• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권5호
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• pp.401-410
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• 2003

본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 대퇴골 전자간 골절 치료에 대한 다양한 수술기법을 골밀도 변화에 따라 생체역학적으로 분석하여 이를 평가하고자 한다. 이에 구현된 모델들은 압박 고관절 나사만을 이용하여 시술한 모델 (Type I), 삽입된 압박 고관절 나사 주위에 시멘트 영역을 확보한 뒤 골 시멘트로 보강하는 시술을 구현한 모델 (Type II),대학교추가의 골소실이 없이 시멘트를 가압하여 주입하는 시술을 구현한 모델 (TypeIII)의 3가지 형태로 구현하였다. 시술 상황에 따라 골절부위와 삽입물의 경계면 주위에 접촉요소를 사용하기 위해 적절한 마찰계수를 설정하였으며, 골다공증 정도 (Singh Indices, II∼V)에 따라 대퇴골의 물성치를 적절하게 적용시켰다. 각 모델에 있어 골밀도 변화에 따른 수술기법의 차이를 분석하기 위하여 다음과 같은 인자를 분석하였다 : (a) 대퇴골두 내에서의 von Mises 응력 부피비, (b) 대퇴골두 망상골과 인공 삽입물내에서의 최대 von Mises 응력 (PVMS), (c) 대퇴골두 내에서의 최대 von Mises 변형률 (MVMS), (d) 골절 부위와 인공 삽입물 주위에서의 미세운동량. 수술기법 중 Type III가 대퇴골두 내에서 골밀도 변화에 상관없이 가장 낮은 PVMS, MVMS 수치를 보여 가장 효율적인 결과를 나타내었다. 이는 기존 시술법 (Type I,II)에 비해 내고정 실패 가능성이 가장 적을 것으로 예측되었다. 특히, 골밀도가 낮을 때에는 Type III의 수술 효과가 더욱 커지는 것으로 나타났다. 또한, 삽입물 주위에서 미세운동량을 분석한 결과, Type III의 수치가 다른 시술법들의 15∼20%로 나타나 시멘트를 가 압하여 보강하는 시술법이 삽입물 주위의 미세운동을 억제하는데 있어 가장 효과적이다는 것을 증명하는 것이다. 이러한 결과로부터, 압박 고관절 나사를 이용한 대퇴골두 전자간 골절 치료에 있어 골 시멘트를 가압하여 보강하는 방법이 골밀도가 낮은 환자에 있어 인공삽입물의 내고정 및 골유합에 가장 큰 효과를 보일 것으로 사료된다.

• 대한치과교정학회지
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• 제34권5호
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• pp.417-428
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• 2004

본 연구는 상악 제1대구치에 발치공간 폐쇄를 위한 근심력 적용시, 대구치의 근원심 경사도와 회전정도의 변화가 치근막의 응력분포와 치근막 내에서의 초기 치아이동에 어떤 변화를 야기하는지를 살펴보기 위하여 시행되었다. 상악 제1대구치와 치근막의 3차원 유한요소모델을 제작하여 $20^{\circ}$의 근심경사와 원심경사를 설정하고. $20^{\circ}$의 근심회전과 원심회전을 설정하였다 각각의 상황에서 치체이동을 유도하는 근심력을 가하기 위해 협면에 rigid element를 부착하고 200g의 근심력과 9: 1의 countertipping 모멘트 5:1의 counterrotation모멘트를 부여하였다. 각각의 응력분포 및 초기이동 양상을 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 상악 제1대구치의 경사도 변화나 회전 변화를 통해 근심력 적응시 구치의 근심이동에 대한 저항의 증가를 얻을 수 없었다. $20^{\circ}$의 근심경사와 $20^{\circ}$의 원심회전이 매우 유사한 응력분포 및 변위를 나타내었다 $20^{\circ}$의 원심경사와 $20^{\circ}$의 근심회전도 마찬가지로 유사성을 보였다. $20^{\circ}$ 근심경사 및 $20^{\circ}$ 원심회전된 경우 치근이 협측 이동하고 치관이 설측 이동하는 관상면 상에서의 회전경향이 발생하였다. $20^{\circ}$ 원심경사 및 $20^{\circ}$ 근심회전된 경우 치근이 설측 이동하고, 치관이 협측 이동하는 관상면 상에서의 회전경향이 발생하였다. 경사되거나 회전된 치아에 근심력을 가해야 할 경우 관상면상에서의 회전을 방지하기 위한 부가적인 토크 조절이 필요하다.