• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제35권4호
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• pp.257-266
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• 2010

본 연구의 목적은 미성숙 우치를 가타퍼챠 및 다양한 포스트와 코아 시스템을 이용하여 수복한 후 술식에 따른 파절 강도를 측정하였다. 우치의 백악상아경계 상방 8 mm, 하방 12 mm 지점을 절단하여 제작한 미성숙 우치 모델에서 가타퍼챠와 이원중합형 복합레진 LuxaCore로 코어 수복을 시행하거나, 각각 D.T. LIGHT-POST, ParaPost XT 및 다양한 크기의 EverStick Post와 LuxaCore로 수복하였다. 이후 시편을 72시간 동안 증류수에 저장한 후 6,000회의 thermocycling을 진행하였다. 실험적으로 치주인대의 물성을 재현하고, Instron에 시편을 45도로 위치시켜 압축부하를 가해 파절 강도를 측정하고, 파절 부위를 분석하였다. 실험 결과, 포스트를 이용하여 수복하였을 때 파절 강도가 통계적으로 유의하게 증가하였고(p < 0.05), 포스트의 종류 및 적합도는 결과에 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 대부분의 시편에서 수복 가능한 파절이 나타났으며, 실험군에 따른 파절 부위의 유의한 차이는 나타나지 않았다. 이상의 결과로 볼 때 미성숙 치아의 상기 치근 강화 술식은 치아의 파절 강도를 증가시키고, 포스트의 종류 및 적합도는 파절 저항성에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.115-115
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• 2017

티타늄에 있어서 주요 침입형 원소인 산소는 결함을 일으키는 원인으로 산소함량을 줄이는 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 가장 많이 이용되는 탈산 방법은 칼슘 및 칼슘염화물의 높은 산소 친화력을 이용하는 것이다. 칼슘염화물 플럭스를 사용하여 칼슘을 용해하고, 티타늄과 반응한 탈산생성물인 칼슘산화물을 플럭스 내에 용해시키는 방법이다. 이러한 방법으로 티타늄 와이어 및 시트 내 산소를 저감한 연구가 보고되었다. 티타늄 탈산의 제일 큰 구동력은 티타늄 내 산소원자의 확산이다. 티타늄의 탈산온도가 1,155K 이상으로 증가하면 hcp에서 bcc 구조로 변태되는데 이러한 구조에서 산소의 확산은 더 활발해진다. 실제로 티타늄의 변태온도 이전에서는 확산속도가 낮아서 큰 변화가 없지만, 1,273K 고온의 bcc 구조에서는 확산속도가 빨라서 그 이전에 비해 100배 이상 빠르게 원자 이동이 일어나는 것으로 알려져 있다. 하지만 이러한 탈산 방법은 티타늄 원재료가 벌크 형태에서 주로 연구되었으며 티타늄 분말에 대한 탈산 연구는 보고된 바가 많지 않다. 이는 높은 탈산온도에서 칼슘의 용해로 인한 분말의 건전한 회수가 어렵기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구진은 칼슘 증기를 이용한 비접촉식 탈산 용기를 제작하여 티타늄 분말을 변태온도 이상에서 탈산하여 1,000ppm 이하 저산소 티타늄 분말을 회수하였다. 칼슘을 이용한 티타늄 내 산소의 제거 메커니즘을 깁스자유에너지와 각각의 분압에 의해 설명하고 있다. 가장 일반적인 설명은 티타늄 내 산소가 탈산온도에 따라 확산하게 되며 이러한 산소는 티타늄의 표면에서 티타늄 산화층을 형성한다. 이때 탈산제인 칼슘의 높은 산소 친화력으로 티타늄 산화층은 분해되어 칼슘산화물을 형성한다. 이러한 과정으로 티타늄 내 산소가 제거되는 것으로 알려져 있다. 하지만 많은 탈산 연구에도 불구하고 대부분의 연구 보고에서는 탈산 전후의 산소 농도 변화만 측정하였으며, 실제적으로 티타늄 탈산 전후의 표면산화층의 변화, 티타늄 내부의 산소농도 변화 및 격자 변형에 대한 연구는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구는 1,000 ppm 이하 저산소 티타늄 분말 제조에 있어서 탈산 전후 표면 산화층 및 내부 산소 농도 등을 분석하여 탈산 거동에 대해 관찰하였다. 본 연구에서 비접촉식 탈산용기를 이용하여 칼슘 증기에 의한 탈산에 의하여 1,000 ppm 이하 저산소 티타늄 분말 제조하였고, 탈산된 분말을 티타늄 원재료와 비교하여 표면 산화층, 격자 변형, 내부 산소 농도 등을 분석하여 탈산에 따른 산소 거동을 살펴보았다. 탈산된 티타늄 분말의 표면 산화층은 원재료 대비 73% 제거되어 약 3nm로 줄었음을 확인하였고, 또한 표면 산화층 감소뿐만 아니라 티타늄 분말 내부에서도 원재료보다 산소 농도가 감소하였음을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.83-83
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• 2017

생체재료의 표면은 이식과 동시에 생체계면의 역할을 하게 되어, 일련의 생물학적 반응이 시작되고 진행되는 중요한 장소가 된다. 초기에 생체계면에서 일어나는 단백질 흡착이나 염증반응을 비롯한 생물학적 반응들은 궁극적으로 임플란트의 성패를 좌우할 만큼 중요하다. 골융합을 개선하기 위한 다른 방법으로 생체불활성의 타이타늄 (Ti)과 골조직의 능동적인 반응을 이루기 위해 생체활성 표면을 부여함으로서 계면에서의 골형성 반응을 증진시키는 방법이 이용된다. 생체불활성의 Ti과 Ti합금은 골조직과 직접적인 결합을 이루지 못하므로, 골조직과의 반응을 향상하기 위해 여러 종류의 생체활성 재료를 코팅하는 방법이 연구되어 왔고, 이 중 생체의 변화와 가장 유사한 하이드록시아파타이트 코팅이 가장 대중적인 방법으로 사용되었으며 이는 초기 골형성을 촉진하는 것으로 알려졌다. 치과용 임플란트의 표면형상과 화학조성이 골 융합에 영향을 미치는 가장 중요한 인자이므로 최근의 연구동향은 이들 두 가지 표면특성을 결합함으로서 결과적으로 최적의 골세포반응을 유도하고, 골융합 후 골조직과의 micromechanical interlocking에 의해 임플란트의 안정성에 중요한 역할을 하는 마이크론 단위의 표면조도와 표면 구조를 유지하면서, 부가적으로 골 조직 반응을 능동적으로 개선할 수 있는 생체활성 성분을 부여하여 골 융합에 상승효과를 이루기 위한 표면처리법에 관해 많은 연구가 요구되어지고 있다. 따라서 골을 구하는 원소인 망간과 실리콘으로 치환된 하이드록시아파타이트를 플라즈마 전해 산화법으로 코팅하여 세포와 잘 결합할 수 있는 표면을 제공함으로써 골 융합과 치유기간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. 실험방법은 시편은 치과 임플란트 제작 합금인 Ti-6Al-4V ELI disk (grade 5, Timet Co., USA; diameter, 10 mm, thickness, 3 mm)이며, calcium acetate monohydrate, calcium glycerophosphate, manganese(II) acetate tetrahydrate, sodium metasilicate을 설계조건에 따라 혼합 제조된 전해질 용액을 이용하여 플라즈마 전해 산화법으로 표면 코팅을 실시하였다. 각 시편의 플라즈마 전해시 전압은 280V로 인가하였고, 전류밀도는 70mA로 정전류를 공급하여 해당 인가전압 도달 후 3분 동안 정전압 방식을 유지하였다. 코팅된 피막 표면을 주사전자현미경과 X-선 회절분석을 통하여 미세구조 및 결정상을 관찰하였다. 또한 코팅된 표면의 생체활성 평가는 정량적으로 평가하기 위해 동전위시험과 AC 임피던스를 통하여 시행하였다. 분극거동을 확인하기 위해 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하여 구강 내 환경과 유사한 $36.5{\pm}1^{\circ}C$의 0.9 wt.% NaCl에서 실시하였다. 전기화학적 부식 거동은 potentiodynamic 방법으로 조사하였고 인가전위는 -1500 mV에서 2000 mV까지 분당 1.67 mV/min 의 주사속도로 인가하여 시험을 수행하였다. 임피던스 측정은 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하였으며, 측정에 사용한 주파수 영역은 10mHz ~ 100kHz 까지의 범위로 하여 조사하였고 ZSimWin(Princeton applied Research, USA) 소프트웨어를 사용하여 용액의 저항, 분극 저항 값을 산출하였다. 망간의 함량이 증가할수록 불규칙한 기공을 보였으며, 실리콘은 $TiO_2$ 산화막 형성을 저해하는 경향을 확인할 수 있었다. 단독으로 표면을 처리한 경우보다 두 가지 원소를 이용해 복합 표면처리를 시행한 경우가 내식성이 좋아 임플란트과의 골 유착에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.49-49
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• 2009

마찰교반접합법은 특정한 회전수로 회전하는 용접 툴을 이용하여 접합하고자 하는 피접합재의 맞댄면에 삽입시킨 후 툴을 이동시키거나 혹은 시편을 견고하게 고정시킨 장치(backing plate)가 움직여 고상 상태에서 접합이 이루어진다. 알루미늄, 마그네슘 등 비교적 융점이 낮은 저융점 재료의 재료에 처음 적용이 되어 많은 연구가 활발히 진행되었고 타 용접방법에 비해 우수한 접합특성을 나타내었다. 최근 이러한 마찰교반접합은 이러한 저융점 재료를 넘어서 스틸, 타이타늄, 니켈 등과 같은 고융점 재료 등에 대한 적용이 늘어나고 있다. 마찰교반접합을 이용하여 이러한 고융점 재료의 접합 경우 내마모성 및 내열성 등의 내구성이 갖추어진 툴과 이러한 툴을 냉각시킬 수 있는 냉각 장치 등이 필요로 하나 경제적 측면이나 접합부의 우수한 특성 등을 고려 할 때 그 적용 및 발전 가능성이 매우 높다고 볼 수 있다. 최근 무공해 연료로 각광받고 있는 액화천연가스 (LNG)의 수요가 급증함에 따라 LNG 저장탱크 소재로 널리 사용되고 있는 9% Ni강의 수요 또한 증가하고 있는 상황이다. 하지만 9% Ni 강은 극저온용 소재로 용접부의 저온인성 ($-196^{\circ}C$)이 가장 중요하기 때문에 저온인성을 확보하고자 Inconel 계나 Hastelloy계 등의 니켈 기 합금을 용접재료로 사용하고 있으나 이러한 용접재료는 가격이 매우 고가이며 또한 용접 후 용접부의 강도가 낮다는 문제가 제기되고 있다. 또한 LNG 탱크 제작시 사용되는 용접법은 GTAW, SAW 및 SMAW 이지만 국내에서는 주로 SMAW에 의존하고 있는 실정인 관계로 보다 더 경제적인 용접 프로세스의 적용 가능성이 검토되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 마찰교반용접을 이용하여 두께 4mm의 9% Ni 강에 대해 맞대기 마찰교반접합을 실시하였다. 툴 회전 속도 및 접합 속도를 고정한 상태에서 접합을 실시 하였으며 접합 시 툴은 $Si_3N_4$로 제작된 툴을 사용하였다. 접합 후 외관상태 점검, 미세조직 관찰, 경도, 인장 강도 및 저은 충격 측정 등의 실험을 실시하였고, 이러한 결과를 이용하여 미세조직과 기계적 특성과의 관련성을 조사하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제45권5호
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• pp.675-686
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• 2007

Statement of problem: Titanium nitride(TiN) coatings are the most general and popular coating method and used to improve the properties of metallic surface for industrial purposes. When TiN coating applied to the abutment screw, frictional resistance would be reduced, as a results, the greater preload and prevention of the screw loosening could be expected. Purpose: The purpose of this study was to investigate mechanical properties of TiN coated film of various coating thickness on the titanium alloy surface and to evaluate proper coating thickness. Material and method: 95 Titanium alloy (Ti-6Al-4V) discs of 15 mm in diameter and 3 mm in thickness were prepared for TiN coating and divided into 7 groups in this study. Acceding to coating deposition time (CDT) with TiN by using Arc ion plating, were divided into 7 groups : Group A (CDT 30min), Group B (CDT 60min), Group C (CDT 90min), Group D (CDT 120min), Group E (CDT 150min), Group F(CDT 180min) and Group G (no CDT) as a control group. TiN coating surface was observed with Atomic Force Microscope(AFM), field emission scanning electron microscopy(FE-SEM) and examined with scratch tester, wear tester. Result: 1. Coating thickness fir each coated group was increased in proportion to coating deposition time. 2. Surface of all coated groups except Group A was homogeneous and smooth. However, surface of none coated Group G had scratch. 3. Adhesion strength for each coated group was increased in proportion to coating deposition time. 4. Wear resistance for each coated group was increased in proportion to coating deposition time. 5. Surface roughness in Group A, B, C was increased in proportion to coating deposition time. But, surface roughness in Group D, E, F was showed decreased tendency in proportion to coating deposition time. Conclusion: According to coating deposition time, mechanical properties of TiN coated film were changed. It was considered that 120 minutes coating deposition time ($1.32{\mu}m$ in coating thickness) is necessary.

• 대한치과보철학회지
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• 제45권5호
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• pp.601-610
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• 2007

Statement of problem: The adhesion between titanium and ceramic is less optimal than conventional metal-ceramic bonding, due to reaction layer form on cast titanium surface during porcelain firing. Purpose: This study characterized the effect of titanium-ceramic adhesion after gold and TiN coating on cast and wrought titanium substrates. Material and method: Six groups of ASTM grade II commercially pure titanium and cast titanium specimens$(13mm{\times}13mm{\times}1mm)$ were prepared(n=8). The conventional Au-Pd-In alloy served as the control. All specimens were sandblasted with $110{\mu}m\;Al_2O_3$ particles and ultrasonically cleaned for 5min in deionized water and dried in air before porcelain firing. An ultra-low-fusing dental porcelain (Vita Titankeramik) was fused on titanium surfaces. Porcelain was debonded by a biaxial flexure test at a cross head speed of 0.25mm/min. The excellent titanium-ceramic adherence was exhibited by the presence of a dentin porcelain layer on the specimen surface after the biaxial flexure test. Area fraction of adherent porcelain (AFAP) was determined by SEM/EDS. Numerical results were statistically analyzed by one-way ANOVA and Student-Newman-Keuls test at ${\alpha}=0.05$. Results: The AFAP value of cast titanium was greatest in the group 2 with TiN coating, followed by group 1 with Au coating and the group 3 with $Al_2O_3$ sandblasting. Significant statistical difference was found between the group 1, 2 and the group 3 (p<.05). The AFAP value of wrought titanium was greatest in the group 5 with TiN coating, followed by the group 4 with Au coating and the group 6 with $Al_2O_3$ sandblasting. Conclusion: No significant difference was observed among the three groups (p>.05). The AFAP values of the cast titanium and the wrought titanium were similar. However the group treated with $Al_2O_3$ sandblasting showed significantly lower value (p<.05).

• 구강회복응용과학지
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• 제25권2호
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• pp.183-190
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• 2009

본 연구의 목적은 NaF와 $H_3PO_4$를 사용하여 양극산화과정을 통해 나노튜브 제작 조건을 찾는 것이다. 절삭된 직경 15 mm, 두께 1.5 mm의 티타늄 디스크를 양극에, 백금을 음극에 연결하고 전극간의 거리는 10 mm가 되도록 하였다. $H_3PO_4$와 NaF 용액을 전해질로 하여 양극산화를 시행하였는데 전압, 전해질 농도, 산화시간을 달리하여 티타늄 디스크에 나노튜브를 형성하였다. 양극산화 후 24시간 동안 증류수로 세척한 후 24시간 동안 $40^{\circ}C$ 오븐에서 건조하고 시편의 표면구조 형상을 관찰 분석하였다. 실험 결과 0.5 wt % NaF에서 전압과 시간이 증가함에 따라 pore 형태의 초기 나노튜브 형성되었다. 1.0 wt % NaF에서 20 V, 20 분과 25 분에서 나노튜브가 생성되었고, 30 V에서 튜브의 형태가 커지면서 터지는 양상을 보였다. 2.0 wt % NaF에서 전압과 시간에 상관없이 적절한 나노튜브형태가 형성되지 않았다. $1M\;H_3PO_4$, 1.0 wt % NaF 전해용액, 20 V, 20분 양극산화 조건에서 티타늄 디스크 상에 가장 잘 정렬된 형태의 나노튜브 구조가 형성되었다. 양호한 형태의 나노튜브 형성을 위해서는 전해질의 종류에 따라 적절한 농도, 전압, 시간의 형성조건이 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제28권2호
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• pp.337-350
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• 1998

The purpose of this' study was to compare surface roughness and morphologic changes after use of various plaque control devices to titanium implant surfaces. The study materials were 6 ITI titanium implants($Bonefit^{(R)}$) and 5 plaque control devices. 6 implants were divided into 6 different groups and instrumented by each plaque control devices as follows. 1) Group I : untreated control 2) Group II : Titanium curette(Titanium $curette^{(R)}$, 3i) 80 vertical/horizontal strokes 3) Group III : Plastic curette($Implacare^{(R)}$, Hu-Friedy) 80 vertical/horizontal strokes 4) Group N : Plastic tip-ultrasonic scaler($Amdent^{(R)}$, Amdent) 160 seconds 5) Group V : Rotating interdental brush($Identobrush^{(R)}$, Identoflex) 160 seconds 6) Group VI : Abrasive rubber cup polisher($Zircate^{(R)}$, Prophy paste, Dentsply) 160 sec-onds. All specimens were prepared for evaluation by surface roughness tester, optical stereomicroscopy(OM) and scanning electron microscopy(SEM). The Ra and Rt mean values of the tested specimens were 1) Group I ($Ra=0.170{\pm}0.007{\mu}m$, $Rt=1.297{\pm}0.016{\mu}m$) 2) Group II ($Ra=0.209{\pm}0.006{\mu}m$, $Rt=1.602{\pm}0.110{\mu}m$) 3) Group III ($Ra=0.179{\pm}0.001{\mu}m$, $Rt=1.429{\pm}0.055{\mu}m$) 4) Group IV ($Ra=0.182{\pm}0.005{\mu}m$, $Rt=1.511{\pm}0.085{\mu}m$) 5) Group V ($Ra=0.301{\pm}0.008{\mu}m$, $Rt=1.882{\pm}0.131{\mu}m$) 6) Group VI ($Ra=0.147{\pm}0.010{\mu}m$, $Rt=1.059{\pm}0.021{\mu}m$) In Ra values, experimental group II, V, VI were statistically significant different when compared with control. OM and SEM observation showed that experimental group III, IV were minimal changes when compared with control and group VI was smoothest among other experimental groups. The results suggested that plastic curette and plastic tip-ultrasonic scaler were predictable devices to titanium implant surface.

• 구강회복응용과학지
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• 제32권3호
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• pp.194-201
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• 2016

목적: 본 연구는 Co-Cr, Ti-6Al-4V 합금에 Zirconium Nitride (이하 ZrN) 적용 시, 의치상 레진과의 접착력을 비교하는 것이다. 연구 재료 및 방법: Co-Cr, Ti-6Al-4V 디스크(직경 10 mm, 두께 2.5 mm)를 각각 14개씩 제작하였고, ZrN 코팅에 따라 2개의 그룹으로 나누었다. Primer로 시편 전처리 후, 의치상 레진(직경 6 mm, 두께 5 mm)을 부착하였다. 표면 측정기를 이용하여 시편의 거칠기를 측정한 후, 만능 시험기를 이용하여 전단결합강도를 측정하였으며, 이원분산분석으로 통계 분석하였다. 시편 표면과 파절 양상을 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 결과: ZrN을 코팅한 시편에서 유의하게 높은 표면 거칠기를 나타내었고(P < 0.05), 전단결합강도는 낮았다(P < 0.001). ZrN 코팅 시편에서는 혼합성 파절과 부착성 파절이 함께 나타났다. 결론: Co-Cr, Ti-6Al-4V 합금에서 ZrN 코팅 처리는 의치상 레진과의 결합력을 약화시켰다.

• 대한치과교정학회지
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• 제41권5호
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• pp.337-345
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• 2011

본 연구는 초탄성 니켈-타이타늄 wire로 수직적 높이 차이가 있는 치아의 leveling 과정을 재현하여 wire의 size와 결찰방법에 따른 force system의 변화를 알아보고 여기에 마찰력의 영향에 대해서 알아보고자 하였다. 브라켓은 0.018" slot의 standard twin bracket을 사용하였으며 교정용 wire는 0.014", 0.016" 그리고 0.016" ${\times}$ 0.022" NiTi를 이용하였고 수직적인 높이는 0에서 5 mm까지 1 mm 간격으로 부하와 탈부하 과정을 실험하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 마찰력은 loading 시 wire의 stiffness를 증가시켰으며, 0.014" NiTi를 O-ring 결찰을 한 경우에 현저한 stiffness의 증가를 나타내었다. Light wire (0.014)는 수직적으로 5 mm 변위된 치아의 이동 시 2 mm, 0.016"는 3 mm, 0.016" ${\times}$ 0.022"는 4 mm까지의 이동에 유용한 것으로 분석되었다. 본 연구결과는 수직적 변위가 큰 경우에 light wire조차도 적절한 힘을 발휘하지 않은 것으로 나타났다.