• 대한치과교정학회지
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• 제45권1호
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• pp.29-37
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• 2015

Objective: The coefficients of friction (COFs) of aesthetic ceramic and stainless steel brackets used in conjunction with stainless steel archwires were investigated using a modified linear tribometer and special computer software, and the effects of the bracket slot size (0.018 inches [in] or 0.022 in) and materials (ceramic or metal) on the COF were determined. Methods: Four types of ceramic (one with a stainless steel slot) and one conventional stainless steel bracket were tested with two types of archwire sizes: a $0.017{\times}0.025$-in wire in the 0.018-in slots and a $0.019{\times}0.025$-in wire in the 0.022-in slot brackets. For pairwise comparisons between the 0.018-in and 0.022-in slot sizes in the same bracket, an independent sample t-test was used. One-way and two-way analysis of variance (ANOVA) and Tukey's post-hoc test at the 95% confidence level (${\alpha}$ = 0.05) were also used for statistical analyses. Results: There were significant differences between the 0.022-in and 0.018-in slot sizes for the same brand of bracket. ANOVA also showed that both slot size and bracket slot material had significant effects on COF values (p < 0.001). The ceramic bracket with a 0.022-in stainless steel slot showed the lowest mean COF (${\mu}$ = 0.18), followed by the conventional stainless steel bracket with a 0.022-in slot (${\mu}$ = 0.21). The monocrystalline alumina ceramic bracket with a 0.018-in slot had the highest COF (${\mu}$ = 0.85). Conclusions: Brackets with stainless steel slots exhibit lower COFs than ceramic slot brackets. All brackets show lower COFs as the slot size increases.

• 대한치과교정학회지
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• 제47권3호
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• pp.158-166
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• 2017

Objective: To investigate how bracket slot size affects the direction of maxillary anterior tooth movement when en-masse retraction is performed in sliding mechanics using an induction-heating typodont simulation system. Methods: An induction-heating typodont simulation system was designed based on the Calorific Machine system. The typodont included metal anterior and resin posterior teeth embedded in a sticky wax arch. Three bracket slot groups (0.018, 0.020, and 0.022 inch [in]) were tested. A retraction force of 250 g was applied in the posterior-superior direction. Results: In the anteroposterior direction, the cusp tip of the canine in the 0.020-in slot group moved more distally than in the 0.018-in slot group. In the vertical direction, all six anterior teeth were intruded in the 0.018-in slot group and extruded in the 0.020- and 0.022-in slot groups. The lateral incisor was significantly extruded in the 0.020- and 0.022-in slot groups. Significant differences in the crown linguoversion were found between the 0.018- and 0.020-in slot groups and 0.018- and 0.022-in slot groups for the central incisor and between the 0.018- and 0.022-in slot groups and 0.020- and 0.022-in slot groups for the canine. In the 0.018-in slot group, all anterior teeth showed crown mesial angulation. Significant differences were found between the 0.018- and 0.022-in slot groups for the lateral incisor and between the 0.018- and 0.020-in slot groups and 0.018- and 0.022-in slot groups for the canine. Conclusions: Use of 0.018-in slot brackets was effective for preventing extrusion and crown linguoversion of anterior teeth in sliding mechanics.

• 대한치과교정학회지
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• 제50권6호
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• pp.401-406
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• 2020

Objective: To investigate and compare the slot sizes and parallelism of metal injection molding (MIM) and computerized numerical control (CNC) brackets. Methods: The following four MIM bracket series with 0.022-inch (in) slots were selected for investigation: Di MIM mini Twin (Ortho Organizers), Mini Diamond Roth (Ormco), Gemini MBT (3M Unitek), and Formula R Roth (Tomy). The following four CNC bracket series with 0.022-in slots were selected for investigation: Econoline MBT (Adenta), Legend mini MBT (GC Orthodontics), Crown mini MBT (Adenta), and Evolve MBT (DB Orthodontics). The slot dimensions were measured using an optical microscope (XTCam-D310M; Mitutoyo) with a resolution of 1 ㎛. The results were statistically analyzed using one-way analysis of variance and the Tukey post-hoc test with a significance level of 0.05. Results: The results indicated that all the investigated slot sizes were oversized with respect to the manufacturers' specifications (0.022 in). Among the eight bracket series, the Di MIM bracket (MIM) was the most oversized by 10.4%, whereas the Evolve bracket (CNC) was the least oversized by 2.6%. The slots in seven of the bracket series had divergent walls instead of parallel ones. The Evolve bracket alone had parallel slot walls. Conclusions: Regardless of the manufacturing method, all the slot sizes of the brackets investigated in this study were significantly oversized; most of the slot walls were nonparallel, except for those of the Evolve bracket. This study could not establish that the CNC method was more accurate than the MIM method in manufacturing bracket slots.

• Journal of Korean Dental Science
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• 제4권2호
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• pp.46-51
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• 2011

Purpose: For aesthetic reasons, composite resin brackets are widely used. However, related studies are rare. This pilot study sought to compare the stress distributions in two commercially available composite resin brackets with metal slot. Materials and Methods: Two commercially available resin brackets -- full-metal slot resin bracket (fSRB) and partial-metal slot resin bracket (pSRB) with straight wire appliance dimension of $0.022{\times}0.028$ in -- were selected. In each bracket, 3-dimensional finite element models were constructed, and stress level was evaluated using finite element analysis. By loading the tipping force and torsion moment, which are similar to those applied by the stainless steel rectangular wire ($0.019{\times}0.025$ -in), stress distributions were calculated, and von Mises stress values were obtained. Results: In pSRB and fSRB, the stress value of the torque moment was much higher than that of the tipping force. The pSRB showed higher stress value than fSRB in both tipping force and torque moment because of the difference in size and configuration of the metal frame inserted into the slot. More stress was also found to be concentrated on the slot area than the wing area in fSRB. Conclusion: The slot form of fSRB was found to be more resistant to the stress of tipping and torque than the slot form of pSRB. In addition, the slot areas -- rather than the wing areas -- of the bracket showed breakage susceptibility. Therefore, resistance to the torque moment on the slot area should be considered in bracket design.

• 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.

• 대한치과교정학회지
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• 제18권1호
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• pp.155-163
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• 1988

The purpose of this study was to evaluate and compare frictional forces generated between orthodontic brackets and arch wires. Independent variables were chosen for study: arch wire size and shape, arch wire material, bracket width, and second-order angulation between bracket and arch wire. Kinetic frictional forces of stainless steel (0.014', 0.016', 0.018', 0.016' ${\times}$ 0.022', 0.018' ${\times}$ 0.022'), $\beta-titanium$ (0.016' ${\times}}$ 0.022') arch wires were measured on wide and junior edgewise twin brackets (0.018' ${\times}$ 0.022' slot). Instron was used to pull arch wires while $0^{\circ},\;3^{\circ},\;6^{\circ},\;or\;9^{\circ}$ angulation between and wire and bracket was given. The results were as follows: 1. The frictional force of $\beta-titanium$ wire was larger than that of stainless steel wire. 2. The frictional force was generally increased as the size of wire is increased. 3. The frictional force of rectangular wire was larger than that of round wire. 4. As second order angulation was increased, the frictional force was also increased. 5. The frictional force was larger on a wide bracket than on a junior bracket.

• 대한치과교정학회지
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• 제31권3호
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• pp.335-346
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• 2001

본 연구의 목적은 교정치료의 마무리 단계에서 비람직하지 못한 순설측 경사를 가진 한 개 치아의 이동을 원할 때 브라켓 슬롯의 크기와 각형선재의 종류, 크기에 따라 부여하여야 할 적절한 임상적 torque (SWA의 각형선재에서 나머지 편평한 부분과 이동을 위해 변형시킨 부분의 단면이 이루는 각도만큼의 torque)의 양을 구하고자 하는 것이다. 임상적 torque는 play와 active torque(브라켓에 모멘트를 전달할 수 있는 torque)의 합으로 구성되는데, play는 수학적 공식을 이용하여 계산하였고 active torque는 컴퓨터를 이용한 삼차원 유한요소법으로 구하였다. 유한요소모델은 일렬로 배열된 세 개의 브라켓과 여기에 삽입된 stainless steel, TMA , NiTi 이렇게 3가지 종류의 교정용 각형선재로 구성된 다. 양쪽의 브라켓을 일정한 각도로 비틀어서 가운데 브라켓에 발생하는 모멘트를 계산하였다. 선재의 크기는 많이 사용되는 각형선재인 .016"X.022", .017"X.022", .017"X.025", .018"X.025", .019"X.025", .020"X.025". .021"X.025"의 7개로 디자인하였다. .018" 브라켓에는 .016"X.022", .017"X.022", .017"X.025" 선재를 삽입하여 실험하였고, .022" 브라켓에는 .016"X.022" 선재를 제외한 나미지 선재를 삽입하여 실험하였다. 실험으로 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 삽입된 브라켓 슬롯의 크기에 상관없이 같은 크기와 재질의 교정용 각형선재에 같은 active torque를 가하면 동일한 모멘트가 발생하였다. 2. 선재의 크기가 증가될 수록 동일한 active torque에 의해 발생되는 모멘트의 양은 증가하였다. 실험에 사용한 가장 굵은 선재인 .021"X.033" 선재는 동일한 재질의 가장 가는 .015"X.022" 선재에 비해 약 1.75배 더 큰 torsional stiffness를 가졌다. 3. 선재의 재질에 따라서는 stainless steel, TMA, NiTi순으로 torsional stiffness가 감소하였는데 stainless steel에 비해 TMA는 0.35배, NiTi는 0.16배였다. 4. 브라켓간 거리의 증가와 발생되는 torsional .stiffness는 반비례하였다. 브라켓간 거리의 증가에 의해 감소되는 torsional stiffness의 비율은 선재의 재질과 상관이 있었고 크기에 따라서는 큰 차이가 없었다. 5. 교정치료의 마무리 단계에서 이상적인 순설측 경사이동을 일으키는 임상적 torque의 공식과 값을 구하였다.

• 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.

• 대한치과교정학회지
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• 제31권2호통권85호
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• pp.271-281
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• 2001

치아에 부착된 bracket이 교정선을 따라 이동할때 필연적으로 bracket과 교정선, 결찰재 사이에 마찰력이 발생된다. 이에 저자는 동일한 bracket내에서 교정선의 종류, 결찰방법, 건조와 타액상태에 따른 마찰력 차이, 타액의 윤활제로서의 기능을 살펴보기 위해 본 연구를 시행하게 되었다. 본 실험에 사용된 bracket은 .18" ${\times}$ .025" slot의 상악 견치용 standard edgewise bracket(RMO. USA)이며, 교정선은 .016" , .016" ${\times}$ .022" 크기의 Cobalt-chromium(Elgiloy : RMO. USA), Nickel-titanium(Ni-Ti) (ORTHOLLOY : Goldstar Cable Co. KOREA), Beta- titanium(TMA : ORMCO Co., USA)의 2가지 형태의 3종을 이용하여 활주할 때의 마찰력을 만능시험기(Instron, M 1000 EC)를 사용하여 계측하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 각각의 동일조건하에서 교정선의 재질에 따른 마찰력은 Co-Cr, Ni-Ti, ${\beta}$-Ti순으로 증가하였다. 단, 타액상태에서 elastomeric으로 결찰한 .016" 군에서는 예외이다. 2. 각 조건하(건조/타액상태, .016" /.016" ${\times}$.022" ) 에서 결찰방법에 따른 마찰력은 elastomeric보다 stainless steel결찰에서 더 크게 나타났다(p<0.05). 3. 각각의 교정선과 결찰방법에서 타액 유무에 따른 마찰력은 stainless steel로 결찰한 .016" Co-Cr, Ni-Ti, ${\beta}$-Ti는 타액상태에서 감소하나, stainless steel로 결찰한 .016" ${\times}$.022" Co-Cr, Ni-Ti, ${\beta}$-Ti는 타액상태에서 증가하였다(p<0.05). 4. 각 조건하(건조/타액상태, elastomeric/stainless steel 결찰) .016" 과 .016" ${\times}$.022" 교정선 사이의 마찰력은 .016" ${\times}$.022" 교정선에서 증가하였다(p<0.05).

• 대한치과교정학회지
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• 제34권3호
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• pp.253-260
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• 2004

치아의 활주 이동시 교정용 브라켓과 호선 사이의 마찰력은 많은 요인들, 예를 들면 브라켓과 호선의 크기, 형태 그리고 재료, 결찰방법 그리고 브라켓-호선간 각도 등과 관련이 있다. 이런 요인들 대부분에 관하여 명확한 결론이 내려져 있지만 브라켓 폭이 마찰력에 미치는 효과에 관해서는 논란이 있다. 이번 연구는 임상에서와 비슷한 모의 치아 이동시 브라켓 폭이 발생되는 마찰력의 양에 미치는 효과를 조사하기 위해 고안되었다. 폭이 다른 세 가지 브라켓 $(0.018{\times}0.025\;standard)$ 즉 좁은 것 (2.40mm), 중간 것 (3.00mm), 그리고 넓은 것(4.25mm) 등을 $0.016{\times}0.022$ 스테인레스 스틸 호선과 함께 사용하였다 세 가지 브라켓-호선 조합들은 분속 0.5mm로 4분 동안 장치 에서 움직이도록 하였고 각각 7회씩 반복 측정하였다. 생물학적인 상태를 재현하기 위해 치 아 치조 모형은 치근막과 유사한 탄성을 갖는 재료를 이용하는 간접법으로 제작되었다. 게다가 결찰력의 효과를 최소화하기 위하여 브라켓에 레진을 덧붙여서 고무로 결찰함으로써 브라켓 폭의 차이를 보상해주었다. 결과는 다음과 같다: 1. 각 브라켓-호선 조합의 최대 마찰력은; 좁은것(2.40mm): $m4.69gmf$ 중간것 (3.00mm): $72.7\pm54.98gmf$ 넓은것(4.25mm): $72.5\pm94.54gmf$ 2. 호선이 브라켓 슬롯을 지나서 나아갈수록 마찰력은 증가하였다. 3. ANOVA 사후검정 결과 임상과 비슷한 모의 실험에서 브라켓 폭은 마찰력에 아무런 영향을 미치지 않았다(p>0.05).