• 제목/요약/키워드: Insertion Force

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요추부 협착증 치료를 위한 극돌기 삽입술의 생체역학적 효과 분석 (A Biomechanical Analysis of an Interspinous Distraction Device for Treatment of Lumbar Spinal Stenosis)

  • 이희성;첸웬밍;송동률;권순영;이권용;이성재
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.210-217
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    • 2006
  • Many types of interspinous distraction devices (IDDs) have been recently developed as an alternative surgical treatment to laminectomy and fusion with pedicle screws for the treatment of the lumbar spinal stenosis (LSS). They are intended to keep the lumbar spine in a slightly flexed posture to relieve pain caused by narrowing of the spinal canal and vertebral foramen. However, their biomechanical efficacies are not well known. In this study, we evaluated the kinematic behaviors and changes in intradiscal pressure (IDP) of the porcine lumbar spine implanted with IDD. For kinematics analysis, five porcine lumbar spines (L2-L6) were used and the IDD was inserted at L4-L5. Three markers (${\phi}{\le}0.8mm$) were attached on each vertebra to define a rigid body motion for stereophotogrammetric assessment of the spinal motion in 3-D. A moment of 7.5Nm in flexion-extension, lateral bending, and axial rotation were imparted with a compressive force of 700N. Then, IDD was implanted at L3-L4. IDPs were measured using pressure transducer under compression (700N) and additional extension moment (700N+7.5Nm). In kinematic behaviors, insertion of IDD resulted in statistically significant decrease 42.8% at the implanted level in extension. There were considerable changes in ROM at the adjacent levels, but statistically insignificant. In other motions, there were no significant changes in ROM as well regardless of levels. IDPs at the surgical level (L3-L4) under compression and extension moment decreased by 12.9% and 18.8% respectively after surgery (p<0.05). At the superiorly adjacent levels, IDPs increased by 19.4% and 12.9% under compression and extension, respectively (p<0.05). Corresponding changes at the inferiorly adjacent levels were 29.4% and 6.9%, but they were statistically insignificant (p>0.05). The magnitude of pressure changes due to IDD, both at the operated and adjacent levels, were far less than the previously reported values with conventional fusion techniques. Our experimental results demonstrated the IDDs can be very effective in limiting the extension motion that may cause narrowing of the spinal canal and vertebral foramens while maintaining kinematic behaviors and disc pressures at the adjacent levels.

Biomechanical Comparison of Inter-fragmentary Compression Pressures : Lag Screw versus Herbert Screw for Anterior Odontoid Screw Fixation

  • Park, Jin-Woo;Kim, Kyoung-Tae;Sung, Joo-Kyung;Park, Seong-Hyun;Seong, Ki-Woong;Cho, Dae-Chul
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제60권5호
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    • pp.498-503
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    • 2017
  • Objective : The purpose of the present study was to compare inter-fragmentary compression pressures after fixation of a simulated type II odontoid fracture with the headless compression Herbert screw and a half threaded cannulated lag screw. Methods : We compared inter-fragmentary compression pressures between 40- and 45-mm long 4.5-mm Herbert screws (n=8 and n=9, respectively) and 40- and 45-mm long 4.0-mm cannulated lag screws (n=7 and n=10, respectively) after insertion into rigid polyurethane foam test blocks (Sawbones, Vashon, WA, USA). A washer load cell was placed between the two segments of test blocks to measure the compression force. Because the total length of each foam block was 42 mm, the 40-mm screws were embedded in the cancellous foam, while the 45-mm screws penetrated the denser cortical foam at the bottom. This enabled us to compare inter-fragmentary compression pressures as they are affected by the penetration of the apical dens tip by the screws. Results : The mean compression pressures of the 40- and 45-mm long cannulated lag screws were $50.48{\pm}1.20N$ and $53.88{\pm}1.02N$, respectively, which was not statistically significant (p=0.0551). The mean compression pressures of the 40-mm long Herbert screw was $52.82{\pm}2.17N$, and was not statistically significant compared with the 40-mm long cannulated lag screw (p=0.3679). However, 45-mm Herbert screw had significantly higher mean compression pressure ($60.68{\pm}2.03N$) than both the 45-mm cannulated lag screw and the 40-mm Herbert screw (p=0.0049 and p=0.0246, respectively). Conclusion : Our results showed that inter-fragmentary compression pressures of the Herbert screw were significantly increased when the screw tip penetrated the opposite dens cortical foam. This can support the generally recommended surgical technique that, in order to facilitate maximal reduction of the fracture gap using anterior odontoid screws, it is essential to penetrate the apical dens tip with the screw.

Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) Operation: From Design to Initial Results

  • Moon-Jin Jeon;Young-Ho Cho;Eunhyeuk Kim;Dong-Gyu Kim;Young-Joo Song;SeungBum Hong;Jonghee Bae;Jun Bang;Jo Ryeong Yim;Dae-Kwan Kim
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제41권1호
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    • pp.43-60
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    • 2024
  • Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) is South Korea's first space exploration mission, developed by the Korea Aerospace Research Institute. It aims to develop technologies for lunar exploration, explore lunar science, and test new technologies. KPLO was launched on August 5, 2022, by a Falcon-9 launch vehicle from cape canaveral space force station (CCSFS) in the United States and placed on a ballistic lunar transfer (BLT) trajectory. A total of four trajectory correction maneuvers were performed during the approximately 4.5-month trans-lunar cruise phase to reach the Moon. Starting with the first lunar orbit insertion (LOI) maneuver on December 16, the spacecraft performed a total of three maneuvers before arriving at the lunar mission orbit, at an altitude of 100 kilometers, on December 27, 2022. After entering lunar orbit, the commissioning phase validated the operation of the mission mode, in which the payload is oriented toward the center of the Moon. After completing about one month of commissioning, normal mission operations began, and each payload successfully performed its planned mission. All of the spacecraft operations that KPLO performs from launch to normal operations were designed through the system operations design process. This includes operations that are automatically initiated post-separation from the launch vehicle, as well as those in lunar transfer orbit and lunar mission orbit. Key operational procedures such as the spacecraft's initial checkout, trajectory correction maneuvers, LOI, and commissioning were developed during the early operation preparation phase. These procedures were executed effectively during both the early and normal operation phases. The successful execution of these operations confirms the robust verification of the system operation.

원위 대퇴골 인대 부착부의 강도 비교 - 사체의 대퇴골에 행한 실험적 연구 - (Comparative Biomechanical Study of Stiffness on Ligamentous Attached Sites of Distal Femur - Experimental Laboratory Study on Cadaver Femora -)

  • 곽지훈;심재앙;양상훈;김동희;이범구
    • 대한정형외과스포츠의학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.26-32
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    • 2009
  • 목적: 사체의 원위 대퇴골을 이용하여 각각의 인대가 붙는 부위의 골 강도를 비교함으로서 재건술이나 인대 보강 술식시 고정에 참고할 수 있는 지표로 삼고자 하였다. 대상 및 방법: 10구의 사체, 15개의 원위 대퇴골을 이용하여 골밀도 측정 후 5 개의 원위 대퇴골에 5.0 mm 유관나사를 각각의 인대 부착부, 즉 전방 십자 인대, 후방 십자 인대, 내측 측부 인대, 외측 측부 인대의 부착부에 삽입하고 최대 인장 강도를 측정하였고(실험 1), 10개의 원위 대퇴골을 이용하여 돼지의 신전건을 각각의 인대 부착부, 즉 전방 십자 인대, 후방 십자 인대, 내측 측부 인대, 외측 측부 인대의 부착부에 삽입하고 흡수성 간섭 나사로 고정 후 최대 인장 강도를 측정하였다(실험 2). 결과: 골밀도 검사는 실험 1이 $1.205{\pm}0.137\;g/cm^2$, 실험 2가 평균 $1.236{\pm}0.089\;g/cm^2$로 양 군간의 차이는 없었으며, 실험 1의 최대 인장 강도는 전방 십자 인대 군이 평균 $519.1{\pm}111.7$ N, 후방 십자 인대 군이 평균 $638.9{\pm}144.4$ N, 내측 측부 인대군이 평균 $169.7{\pm}56.0$ N, 외측 측부 인대 군이 평균 $225.6{\pm}61.5$ N으로 후방 십자 인대 군, 전방 십자 인대 군, 외측 측부 인대 군, 내측 측부 인대 군 순이었고, 실험 2의 최대 인장 강도는 전방 십자 인대 군이 평균 $310.6{\pm}31.0$ N, 후방 십자 인대 군이 평균 $379.9{\pm}47.4$ N, 내측 측부 인대 군이 평균 $104.01{\pm}14.4$ N, 외측 측부 인대 군이 평균 $131.5{\pm}21.9$ N으로 실험 1과 동일한 순이었다. 양 실험 모두 전방 십자 인대 군과 후방 십자 인대 군 간, 내측 측부 인대 군과 외측 측부 인대 군 간 강도의 유의한 차이는 없었으며, 내측 측부 인대 군과 외측 측부 인대 군이 전방 십자 인대 군과 후방 십자 인대 군에 비해 강도가 유의하게 낮았다. 결론: 대퇴 터널과 동일한 두께, 최소 길이의 간섭 나사못 고정은 불충분한 고정력을 제공하므로 전방 십자인대, 후방 십자인대, 내, 외측 측부 인대 재건술시 부가적인 술식이 필요하며 특히 외측 측부 인대와 내측 측부 인대 부착 부위의 강도는 후방십자 인대와 전방 십자 인대 부착 부위의 강도에 비해 현저히 약하므로 외측 또는 내측 측부 인대 재건술 및 보강술시 고정 방법에 대해 주의를 요하며 이를 보강할 수 있는 술식이 필요로 하다고 사료된다.

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고정원을 위한 micro-implant 매식시 drilling 유무에 따른 안정성에 관한 연구 (Effects of drilling process in stability of micro-implants used for the orthodontic anchorage)

  • 장영일;김종완
    • 대한치과교정학회지
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    • 제32권2호통권91호
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    • pp.107-115
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    • 2002
  • 본 연구는 교정적 고정원을 얻기 위하여 micro-implant(Osas$^{(R)}$, Epoch medical)를 drill method와 drill-free method로 매식시, 조기 교정력에 대한 각각의 경우 micro-implant의 역학적 안정성 및 조직학적 생체 적합도의 차이를 알아보고자 시행하였다. 두 마리의 실험견(beagle dog)을 대상으로 상, 하악 협측과 구개부위에 좌우측을 구분하여 drill method 군과drill-free method 군으로 나누어 매식하였다. 매식 한 재료는 직경 1.6 mm의 micro-implant를 사용하였으며, drill method 군 16개, drill-free method 군 16개, 총32개의 micro-implant를 식립하였다. 교정력은 매식 후 1주 뒤에 Ni-Ti coil spring(Ni-Ti springs-extension$^{(R)}$, Ormco)으로 200 gm - 300 gm의 힘을 적용하였다. 동요도 검사는 희생 전에 Periotest$^{(R)}$(Siemens)로 측정하였다. 매식 12주 후에 관류고정 하였으며 시편은 레진 포매하여 Exakt system$^{(R)}$(Exakt)을 이용하여 비탈회 표본을 제작하였다. 표본은 H-E 염색한 뒤, 광학 현미경 상에서 검경하여 조직학적 소견을 분석하였고 조직계측학적 측정은 골접촉률과 골밀도로 분석하였다. 위와 같은 실험을 통하여 매식한 micro-implant의 탈락률과 동요도, 골접촉률 및 골밀도로 drill method 군과 drill-free method 군의 역학적 안정성 및 조직학적 생체 적합도를 비교, 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. micro-implant와 골의 계면은 기계적 접촉 뿐만 아니라 골유착도 있었다. 2. micro-implant의 탈락은 drill method 군이 더 높았다. 3. 동요도는 drill method 군이 전반적으로 더 컸다. 4. micro-implant와 골접촉 정도는 전반적으로 drill-free method 군에서 양호했다. 5. micro-implant 나사산 사이 내에 존재하는 골밀도는 전반적으로 drill-free method 군에서 더 높았다. 결론적으로, micro-implant는 매식시 drill-free method가 drill method보다 탈락률과 동요도 및 골접촉률과, 골밀도에서 더 우수한 결과를 보여 drilling 과정이 안정성과 골조직 치유 및 골유착에 영향을 미친다고 판단된다.

구순구개열 환자에서 Locator® 유지장치가 장착된 milled titanium bar를 이용한 가철성 임플란트 피개 국소의치의 보철수복증례 (Removable implant-supported partial denture using milled bar with Locator® attachments in a cleft lip & palate patient: A clinical report)

  • 양상현;김경아;김자영;서재민
    • 대한치과보철학회지
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    • 제53권3호
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    • pp.207-214
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    • 2015
  • 본 증례는 구순구개열 환자에서 상순의 반흔, 상악 잔존치조제의 과도한 흡수, 협소한 구개 및 상악골의 열성장을 동반한 3급 악간관계로 인해 통상의 가철성 국소의치 수복에 한계를 보이기 때문에 상악 무치악 부위에 4개의 임플란트를 식립 후, CAD/CAM 시스템으로 밀링한 titanium bar를 이용한 상악 가철성 임플란트 피개 국소의치를 계획하였다. 통상의 주조방법은 주조 후 수축을 하게 되지만 CAD/CAM 시스템으로 밀링한 titanium bar는 높은 정밀성과 경제성 그리고 가벼운 장점이 있다. 하지만 실제 임상에서 milled bar는 아주 균등하고 정확한 마찰결합을 얻기 힘들며 의치의 반복적인 착탈에 의해 마찰 유지력이 감소 할 수 있다. 이에 milled bar와 함께 사용할 수 있는 다양한 보조 유지장치(e.g. friction pin, $ERA^{(R)}$, $CEKA^{(R)}$, magnetics, $Locator^{(R)}$ 등)를 같이 사용함으로써 부가적인 유지력, 경제성 및 교체의 용이성 등을 추가적으로 얻을 수 있다. 본 증례에서 milled titanium bar의 상부면에 drill and tapping 방법으로 $Locator^{(R)}$ 유지장치를 연결하였다. milled bar에 screw hole을 형성하고 3개의 $Locator^{(R)}$ 유지장치를 20 Ncm으로 체결하여 추가적인 유지력을 확보하였다. 보철수복 후, 환자가 원하는 심미적인 안모, 저작 기능 및 의치 유지에 만족할 만한 결과를 얻었기에 이를 보고하고자 한다.