Uprighting Spring의 작용기전을 응용하고 마찰견인법의 장점을 이용하여 임상적으로 사용이 용이하며 저항원상실이나 견치의 조절되지 못한 경사이동(uncontrolled tipping)등의 부작용을 최소화 할 수 있는 장치인 Molar Anchoring Spring(MAS)을 고안하였다. MAS를 임상에 적용한 결과 비교적 만족스러운 결과를 얻어 이에 장치를 소개하며 MAS의 저항원 조절능력과 견치의 이동양상을 평가하기 위하여 광탄성 모형을 제작한 후 주호선에 diameter 0.009" lumen size 0.030" NiTi closed coil spring만을 장착하여 250gm의 견인력이 발생하도록 한 경우와, 같은 NiTi closed coil spring으로 동일한 견인력 이 발생하도록 하고 .017" X .025" TMA wire로 $60^{\circ}$의 tip-back bend를 부여하여 수직교정력이 60-70gm이 되도록 제작한 MAS를 제1대구치 auxiliary tube에 삽입하고 견치 전방에 걸어준 경우를 비교실험 하여 견치견인시 초기응력분포를 관찰한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 주호선(main arch wire)에 저항원 조절을 위한 조치없이 견치에 수평견인력만을 가했을 때 구치부에 심한 저항원상실은 물론 견치의 원심이동양상도 조절되지 못한 경사이동(uncontrolled tipping)으로 나타났다. 2. 구치부의 저항원 조절을 위해 사용한 MAS는 견치의 원심이동 초기에 구치부 저항원 조절효과와 견치의 정출없는 조절된 경사이동(controlled tipping)을 유도할 수 있는 장치로 나타났다.

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교정용 호선에 악간 교정력 적용시 악안면골의 초기반응에 관한 Holographic Interferometry 연구 (A STUDY OF HOLOGRAPHIC INTERFEROMETRY ON THE INITIAL REACTION OF MAXILLOFACIAL COMPLEX TO THE INTERMAXILLARY FORCES ON THE ORTHODONTIC ARCHWIRES)

  • 진익재;양원식
    • 대한치과교정학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.447-476
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    • 1994
  • This study was performed to evaluate the initial reaction of maxillofacial complex to the Class II intermaxillary and the anterior vertical elastic forces on the six types of archwires including multiloop edgewise arch wires(MEAW). A human dry skull was used for this purpose and this investigation was done by holographic interferometry. Based on such investigation, the fringe pattern and the number of fringes of each condition were compared and analyzed. The findings of this study were as follows: 1. As the orthodontic forces increased, the amount of displacement increased. 2. As the orthodontic forces were applied, the fringes were shown not only in the teeth and the maxilla but also in the adjacent bones, i.e., temporal bone, zygomatic bone, nasal bone, frontal bone and sphenoid bone. And the direction of fringe pattern and the number of fringes were different from each other by the sutures. 3. As the long Class II elastic forces were applied, the backward-downward displacements of the anterior teeth and the maxilla were shown, and backward displacement of the former were grater than those of the latter. And backward displacements were greater by the long Class II elastic forces than by the short Class II elastic forces. 4. As the anterior vertical elastic forces were applied, downward displacements of the anterior teeth and the maxilla were shown, and the downward displacements of the former were greater than those of the latter relatively. 5. The downward displacements of the anterior area to the anterior vertical elastic forces of the MEAW were greater than those of other archwires. In addition, the more tip-back bend was applied, the more displacement was seen. 6. As the Class II intermaxillary forces and the enough anterior vertical elastic forces were applied on the MEAW with tip-back bend, there was an intrusive effect of the posterior teeth.

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TMA wire로 제작된 3종류의 MVLAW(Multi-Vertical Loop Arch Wire)의 초기응력분포에 관한 광탄성학적 연구 (A PHOTOELASTIC STUDY ON THE INITIAL STRESS DISTRIBUTION OF 3 TYPES TMA MULTI-VERTICAL LOOP ARCH WIRE)

  • 이형철;전윤식
    • 대한치과교정학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.73-85
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    • 1995
  • 교정치료시 치축의 개선을 위한 많은 연구와 노력이 이루어져 왔다. 본 교실에서는 치축개선을 위해 MEAW를 응용한 Multi-Vertical Loop Arch Wire(MVLAW : 엠빌로)를 수년 전부터 다수치아의 치축을 동시에 개선코자 사용해 왔다. MVLAW는 일종의 근심경사된 치아를 세우는 장치로써 open vertical loop를 3가지 종류로 변형시켜 적용시켜 왔으며 이를 각각 A, B, C형으로 명명하였다. 각 MVLAW는 .017"x.025" TMAwire로 제작되며, A형 MVLAW의 경우 각 open vertical loop의 apex를 10도 정도 벌려주어 활성화시키며(electric welding stop을 각 loop의 근심측에 위치시킨다), B형과 C형 MVLAW의 경우 open vertical loop의 원심측에 10도의 tip back bend를 형성함으로써 활성화시킨다(B형의 경우 electric welding stop이 각 loop의 원심측에 형성되는 반면 C형의 경우 electric welding stop을 형성하지 않는다). 본 연구는 구치부의 치축을 동시에 개선코자할 때 MVLAW를 3가지 종류로 분류한 후 각 MVLAW의 효과를 알아보고자 상하악 1/2악을 광탄성 모형에 재현하여 그 응력분포를 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었기에 보고하는 바이다. 1. A형 MVLAW의 경우 3급 견인고무를 걸지 않았을 경우 하악 제1대구치와 제2대구치 치근의 원심면에서 강한 응력분포를 나타내나 전치부에 발생한 미약한 응력분포는 3급 견인고무의 장착으로 상쇄되었다. 따라서 A형 MVLAW는 초기에 치관의 직립효과가 있는 것으로 보인다. 2. B형 MVLAW의 경우 3급 견인고무를 걸지 않았을 경우 각 치아의 근심측에 응력분포를 보이며 견인고무를 걸었을 때와 비교시 전치부에 증가된 응력분포를 보였다. 따라서 B형의 경우 초기에 치근의 직립효과가 있는 것으로 보인다. 3. C형 MVLAW의 경우 3급 견인고무를 걸지 않았을 경우 하악전치부를 제외하고는 응력분포를 나타내지 않았으나 견인고무를 걸었을 경우 주로 견치와 소구치 근심면에서 응력분포를 보였다. 따라서 C형의 경우 견인고무 사용시 초기에 견치와 소구치에서 치근의 직립효과가 있는 것으로 보인다.

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Prediction of optimal bending angles of a running loop to achieve bodily protraction of a molar using the finite element method

  • Ryu, Woon-Kuk;Park, Jae Hyun;Tai, Kiyoshi;Kojima, Yukio;Lee, Youngjoo;Chae, Jong-Moon
    • 대한치과교정학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.3-10
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    • 2018
  • Objective: The purpose of this study was to predict the optimal bending angles of a running loop for bodily protraction of the mandibular first molars and to clarify the mechanics of molar tipping and rotation. Methods: A three-dimensional finite element model was developed for predicting tooth movement, and a mechanical model based on the beam theory was constructed for clarifying force systems. Results: When a running loop without bends was used, the molar tipped mesially by $9.6^{\circ}$ and rotated counterclockwise by $5.4^{\circ}$. These angles were almost similar to those predicted by the beam theory. When the amount of tip-back and toe-in angles were $11.5^{\circ}$ and $9.9^{\circ}$, respectively, bodily movement of the molar was achieved. When the bend angles were increased to $14.2^{\circ}$ and $18.7^{\circ}$, the molar tipped distally by $4.9^{\circ}$ and rotated clockwise by $1.5^{\circ}$. Conclusions: Bodily movement of a mandibular first molar was achieved during protraction by controlling the tip-back and toe-in angles with the use of a running loop. The beam theory was effective for understanding the mechanics of molar tipping and rotation, as well as for predicting the optimal bending angles.

3종류의 구치부 Uprighting Spring의 초기응력분포에 관한 광탄성학적 연구 (A PHOTOELASTIC STUDY ON THE INITIAL STRESS DISTRIBUTION BY 3 TYPES OF MOLAR UPRIGHITNG SPRING)

  • 전윤식
    • 대한치과교정학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.709-719
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    • 1994
  • The aim of this investigation was to identify which suing is more suitable for uprighting of the 30 degree inclined lower second molar in different situations. Between four different molar uprighting springs which were A, B, C type and T-loop spring, the author tested T-loop suing as a control material and the other springs were experimental group. Each spring was fabricated from .017' $\times$ .025' TMA wire and preactivated with 40 degree tip-back bend. Stabilizing unit included from the lower right central incisor to the lower right second premolar which were made by acrylic resin. The photoelastic overview of the lower right quadrant showed that stress concentrations were observed in its photoelastic model. The obtained results were as follows. 1. Higher concentration of compression can be seen clearly at the distal curvature than the mesial of the lower second molar when A type uprighting spring was applied, which can be used as a space regainer. 2. Higher level compression was presented at the mesial root apex area than the distal of the lower second molar in B type uprighting spring, which can be used as a space closer. 3. Areas of higher compression and tension were observed about the mesial and distal root of the lower second moalr than A and B type in C type uprighting spring, which can be used as a partial space regainer.

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Bending 30-gauge needles using a needle guide: fatigue life evaluation

  • Jared Joseph Tuttle;Andrew Doran Davidson;Gregory Kent Tuttle
    • Journal of Dental Anesthesia and Pain Medicine
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    • 제23권5호
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    • pp.281-285
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    • 2023
  • Background: Dentists bend needles prior to certain injections; however, there are concerns regarding needle fracture, lumen occlusion, and sharps handling. A previous study found that a 30-gauge needle fractures after four to nine 90° bends. This fatigue life study evaluated how many 90° bends a 30-gauge dental needle will sustain before fracture when bent using a needle guide. Methods: Two operators at Element Materials Technology, an independent testing, inspection, and certification company tested 48 30-gauge needles. After applying the needle guide, the operators bent the needle to a 90° angle and expressed the anesthetic from the tip. The needle was then bent back to a 0° angle, and the functionality was tested again. This process was repeated until the anesthetic failed to pass through the end of the needle due to fracture or obstruction. Each operator tested 24 needles (12 needles from each lot), and the number of sustained bends before the needle fracture was recorded. Results: The average number of sustained bends before needle failure was 40.33 (95% confidence interval = 37.41-43.26), with a minimum of 20, median of 40, and a maximum of 54. In each trial, the lumen remained patent until the needle fractured. The difference between the operators was statistically significant (P < 0.001). No significant differences in performance between needle lots were observed (P = 0.504). Conclusion: Our results suggest that using a needle guide increases the number of sustained bends before needle fracture (P < 0.000001) than those reported in previous studies. Future studies should further evaluate the use of needle guides with other needle types across a variety of operators. Furthermore, additional opportunities lie in exploring workplace safety considerations and clinical applications of anesthetic delivery using a bent needle.