Sa, Min-Woo;Shim, Hae-Ri;Ko, Tae-Jo;Lee, Jong-Min;Kim, Jong Young
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.15
no.1
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pp.1-7
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2016
In the dentistry field, an ultrasonic surgery unit is widely used in bone cutting and scaling to reduce operation time and minimize hemorrhage. The purpose of this study was to evaluate bone cutting and the effect of a specimen's temperature on the two-type ultrasonic surgery unit using a handpiece moving system(HMS). A HMS, which can cut the bone, was developed to perform the experimental procedure with precision of motion control. Bone specimens were prepared from a combination of epoxy-hardener and cortical bone of bovine leg. Through the bone-cutting experiment, the cutting depth was evaluated by not only scanning electron microscopy, but also Vernier calipers. Also, the temperature distribution was measured by a thermo-graphic camera. This study may be applied methodically in various experimental evaluations on a performance test by a HMS.
Objective: The objective of the study was to evaluate the practicality and the validity of different surface treatments of self-drilling orthodontic mini-implants (OMIs) by comparing bone cutting capacity and osseointegration. Methods: Self-drilling OMIs were surface-treated in three ways: Acid etched (Etched), resorbable blasting media (RBM), partially resorbabla balsting media (Hybrid). We compared the bone cutting capacity by measuring insertion depths into artificial bone (polyurethane foam). To compare osseointegration, OMIs were placed in the tibia of 25 rabbits and the removal torque value was measured at 1, 2, 4, and 8 weeks after placement. The specimens were analyzed by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Results: The bone cutting capacity of the etched and hybrid group was lower than the machined (control) group, and was most inhibited in the RBM group (p < 0.05). At 4 weeks, the removal torque in the machined group was significantly decreased (p < 0.05), but was increased in the etched group (p < 0.05). In the hybrid group, the removal torque significantly increased at 2 weeks, and was the highest among all measured values at 8 weeks (p < 0.05). The infiltration of bone-like tissue surface was evaluated by SEM, and calcium and phosphorus were detected via EDS only in the hybrid group. Conclusions: Partial RBM surface treatment (hybrid type in this study) produced the most stable self-drilling OMIs, without a corresponding reduction in bone cutting capacity.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.19
no.2
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pp.1-8
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2020
While dental clinics still use the ultrasonic scaling/surgery tool for teeth scaling and cleaning the tool's use is expanding steadily to include treatment of damaged teeth and bone tissue. In this study, a handpiece moving system (HMS) was developed to evaluate bone scaling and cutting in the field of dentistry. The HMS, through a scaling test of bone using a scaler tip, it was able to identify surface damage. Additionally, a thermos-graphic camera was used to observe the temperature distribution that occurred during the bone scaling and cutting process. Consequently, we found that increasing the working load increased the amount of surface damage. Changes in temperature distribution occurred slowly and were maintained within safety bounds for 10 minutes. Going forward, we will compare the HMS performance on scaling and cutting with other devices.
Sa, Min-Woo;Shim, Hae-Ri;Ko, Tae-Jo;Lee, Jong-Min;Kim, Jong Young
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.33
no.5
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pp.377-383
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2016
Recently, research on bone fracture and osteoplasty using ultrasonic bone surgery unit has been ongoing in the fields of dentistry, plastic surgery, and otorhinolaryngology. However, detailed data evaluation with ultrasonic bone surgery unit has not been conducted to date. In this study, we developed handpiece moving system (HMS) for cutting performance evaluation. In the experimental setup of HMS, a handpiece was immobilized, and bone samples from cortical bone of bovine leg were prepared. Also, the experimental process was described in detail, and a basic experiment was carried out to evaluate the cutting performance. Future study is required on all experimental process conditions by HMS.
Consumption of chicken feet has been increasing recently, thus it was necessary to produce good quality of bone less chicken feet. In the process of bone removal during chicken feet production, feeding, conveying, cutting and bone removing process takes about 90% of overall labor. Therefore, the development of a chicken feet-bone remover was necessary to reduce the cost of labor. There has been few research on the chicken feet bone removers so far in Korea as well as worldwide. So the main objective of this study was to develop a chicken feet-bone remover which is suitable for domestic circumstances. The average length of chicken feet was 113.3 mm with maximum and minimum lengths of 135.8 mm and 92.2 mm, and the average diameter of chicken leg was 12.5 mm, average width of the toe was 56.2 mm and the average weight of chicken feet was 26.4 g with maximum and minimum weight of 39.3 g and 16.9 g, respectively. Also, the average moisture content was 64.7% (w.b). The average cutting force of little toes was 15.6 N for the size ranges of less than 3.5 mm, 22.5 N, 3.5~6.0 mm and 30.3 N for larger than 6.0 mm in diameter, respectively.
Sang Ho Kim;Seung Han Yang;Joong Ho Lee;Jong Kyun Choi
Journal of Biomedical Engineering Research
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v.44
no.2
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pp.109-117
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2023
In this study, the effect of the shape of the specimen and the feedrate of the dental ultrasonic surgical instrument on the cutting force and surface roughness of the specimen is analyzed. Experimental specimens were made of SAWBONES artificial bone materials in square and spherical specimens. In addition, the cutting feedrate of the surgical instrument was controlled through the developed moving system. The cutting force generated when cutting the specimen was measured through a force sensor. After the experiment, the cutting surface of the specimen was observed through a three-dimensional optical microscope and the surface roughness was measured. Through one-way ANOVA, the effect of each specimen shape and feed rate on surface roughness was analyzed. As a result of the experiment, the cutting force increased proportionally in the initial feed rate increase stage, but the increase in cutting force decreased as the feed rate continued to increase. Also, the cutting force showed a difference according to the shape of the specimen. The spherical specimen with a relatively small cutting surface area had less cutting force than the square specimen. However, as a result of one-way ANOVA, it was found that the specimen shape and feed rate did not affect the surface roughness. In future studies, it is expected to be used for comparative analysis of ultrasonic surgical instruments and correlation analysis between cutting factors.
Consumption of chicken feet has been increasing recently, thus it was necessary to produce good quality of bone less chicken feet. In the process of bone removal during chicken feet production, feeding, conveying, cutting and bone removing process takes about 90% of overall labor. Therefore, the development of a chicken feet-bone remover was necessary to reduce the cost of labor. The main objective of this study was to make and test of chicken feet-bone remover. The optimum vibration level of feeder wes 8, and the optimum conveyor speed was 3.6 m/min. The feeding speed of feeder were 0.18 m/s, 0.13 m/s and 0.19 m/s for the weight ranges of chicken feet of >20 g, 20~30 g and 30 g< respectively. The sensing success rates of chicken feet were 100%, 98% and 96% for the conveyor speeds of 3.0, 3.6 and 4.2 m/min respectively. The slips of chicken feet were 1.0 mm, 1.9 mm and 3.2 mm for conveyor speed of 0.8, 1.9 and 4.2 m/min respectively, with the average moisture content of 65% (w.b). The incision accuracy rates of the chicken leg were 46%, 95%, 97% for the size ranges of >15 mm, 15~18 mm, 18 mm< respectively with the velocity of cutting blade 3.9 m/s. The removal rates of the chicken feet bone were 98%, 96%, 88% for toes diameter >10 mm, 10~15 mm, 15 mm> respectively with the velocity of cutting blade 11.8 m/s.
Kim, Seong-Kyun;Heo, Seong-Joo;Koak, Jai-Young;Hong, Seong-Doo;Lee, Shin-Jae;Lee, Joo-Hee
The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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v.46
no.3
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pp.255-260
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2008
STATEMENT OF PROBLEM: Preparation of implant beds with lasers is considered a safe and reliable method, but the accuracy of this technique has not been examined. PURPOSE: The purpose of this study was to evaluate the accuracy and effectiveness of implant bed preparation using an Er,Cr:YSGG laser. MATERIAL AND METHODS: An Er,Cr:YSGG laser was applied to pig rib bone. The laser was employed at a 5.75 W power setting, 30 Hz/sec pulse repetition, and 70 ${\mu}s$ pulse duration with 50 % water and 60% air spray. According to laser tips the groups were divided as follows; Group 1: paralleled - shaped sapphire tip (0.6 mm${\Phi}$), Group 2: paralleled - shaped zirconia tip (0.6 mm${\Phi}$), Group 3: tapered sapphire tip (0.4 mm${\Phi}$). The Er,Cr:YSGG laser tip was separated by 1 mm from the bone and applied for 15 seconds in a non-contact mode. After the application, the bone was sectioned for specimens. Histologic measurements were determined by computerized morphometry. The length of the prepared bone surface was measured and the width of the entrance was measured. The results were analyzed with one-way ANOVA (P<0.05). RESULTS: The prepared length of group 3 was longer than that of group 2. The prepared bone width was larger than the width of the laser tip in every group. Additional bone removal was observed adjacent to the prepared area and displayed an irregular surface. CONCLUSION & DISCUSSION: Different cutting effects were observed according to the laser tip, emphasizing the importance of proper tip selection in the clinical setting. This preliminary study supported the existence of hydrokinetic effects.
Objective: The purpose of this study was to evaluate the effect of length and shape of cutting flute on mechanical properties of orthodontic mini-implants. Methods: Three types of mini-implants with different flute patterns (Type A with 2.6 mm long flute, Type B with 3.9 mm long and straight flute, Type C with 3.9 mm long and helical flute) were inserted into the biomechanical test blocks (Sawbones Inc., USA) with 2 mm and 4 mm cortical bone thicknesses to test insertion and removal torque. Results: In 4 mm cortical bone thickness, Type C mini-implants showed highest maximum insertion torque, then Type A and Type B in order. Type C also showed shortest total insertion time and highest maximum removal torque, but Type A and B didn't showed statistically significant difference in insertion time and removal torque. In 2 mm cortical bone thickness, there were no significant difference in total insertion time and maximum removal torque in three types of mini-implants, but maximum insertion torque of Type A was higher than two other Types of mini-implants. Conclusions: Consideration about length and shape of cutting flute of mini-implant is also required when the placement site has thick cortical bone.
Seo, Jeong Seok;Lee, Yoon Jeong;Kim, Jin Wook;Park, Dong Sam
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.12
no.5
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pp.135-140
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2013
Ultrasonic cutting is a kind of eco-technique and cost-effective technique to be used for cutting of various materials such as baked product, fresh/frozen food, rubber, textile, wood, bone, etc. The performance of ultrasonic cutting is affected by design of cutting horn and cutting conditions. Specially the design of horn to resonate at the longitudinal direction is most important. To analyze the problems from which cracking and noise are often generated with conventional cutting horn, FEA is carried out, and then improved cutting horn which can reduce maximum stress and stress concentration is designed. Vibration characteristics, resonant frequency, gain, and amplitude uniformity of the cutting horn designed optimally are evaluated through FFT analysis and compared with those of conventional cutting horn.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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