• 제목/요약/키워드: Torque Analysis

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근육 강성도 힘 피드백을 이용한 하지 보조기의 무릎 신전 운동 보조 특성 분석 (Analysis on the Assist Characteristics for the Knee Extension Motion of Lower Limb Orthosis Using Muscular Stiffness Force Feedback)

  • 김경;강승록;정구영;주수종;김남균;권대규
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.217-226
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    • 2010
  • The lower limb orthosis with a pneumatic rubber actuator, which is intended for the assistance and the enhancement of muscular activities of lower limbs was developed in this study. Compared to other knee extension assistive devices being developed by other researchers, our device is designed especially for the elderly people and intended only for slight assistance so that the subjects can keep their muscular strength. For the effectiveness of system, muscular activities of major muscles in lower limbs during sit-to-stand (STS) and squat motion were measured and analyzed. Subjects were performed the STS and squat motion with and without lower limb orthosis. We made comparison muscular activities between with and without lower limb orthosis. Lower limb orthosis was controlled using muscular stiffness force feedback that is controlled by muscular activities of the measured muscle from force sensor. For analysis of muscular activities, electromyography of the subjects was measured during STS and squat motion, and these were measured using MP 150(BIOPAC Systems, Inc.). Muscles of interest were rectus femoris(RF), vastus lateralis(VL), vastus medialis(VM) and vastus intermedius(VI) muscles in lower limbs of the right side. A biodex dynamometer was used to measure the maximal concentric isokinetic strength of the knee extensors of wearing and not wearing orthosis on right side. The test were performed using the concentric isokinetic mode of test with the velocity set at 60°/s for muscles around the knee joints. The experimental result showed that muscular activities in lower limbs wearing orthosis using muscular stiffness force of a vastus medialis muscle was reduced and knee extension torque of an knee joint wearing lower limb orthosis was increased. With this, we confirmed the effectiveness of the developed lower limb orthosis.

교정용 마이크로 임플란트의 나사산 디자인 최적화 (Optimization of orthodontic microimplant thread design)

  • 김광덕;유원재;박효상;경희문;권오원
    • 대한치과교정학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.25-35
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    • 2011
  • 교정용 마이크로 임플란트는 나사산을 매개수단으로 한 인접골 압박으로 골내 고정력을 얻는다. 그러므로 충분한 고정력을 얻기 위해서는 나사산이 크면 유리하다. 그러나 몸체에서 차지하는 나사산의 부피비율이 과도하면 이는 코어(core) 직경을 감소시켜 파절위험성을 증대시킬 뿐 아니라, 식립 시 나사산이 골을 지나치게 압박, 인접골에 골개형 장애를 일으켜 임플란트를 이완시키는 원인이 될 수도 있다. 따라서 마이크로 임플란트의 안정성은 그 나사산 디자인이 치밀골 특성과 조화를 이루어야 한다. 본 연구에서는 $Absoanchor^{(R)}$ SH1312-7 (Dentos Inc., Daegu, Korea) 모델을 비교모델로 선택, 몸체와 나사산 사이즈의 조화를 이루기 위한 최적화 해석을 실행하였다. 나사산의 높이(h)와 피치(p)를 디자인 변수로 하여 임플란트 안정성 증대, 식립 시 골 과부하 감소, 파절강도 증대를 목표로 목적함수 SQ(Stability Quotient)를 설정, 해석함으로써 4가지의 다른 h, p 조합을 갖는 나사산을 디자인하였다. 4종의 실험모델과 비교모델에 대해 3D 유한요소법을 이용한 임플란트 식립모사 해석으로, 식립 시 예상되는 골 과부하 영역을 비교하였으며(self tapping과 self drilling의 두 식립 방식에 대해), 또한 실험모델의 실물(prototype)을 가공, 토오크 파절 시험을 실시하였다. 평가결과, 실험모델은 비교모델에 비해 식립 시 인접골 과부하 영역을 덜 발생시켰으며, 파절강도는 더 높게 관찰되었으며, 이로써 나사산 디자인 최적화에 사용된 SQ의 타당성을 확인할 수 있었다.

현장적용 디스크커터의 내부부품 분석 (Analysis of inner parts in the disc cutters applied to the field tests)

  • 배규진;최순욱;장수호;이규필;송봉찬;김갑부
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.473-485
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    • 2015
  • 디스크커터 내부부품의 손상과 관련된 원인은 씰(seal)부의 손상으로 인한 윤활유 부족, 토사 및 수분의 침투, 과부하, 과열, 조립문제, 소재문제 등이 있으며 손상 정도에 따라 디스크커터의 작동여부, 즉 회전이 가능한지가 나타난다. 따라서 디스크커터 회전문제에서의 핵심은 베어링의 작동여부라고 할 수 있다. 본 연구는 TBM의 굴착도구인 디스크커터의 재활용에 도움이 되고자 현장 적용된 디스크커터를 회수한 후 분해하여 내부부품을 조사하고 분석하였다. 그 결과, 허브의 부하영역에서의 스크래치는 재활용을 위해 가공작업이 필요한 것으로 나타났으며, 플로팅 씰의 래핑면과 오일상태는 재활용을 위한 성능파악에 필요한 시험으로 판단되었다. 특히 플로팅 씰은 베어링의 정상작동여부에 중요한 영향을 미치는 부품으로 파악되었다. 그 외의 베어링, 샤프트, 씰 리테이너에서는 특이사항이 없는 것으로 나타났다.

3차원 유한요소법을 이용한 교정용 마이크로임플란트 식립 시의 피질골 스트레인 해석 (Cortical bone strain during the placement of orthodontic microimplant studied by 3D finite element analysis)

  • 남옥현;유원재;경희문
    • 대한치과교정학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.228-239
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    • 2008
  • 식립 후 힘의 부하가 조기에 이루어지는 마이크로임플란트의 경우 식립 시의 골응력 혹은 스트레인의 관리가 그 안정성에 있어 중요한 요인으로 작용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 3D 유한요소법을 사용하여 교정용 마이크로임플란트 식립 시 피질골에 발생하는 응력(스트레인)을 해석하였다. 0.9 mm 직경으로 미리 드릴링한 1mm 두께 피질골에 마이크로임플란트(AbsoAnchor SH1312-7, Dentos, Daegu, Korea)가 식립되는 전체 과정(10회전, 식립 깊이 5 mm)의 모사를 위해 총 1,800 step의 유한요소해석을 실시하였다. 식립 진행과 더불어 생기는 나사산 주위 피질골의 기하학적 형상변화를 유한요소해석에 반영하기 위하여 지속적인 remesh를 실행하였으며, 빠른 수렴을 위해 마이크로임플란트는 강체로, 피질골은 강소성체로 모델링하였다. 해석 결과, 마이크로임플란트 식립 시 피질골에 발생되는 스트레인은 임플란트 주위골 전체에서 정상적인 골개형을 위한 한계치로 보고되고 있는 $4,000\;{\mu}$-strain을 상회하였고, 나사산 첨부 인접골에서는 스트레인이 100% 이상에 달하였다. 계산된 피질골 식립토오크는 약 1.2 Ncm 정도로 가토 경골에 동일 모델의 마이크로임플란트을 식립하며 측정한 값에 약간 미달하였으나 근접한 수치를 보였다. 본 연구를 통해, 마이크로임플란트의 식립과정을 3D 유한요소법으로 재현할 수 있음을 확인하였고, 또한 마이크로임플란트 식립에 의해 피질골에 발생하는 스트레인 크기는 생리적인 골개형을 저해할 수 있는 수준임을 확인할 수 있었다.

회전익 항공기 구조건전성 향상을 위한 주륜착륙장치 결함 개선연구 (The Study on Improvement about Structural Integrity of Main Landing Gear for Rotorcraft)

  • 장민욱;이윤우;서영진;지상용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.459-467
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    • 2019
  • 착륙장치는 회전익 항공기 및 탑승 병력의 생명을 보호해야 하는 고도의 안전성이 요구되는 주요 구성품으로 이/착륙 시 충격을 흡수하고 지상에서 활주 및 계류 시 동체를 지지한다. 특히 항공기 동체를 지지하는 주륜 착륙장치는 지면으로부터 시작되는 충격을 완충장치와 타이어를 통해 대부분 흡수하는 역할을 수행하게 되는데, 이를 통해 항공기에 탑승한 조종사의 안전을 보장하고, 임무 수행 간 병력의 작전 운용능력을 만족시킨다. A 기종 회전익 항공기 운용 중에, 우측 주륜 착륙장치 구성품인 피스톤 핀(Piston Pin)이 다수 파손된 것이 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 주륜 착륙장치에서 발견된 피스톤 핀(Piston Pin) 균열 현상에 대한 근본적인 원인을 찾기 위해, 파면 분석에서부터 비행 시험을 통한 착륙 하중 해석에 이르기까지 다양한 원인 규명 방법을 모색하였다. 특히 개발 당시 피스톤 핀에 적용되었던 드래그 빔(Drag beam) 구성품과의 체결 토크에 대한 영향성을 토대로 균열 발생 가능성들에 대한 분석을 수행하였으며, 이를 통해 피로 수명과 구조건전성을 확보할 수 있는 방안을 제시하였다.

컴퓨터를 이용한 치아크기 계측시 재현도와 정확도에 관한 연구 (Reproducibility and accuracy of tooth size measurements obtained by the use of computer)

  • 김은정;황현식
    • 대한치과교정학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.563-573
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    • 1999
  • 본 연구는 치아크기 측정시 버니어 캘리퍼스를 사용한 계측치와 석고모형을 촬영하여 컴퓨터를 사용한 계측치를 서로 비교함으로써 석고모형 분석시 컴퓨터 이용 가능성을 알아보고자 시행되었다. 치아밀집치열 특징을 지니며 모든 치아의 맹출이 완료된 상하악 20조의 석고 모형의 좌측 중절치부터 제 1대구치까지 12개의 치아를 대상으로 하여, 각 치아의 근원심폭경을 버니어 캘리퍼스와 컴퓨터를 이용하여 2주 간격으로 2회 측정하여 실험측정치를 얻은 다음, 측정에 이용된 석고모형을 근원심접촉점 부위에서 개개치아로 분리한 후, 마이크로미터를 이용하여 측정한 표준치와 비교분석하였다. 계측시 오차의 원인을 알아보기 위하여 상하악의 occlusogram을 얻어 각 치아의 접촉점 이탈유무 및 정도를 구하고, TARG (Torque Angulation Reference Guide)를 이용하여 각 치아의 근원심경사도를 계측한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 2회 측정에 대한 재현도 비교시 버니어 캘리퍼스를 사용한 경우 12 개 치아 중 3개의 치아에서 유의한 차이가 나타났으며 컴퓨터의 경우에는 1 개의 치아에서 차이가 나타났다. 2. 치아크기 계측의 정확도를 알아보기 위하여 표준치와 비교한 결과, 버니어 캘리퍼스를 사용한 경우 12개 중 3개의 치아에서 유의한 차이가 있었으며 컴퓨터의 경우에는 12 개 중 2 개의 치아에서 차이가 나타났다. 3. 버니어 캘리퍼스를 사용한 경우 상악 제 1 대구치는 표준치에 비해 크게, 하악 제 1 대구치는 표준치에 비해 작게 재는 경향을 보였으며 컴퓨터의 경우 상하 제 1 대구치 모두 표준치에 비해 크게 재는 경향을 보였다. 4. 버니어 캘리퍼스로 계측시에는 하악 제 1 대구치가 가장 큰 오차를 보였으며 치아별로 오차정도가 다양하게 나타난 반면, 컴퓨터의 경우 치아별 오차정도의 차이를 보이지 않았다. 5. 접촉점 이탈정도 및 치관의 근원심 경사도와 오차정도의 상관성을 살펴본 결과 버니어 캘리퍼스로 측정한 경우 유의한 상관관계를 보이지 않았으나 컴퓨터로 계측한 경우 약한 순상관관계를 보였다. 이상의 결과는 모형분석을 위한 치아크기 계측시 컴퓨터 이용이 가능함을 시사하였다.

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평행식 진동탄환 암거 천공기의 연구 (IV)(V)-실기 설계 제작 및 보장실험-Development of Balanced-Type Oscillating Mole Drainer(IV)(V)

  • 김용환;이승규;서상용
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제2권1호
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    • pp.7-24
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    • 1977
  • This paper is the forth and fifth one of the study on balanced type oscillating mole drainer. In the light of the results from previous reports about the model tests, some design criteria were established and a prototype machine was set up for experimental purpose. Motion characteristics and functionof the each parts of the machine were checked and analyzed. After that, performance tests of the prototype machine were carried out in thefield. Obtained results are summarized as follows ; 1. Ten centimeter of the bullet diameter was determined so as to be able to attach it to the tractors with capacity of 30 PS to 40 PS. 2. To maintain the balance between the moments of the front shank and rear shank, the oscillating amplitude of the rear bullet was determined to be larger than that of the front bullet. At the same time , the oscillating direction of the rear bullet was designed with the inclines of ten to thirty degrees. 3. An octagonal dynamo transduced was developed for measuring the compressive force of the upper link is measuring the draft force of the machine. Acceptable linear relationship between forces and strain responses from O.D.T. was obtained. 4. Analysing the balancing mechanism of the acting part of the machine , it was found that the total draft force of the machine was equal to the difference between the sum of the draft force produced from the right and left side bending moments of the lower drawber and the compressive force on the upper link. 5. There are acceptable linear relationship between the strain and twisting moment by driving shaft, and between strain and shank moment. Above results enable us to carry out the field experiment with prototype machine. 6. When the test machine was used in the field, it was possible to reduce the oscillating acceleration by forty percent in average as compared it with the single bullet mole drainer. 7. When the test machine was used under the oscillating condition, the dratt torce was reduced by 27 percent to 59 percent as compared it with the test machine under non-oscillating condition, while the draft force was increased by 7 percent to 20 percent as compared it with the mole drainer having oscillating single bullet. The reasoning behind this fact was considered as the resistance force due to the rear shank and bullet. 8. As the amplitude and frequency of the bullet were increased, the torque was increased accordingly. This tendency could be varied with the various characteristics of the given soils. And the larger frequency and amplitute, the more increasing oscil\ulcornerlating power but decreasing draft brce were needed, and draft force was increased as the velocity was increased.9. When the amplitude of the rear bullet was designed to be larger than that of the front bullet, the minimum value of the moment was lowered and oscillating acceleration was reduced. And when the oscillating direction of the rear bullet was declined back\ulcornerwards, oscillating acceleration was increased along with the increasing angle of decli\ulcornernation. When the test machine was operated in high speed, the difference between maximum moments and minimum ones became narrow. This varying magnitude of moments appeared on the moment oscillogram seems to be correlated to the oscillating acceleration and draft force. 10. From the analysis of variance, it was found that those factors such as frequency, amplitude, and operating velocity significantly affected in the oscillating acceleration, the draft resistance, the torque, the moment, and the total power required. And interaction between frequency and amplitude affected in the oscillating acceleration. 11. Within the given situation of this study, the most preferable operating conditions of the test machine were 7 Hz in oscillating frequency, 0.54 m/sec in operating velocity, and 39.1 mm in oscillating amplitude of front and rear bullets. However, it is necessary to select the proper frequency and magnitude of oscillation depending on the soil properties of the field in which the mole drainer is practiced by use of a bal1nced type oscillating mole drainer. 12. It is recommended that a comparative study of the mole drainers would be performed in the near future using two separate balanced oscillating bullet with the one which is operated by oscillating the movable bullet in a single cylinder or other balanced type which may be single oscillating bullet with spring, damper or balancing weight, and that of thing. To expand the applicability of the balanced type oscillating mole drainer in practical use, it is suggested to develop a new mechanism which perform mole drain with vinyl pipe or filling material such as rice hull.

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학생들이 사용한 세 종류 NiTi file systems의 screw-in effect 비교 (Comparison of screw-in effect of three NiTi file systems used by undergraduates)

  • 오승희;박정길;허복;김현철
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제31권6호
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    • pp.477-484
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    • 2006
  • 학생들이 사용한 세 가지 NiTi file systems (ProFile$^{(R)}$, Hero Shaper$^{(R)}$, K3$^{TM}$)을 사용하여 성형한 모형 근관의 apical terminus width를 비교하여 flute angle 및 pitch 혹은 radial land가 screw-in effect에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. NiTi file의 사용 경험이 없는 부산대학교 치과대학 4학년 학생 50명이 세 종류의 NiTi file systems- Pro File$^{(R)}$ (Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland), K3$^{TM}$ (SybronEndo, Glendora, France), Hero Shaper$^{\circledR}$(Micromega, Besancon, France)-을 사용하여 각 system으로 하나의 근관씩, 모두 150 개의 레진 블락 근관모형 (Endo Training Bloc; Dentsply Maillefer, Ballaigues, Switzerland)을 16 : 1 감속 handpiece를 장착한 electric motor (Tecnika ATR, Pistola, Italy)를 사용하여 300 rpm의 속도에서 torque는 30 (Tecnikamotor setting value)으로 성형하였다. 스캐너로 근관 성형 전 후 이미지를 채득하여 중첩한 후 근단부의 최종 폭경을 측정하였다. 통계분석은 one-way ANOVA와 95% 신뢰도의 Scheffe's multiple range test로 사후 검증하였다. ProFile$^{(R)}$의 근관 성형 후 근단부의 폭이 Hero Shaper$^{(R)}$ and K3$^{TM}$에 비해 통계학적으로 유의하게 작았다. 본 연구의 결과에서 근단부의 과도한 확대가 variable pitch와 helical angle를 가진active file에 비해 con-stant pitch와 helical angle을 가짐에도 불구하고 radial land를 가진passive file에서 적게 나타났다. 이 결과로 추정해 볼 때, variable pitch와 helical angle보다는 근본적으로 radial land가 screw-in effect의 예방에 더 큰 역할을 하는 것으로 추정될 수 있다 따라서 NiTi file의 사용 경험이 없는 초심자의 경우 근단부 폭경의 유지능력이 좋은 ProFile$^{(R)}$의 사용이 추천된다.

Stratum Corneum Carbonylated Protein (SCCP)의 피부 생물학적 파라미터와의 관계 (Relationship between Stratum Corneum Carbonylated Protein (SCCP) and Skin Biophysical Parameters)

  • 이용직;남개원
    • 대한화장품학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.131-138
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    • 2019
  • Carbonylated proteins (CPs)은 단백질의 염기성 아미노산 잔기들과 지질 과산화 중 생성되는 알데히드 화합물과의 화학적 반응을 통하여 만들어진다. CP는 UVA와 청색 광선 영역의 빛을 흡수하여 흥분하며, CP의 감광 반응을 통해 superoxide anion radicals ($^{\cdot}O_2{^-}$)이 생성되고 각질층(Stratum corneum, SC)에서 reactive oxygen species (ROS) 생성을 통해 새로운 protein carbonylation이 진행되는 것이 알려졌다. 또한, superoxide anion radicals이 SC에서 CP를 생성하며 색상과 수분 기능을 포함한 피부 상태에 영향을 미치는 것으로 보고되었다. 따라서, 본 연구의 목적은 피부 각질층에 존재하는 stratum corneum carbonylated protein (SCCP)의 생성량과 피부 탄력 개선의 상관정도를 알아보는 것이었다. 이를 위하여 46명의 건강한 피험자들을 대상으로 8주간 피부임상실험을 진행하였다. 8주간 진행한 피부임상시험은 피험자를 두 그룹으로 나누어, 한 그룹은 아무것도 함유하지 않은 크림을 사용하고, 다른 그룹은 탄력개선 원료가 함유된 크림을 사용하였다. 임상시험 측정 항목은 DUB scanner를 이용한 진피 치밀도 측정, Primos를 이용한 주름 측정을 진행하였으며 탄력 측정은 dermal torque meter (DTM310)와 Balistometer (BLS780)를 통해 진행하였다. SCCP측정은 피험자의 뺨에서cyanoacrylate를 이용한 skin surface biopsy (SSB)방법을 이용하여 각질을 채취한 후, 비침습적인 검출 방법을 이용해 SCCP의 양을 조사하였다. 측정은 0주, 4주, 8주 총 3회에 걸쳐서 진행하였으며 각 주차의 측정값을 각각 분석하여 종합적인 결과를 비교하였다. 그 결과, SC에 존재하는 CP의 양은 피부 주름 및 피부 탄력성과 관련된 생물학적 인자의 수치가 개선됨에 따라 감소하는 것을 확인하였다. 이를 통해 항노화 효과에 있어서 탄력 개선과 CP양의 상관관계를 확인하여, 차후 피부 항노화 시험방법에 응용할 수 있음을 확인하였다.

Self drilling과 Self-tapping microscrew implants의 조직학적 및 생역학적인 비교 (Histologic and biomechanical characteristics of orthodontic self-drilling and self-tapping microscrew implants)

  • 박효상;슈엔;정성화
    • 대한치과교정학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.295-307
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    • 2006
  • 이 연구의 목적은 교정용 고정원으로 사용된 self-drilling과 self-tapping microscrew implants를 조직학적 및 생역적으로 비교하는 것이다. 28 마리의 가토에 112개의 microscrew implants (56개의 self-drilling microscrew implants 와 56개의 self-tapping microscrew implants)를 식립하였다. Self-tapping microscrew implants는 0.9 mm 드릴로서 홈을 형성한 후 식립하였고 self-drilling microscrew implants는 홈을 형성하지 않고 바로 식립하였다. 교정력은 식립 직후 바로 NiTi coil spring을 연결하여 가하였으며 일부는 교정력을 가하지 않았고 일부는 100 gm정도의 약한 교정력을 일부는 200 gm정도의 강한 교정력을 가하였다. 실험동물은 3주 혹은 5주에 희생하였으며 72개의 비탈회 표본을 만들어 전반적인 조직학적 관찰과 조직 계측을 시행하였다. 토크 게이지로 최대 식립 토크와 최대 제거 토크를 측정하였다. 모든 microscrew implants는 실험기간 동안 안정되게 유지되었고 최대 제거 토크의 측정에는 self-drilling과 self-tapping microscrew implants 사이에 통계학적으로 유이한 차이가 없었다. 조직 관찰에서 self-tapping microscrew implants에서 골 임프란트 계면에 골결손이 더 많았고 5주에서는 새로이 형성된 미성숙 골이 더 많았다. Self-drilling microscrew implants에서 골표면 혹은 골내막으로의 골 형성이 많이 관찰되었으나 5주에서는 흡수되는 양상을 보였다. 3주에서는 self-drilling microscrew implants가 더 많은 골접촉을 보였으나 5주에서는 두 군사이에 차이가 관찰되지 않았다. 이 결과는 두 방법이 모두 microscrew implant의 식립에 사용될 수 있음을 시사하나 self-tapping microscrew implants의 경우 초기에는 약한 힘을 가하는 것이 좋을 것으로 생각된다.