Three-dimensional finite element analysis of initial tooth displacement according to force application point during maxillary six anterior teeth retraction using skeletal anchorage

The purpose of this study was to investigate the micro-implant height and anterior hook height to prevent maxillary six anterior teeth from lingual tipping and extruding during space closure. We manufactured maxillary dental arch form, bracket and wire, using the computer aided three-dimensional finite element method. Bracket was $.022 slot size and attached to tooth surface. Wire was $.019 stainless steel and $.032 stainless steel hook was attached to wire between lateral incisor and canine. Length of hook was 8mm and force application points were marked at intervals of In. Four micro-implants were implanted on alveolar bone between second premolar and first molar. The heights of them were 4, 6, 8, 10mm starting from wire. We analyzed initial displacement of teeth by various force application point applying force of 150gm to each micro-implant and anterior hook. The conclusions of 4his study are as the following : 1. When the micro-implant height was 4m and the anterior hook height was 5mm and below, anterior teeth were tipped lingually. When the anterior hook height was 6mm and above, anterior teeth were tipped labially. 2. When the micro-implant height was 6mm and the anterior hook height was 6mm and below, the anterior teeth were tipped lingually. When the anterior hook height was 6m and above, the anterior teeth were tipped labially. But lingual tipping of anterior teeth decreased and labial tipping Increased when the micro-implant height was 6mm, compared with 4mm micro-implant height. 3. When the micro-implant height was 8mm and the anterior hook height was 2mm, the anterior teeth were tipped lingually. When the anterior hook height was 3mm and above, labial tipping movement of the anterior teeth increased proportionally. 4. When the micro-implant height was 10mm and the anterior hook height was 2mm and above, labial tipping of the anterior teeth increased proportionally. 5. As the anterior hook height increased, aterior teeth were tipped more labially. But extrusion occurred on canine and premolar area because of the increase of wire distortion. 6. Movement of the posterior teeth was tipped distally during maxillary six anterior teeth retraction using micro-im plant because of the friction between bracket and were Based on the results of this study, we could predict the pattern of the tooth movement according to position of micro-implant and height of anterior hook. It seems that we can find the force application point for proper tooth movement in consideration of inclination of anterior anterior teeth, periodontal condition, overjet and overbite

골격성 고정원을 이용한 상악 6전치 후방 견인시 힘의 적용점 변화에 따른 치아 이동 양상에 관한 유한 요소법적 분석

본 연구에서는 활주법을 이용한 전치부 후방 견인시 micro-implant의 다양한 수직적 위치와 전치부에서 힘의 적용점에 따른 치아 이동 양상을 관찰하여 공간 폐쇄시 전치부의 설측 경사와 정출력을 방지할 수 있는 micro-implant의 위치와 전치부 힘의 적용점의 위치를 알아보고자 하였다. 유한 요소 모델을 이용하여 제1소구치가 발거된 상악 치열궁 형태를 제작하고 $.022"{\times}.028"$ 슬롯 브라켓을 모형화하여 치아에 부착시켰다. $.019"{\times}.025"$ stainless steel 선재를 3차원 beam모형으로 제작하고 상악 측절치와 견치 브라켓 사이의 선재 상에 $.032"{\times}.032"$ 크기의 stainless steel hook을 수직으로 8mm의 높이로 형성하였으며, 선재로부터 2mm높이에서 1mm간격으로 8mm까지 힘 적용점을 설정하였다. 지름 1.2mm,길이 6mm의 micro-implant를 제2소구치와 제1대구치 사이의 치조골에 선재로부터 4mm에서 10mm까지 2mm간격으로 4개를 위치시켰다 각각의 micro-implant와 전치부 hook에 150gm의 힘을 적용시켜 다양한 힘 적용점에 따른 치아의 초기 변위를 분석하여 다음의 결과를 얻을 수 있었다. 1. Micro-implant 높이가 4m일 경우 5mm이하의 전치부 hook 높이에서는 전치부 설측 경사 이동이 일어났으며 전치부 hook 높이가 6m이상 되었을 때 전치부 순측 경사 이동이 일어났다. 2. Micro-implant높이가 6mm일 경우 5mm이하의 전치부 hook높이에서 전치부 설측 경사 이동이 일어났으며 전치부 hook 높이가 6mm 이상 되었을 때 전치부 순측 경사 이동이 일어났다 이것은 4mm micro-implant에서의 실험결과와 유사한 이동 양상을 나타내었지만, micro-implant높이가 6mm일 때 전치부 설측 경사 이동이 좀더 감소하였다. 3. Micro-implant높이가 8m일 경우 전치부 hook높이가 2mm일 때 전치의 설측 경사 이동이 일어났으며 3mm이상의 전치부 hook 높이에서 순측 경사 이동이 비례적으로 증가하였다. 4. Micro-implant높이가 10mm일 경우 전치부 hook 높이가 2mm 이상에서 전치의 순측 경사 이동이 비례적ㅇ로 증가하였다. 5. 전치부 hook 높이가 증가할수록 전치의 순측 경사 이동이 증가되지만 선재의 뒤틀림에 의한 변형이 증가되므로 견치와 소구치 부위에서 정출력이 발생하는 바람직하지 못한 치아 이동 양상이 일어났다. 6. Micro-implant를 이용한 상악 5전치 후방 견인시 구치부의 이동은 선재와 브라켓 사이의 마찰력에 의해서 원심경사 이동이 발생하였다.