치주인대의 응력 분포 양상에 관한 실험 연구

AN EXPERIMENTAL STUDY ON THE STRESS DISTRIBUTION IN THE PERIODONTAL LIGAMENT

원하는 형태의 치아이동을 얻기 위해서는 M/F(Moment/Force) ratio의 조절이 필요하며, 이출 위해서는 치아의 저항중심의 위치를 아는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구에서는 실제 치아주위 환경을 비교적 유사하게 재현할 수 있는 치조골상과 치아의 이동을 시뮬레이션하는 장치를 제작하고, LVDT출 이용한 3차원 운동을 실시간으로 측정할 수 있는 시스템을 사용하여, 힘에 대한 3차원 공간상에서의 치주인대 응력 분포 양상 및 치아 저항중심과 회전축의 위치변화를 계측한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 상악 견치에 원심방향으로 힘을 가했을 때, 치아의 저항중심의 위치는 힘의 크기와는 무관하였으며, 치근의 치경부측 약 $29\%$ 부위에 위치하였다. 이는 2차원 모형($42\%$) 보다 치관 쪽에 위치한다. 2. 모멘트만 가하는 경우 치아의 저항중심과 회전축은 일치하였다. 3. 치아에 가해지는 모멘트가 증가하는 경우 방향에 관계없이 치아는 정출되는 경향을 보였다. 4. 힘이 가해진 위치, 저항중심, 회전축간에는 일정한 관계가 성립했다 (a x b = $49.6\;mm^2$). 이 관계식을 통해서 수평력이 가해질 때 예상되는 치아운동 양상을 알 수 있다. 5. 수평력이 가해질 때 회전축의 위치는 일직선으로 나타난다.

In order to achieve a desirable tooth movement, it is of great importance to control the M/F ratio and to know the location of the center of resistance. The purpose of this study was to locate the center of resistance and the axis of rotation, and to estimate the stress distribution in the periodontal ligament with experimental model. After preparing a model of an upper canine with a simulated periodontal ligament and alveolar bone, the force and moment were applied. The tooth movement was traced using measuring device with LVDTs(Linear variable differential transformers) that can measure three dimensional tooth movement in real time. The results were as follows. 1. The location of center of resistance by transverse force was $29\%$ of root length measured from alveolar crest to apex regardless of force magnitude. The position of the center of resistance is more coronal than that of two-dimensional model($42\%$). 2. The center of resistance and the axis of rotation coincide when couple moment was applied. 3. As the magnitude of moment increases, tooth tends to extrude irrespective of the direction of the moment. 4. The relationship between location of force and axis of rotation (a x b = $49.6\;mm^2$) was obtained. A tooth movement can be predicted through this formula. 5. The centers of rotation by transverse force were plotted linearly.