• 대한치과보철학회지
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• 제45권2호
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• pp.274-282
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• 2007

Statement of problem: Main consideration was given to the stresses at the site of implant entry into the cortical bone at the alveolar crest. As a suspectible factor affecting the occurrence of stress concentrations, the contact angle between the implant and the alveolar crest bone was addressed. Purpose: The purpose of this study is to evaluate angles between the alveolar crest bone and the implant effect on the implant crestal area induced stresses using a finite element method. Material and methods: Cylindrically shaped, standard size ITI implants entering into alveolar crest with four different contact angles of 0, 15, 30, and 45 deg. with the long axis of the implant were axisymmetrically modelled. Alterations of stresses around the implants were computed and compared at the cervical cortical bone. Results and conclusion: The results demonstrated that regardless of the difference of the implant/alveolar crest bone contact angles, stress concentration occurred at the cervical bone and the angle differences led to insignificant variations in stress level.

• 대한치과보철학회지
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• 제50권1호
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• pp.1-9
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• 2012

연구 목적: 이 연구의 목적은 하악골 충격 시 안면 두개골의 응력분산양상에 미치는 구강보호장치의 효과에 대해 조사하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 구강보호장치를 제작하고 사람의 머리부위와 치열의 3차원적 유한요소 모델을 컴퓨터 토모그래피를 사용하여 제작하였다. 머리부위의 finite element model은 356,092요소와, 87,099절점으로 이루어져 있다. 그리고 skull과 maxillae, mandible, articular disc, teeth, 그리고 구강보호장치로 구성되었다. 경부의 움직임을 묘사하기 위하여 스프링이 사용되었다. 하악골의 충격점은 gnathion, center of inferior border 와 anterior edge of gonial angle이었다. 충격방향은 수직, 경사방향($45^{\circ}$), 그리고 수평이다. 충격량은 0.1초당 800 N이었다. 결과: 수직충격을 가한 경우에는 구강보호장치의 장착여부와 무관하게 비슷한 응력과 분산양상이 나타났다(P>.05). 경사충격($45^{\circ}$)을 가한 경우 구강보호장치를 장착한 모델에서는 응력이 치아와 안면골 및 두개골로 넓게 분산되었으나 이에 비하여 장착하지 않은 모델에서는 치아에 응력이 집중되었다(P<.05). 수평충격을 가한 경우 구강보호장치를 장착한 모델에서는 응력이 치아와 안면골 및 두개골로 넓게 분산되었으나 이에 비하여 장착하지 않은 모델에서는 치아에 응력이 집중되었다(P<.05). 구강보호장치를 장착하지 않은 모델에서는 상악 치아에 응력이 집중되는 반면, 장착한 모델에서는 모든 충격실험에서 계측된 응력이 매우 낮았으며, 전달된 응력이 상악 치아와 안면골 및 두개골로 넓게 분산되었다. 결론: 구강보호장치는 외부충격 시에 하악에 수직으로 가해지는 충격에는 완충효과가 적었고, $45^{\circ}$경사 충격과 수평 충격에는 발생하는 응력을 안면골과 두개골의 넓은 범위로 분산시키고 응력을 감소시켜 응력의 완충 효과가 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제30권4호
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• pp.611-621
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• 1992

저자는 두개의 브로네마트 임플란트를 지대치로 하는 가공의치를 제작할 때 임플란트의 길이에 따른 임플란트 주위 조직의 응력분산양상을 평가하기 위하여 임플란트의 길이가 각각 10mm, 7mm, 5mm인 여섯가지의 실험모형을 제작하고 가공의치 중아부에 64kg의 수직하중을 가하여 2차원적 광탄성응력분석 실험을 행하여 비교 분석 해본 바, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 여섯가지 실험모형 중 응력분산 양상은 실험모형 I (10mm, 10mm)일 경우가 가장 좋았다. 2. 근심과 원심에 같은 길이의 임플란트를 매식하였을 경우, 응력은 대체로 임플란트 표면적의 감소에 비례하여 증가하였다. 3. 근심과 원심에 다른 길이의 임플란트를 매식하였을 경우, 짧은 쪽 임플란트의 경부에 응력이 집중되었다.

• 구강회복응용과학지
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• 제26권2호
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• pp.179-195
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• 2010

임플란트 보철물에 저작력 등 외부 하중이 작용하면 내부 반응으로 응력이 발생되는데 지지골에 나타난 응력은 골재생 및 흡수 파괴, 임플란트에 나타난 응력은 임플란트 자체의 파절이나 나사의 풀림현상 및 파절, 상부 구조물에 나타난 응력은 보철물의 파절 등을 예견하는 지침이 될 수 있을 것이다. 지대주의 형상과 재질에 따라 연결방법과 보철방법이 달라지고 임플란트 내부의 하중전달 기전이 변하게 되고 이에 따라 악골에 발생하는 응력분포 역시 달라질 수 있다. 본 연구에서는 하악 제 1대구치 부위에 이중나사 구조를 갖고 원추형 내측연결 임플란트 시스템인 GSII$^{(R)}$ (Osstem, Korea)임플란트를 이용해 지대주의 종류를 티타늄 소재의 2-piece Transfer$^{TM}$ abutment (GST), 금합금 소재의 2-piece GoldCast$^{TM}$ abutment(GSG), 외부 연결형태를 가진 3-piece Convertible$^{TM}$ abutment (GSC) 로 분류하여 이에 따른 응력분포 양상을 비교 분석하여 보았다. 결과 하중조건에 관계없이 응력은 주로 지대주와 고정체가 접촉하는 경부에 집중되었다. 또한 하중조건에 관계없이 임플란트의 고정체 상부와 접촉하는 치밀골에 높은 응력이 나타나고 해면골에는 아주 작은 응력이 나타났다. 축하중보다는 중심축을 벗어난 하중조건에서 더 높은 응력이 발생되었고 수직하중보다 경사하중에서 더 높은 응력이 발생되었다. 전체에 걸친 최대응력은 GSG에서는 지대주, 치관 및 고정체에 고르게 분포되었고 GST는 주로 고정체와 지대주 나사에, GSC는 고정체와 지대주에 집중되었다. 세 지대주 간 골내의 최대응력에는 유의한 차이가 없었고 GSG가 전체 구성부의 응력분포에 있어 유리한 것으로 나타났다.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권5호
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• pp.479-489
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• 2008

목적: 상악 구치부에서 자연치와 임플란트 보철시, 보철치관/고정체 비율에 따른 응력분포 양상을 비교하고자 했다. 재료 및 방법: 자연치 모델의 경우는 획득한 3차원 인체모델을 상악 좌측 제2소구치 및 제 1대구치가 포함된 상악골을 Box 형태의 3차원 유한요소모델로 변환하였고, 임플란트 모델은 3차원 인체모델에서 치아 부분을 제거하고 동일 부위에 임플란트 모델을 연결하는 과정을 거쳐서 임플란트가 삽입된 유한요소모델을 구성하였다. 치관/고정체 비율을 0.7:1, 1:1, 1.25:1이 되도록 골수준 (bone level)을 조정하였으며 각 모델의 치관 부위에 300 N의 수직 하중과 수평하중을 각각 가했다. 결과: 1. 모든 하중 조건하에서 자연치와 임플란트 모두에서 피질골과 인접하는 경부에 응력이 집중되는 양상을 보였다. 2. 치관/치근 (고정체) 비가 증가함에 따라 자연치와 임플란트 모두에서 교합면에 수직적 하중을 가한 경우에는 응력의 변화가 뚜렷하지 않았으나, 수평적 하중을 가한 경우에서는 응력이 증가하는 양상을 보였다. 3. 자연치의 경우에 치관/치근비가 증가함에 따라 splinting이 응력감소 효과를 보였고, 임플란트의 경우에는, 치관/고정체 비가 증가함에 따라 splinting이 수직 하중조건에 응력감소효과를 보였으나, 중심에서 벗어난 하중조건에는 최대응력이 오히려 증가하는 양상을 보였다. 4. 임플란트의 경우, 치관/고정체 비가 증가함에 따라 splinting이 수평하중조건 4에서 뚜렷한 응력감소 효과를 보이나, 수평 하중조건 5에서는 응력감소 효과가 감소되고, 특히 치관/고정체 비가 1.25:1인 경우에서는 오히려 응력의 증가를 보였다. 결론: 임플란트 보철물은 치관/고정체 비가 커질수록 더 큰 응력을 받게 되고, splinting의 효과도 감소하게 된다. 또한 교합하중이 임플란트의 장축을 벗어나거나 중심에서 벗어난 경우 응력이 커지는 것으로 사료된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제26권1호
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• pp.39-46
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• 2010

임플란트 보철물에 의도적으로 불량 적합을 부여하고, 수직 하중을 가한 후 주변골에 발생되는 응력의 분포를 광탄성 모델을 이용하여 비교 하는 것이다. 광탄성 레진블록 3개를 제작하고 각각에 3개의 Restore$^{(R)}$ $4.0{\times}10$ mm 임플란트를 식립하였다. 대조군은 부적합이 없도록 제작하였고, 실험군은 각각의 금관을 절단하여 $100{\mu}m$의 부적합을 부여한 후 광탄성 응력분석을 시행하였다. 대조군의 경우 하중을 가하지 않으면 응력 집중을 보이지 않았으며, 하중을 가하더라도 그 부위만 응력 집중을 보였고, 중간에 하중을 가하면 전후방으로 응력이 분산되는 양상을 보였다. 의도적으로 부적합을 부여한 경우 하중을 가하지 않더라도 나사를 조이면 고정체 주위에 응력이 발생했고, 하중을 가한 경우 하중을 가한 부위를 포함하여 주변 임플란트에도 응력이 집중되었다. 특히, UCLA로 제작된 보철물이 원추형 중간 지대주를 사용한 경우에 비해 더욱 응력이 집중되었는데, 치근단에서 시작하여 치축을 따라 치경부까지 집중되었다. 보철물의 적합도가 좋지 않은 경우 하중을 가하지 않더라도 응력이 집중되며, 하중을 가할 경우 더욱 심한 응력 집중 양상을 보인다는 점은 정확한 보철물 제작의 중요성을 말하고 있다.

• 대한치과보철학회지
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• 제50권2호
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• pp.99-105
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• 2012

연구 목적: 지금까지 성공적인 임플란트 치료를 위해 많은 연구가 진행되어 왔으며, 임플란트 주변 골 흡수 현상에 대한 연구는 매우 관심이 높은 분야 중 하나이다. 이에 본 연구에서는 삼차원 유한요소응력분석을 이용하여 변연골 흡수가 내측연결 임플란트 매식체의 기계적 안정성에 미치는 영향을 간접적으로 확인하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 악골에 식립된 내측연결 형태의 임플란트 매식체에 티타늄 소재의 임플란트 지대주를 지대주 나사로 연결하고 상부에 금합금관을 장착하는 삼차원 유한요소모형을 설계하였다. 0, 1, 2, 3 mm의 변연골 흡수 상태를 적용하고, 교합면 중심에서부터 3 mm 편측에 300 N의 수직 하중을 가하여 임플란트 매식체에 발생하는 최대 주 응력을 계산하였다. 결과: 유한요소분석결과 변연골 흡수에 따른 임플란트 매식체의 최대 주응력 분포는 유사한 양상을 보였으며, 임플란트 매식체 상단에서 가장 높은 응력 집중이 나타났다. 최대 주응력은 처음 1 mm 변연골 흡수를 가정하였을 때 가장 크게 증가하였고, 이후 변연골 흡수가 증가할수록 응력은 증가하였지만 응력 증가의 폭은 감소하는 경향을 보였다. 결론: 이러한 결과로부터 내측연결 임플란트에서 매식체 두께가 얇은 경부의 노출은 변연골 흡수로 인한 응력 증가에 가장 큰 원인임을 알 수 있었으며, 매식체의 변형, 균열 및 파절 등의 기계적 실패를 감소시키기 위해서는 이에 대한 외과적, 보철적 고려가 필요할 것으로 생각된다.

• 대한치과교정학회지
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• 제31권6호
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• pp.549-558
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• 2001

본 연구는 협측 이소맹출된 상악 제2대구치의 협측 반대교합을 개선하기 위해 사용되는 maxillary posterior crossbite appliance에 의해 상악 제2대구치의 치근단과 그 주위의 치조골에 발생되는 응력분포를 알아보기 위해 광탄성법을 이용하여 분석하였다. 상악의 치조골을 재현하기 위해 PL-3형의 epoxy resin과 PL-3보다 경질인 레진치아를 사용하여 협측 이소맹출된 상악 제2대구치를 광탄성모형으로 재현하였다. 광탄성 모형상에 maxillary posterior crossbite appliance를 적용하고 힘을 가하기 전과후의 응력분포를 알아보기 위해 원형편광기를 사용하여 모형의 전후방에서 관찰하였다. 이상의 연구를 통해 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 상악 제2대구치의 구개면에 힘을 가한 경우, 협측과 구개측 치근첨에는 무늬차수 0.6차와 치경부에는 무늬차수 0.9차의 응력이 집중이 되어 나타났고 회전중심이 구개측 치근은 치근첨에, 협측 치근은 치근 1/4부위에 발생하였으며 이로 인해 제2대구치에 구개측으로의 비조절성 경사이동 및 회전력이 발생하였다. 2. 상악 제2대구치의 협측면에 힘을 가한 경우에는 구개면에 힘을 가한 경우 보다 협측과 구개측의 치근첨에 더 많은 무늬차수 2.2차의 응력이 발생하였다. 또한 치근하방의 치조골 부위에 응력의 발생과 함께 구개측 치근의 회전중심은 사라지고 협측 치근은 치근첨으로 이동하여 이로 인해 구개측으로의 조절성 경사이동 및 함입력이 발생하였다. 3. 상악 제2대구치의 협측이나 설측에 힘을 가한 경우, 고정원인 제1대구치는 치근첨부위에 소량의 응력이 발생하였고, 편측의 제2대구치에만 힘을 가한 경우보다 양측의 제2대구치에 동시에 힘을 가한 경우에서 더 많은 양의 응력이 제1대구치에 발생하였다. 이상의 결과는 협측 이소맹출된 상악 제2대구치의 구치부 협측 반대교합을 개선하기 위해 사용되는 maxillary posterior crossbite appliance를 적용할 때, 제1대구치의 고정원 상실을 최소화하기 위해서는 편측의 제2대구치를 먼저 개선시키고 그 후 반대측 제2대구치의 개선을 도모하는 것이 바람직하다는 것을 의미한다. 또한 구개측면보다는 협측면에서 견인력을 가하여 제2대구치에 함입력과 구개측으로의 조절성 경사이동을 발생시키는 것이 구치의 정출 및 회전에 의해 야기될 수 있는 교합장애를 방지할 수 있으리라 사료된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제22권1호
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• pp.55-74
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• 2006

The external contour of an implant can have significant effects on the load transfer characteristics and may result in different bone failure rates for different implant system. The purpose of this study was to investigate the effects of crest module shape and occlusal load direction on bone failure modes of five commercially available dental implant systems. Five different implant systems with internal connection; ITI (Model 1), Astra (Model 2), Bicon (Model 3), Friadent (Model 4), and Paragon (Model 5), comparable in size, but different in thread profile and cest module shapes, were compared using the finite element method. Conclusively, in the internal connection system of the implant-abutment connection methods, the stress-induced pattern at the supporting bone according to the abutment connection form had differenence among them, and implants with narrowing crestal module cross-sections at the top of the cortical bone created more favorable load transfer characteristics in this region. But it is considered that the future study is necessary about how this difference in the magnitude of the stress have an effect on the practical clinic.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권4호
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• pp.375-390
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• 2009

하악 완전 무치악 환자에서 이공 사이에 2개의 임플란트를 식립한 후 4종류의 어태치먼트를 사용한 하악 오버덴쳐를 제작하여 유한요소 모델을 만들고 여기에 3가지 하중 조건을 가하여 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS 10.0을 이용하여 어태치먼트 종류에 따른 임플란트 주위골과 보철물 및 임플란트와 골 사이 계면에 발생하는 최대 응력의 크기와 응력 분포양상을 분석하였다. 하악골체의 전체적인 골격구조에서 치아 부분은 오버덴쳐로 모델을 형성하였고 오버덴쳐와 하악골 사이에 2mm 두께의 점막을 삽입하였다. 임플란트 오버덴쳐의 유한요소 모델은 ball and socket, Locator, magnet, bar의 각각 4가지 형태를 제작하였다. 고정체의 식립 위치는 양측 이공 전방이고, 경계 조건 중 고정점은 하악각 부위와 모형의 최후방 절점들을 고정점으로 설정하였다. 하중조건은 오버덴쳐의 좌측 제 2소구치에서 제 2대구치 편측 부위에 170N의 하중을, 좌 우측 제 2소구치에서 제 2대구치 양측 부위에 170N의 하중을, $90^{\circ}$수직 방향, $45^{\circ}$경사, 그리고 $0^{\circ}$ 수평 방향으로 가하였다. 결과 분석시 모든 하중방향에서 응력의 크기는 bar에서 임플란트나 오버덴쳐에서 가장 크게 나타났으며, 계면에서의 응력은 모든 어태치먼트에서 비슷한 응력분포가 나타났다. Ball and socket, Locator, magnet에서는 유의성을 보이지 않았다. 응력의 분포도에서는 4종류의 어태치먼트 모두 임플란트 치경부에서 응력이 집중된 양상을 보였으며 bar타입에서는 bar의 중앙에 응력이 크게나타났다. 이상의 결과로 볼 때 어태치먼트의 종류에 따라 응력분포의 차이가 있었음을 확인할 수 있었다. 어태치먼트의 선정 시 응력집중을 완화시킬 수 있는 바람직한 설계와 선택이 필요하리라 사료된다.