• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제23권2호
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• pp.647-655
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• 1998

심미도재수복시의 와동의 폭과 교두의 capping이 응력의 분포에 미치는 영향을 비교하기 위하여 연속사진 촬영술을 이용하여 상악제1소구치의 3차원 유한요소 모델을 제작하였다. 법랑질, 상아질, 도재 및 복합레진시멘트의 각각의 재질에 대한 물성치를 부여하고, 140N의 하중을 가하여 Super SAP 프로그램으로 해석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 응력은 탄성계수값이 큰 법랑질과 도재를 따라 분포되고, 연질의 상아질에는 적게 발생된다. 2. 와동의 협측치수선각부위에서는 인레이모델의 경우에는 와동폭의 증가에 따른 응력의 증가는 관찰되지 않으나, 온레이모델에서는 응력의 증가가 관찰된다. 3. 온레이모델의 경우에는 근심협측교두를 피개하고 있는 도재부위에 최대주응력이 크게 나타나고, 치은변연부의 도재에서는 교두를 피개하지 않은 인레이모델의 해당되는 법랑질에 비해 응력이 1/2정도로 감소된다. 4. 하중이 증가되면 잔존치질의 파절은 근심와동의 협측치은선각부위에서 협측보다는 치은을 향해 경사지게 일어날 것이다. 5. 교두를 피개하면 교두피개부위에서의 도재의 파절가능성은 증가되고, 치은변연에서는 도재와 하부의 치질의 파절가능성은 감소된다. 6. 도재를 이용하여 교두를 피개할 경우에는 응력을 견딜 수 있는 도재의 두께를 부여할 수 있도록 교두를 충분히 삭제하여야 하고, 충분한 강도를 갖는 도재를 선택하여야 한다.

• 구강회복응용과학지
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• 제34권4호
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• pp.297-305
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• 2018

목적: 다양한 형태의 공동 설계 및 재료를 이용한 하악 대구치의 치아 구조 및 intracoronal 수복물에서 발생하는 응력 분포 및 최대 von Mises 응력을 분석하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 콤포지트레진 및 금으로 수복한 통상적 교합면 와동과(OR-C, OG-C) 인접면 와동(MR-C, MG-C) 및 콤포지트레진으로 충전한 최소 침습적 와동을 갖는 교합면 와동(OR-M) 및 인접면 와동(MR-M)의 형상을 하악 삼차원 입체 모델로 설계했다. 저작력을 부여하기 위해 총 교합력 200 N의 정적 축 방향 하중을 10개의 교합 접촉점에서 치아에 적용했다. 유한 요소 해석은 교합 하중에 의해 생성 된 응력 분포를 예측하기 위해 수행되었다. 결과: 최소 침습적 설계를 가진 수복물은 통상적 와동 설계(341.9 MPa - 397.2 MPa)에 비해 von Mises 응력(OR-M 모델: 26.8 MPa, MR-M 모델: 72.7 MPa)의 값이 현저하게 낮았다. 치아 내부에서 최대 von Mises 응력의 크기는 통상적 와동 설계(372.8 - 412.9 MPa) 및 최소 와동 설계(361.1 - 384.4 MPa) 모델에서 유사했다. 결론: 최소 침습성 모델은 수복물 중에서 최소의 von Mises 응력이 생성되었다. 법랑질 내에서는 최대 von Mises 응력이 최소 공동 설계와 기존 설계의 모델에서 유사한 크기로 관찰되었다.

• 대한심미치과학회지
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• 제27권2호
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• pp.75-81
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• 2018

본 연구의 목적은 기존의 다른 포스트-코어 재료와의 유한요소분석(FEA)의 비교를 통한 치과용 포스트-코어 재료로서의 고성능 폴리머 PEKK의 생체역학 및 장기 안전성을 평가하는 데 있다. 상악 중절치를 모델링 하였으며, 구개 표면에서 치아의 장축에 $45^{\circ}$의 각도로 50N의 반복 하중을 가했다. 전통적으로 사용 된 포스트 코어 재료와 비교하기 위해 3가지 재료 (금, 유리 섬유 및 PEKK)를 시뮬레이션하여 결과를 상호 비교 해 보았다. 상아질보다 낮은 탄성 계수를 갖는 PEKK는 종래의 포스트 코어 재료보다 비교적 치근에 유리한 응력 분포를 보여 주었다. 그러나, PEKK 포스트-코어 시스템은 금속 또는 유리 섬유 포스트-코어 시스템보다 장기간의 반복하중에 대해 타락 및 크라운 파손의 가능성이 더 높을 가능성이 있다.

• 대한치과보철학회지
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• 제49권3호
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• pp.222-228
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• 2011

연구 목적: 이 연구의 목적은 삼차원 유한요소 분석법을 이용하여 무치악 구개결손 환자에 사용되는 폐쇄장치의 응력 및 변위를 측정하고 이를 총의치 모형과 비교하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 무치악 환자의 컴퓨터단층촬영 영상을 기반으로 구개 중앙에 상악절제술 후 발생한 결손부를 가지는 무치악 상악모형과, 무치악 3차원 유한요소 모형을 제작하였다. 각각의 모형에 적합한 총의치와 폐쇄장치를 제작하고 좌측 소구치와 구치 부위에 200 N의 수직하중을 가하였다. 3차원 유한요소 분석법을 이용하여 두 모형에서 보철물과 잔존 상악골조직의 von Mises 응력값과 변위량을 측정하였다. 결과: 두 모형 모두 하중을 가한 쪽의 피질골에서 최대 von Mises 응력 값이 관찰되었다. 총의치 모형의 피질골에서 가장 높은 값은 2.73 MPa 이었으며 폐쇄장치 모형의 피질골에서 가장 높은 값은 2.69 MPa 이었다. 보철물의 조직면에서도 높은 응력값이 관찰되었다. 최대 변위량은 폐쇄장치에서 총의치보다 더 높은 값이 관찰되었다. 결론: 폐쇄장치는 총의치에 비해 교합력 전달 면에서 불리했고, 더 큰 변위량이 관찰되어 상악절제술을 받은 무치악 환자의 보철치료 시 해부학적 지식에 바탕을 둔 정확한 인상채득과 보철치료 원칙의 적용이 고려되어야 한다.

• 대한치과교정학회지
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• 제28권1호
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• pp.43-49
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• 1998

본연구는 유한요소 분석법의 사용으로 세가지 형태의 브라켓에 tipping과 torquing force를 부여하여 응력분포를 알아보고 또한 스테인레스 스틸과 세라믹의 재질을 임의 설정하여 응력 분포를 알아보아 생 역학적으로 우수한 브라켓을 디자인 하는 데 기초가 되기위해 수행되었다. 선정된 세가지 브라켓은 A:Transcend(Unitek) B:Signature(RMO) C:PAW(Plane Arch Wire appliance) 이었다. 철선은 0.0175x0.025 스테인레스 스틸과 C형은 새롭게 고안된 마름모꼴 철선이 이용되었다. tipping force는 4.27N을 브라켓의 wire slot의 gingival wall의 mesial surface와 대각선으로 대칭되는 면에 각각의 node에 분력의 형태로 작용시켰다. torquing force는 couple force의 형태로 32.858N을 19.7도 회전하였고 bracket C형은 동량의 힘을 11.3도 회전하여 X와 Y의 방향으로 분력의 형태로 나누어 해석하였고 von Mises stress(최대상당응력)가 각 브라켓에서 기록되었다. 이에 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 유한요소 해석을 통해 브라켓과 wire slot을 실제로 제작하지 않고도 각각의 재료에 따른 응력분포를 예측할 수 있었다. 둘째, 응력의 집중부위는 Tipping시 브라켓 A, B, C모두 유사하게 나타났는데 브라켓 wire slot의 gingival wall과 mesial surface가 만나는 부위와 wire slot의 incisal wall과 distal surface가 만나는 부위였다. Torquing시 wire slot의 길이 방향을 따라 넓게 분포되었고 gingival wall과 협면으로 이행되는 모서리 그리고 incisal wall내면에 집중되었다. 셋째, 브라켓에 작용하는 응력은 Tipping에 의한 것보다는 Torquing에 의한 영향이 더 큼을 알수 있었으며 Torquing force를 기준으로 브라켓을 설계하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다. 넷째, 브라켓의 형상과 함께 재료의 변화가 응력감소에 영향을 미치는 것으로 사료되므로 브라켓 제작시 한가지 재료보다 응력이 많이 받는 부위는 다른 재료를 사용하여 응력의 분포를 줄일수도 있음을 알수있었다. 다섯째, 사용하기에 용이하고 운용이 효율적일 것으로 판단되는 브라켓C형(PAW브라켓)은 응력집중현상이 다른 두 브라켓보다 크게 나타났으므로 이의 제작시 기계적 성질이 우수한 재료를 사용해야 할 것으로 사료되었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제49권4호
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• pp.316-323
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• 2011

연구 목적: 본 연구의 목적은 치과용 임플란트 나사산 디자인이 변연골 응력에 미치는 영향에 정량적인 분석을 하고자 한다. 연구 재료 및 방법: 외경 4.1 mm (경부직경 3.5 mm), 매식부 길이 10 m인 표준형 ITI 임플란트 시스템(ITI Dental Implant System; Straumann AG, Waldenburg, Switzerland)을 기본모델(대조모델)로 채택하고, 그 몸체의 나사산은 다른 임플란트 시스템에 채택되고 있는 삼각형, 사각형, buttres형 디자인을 가지는 가상의 해석모델을 4종 만들었다. 해석모델은 나사산 형태와 크기에 따라 (1) 모델 A (작은 삼각형 나사산), (2) 모델 B (큰 삼각형 나사산), (3) 모델 C (buttres형 나사산), 및 (4) 모델 D (사각형 나사산)로 구분하였다. 유한요소 모델링과 해석에는 NISA II/DISPLAY III (Engineering Mechanics Research Corporation, Troy, MI, USA) 프로그램을 사용하였다. Mesh 구성에는 NKTP type 34형 solid 요소(4각형 축대칭 요소, 요소당 절점수 8개)를 사용하여 임플란트 장축과 평행한 축대칭 하중은 물론 장축과 경사각을 갖는 비축대칭 하중조건을 모두 해석할 수 있도록 하였다. 임플란트의 표면으로부터 각각 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 mm 떨어진 위치에 5개의 응력관찰점(stress monitoring point)을 설정 하여 기록된 응력 값으로부터 회귀분석을 통하여 변연골 응력 최대값(peak stress)을 정량화하였다. 해석에 사용한 하중 조건은 2가지로, 임플란트 축에 평행한 수직하중 100 N과 임플란트 축과 $30^{\circ}$를 이루는 경사력 100 N 조건이었다. 결과: 임플란트 경부와 접하고 있는 인접 변연골에 응력집중현상이 보이고 있었으며, 그 양상은 임플란트 나사산 디자인과 무관하게 거의 유사하게 관찰되었다. 수직력 100 N 조건에서 산출된 변연골 최대응력값은 대조모델과 실험모델 A, B, C, D에서 7.84, 6.45, 5.96, 6.85, 5.39 MPa이었고, 경사력 조건에서는 각각 29.18, 26.45, 25.12, 27.37, 23.58 MPa이었다. 결론: 임플란트 나사산의 디자인은 변연골의 응력에 영향을 미치는 중요한 요소이다.

• 대한치과교정학회지
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• 제41권1호
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• pp.6-15
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• 2011

마이크로 임플란트 시술의 중요한 위험요인 중 하나로 치근접촉 문제가 있으나, 관련 연구는 결과 분석에 치중되어 있고, 치근접촉이 마이크로 임플란트 안정성 상실로 이어지는 기전에 대한 연구는 아직 미흡한 것으로 보인다. 이에, 본 연구에서는 생역학적 측면에서 그 영향을 분석하였다. Absoanchor 마이크로 임플란트(SH1312-7, Dentos Inc., Daegu, Korea) 첨부가 치근에 접촉되어 있을 때, 저작압 전달에 의한 마이크로 임플란트 변위가 인접골에 가하는 압축응력을 축대칭 유한요소모델을 사용하여 계산하였다. 요소별 응력이 해면골의 최대압축강도나, 치밀골의 비정상 골개조 임계능력을 넘을 경우 해당 요소를 순차적으로 해석모델에서 제거하며 실행한 6단계해석의 결과, 마이크로 임플란트에 인접한 해면골의 전체적인 파절과 과부하에 따른 치밀골의 비정상 골개조가 임플란트 지지력 상실에 주 요인이 될 것으로 평가되었다. 치밀골의 과부하 영역은 초기에는 치밀골판의 하부에 존재하였으나 상부로 확장되었고, 응력 재분포로 인한 감소효과 없이 양성 되먹임(positive feedback)으로 결국 치밀골 전 두께로 확대됨을 관찰하였다. 본 연구를 통해 치근접촉된 마이크로 임플란트가 인접골을 훼손시켜 안정성 상실로 이어지는 과정을 모사할 수 있었으며, 이로부터 치근접촉에 따른 마이크로 임플란트의 불량한 예후에 대한 생역학적 측면의 원인을 파악할 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권4호
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• pp.394-405
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• 2009

연구목적: 임플란트 경부의 치은관통부 형상이 주위골 응력분포에 미치는 영향에 대해 조사하고자 한다. 연구재료 및 방법: 높이 2.8 mm, 상부 직경 4 mm, 하부 직경 2.7 mm 인 직선형 치은관통부를 가지는 ITI의 일체형(one piece) 임플란트 (Straumann, Waldenburg, Switzerland)를 Base Model로 사용하여, 치은관통부 외형에 함몰부를 부여하여 곡선형으로 수정한 4개의 해석 모델 (Model-1, -2, -3, -4)을 설정하였다. Base Model을 포함, 모두 5개의 경우에 대해 축대칭 유한요소모델링을 통해 임플란트 장축에 평행인 수직 방향과 임플란트 장축에 $30^{\circ}$ 경사진 방향으로 각각 50 N의 힘이 작용할 때 발생되는 임플란트 주위골의 응력을 해석하여 비교하였다. 체계적인 응력비교를 위해 임플란트 주위에 19개의 절점을 응력 관찰점으로 선정하였으며, 경부 치밀골에 설정된 5개 관찰점의 응력으로부터 회귀분석법으로 임플란트/골 사이에서 생기는 최대응력값을 추정하여 정량적인 비교를 실행하였다. 결과: 최대 골응력은 치은관통부가 직선인 기본모델에서 가장 컸으며, 치은 관통부를 곡선으로 설계한 경우 응력이 감소되었다. 치은 함몰부가 클수록 응력감소 정도가 커졌으며 함몰부의 수직위치가 몸체부에 가장 가까운 Model-4에서 응력감소 정도가 전체의 약5%로 가장 컸다. 결론: 임플란트의 경부 형상은 골응력에 영향을 미치며, 이를 곡선형으로 함으로써 또한 그 함몰부를 몸체부에 근접하게 함으로써 경부골 응력감소를 효과적으로 도모할 수 있다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제33권6호
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• pp.570-579
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• 2008

이 연구의 목적은 쐐기형 5급 와동과 근관와동을 복합레진으로 수복한 상악 제2소구치에 대한 응력 분포를 3차원 유한요소법으로 분석하여 평가하기 위한 것이다. 발치된 상악 제2소구치를 이용하여 Micro-CT로 스캔한 후 3D-DOCTOR로 3차원 유한요소 모형을 제작하였다. 제작된 소구치 모형에 근관 와동을 형성하고 쐐기형 5급 와동과 글래스 아이오노머 기저재의 사용 여부를 구분하여 근관 와동을 혼합형 복합레진으로 충전하였다. 협측 교두 또는 설측 교두에 500 N의 하중을 가하고, ANSYS 8.0 프로그램으로 인장 응력의 분포를 분석하여 평가한 결과 베이스 사용유무에 따른 응력 분포의 차이는 없었다. 협측 교두에 하중이 가해질 때, 하중점과 교합면의 중심구, 구개측 백악법랑경계부에 과도한 인장 응력이 집중되었으며, 5급 와동이 없는 경우보다 5급 와동이 있는 경우에 약간 더 높았다. 설측 교두의 협측 경사면에 하중이 가해질 때, 하중점과 교합면의 중심구, 협측 치경부에 과도한 인장 응력이 집중되었으며, 5급 와동이 있는 경우가 5급 와동이 없는 경우보다 약간 더 낮았다.

• 구강회복응용과학지
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• 제29권3호
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• pp.209-223
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• 2013

하악 제 1대구치에 티타늄과 지르코니아 소재의 기성 지대주와 맞춤형 지대주를 이용해 지르코니아 크라운으로 수복한 경우를 3차원 유한요소법을 통해 응력 분포를 분석해 보고, 피로 파절 강도 및 파절 형태를 고찰해 보았다. 정상교합자의 CT scan을 재구성한 하악골 모형상에 제 1대구치 임플란트 지지 지르코니아 크라운으로 수복한 6가지 유한요소 모형을 제작하고, 협측 교두 중앙에 수직과 30도 각도로 100 N의 하중을 가하는 조건으로 응력분포를 분석하였다. 현재 임상적으로 사용되고 있는 4가지 지대주를 이용하여, 군당 10개의 시편을 제작하고, ISO 14801에 따라 피로파절 실험을 실시하였다. 지대주나 고정체의 재질에 따른 응력분포의 차이는 없었고 형태에 따른 응력크기의 차이만 보였다. 맞춤형 지대주 군이 전반적으로 낮은 크라운 응력을 나타내었으며, 지대주 일체형 지르코니아 임플란트는 계면 골조직의 응력이 가장 낮게 나타났다. 피로수명의 평균값은 7군이 가장 높았고, 1군, 2군, 3군의 순서로 낮게 나타났으며(P<0.05), 기성 지대주 군은 피로수명의 편차가 적게 나타났다. 구치부의 임플란트 수복 시에는 맞춤형 지대주의 사용이 상부 보철물의 파절저항성 향상에 유리하며, 심미적 요구도가 높은 경우에는 고정체와의 접합부를 티타늄으로 제작한 지르코니아 맞춤형 지대주의 사용을 고려해 볼 만 하다.