• 대한치과보철학회지
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• 제53권2호
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• pp.120-127
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• 2015

목적: 4종의 임플란트 나사산이 골유착 중간과정과 완료 이후 단계에서 보이는 응력분산 특성을 평가하고자 한다. 재료 및 방법: 실린더형 몸체(외경 4.1 mm 길이 10 mm)에 이전연구에서 식립 특성이 우수하게 평가되었던 V-자형 나사산과 다른 3종(buttress형, reverse buttress형, square형)의 나사산을 가진 4종의 임플란트가 악골에 매식된 복합체 모델을 CAD 프로그램으로 제작하였다. 지대주 상부에 100 N의 힘을 임플란트 장축과 30도 방향으로 부하하고 인접골 응력분포를 유한요소 해석하였다. 응력분산 특성이 골유착 진척 상태에 따라 달라질 수 있다는 가정하에 임플란트/골 계면을 골유착 미숙단계와 골유착 완료단계의 두 가지로 구분하여 분석하였다. 골유착 미숙단계는 임플란트/골 계면을 비선형 contact 조건(마찰계수 0.3)으로 모사하였고, 골유착이 완료된 단계에 대해서는 계면이 충분히 결합된 것으로 간주하여 접합(bonding) 조건을 부여하였다. 결과: 골유착 정도에 따라 임플란트의 응력분산 특성이 달라졌다. 골유착 미숙단계에서는 골응력과 나사산에 따른 응력 특성의 차이도 상대적으로 컸고 골유착 완료단계에서는 골응력의 절대값과 나사산간 차이가 모두 감소하였으며, V-자형 나사산의 응력분산 특성은 골유착 미숙 및 완료단계에서 모두 4종 나사산의 중간 정도였다. 이로부터 나사산 디자인의 차이는 임플란트 식립후 골유착이 진행되는 과정까지 영향을 미치며, 일단 골유착이 완료되면 나사산의 영향은 급격히 감소할 것임을 추론할 수 있었다. 결론: V-자형 나사산의 응력분산 특성은 골유착이 이루어지는 단계와 완료된 이후 단계 전기간 동안 4종 나사산의 중간 정도였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제36권3호
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• pp.178-187
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• 2006

본 연구는 고정원 보강을 위하여 사용하는 교정용 미니임플랜트의 직경 및 식립각도에 따른 응력 분포 양상을 알아보기 위하여 시행되었다. 미니임플랜트의 직경 및 피질골 표면에 대한 식립각도에 따른 응력 분포 양상을 관찰하기 위하여 $15{\times}15{\times}20mm^3$의 육면체에서 식립되는 피질골의 두께를 1.0 mm로 하였으며, 미니임플랜트의 길이를 8.0 mm로 고정하고 직경은 1.2 mm, 1.6 mm와 2.0 mm, 식립각도는 피질골 표면에 대해 $90^{\circ},\;75^{\circ},\;60^{\circ},\;45^{\circ}$ 및 $30^{\circ}$인 3차원 유한요소 모델로 제작한 다음, 미니임플랜트 두부중심에 각도 변화 평면에 대하여 수직 방향으로 200 gm의 수평력을 가하여 응력 분포 양상과 크기를 3차원 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 비교하였다. 골에 나타나는 최대 응력은, 식립각도와 무관하게 미니임플랜트의 직경이 증가할수록 응력이 감소하였고, 대부분의 응력이 피질골에서 흡수되었다. 또한 미니임플랜트의 직경이 증가하고 식립각도가 감소함에 따라 피질골과 접촉면적이 유의성 있게 증가하였으나, 피질골에 나타나는 최대응력은 식립각도 보다 피질골 표면과 접촉하는 미니임플랜트 위치가 더 유의한 연관성을 가졌다. 이상의 결과는 미니임플랜트 사용 시 골내 응력 분포는 식립각도의 감소보다는 미니임플랜트 직경 증가와 미니임플랜트와 피질골 표면의 접촉위치가 미니임플랜트의 유지 및 안정성에 영향을 주므로 미니임플랜트의 식립 시 이에 대한 고려가 필요할 것으로 생각된다.

• 대한치과교정학회지
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• 제41권6호
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• pp.384-398
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• 2011

교정용 미니스크류를 이용하여 하악 전치의 함입이 가능하다고 알려져 있으나 분절의 크기에 따른 예측가능한 이동 양상에 대하여 보고된 바는 미미하다. 본 연구에서는 하악 4전치와 6전치 분절 모델에서 미니스크류와 훅의 위치를 달리하여 함입력을 적용하였을 때 응력분포와 초기 변위 양상을 분석하고자 하악 전치와 치주인대, 치조골에 대한 3차원 유한요소 모델을 제작하여 미니스크류 및 호선상 훅의 위치에 의해 결정되는 힘 벡터에 따른 치아의 3차원 각 평면에서의 변위량 및 von Mises 응력분포 양상을 비교하였다. 하악 4전치 분절에서는 함입력의 위치에 무관하게 공히 치관의 전방 경사가 발생하였으며 측절치 원심의 미니스크류와 후하방 힘을 가한 경우 경사 정도가 최소인 것으로 나타났다. 6전치 분절의 함입 시 견치 전방에 위치한 미니스크류에 의해 역시 상당한 치관의 전방 경사 및 순측치경부 치근막에 von Mises stress가 집중되었으며 견치 후방에 위치한 미니스크류와 중절치-측절치 간 훅에 의한 힘에 의해 순수한 함입에 가까운 치아 변위 및 치근막 전체에 균일한 von Mises stress의 분포가 관찰되었다. 이러한 결과를 토대로 하악 전치의 함입이 요구되는 과개교합 증례에서 견치 원심측의 미니스크류와 중절치-측절치 간 훅을 이용한 후하방 힘에 의해 예측가능하게 하악 6전치의 순수한 함입을 유도할 수 있을 것으로 생각된다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제28권6호
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• pp.467-474
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• 2003

복합레진에 의한 구치부 2급 와동의 수복에서 치은부 변연이 법랑-백아 경계 하방에 위치하는 경우 복합레진의 중합 수축에 의한 응력은 변연부의 폐쇄능력을 저하시키고 이로인한 미세누출은 2차적인 우식이나 술후과민증을 일으켜 임상에서의 성공을 위협한다. 본 연구에서는 2급 와동에서 복합레진으로 수복하기 전에 치은 변연부를 중합수축에 의한 응력을 완화시킬 수 있는 것으로 알려진 몇가지 재료들을 중간층으로 먼저 충전한 후 충전용 복합레진으로 충전한 뒤 치은부 변연에서 이들 중간층과 치질 사이의 미세누출의 정도를 비교하였다. 20개의 발거된 구치의 근, 원심면에 각각 상자 모양의 2급 와동을 형성하고 40개의 와동을 무작위로 10개씩, 4개의군으로 나누었다. 1군은 중간층의 수복없이 Clearfil SE Bond과 Clearfil AP-X로 충전하였으며 2, 3 및 4군은 중간층으로 각각 Revolution, Dyract그리고 FujiII LG를 먼저 충전한 후 1군과 동일한 방법으로 복합레진을 충전하였다. 충전된 시편은 열순환후 2% methylene blue 용액에 12시간 침잠시킨 후 색소의 침투도를 stereomicroscope로 관찰하였으며 실험결과는 Kruskal-Wallis non-parametric independent analysis 및 Mann-Whitney U test로 통계분석하여 다음의 결론을 얻었다. 1. 레진강화형 글라스아이오노머를 중간층으로 먼저 수복하고 복합레진으로 충전한 경우에서 더 적은 미세누출을 보였다(p<0.05). 2. 유동성 레진과 콤포머를 중간층으로 수복한 경우와 복합레진만으로 수복한 경우는 미세누출에 있어서 유의한 차이를 나타내지 않았다(p>0.05).

• 대한치과교정학회지
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• 제38권5호
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• pp.304-313
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• 2008

본 연구는 골내 고정원으로 사용하는 미니플레이트 시스템의 초기 안정성에 영향을 주는 요인에 대해 알아보기 위해 시행하였다. 미니플레이트의 고정에 사용되는 미니스크류의 길이, 수 및 적용되는 교정력의 방향에 따른 골내 응력 분포 양상과 미니스크류의 변위 정도를 분석하기 위하여 3차원 유한요소분석을 시행하였다. 단순화한 골 모델에 6 hole의 곡선형 미니플레이트를 위치하고 직경 2 mm의 미니스크류로 고정하되 각각 6 mm와 4 mm 길이의 두 가지 종류로 세 개 또는 두 개로 고정한 총 네 개의 유한요소모델을 제작한 후 각각의 모델에서 4 N의 교정력을 미니플레이트의 고정되지 않은(unfixed) 가장 원심측 두개의 hole을 연결한 가상의 축에 대해 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $60^{\circ}$, $90^{\circ}$ 방향으로 각각 적용하였다. 미니플레이트를 고정하는 미니스크류가 동일 길이일 경우 개수가 작을수록, 동일 개수일 경우 길이가 짧을수록 골에 나타나는 최대 응력과 미니스크류의 최대 변위가 증가되었다. 골에 나타나는 최대 응력은 해면골에 비해 피질골에 집중되어 응력의 대부분은 피질골에서 흡수되었다. 미니플레이트의 가상의 축에 대해 교정력의 견인 방향이 증가할수록 골내의 최대 응력과 미니스크류의 최대 변위가 증가되었다. 골내의 최대 응력과 미니스크류의 최대 변위는 적용된 견인력 지점에서 가장 가까운 미니스크류 고정 부위였다. 이상의 결과로 미니플레이트 시스템의 초기 안정성을 위해 2 mm 직경의 미니스크류를 사용 시 4 mm 보다는 6 mm 길이의 미니스크류를, 2개보다는 3개 식립하는 것이 더 유리하며, 미니플레이트의 가상의 축에 대해 적용하는 교정력의 견인방향이 가급적 일치되도록 미니플레이트를 위치시키는 것이 좋을 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.

• 대한치과교정학회지
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• 제31권6호
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• pp.559-566
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• 2001

본 연구는 설측 이소맹출된 하악 제2대구치의 협측 반대교합을 개선하기 위해 사용되는 mandibular posterior crossbite appliance에 의해 하악 제2대구치의 치근단과 그 주위의 치조골에 발생되는 응력분포를 알아보기 위해 광탄성법을 이용하여 분석하였다. 하악의 치조골을 재현하기 위해 PL-3 형의 epoxy resin과 PL-3 보다 경질인 레진치아를 사용하여 설측 이소맹출된 하악 제2대구치를 광탄성모형으로 재현하였다. 광탄성 모현상에 mandibular posterior crossbite appliance를 적용하고 힘을 가하기 전과후의 응력 분포를 알아보기 위해 원형편광기 를 사용하여 모형의 전후방에서 관찰하였다. 이상의 연구를 통해 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 하악 제2대구치의 협측면에 힘을 가한 경우, 설측 치조정과 치근첨 부위에 응력이 집중되어 나타났고 회전중심이 치근 협측면의 중간 1/3부위와 치근첨 부위에 발생하였으며 이로 인해 제 2대구치에 협측으로의 비조절성 경사이동 및 회전력이 발생하였다. 2. 하악 제2대구치의 설측면에 힘을 가한 경우에는 협측면에 힘을 가한 경우 보다 치근첨에 더 많은 응력이 발생하였다. 또한 치근하방의 치조골 부위에 응력이 증가하였으며 치근의 협측면과 치근첨 부위의 회전중심도 없어져 이로 인한 협측으로의 조절성 경사 이동 및 함입력이 관찰되었다. 3. 하악 제2대구치의 협측이나 설측에 힘을 가한 경우, 고정원인 제1대구치의 치근첨 부위는 힘을 가하기 전의 초기 응력상태와 비교할 때 응력의 증가는 보이지 않아 구치부 협측 반대 교합의 개선시 하악의 설측 호선은 효과적인 고정원으로 사용될 수 있다. 이상의 연구 결과는 설측 이소맹출된 하악 제2대구치의 구치부 협측 반대교합을 개선하기 위해 사용되는 mandibular posterior crossbite appliance를 적용할 때, 제2대구치의 협측면보다는 설측면에서 힘을 부여하는 것이 교합장애를 야기시킬 수 있는 비조절성 경사이동과 구치의 회전을 피하면서 협측으로의 조절성 경사이동 및 함입력을 적용시킬 수 있음을 의미한다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권2호
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• pp.125-135
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• 2009

연구목적: 임플란트 치료에서 흔히 발생하는 기계적인 문제점을 하나가 지대주나사의 풀림과 파절이다. 일반적으로 나사 연결의 안정성을 위해서는 지대주나사의 조임회전력에 의한 전하중을 나사의 탄성한계까지 증가시킬 필요가 있다. 그러나 저작운동에 의한 기능부하는 전하중이 가해진 지대주나사에 추가적인 인장력을 가하게 되어 나사의 풀림이나 파절의 가능성을 높인다. 이러한 풀림이나 파절을 방지하면서 동시에 최대의 결합 강도를 가지는 조임회전력을 찾는 연구가 필요하다. 본 연구는 지대주나사의 조임회전력이 임플란트-지대주 연결부 안정성에 미치는 영향을 3차원 유한요소 분석을 통하여 확인하고자했다. 연구 재료 및 방법: External butt joint를 가진 임플란트를 기반으로 3차원 유한요소 해석모형을 설계하였다. 조임회전력에 따른 지대주나사의 전하중을 이론치, 실험치 및 해석치를 비교하여 해석모형을 검증하였다. 검증한 해석모형에서 대해 조임회전력을 10 Ncm, 20 Ncm, 30 Ncm, 그리고 40 Ncm로 각각 적용하고 지대주에 30도 경사지게 250 N의 외부하중을 가하여 유산요소 해석을 실시하였다. 그 결과를 통해 지대주나사의 최대 등가응력을 계산하고 고정체와 지대주 연결부의 응력분포 및 이개거리(gap distance)를 산출하였다. 결과 및 결론: 본 연구조건 하에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 전하중은 조임회전력이 클수록 증가하였다. 2. 조임회전력 적용 후 최대 등가응력은 지대주나사 경부에서 발생하였으며, 나사산 체결부에서는 주로 경부쪽 네 개의 나사산에 응력이 집중되었다. 3. 외부하중을 가했을 때에도 조임회전력을 적용했을 때와 동일하게 최대 등가응력은 주로 지대주나사 경부에서 발생하였으나, 10 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 지대주나사 두부밑면에서 발생하였다. 4. 외부하중을 가했을 때 10 Ncm와 20 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 연결부 이개(joint opening) 현상이 관찰 되었다. 5. 조임회전력이 40 Ncm인 경우에는 경사하중에 의해 지대주나사의 경부에 발생하는 최대등가응력이 나사의 소재인 티타늄 합금의 허용응력을 초과하였다. 이상의 결과로 볼 때, 조임회전력은 고정체와 지대주 연결부의 안정성에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 임플란트 지대주나사는 임상에서 발생하는 기능 하중을 고려하여 고정체와 지대주 연결의 안정성을 유지할 수 있는 적정 조임회전력의 크기가 제안되어야 한다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권4호
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• pp.365-375
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• 2009

연구목적: 임플란트 보철물의 유지형태 중 나사 및 시멘트 혼합 유지형의 경우 나사 풀림력 등에 영향을 주는 임플란트 구성 성분의 응력에 관한 연구가 부족하였다. 임플란트 상부 보철물의 유지형태, 즉, 시멘트 유지와 나사 유지, 그리고 이 두 가지 유지형태가 서로 연결된 혼합형의 임플란트 보철물의 응력분산의 특징들을 3차원 유한요소분석법을 이용하여 비교하고자 하였다. 연구재료 및 방법: 하악골에서 제1소구치 부위와 제1대구치 부위에 2개의 임플란트 (SS II, Osstem Co. Ltd., Seoul, Korea)를 식립한 가상의 3본 계속가공의치를 모델화하였다. 지대주 종류와 그 위치에 따라, 4가지 모형 군으로 나누어 실험하였다. 모형 1은제1대구치와 제1소구치 각각의 고정체에 모두 동일한 시멘트 유지형 지대주인 Comocta abutment (Osstem Co. Ltd) 를 장착하여 3본 계속가공의치를 합착시킨 경우이고, 모형 2는 제1대구치와 제1소구치 각각의 고정체에 모두 나사 유지형 지대주인 Octa abutment (Osstem Co. Ltd) 를 장착하여 3본 계속가공의치를 나사로 고정시킨 경우이며, 모형 3은 제1대구치의 고정체에는 시멘트 유지형 지대주인 Comocta abutment를 장착하고, 제1소구치에는 나사 유지형 지대주인 Octa abutment를 장착한 후 3본 계속가공의치를 각각 시멘트 합착 및 나사로 고정시킨 경우이다. 그리고 모형 4는 모형 3에서 각각 제1대구치 및 제1소구치의 지대주를 맞바꾼 후 3본 계속가공의치를 나사 및 시멘트로 고정시킨 경우로 나누었다. 평균저작압인 하중을 대구치 565 N과 소구치 288 N의 힘으로 설정하고 수직방향으로 중심와와 협측 교두정에, 그리고 $30^{\circ}$ 경사 하중을 협측 교두정 부위에 준 다음 골, 고정체, 지대주, 그리고 지대주 나사 등에 나타나는 von-Mises stress 양상을 평가하였다. 결과: 네 가지 모형 중 나사 유지형 지대주인 Octa abutment를 제1대구치와 제1소구치 부위에 사용한 모형 2가 전반적으로 가장 낮은 안정적인 응력 분포를 보였다. 네 가지 모형 모두 피질골 및 고정체에 미치는 응력 크기 및 분포는 거의 유사하며, 치조골에 작용하는 응력은 하중의 종류와 상관없이 주로 피질골에 집중되었다. 지대주, 지대주 나사, 그리고 보철물 나사 등에 미치는 응력 크기나 분포는 모형에 관계없이 나사 유지형인 경우가 시멘트 유지형인 경우에 비해 낮은 안정적인 값을 보였다. 제1대구치와 제1소구치의 상부 구조물의 차이에 의한 교호작용 (reciprocal action)은 상대적으로 약하였다. 모든 부위에서 중앙 수 직하중, 교두정 수직하중, 그리고 교두정 경사하중의 순으로 응력값이 증가하였다. 결론: 본 유한 요소실험의 한계내에서 나사 및 시멘트 혼합 유지형의 임플란트 보철물은 시멘트 유지형만 사용하는 경우와 비교하여 주위에 더 큰 응력을 나타내지는 않았다. 이상적인 passive fit의 가정하에서 나사 유지형의 임플란트 보철물이 본체와 주위에 가장 작은 응력을 나타내었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제31권4호
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• pp.468-481
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• 1993

The Purpose of this study was to analyze the stresses and displacements of various post and core. The Finite element models of central incisors were divided into seven types according to the various amount of remaining tooth structures. $10kgf/mm^2$ force was applied respectively as follows : 1) Horizontal on the labial surface 2) $26^{\circ}$ diagonal direction on the lingual surface. Material property, geometry, and load condition of each model were inputted to the two dimensional ANSYS 4.4A finite element program : stresses and displacements were analyzed. Results were follows : 1. In the case of $130^{\circ}$ shoulder post and core, Maximum tensile and shear stresses were observed in the crown margin. 2. Maximum shear stress was about 29% reduced by contrabevel. 3. In the case of 1mm axial tooth structure, Maximum tensile stress observed in the dentin. 4. In the case of but joint of cervix, Maximum stress concentration was observed in the dentin by the inclined and horizontal force. 5. Horizontal force produced the extraordinary high stresses in dentin and supporting structures. 6. The amount of remaining tooth structure affected the level of stress significantly and it determined the location of stress concentration.