Torsional moment of orthodontic wires

교정용 와이어의 비틀림 모멘트

As a rectangular wire Is inserted into edgewise brackets the wire exerts a force system three-dimensionally. The force system may include bending force in first and second orders and a torsional force in third order Analytical and experimental studies on bending force have been Introduced, but information about torsion is still lack. The purpose of this study was to estimate the torsional moment in the force system of rectangular arch wires through theoretical and experimental studies. Wires most frequently used for third order control were selected as study materials. Cross sections of 0.016x0.022, 0.017x0.025, 0.019x0.025 inch rectangular wires in foot different materials such as stainless steel(Ormco), TMA(Ormco), NiTi(Ormco), and braided stainless steel (DentaFlex, Dentaurum) were used. The torque/twist rate of each test material was calculated using the torsion formula. Torque/twist rate, yield torsional moment, and ultimate torsional moment were measured with a torque gauge. The torsion formula assesses that the torque/twist rate (T/$\theta$) is proportional to the characteristics of material (G) and cross section (J), and is inversely proportional to the length of wire (L). Most experimental results corresponded with the formula. The relative stiffness was calculated for reference to a logical sequence of wire changes.

각형 호선이 edgewise 브라켓에 삽입되면 first, second order는 bending에 의해, third order는 torsion(비틀림)에 의해 3차원적인 force system이 발생한다. Bending에 관하여는 분석적 그리고 실험적인 많은 연구가 보고 되어 있는 반면 비틀림에 관해서는 상대적으로 많은 연구가 이루어 지지 않았다. 본 연구의 목적은 각형 와이어의 재료와 단면의 형태가 와이어의 비틀림 모멘트에 어떻게 영향을 주는지를 이론적, 실험적으로 밝혀서 임상적으로 적절한 모멘트를 가할 때 호선의 재료와 굵기를 합리적으로 선택할 수 있도록 하는데 있다. 실험재료로는 third order조절을 위해 가장 많이 사용하는 호선을 사용하였다. 크기별로 0.016x0.022, 0.017x0.025, 0.019x0.025인치 그리고 재료로는 stainless steel (Ormco), TMA(Ormco), NiTi(Ormco), 그리고 braided stainless steel(DentaFlex, Dentauum) 네 가지를 사용하여 총 12개의 조합을 사용하였다. Torsion formula를 이용하여 비틀림 강성 (torque/twist rate)을 계산하였고 torque gauge를 이용하여 비틀림 강성, 항복 비틀림 모멘트 (yield torsional moment), 그리고 최대 비틀림 모멘트 (ultimate torsional moment)를 측정하였다. Torsion formula에 의하면 비틀림 강성 (T/$\theta$)은 재료적인 특성(G)과 호선의 단면의 특성(J)에 비례하고 호선의 길이(L)에 반비례한다. 대부분의 실험치는 이론적인 값과 비슷하게 나타났다.