임플란트 골유착의 성공과 임플란트 안정성에서 가장 중요한 것은 골의 양과 질이며 안정성을 평가하는 방법 중 하나인 주입회전력도 골질에 영향을 받는다. 임플란트를 식립할 때 모터에서 생긴 힘이 임플란트에 전달되면 임플란트는 회전력(moment)과 축력(axial force)을 갖게 되고 임플란트와 접촉한 골에서는 절삭과 압박 그리고 마찰이 일어나 응력이 생기는데 이 때 측정되는 주입회전력(insertion torque)은 골질에 따라 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 임플란트를 하악 소구치 부위 골에 식립하는 것을 가정하여 골질을 치밀골의 두께와 망상골의 밀도 그리고 하방 치밀골 존재 시로 나누고, 골의 응력과 변위를 소탄성 범위의 유한요소법으로 분석하고 유효응력(von Mises stress)과 회전력 그리고 축력을 비교 연구하여 골질이 주입 회전력에 미치는 영향을 평가하였다. 임플란트($Br{\aa}nemark$ MKIII.RP, ${\phi}3.75{\times}10.0mm$, Nobel Biocare, $G{\ddot{o}}teborg$, Sweden) 와 원통형 골모형(${\phi}9.5{\times}12.0mm$)의 유한요소 모형을 설계하고 변수로 상부 치밀골의 두께(0.5 mm, 1.5 mm, 2.5 mm)와 치밀골 하부에 망상골의 밀도($0.85g/cm^3$, $1.11g/cm^3$, $1.25g/cm^3$) 그리고 골모형 하부에 1 mm 두께의 치밀골 유무에 따라 총 7개의 모형을 만들었으며, 임플란트가 식립될 때 발생하는 유효응력과 축력 그리고 회전력을 시간대 별로 비교하였다. 임플란트 플랜지 하연이 골의 상부를 파고드는 300 msec, 중간 정도 들어간 550 msec, 완전히 들어가 플랜지 상면이 골 표면과 일치한 800 msec로 나누어 관찰하였을 때 축력은 500 msec 전후에서, 회전력은 800 msec 전후에서 최대값를 보였으며 유효응력 분포는 서로 비슷하였다. 이 같은 실험 결과를 바탕으로 축력을 영역 별로 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. $Br{\aa}nemark$ MKIII 임플란트는 플랜지가 골을 파고들 때 축력이 치밀 골에서 가장 높았고, 회전력은 플랜지가 골상부에 걸리어 축력이 급격히 감소한 이후에 최대 회전력을 보였으며, 이 때 유효응력 분포는 플랜지와 접촉하는 골 상부에 집중되었다. 2. 임플란트 식립 시 치밀골의 두께가 두꺼울수록 축력과 회전력이 높게 나타났으며 치밀골의 두께가 축력과 회전력에 가장 큰 영향을 주었다. 3. 치밀골의 두께가 1.5 mm 이상인 경우 망상 골의 밀도가 축력에 미치는 영향은 작았고, 치밀골의 두께가 0.5 mm인 경우 망상골의 밀도가 축력과 회전력에 영향이 있을 것으로 사료되었다. 4. 양측 피질골 존재 시 축력의 합은 상부 피질골의 두께가 같은 다른 경우와 비슷하였으나 부위별 촉력은 골하부에서 양측 피질골 모형이 가장 높았고, 회전력은 하방 피질골과 접촉할 때는 피질골 두께가 같은 다른 모형보다 다소 높으나 최대 회전력은 비슷하였다. 위 결과를 토대로 하악 소구치 부위에 $Br{\aa}nemark$ MKIII 임플란트 식립 시 골질과 관련된 요소 중에 치밀골의 두께가 주입회전력에 가장 큰 영향을 주며 망상골의 밀도를 높이는 술식도 일차적 안정성 증가에 유용할 것으로 사료되는 바이다.
본 연구는 external butt joint 연결 형태를 가진 임플랜트 시스템에서 티타늄 합금 나사와 텅스텐 카바이드와 탄소로 코팅한 나사의 압축력 및 조임 회전각 측정을 통해 동일한 전하중을 얻는 데 있어 코팅나사 사용이 갖는 임상적 효율성을 간접적으로 비교해 보고자 하였다. 본 연구에서는 Osstem Implant의 US II 시스템 고정체(${\phi}=4mm$)와 Cemented abutment를 사용하여 티타늄 합금(Ta) 지대주 나사 및 텅스텐 카바이드와 탄소로 표면 처리한(WC/CTa) 지대주 나사에 30Ncm의 조임 회전력을 적용한 후 압축력 및 조임 회전각을 측정하였다. 다음 WC/CTa 지대주 나사에서 측정된 압축력의 평균값을 계산하고 이를 Ta 지대주 나사에 적용하여 동일한 압축력이 가해질 때의 조임 회전력 값을 측정하였다. 그리고 실험결과 측정된 조임 회전력의 평균값을 Ta 나사에 적용한 후 조임 회전각을 측정하여 비교해 본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 30Ncm의 조임 회전력에서 텅스텐 카바이드/탄소 코팅 나사가 티타늄 합금 나사보다 압축력과 회전각이 더 높게 나타났다. 텅스텐 카바이드/탄소 코팅 나사에 30Ncm의 조임 회전력을 적용하여 발생한 압축력을 얻기 위해서는 티타늄 합금 나사의 경우 55.6Ncm의 조임 회전력이 필요하였으며, 회전각에는 두 나사 간에 차이가 없었다.
연구 목적: 심미적 장점을 지닌 지르코니아 지대주와 금속 지대주 사이에 반복 하중 전, 후의 풀림 회전력을 비교하여 지대주 재질에 따른 나사 안정성에 차이가 있는지를 비교 분석해 보고자 하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 실험군은 크게 외측 연결 구조(US II, Osstem Implant, Korea)와 내측 연결 구조(GS II, Osstem Implant, Korea)의 임플란트 시스템을 두 군으로 나누었다. 각각의 군에서 지르코니아 지대주군와 금속 지대주군으로 나누어 실험하였다. 각군당5개씩의 시편을 제작하였다. 임플란트 고정체를 별도 제작된 지그에 고정시킨다. 디지털 토크게이지를 이용하여 30 Ncm의 조임 회전력을 가하고 10분 후 동일 조임 회전력을 한번 더 적용하였다. 다음 각 지대주 나사의 초기 풀림 회전력을 디지털 토크게이지로 측정하였다. 동일 시편을 다시 30 Ncm의 조임 회전력을 가하여 체결한 후, 유압식 동적 재료시험기(Instron, USA)에 임플란트 매식체를 치과용 임플란트 피로시험에 관한 ISO/FPIS 14801:2003(E)규정을 참고하여 고정시켰다. 최소 하중은 10 N, 최대 하중은 250 N의 sine형 반복 하중을 $30^{\circ}$의 경사각도로, 하중 주기는 14 Hz로, 100만 회의 반복 하중을 적용한 후 풀림 회전력을 측정하였다. 결과: 1. 모든 시스템에서 지대주 나사의 풀림 회전력이 조임 회전력 보다 감소하였으나, 나사 풀림 현상은 나타나지 않았다. 2. 반복 하중 전과 후의 나사 풀림 회전력은 두 임플란트 시스템 모두에서 지르코니아 지대주가 금속 지대주보다 더 컸다(P<.05). 3. 반복 하중에 따른 풀림 회전력 상실률은 두 임플란트 시스템 모두에서 지르코니아 지대주와 금속 지대주가 차이가 없는 것으로 나타났다(P>.05). 4. 금속 지대주에서 반복 하중에 따른 풀림 회전력 상실률은 내측 연결 형태의 GS II 시스템이 외측 연결형태의 US II 시스템보다 작았다(P<.05). 5. 지르코니아 지대주에서는 반복 하중에 따른 풀림 회전력 상실률은 두 임플란트 시스템 간에 차이가 없는 것으로 나타났다(P>.05). 결론: 본 실험을 통해 100만회 반복 하중 하에서 지르코니아 지대주가 금속 지대주에 비해 나사 결합부 안정성이 더 크다는 결론을 내릴 수 있다.
연구목적 : 본 연구는 임플랜트 지대주에 동적하중을 가하기 전, 후의 풀림토크 변화를 측정함으로써 수종의 지대주에 가해진 단기간의 교합력이 임플랜트-지대주의 안정성에 영향을 미치는지를 연구하고자 하였다. 재료및 방법 : 임플랜트 고정체는 외부육각구조를 사용하였고, 티타늄합금 지대주, 지르코니아 지대주, 주조 금합금 지대주인 UCLA plastic abutment를 사용하였다. 초기 풀림회전력을 측정하고, 하중을 $10^5$ 회 가한후, 풀림회전력을 측정하였다. 초기 풀림회전력 상실률, 하중후 풀림회전력 상실률, 동적하중에 의한 풀림회전력 상실률을 계산하였다. 결과 : 초기 풀림회전력, 동적 하중후 풀림회전력, 초기 풀림회전력 상실률, 동적 하중후 풀림회전력 상실률, 동적 하중에 의한 풀림회전력 상실률은 각 지대주간 유의한 차이를 나타내지 않았다. 또한, 각 지대주 내에서 동적 하중 전후의 풀림회전력은 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 결론 : Titanium, zirconia, UCLA 지대주의 초기 나사풀림은 지대주간 유의한 차이가 없음을 알 수 있었고, 초기의 저작력은 하중전후 나사풀림에 큰 영향을 주지 않는다고 생각된다. 또한, UCLA, zirconia, titanium 지대주의 선택시 초기 나사풀림과 관련하여 특정 종류의 지대주 선택을 기피할 필요는 없다고 생각된다.
본 연구는 가변형 핸드바이크를 개발하기 위해서 손으로 구동하는 핸드바이크 사용자들이 싸이벡스를 이용하여 등받이각도별 상지회전력 값, 크랭크축과 가슴명치와의 거리에 대한 상지회전력 값, 그리고 핸드바이크의 손잡이 각도별 상지회전력 값을 토대로 핸드바이크 설계 가이드라인을 제시하기 위함이다. 본 연구를 위해 일반인 남자 3명을 대상으로 상지 회전력 값을 실험측정하였다. 본 연구 결과를 보면 다음과 같다. 첫째, 핸드바이크 등받이 각도 중 상지회전력에서 최대근력이 등받이 50도일때가 가장 높았고, 근지구력은 등받이 80도 일때가 가장 높았다. 이는 엎드린 자세 즉 K-Tybe 핸드바이크가 가장 속도가 높을거라고 주관적으로 생각되었지만 바람의 저항이 등받이가 낮을수록 속도와 효율성이 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 핸드바이크 손잡이 타입 중 수평(0도)손잡이, 수직(90도)손잡이, 45도 손잡이 중 45도 손잡이가 가장 회전력 값이 높았다. 이는 수관절, 주관절, 견관절 등이 골고루 힘이 분배되어 회전력이 발생하는 것으로 나타났다. 셋째, 핸드바이크 크랭크축과 가슴명치와의 거리(35cm, 45cm, 55cm)중 45cm가 회전력이 가장 효율적으로 발생되는 것으로 나타났다. 이는 핸드바이크 핸들링 시에 나타나는 중력에 영향과 피로감이 영향을 받는 것으로 나타났다.
최근의 회전 기계 시스템은 단위 중량 당 에너지 효율을 높이기 위하여 고속화 소형화(경량화) 추세이며 이에 따라 불안정성이 증대되는 경향이 있다. 이를 개선하기 위하여는 회전기 요소의 연구가 필수적인데 이는 결국 기계시스템의 내구성 및 안전과 경쟁력 향상에도 직결되는 중요한 사항이 된다. 여기에서는 고속회전기 요소 및 시스템 안정화 해석설계 기술과 관련. 한국과학기술연구원(KIST) 트라이볼로지 연구센터의 로터다이나믹스팀이 현재 보유하고 있거나 개발 중인기술들을 소개함으로써 향후 고속화를 통한 회전기계 시스템의 세계적 경쟁력 향상은 물론 새로운 관심사로 떠오르는 지능형 회전기기 시스템과 초소형 회전기기 시스템에 관련된 연구 개발을 소개하고자 한다.(중략)
자동차용 추진축의 위험회전속도를 원심력에 의한 탄성변형의 관계로부터 유도하여 보았다. 회전체의 unbalance량은 보통 회전속도에 관계없이 거의 일정하나 자동차용 추진축과 같이 외 경에 비하여 전장이 길고 고속회전하는 경우에는 축의 탄성변형에 의하여 unbalance량이 커진다. 회전속도에 따른 unbalance 변화량을 역시 원심력-탄성변형관계로부터 구하고 balancing을 위한 최적회전속도, tube의 편심도 기타 balancing 작업을 어렵게 하는 요소들에 대하여 정리하여 보았다.
임프란트의 외표면적이 골과의 결합의 정도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 10개의 grade ll 티타늄 임프란트를 사용하여 이를 직경 3미리와 5미리의 2개의 군으로 나누어 10마리의 토끼의 무릅뼈에 삽입하였다. 6주후에 동물들을 희생시키고 회전제거력을 Tohnichi 15-BTG-N Torque garge Manometer로 측정하여 5nmwlrrud 그룹의 회전제거력이 3mm직경 그룹의 회전제거력보다 큰 것을 확인하였다. (p=0.008)
본 논문에서는 상호역회전 풍력발전기와 New Yaw System 실증시험에 대하여 제시한다. 상호역회전 풍력발전기는 공기의 유동을 가진 운동에너지의 공기역학적(aerodynamic) 특성을 이용하여 동일한 바람방향에 대해 상호 반대방향으로 회전하는 Front Blade와 Rear Blade를, Generator의 Rotor와 Stator에 각각 결합 형성한 것으로, Generator와 Dual Blade의 회전력이 원심력이 아닌 구심력으로 변환되어 무게중심이 균형을 이루게 한다. 이렇게 변환된 구심력은 회전구동부분의 편마모 현상, 소음발생 현상 및 불균형 톨크 발생 현상 감소효과가 공히 구현되도록 하여 풍력발전기의 구조적 안정성 및 발전효율 증대효과를 얻을 수 있도록 한 기술이다.
우리는 전향력 발생원리를 설명하기 위한 새로운 방법을 개발하고, 이를 5명의 10학년 학생들에게 적용하여 나타난 반응을 분석하였다. 중등과학 교과서에서 전향력 실험을 위해 회전원판이 자주 사용된다. 그런데 회전원판에 대한 명확한 설명이 없기 때문에, 회전원판이 북극을 중심으로 자전하는 지구를 나타낸다고 오해할 가능성이 높다. 이 연구는 회전원판이 임의의 위도에 접하는 평면이라는 사실에 중점을 두었다. 학생들은 회전원판의 이런 특징을 이해하면서 전향력을 쉽게 이해할 수 있었다. 덧붙여 우리는 회전원판과 전향력의 관계를 이해할 수 있게 도와주는 방법을 제시하려 하였다. 이 방법은 학교 교육에서 전향력의 특징을 좀 더 명확히 이해하는 데 도움이 될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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