• 제목/요약/키워드: screw diameter

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미니플레이트의 골내 고정원 적용 시 초기 안정성에 영향을 주는 요인에 대한 3차원 유한요소법적 연구 (Factors influencing primary stability of miniplate anchorage: a three-dimensional finite element analysis)

  • 이남기;최동순;장인산;차봉근
    • 대한치과교정학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.304-313
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    • 2008
  • 본 연구는 골내 고정원으로 사용하는 미니플레이트 시스템의 초기 안정성에 영향을 주는 요인에 대해 알아보기 위해 시행하였다. 미니플레이트의 고정에 사용되는 미니스크류의 길이, 수 및 적용되는 교정력의 방향에 따른 골내 응력 분포 양상과 미니스크류의 변위 정도를 분석하기 위하여 3차원 유한요소분석을 시행하였다. 단순화한 골 모델에 6 hole의 곡선형 미니플레이트를 위치하고 직경 2 mm의 미니스크류로 고정하되 각각 6 mm와 4 mm 길이의 두 가지 종류로 세 개 또는 두 개로 고정한 총 네 개의 유한요소모델을 제작한 후 각각의 모델에서 4 N의 교정력을 미니플레이트의 고정되지 않은(unfixed) 가장 원심측 두개의 hole을 연결한 가상의 축에 대해 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $60^{\circ}$, $90^{\circ}$ 방향으로 각각 적용하였다. 미니플레이트를 고정하는 미니스크류가 동일 길이일 경우 개수가 작을수록, 동일 개수일 경우 길이가 짧을수록 골에 나타나는 최대 응력과 미니스크류의 최대 변위가 증가되었다. 골에 나타나는 최대 응력은 해면골에 비해 피질골에 집중되어 응력의 대부분은 피질골에서 흡수되었다. 미니플레이트의 가상의 축에 대해 교정력의 견인 방향이 증가할수록 골내의 최대 응력과 미니스크류의 최대 변위가 증가되었다. 골내의 최대 응력과 미니스크류의 최대 변위는 적용된 견인력 지점에서 가장 가까운 미니스크류 고정 부위였다. 이상의 결과로 미니플레이트 시스템의 초기 안정성을 위해 2 mm 직경의 미니스크류를 사용 시 4 mm 보다는 6 mm 길이의 미니스크류를, 2개보다는 3개 식립하는 것이 더 유리하며, 미니플레이트의 가상의 축에 대해 적용하는 교정력의 견인방향이 가급적 일치되도록 미니플레이트를 위치시키는 것이 좋을 것으로 생각된다.

압출 쌀 콜렛 분말을 사용한 전통 감주의 제조 및 이화학적 품질 특성 (Physicochemical Quality Characteristics of Traditional Kamju Using Extruded Rice Collet Powder)

  • 제해수;강경훈;박시영;최병대;강영미;김정균
    • 한국식품과학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.147-152
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    • 2016
  • 전통 감주 제조 중 쌀 콜렛 분말 사용량과 당화시간에 따른 이화학적 특성과 관능검사를 조사하였다. pH는 동일한 당화시간과 동일 시료의 경우 불규칙하게 미미한 변화가 있었으나, 당화에 특별한 지장은 없었다. 점도는 콜렛 분말 비율의 증가 및 당화시간이 경과할수록 미세하게 높아졌으며, 쌀 콜렛 분말:엿기름 추출물에서 쌀 콜렛 분말의 비율이 25% 이상일 때는 그 값이 낮아졌다(p<0.05). 색도는 콜렛 분말이 증가할수록 L값, a값 및 b값은 동일시간에서 높아졌고, ${\Delta}E$값은 낮아졌다. 당화시간이 경과할수록 L값은 5:95는 불규칙하게 약간 높아졌으나, 그 외는 시료와 무관하게 시간이 경과할수록 낮아졌다. a값, b값 및 ${\Delta}E$값은 당화시간이 경과할수록 불규칙하지만 높아지는 경향이었다(p<0.05). 당도는 콜렛 분말의 양이 증가하거나 당화시간이 경과할수록 모든 시료에서 당도가 높아졌다. 5:95-15:85는 14.8-27.6으로 급격히 증가하였고, 15:85 이상에는 완만하게 증가되었다. 환원당은 콜렛분말의 증가 및 당화시간이 경과할수록 모든 시료에서 17.92-20.71 mg/mL로 매우 높게 나타났으며(p<0.05), 지금까지 보고된 어떠한 식혜보다 점도, 당도 및 환원당 함량은 높은 값을 보였다. 유리아미노산은 시료 중 콜렛 분말의 비율이 증가할수록 함량이 증가되는 경향이었으며, 생균수는 실활 시키지 않은 모든 시료에서 균이 검출되었으므로(p<0.05) 반드시 멸균이 필요하였다. 관능검사에서는 시료 25:75, 당화는 5시간일 때 패널의 기호도를 충족하는 것으로 평가되었다(p<0.05).

Br${\aa}$nemark 임플란트의 15년 임상적 후향 연구 (A 15-year clinical retrospective study of Br${\aa}$nemark implants)

  • 박효진;조영애;김종은;최용근;이정열;신상완
    • 대한치과보철학회지
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    • 제50권1호
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    • pp.61-66
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    • 2012
  • 연구 목적: 이 연구는 Br${\aa}$nemark 임플란트의 후향적인 연구를 통해 machined 임플란트 의 15년, TiUnite$^{TM}$ 임플란트의 5년 누적 생존율을 구하여 비교하고, 위험 요소와의 상관관계를 밝히고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 본 연구는 1993년부터 2008년까지 고려대 구로병원 임플란트클리닉에서 임플란트 치료를 받은 환자를 대상으로 하여, 환자의 임상기록을 토대로 조사하였고, 임플란트 일차수술 후 즉시 부하를 가한 경우와 임플란트 보철물이 다른 임플란트 시스템과 결합한 경우는 제외하였다. 15년 간 총 155명의 환자에게 541개의 Br${\aa}$nemark 임플란트 중, 264개의 machined 임플란트와 277개의 TiUnite$^{TM}$ 임플란트를 식립하였고, 임플란트 수술 및 보철수복 술식은 Adell 등이 제안한 방법에 따랐다. 6개월에서 1년 간격으로 Follow-up을 위한 재내원 기간 동안 임플란트에 대한 임상검사를 실시하였다. 본 연구의 관찰 기간은 1차 수술일로부터 2008년 12월 이내의 최종 내원일까지였고, 임상검사시 동요도, 타진, screw loosening, 그리고 환자의 불편감 등을 관찰하고, Zarb와 Albreksson에 의한 임플란트 생존 범주를 근거로 누적생존률을 평가하였다. 임플란트 누적생존율(CSR)이 Kaplan Meier estimate를 이용하여 얻었으며, 각각의 위험요소가 누적생존율에 미치는 영향을 Cox proportional hazards regression을 이용하여 분석하였다(${\alpha}$=.05). 결과: 전체 Br${\aa}$nemark 임플란트의 15년 누적생존율은 86.07%이었고, machined 임플란트의 경우 15년 누적생존율은 82.89%, 5년 누적생존율은 89.21%였으나 Tiunite$^{TM}$ 임플란트의 5년 누적생존율은 98.74%로 machined surface가 Tiunite$^{TM}$ 임플란트에 비해 실패율이 4.6배 정도 더 높았다. 전신질환을 가진 환자의 경우 실패율이 32% 더 증가하였고, 상악동 거상술 또는 골이식을 동반한 수술 등 부가적인 수술을 받은 경우 임플란트 실패율이 40% 더 증가하여 위험 요소와 임플란트의 생존율은 상관 관계가 있었다. Kennedy 분류에 따른 부분 무치악부의 위치에 따라 임플란트 실패율이 통계적으로 유의하게 달랐으며, 소구치와 구치부가구치부가 전치부에 비해 임플란트 실패율이 높게 나타났다. 결론: Br${\aa}$nemark machined 임플란트와 TiUnite$^{TM}$ 임플란트는 모두 우수한 임상적 결과를 보였으나, TiUnite$^{TM}$ 임플란트가 더 성공적이었으며, 임플란트의 누적 생존율은 위험요소와 연관성이 있었다.

임플란트 고정체의 의원성 동요 후 골 유착 반응에 관한 연구 (Study of the re-osseointegration of implant fixture after mechanical unscrewing)

  • 장지훈;조진현;이청희
    • 대한치과보철학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.209-214
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    • 2010
  • 연구 목적: 본 연구의 목적은 골 유착된 임플란트에 인위적 비틀림을 가한 후 골 유착이 다시 일어나는지, 혹은 일어나지 않는지, 일어난다면 이전의 골유착보다 강화되는지, 약화되는지에 대해 알아보기 위함이다. 연구 재료 및 방법:상업적으로 순수한 티타늄 (commercial pure titanium 99%)으로 직경 3.75 mm, 길이 4 mm의 표면처리 없는 실험용 임플란트를 제작하였다. 3.0 kg이상의 뉴질랜드산 흰색 암컷 토끼 7마리의 좌우 경골에 제작한 임플란트를 2개씩 식립 후, 6주의 골유착 유도 기간 부여 후 비틀림 제거력을 측정한 경우를 I군으로, 다시 임플란트 고정체를 재위치시키고 봉합하여 4주간의 치유기간을 더 두고 측정한 경우를 II군으로 분류하였다. 광학현미경을 이용한 조직 형태학적 분석을 위하여, 1차 비틀림 제거력 측정 직후 1마리의 토끼를 희생시키고, 2차 비틀림 제거력 측정 직후 2마리의 토끼를 희생시켜 각각 4개, 7개의 시편을 제작하여, 광학현미경 (${\times}20$) 분석에서 골-임플란트 접촉 (Bone-Implant contact, BIC, %)비율과 치밀골 부위에 위치하는 임플란트의 나사산 수를 측정하여 CBa (Bone area in the cortical passage)비율을 측정하였다. 비틀림 제거력과 BIC및 CBa비율에서의 I군과 II군의 통계적 유의성 ($\alpha$=.05)을 평가하였다. 결과: 비틀림 제거력 측정에서 I군은 $10.8{\pm}3.6$ NCm로 측정되었으며, II군은 $20.2{\pm}9.7$ NCm로 측정되었으며, I군보다II군의 비틀림 제거력이 평균 98.1% 증가되었다 (P<.05). 조직 형태학적 분석에서 BIC와 CBa 비율은 I군과 II군 사이에 통계적 유의성을 나타내지 않았고 (P>.05), RT/BIC와 RT/CBa 값은 I군과 II군 사이에 통계적 유의성을 나타냈다 (P<.05). 결론: 임플란트 고정체에 의원성 비틀림 동요가 발생한 경우에 초기 골유착을 얻기 위해 필요로 했던 치유기간보다 짧은 기간 내에 이전보다 견고한 골유착을 얻을 수 있을 것으로 생각된다.

Machined 티타늄 임플란트와 calcium phosphate coated 티타늄 임플란트의 조직형태계측학적 연구 (Histomorphometric study of machined titanium implants and calcium phosphate coated titanium implants)

  • 강현주;양재호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.122-127
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    • 2010
  • 연구목적: 본 연구는 machined 임플란트와 골유도능이 있는 calcium phosphate를 electron-beam deposition으로 coating처리한 임플란트의 골/임플란트 접촉률을 조직형태계측학적으로 비교하는 것이다. 연구 재료 및 방법:여섯 마리의 수컷 New Zealand white rabbit과직경3.3 mm, 길이 5 mm의 임플란트 24개를 준비하였다. Machined 임플란트 (대조군)와 calcium phosphate coated 임플란트(실험군)를 좌, 우 경골에 2개씩 총 4개를 식립하고 임플란트 주위에 부하가 가해지지 않도록 하여 3주, 6주의 치유기간을 두었다. 식립 3주와 6주후, 각각 3마리의 토끼를 희생하여 조직시편을 제작하였다. 제작된 시편을 광학현미경 하에서 골/임플란트 접촉률 (BIC ratio)을 계산하고 paired t-test로 두 군을 비교하였다. 결과:골/임플란트 접촉률은 임플란트 식립 3주후, 대조군에서 평균과 표준편차는$44.1{\pm}16.5%$ 이었고 실험군은 $70.8{\pm}18.9%$로 실험군이 통계적으로 유의하게 높았다 (P= 0.0264). 6주후의경우, machined 임플란트는 $78.6{\pm}15.1%$, calcium phosphate coated 임플란트는 $79.0{\pm}26.0%$로 두 군 간 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 결론: Calcium phosphate coated 임플란트는 machined 티타늄 임플란트에 비해 빠른 초기 골반응을 나타냈다. 그러므로, 임상적으로 calcium phosphate coated 임플란트를 사용했을 때, 수술 후 치유 기간을 단축하여 조기 부하가 가능할 것으로 사료된다.

성견 하악골 절단 후 기계적 골 견인에 의해 형성된 골 신장부에 대한 시기별 조직학적 변화 (HISTOLOGICAL CHANGES IN THE ELONGATED BONE AFFECTED BY OSTEODISTRACTION OF THE MANDIBLE IN THE DOG)

  • 백선호;안병근;박영주;박희건;박준우;이건주;이용찬;조병욱
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제27권5호
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    • pp.404-416
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    • 2001
  • Purpose : Traditionally, the treatement of choice has been a bone grafting procedure to increase the length of bone in case of actual length discrepancy. But, bone grafting procedure has many disadvantages, for example, graft resorption, donor site morbidity, and so on. So, many trials have been performed to avert the use of autogenous bone graft via introducing new materials or methods. And, one of those trials has been realized by the development of a technique inducing bone lengthening by osteotomy (or corticotomy) and slow gradual distraction of the osteotomized segments. This new technique of bone lengthening dates back to the early 20th century. But, the majority of information concerning the biology of new bone formation during bone lengthening and technical details of the procedure were produced by extensive clinical and experimental studies performed by Ilizarov, a Russian surgeon. According to Ilizarov, with adequate blood supply, preservation of periosteum, rigid fixation of the osteotomized segments, and proper rate and rhythm of distraction, intramembranous bone rapidly develops within the distraction gap in the limb lengthening procedure. In the limb lengthening, many orthopedic surgeons try to observe the biologic and clinical principles recommended by Ilizarov. In the oral and maxillofacial region, however, not a few studies must be performed to apply this surgical technique in the clinical cases. Besides, the mechanism of bone formation in the distraction gap is not clear, yet. The purpose of this experiment was to scrutinize serially the histological changes in the elongated bone affected by osteodistraction of the mandibular body in an adult canine model. In addition, it was performed to confirm the presence of specific region(s) which was important in the bone formation in the gap through the observation of the expression pattern of osteocalcin and osteonectin with the immunohistochemical examination. Materials and Methods : The experimental and control specimens were obtained from seven adult male mongrel dogs weighing over 20kg. The distractors were custom-made linear extraoral devices and bicortical fixation screws were 2.3mm in diameter, 50mm in total length, 15mm in screw length. The distractors were devised to produce a linear gap of 0.75mm between two bony segments every $360^{\circ}$ turn of the rotation rod of the device. The mandibular body of the right side of each animal was corticotomized perpendicular to the occlusal plane and then two bony segments were separated completely by careful manipulation of the segments with bone forceps. The left side of each animal was left intact. This side was served as control. At sixth day after osteotomy and fixation of the segments were performed, distraction of the segments was commenced with a rate of 1.1mm/day and a rhythm of two/day for ensuing 7 days. The animals were euthanized at the 16th. 29th, and 44th day after the osteotomy. The bony specimens were decalcified, embedded in paraffin, sectioned $5{\mu}m$ thick and stained with H&E. The prepared specimens were examined under the light microscope. And, immunohistochemical examinations using anti-osteocalcin antibody (OC1, Biodesign, USA) and anti-osteonectin antibody (Haematologic Technologies Inc., Essex, VT) to locate the expressions of osteocalcin and osteonectin, respectively, were performed. Results : 1. New bone was observed already at the 16th. day after osteotomy. This suggests that new bone formation in osteodistraction was commenced at an early stage of the regenerative process. But, radiologically and microscopically, bony union was not completed in the distraction gap at the 44th. day after osteotomy. Therefore, rigid fixation must be maintained between the bony fragments till the complete bony union is confirmed clinically rather than one month or so after the completion of distraction.

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당뇨유도 백서 경골에 티타늄 임플란트 매식 시 지방조직 유래 줄기세포 주입 후 저출력 초음파 적용이 골치유에 미치는 영향 (Effect on bone healing by the application of low intensity pulsed ultrasound after injection of adipose tissue-derived stem cells at the implantation of titanium implant in the tibia of diabetes-induced rat)

  • 정태영;박상준;황대석;김용덕;이수운;김욱규
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제37권4호
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    • pp.301-311
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    • 2011
  • Introduction: This study examined the effect of the application of low intensity pulsed ultrasound on bone healing after an injection of adipose tissue-derived stem cells (ADSCs) during the implantation of a titanium implant in the tibia of diabetes-induced rats. Materials and Methods: Twelve Sprague-Dawely rats were used. After inducing diabetes, the ADSCs were injected into the hole for the implant. Customized screw type implants, 2.0 mm in diameter and 3.5 mm in length, were implanted in both the tibia of the diabetes-induced rats. After implantation, LIPUS was applied with parameters of 3 MHz, 40 mW/$cm^2$, and 10 minutes for 7 days to the left tibiae (experimental group) of the diabetesinduced rats. The right tibiae in each rat were used in the control group. At 1, 2 and 4 week rats were sacrificed, and the bone tissues of both tibia were harvested. The bone tissues of the three rats in each week were used for bone-to-implant contact (BIC) and bone area (BA) analyses and the bone tissues of one rat were used to make sagittal serial sections. Results: In histomorphometric analyses, the BIC in the experimental and control group were respectively, $39.00{\pm}18.17%$ and $42.87{\pm}9.27%$ at 1 week, $43.74{\pm}6.83%$ and $32.27{\pm}6.00%$ at 2 weeks, and $32.62{\pm}11.02%$ and $47.10{\pm}9.77%$ at 4 weeks. The BA in experimental and control group were respectively, $37.28{\pm}3.68%$ and $31.90{\pm}2.84%$ at 1 week, $20.62{\pm}2.47%$ and $15.64{\pm}2.69%$ at 2 weeks, and $11.37{\pm}4.54%$ and $17.69{\pm}8.77%$ at 4 weeks. In immunohistochemistry analyses, Osteoprotegerin expression was strong at 1 and 2 weeks in the experimental group than the control group. Receptor activator of nuclear factor kB ligand expression showed similar staining at each week in the experimental and control group. Conclusion: These results suggest that the application of low intensity pulsed ultrasound after an injection of adipose tissue-derived stem cells during the implantation of titanium implants in the tibia of diabetes-induced rats provided some positive effect on bone regeneration at the early stage after implantation. On the other hand, this method is unable to increase the level of osseointegration and bone regeneration of the implant in an uncontrolled diabetic patient.

하중을 가한 두 가지 표면의 임플란트에 관한 조직형태학적 분석 및 안정성 분석 (비글견을 이용한 연구) (Histomorphometry and Stability Analysis of Loaded Implants with two Different Surface Conditions in Beagle Dogs)

  • 김상미;김대곤;조리라;박찬진
    • 구강회복응용과학지
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    • 제24권4호
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    • pp.337-349
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    • 2008
  • 최적의 골유착을 얻기 위하여 임플란트 디자인의 개선과 다양한 표면처리 방법이 개발되어 왔는데, 특히 최근 알칼리 에칭과 이온 주입법, 양극산화법 등 생화학적인 골유착을 유도할 수 있는 표면개질 방법이 관심의 대상이 되고 있다. 이러한 방법 중 마그네슘 이온을 함유한 전해액속에서 양극산화피막처리한 임플란트(마그네슘 임플란트)를 이용하여 조기 하중의 가능성이 제시된 바 있다. 그러나 마그네슘 임플란트의 경우 장기간의 기능적 하중을 가한 경우에 대한 연구가 부족한 상태이므로, 이에 본 연구에서는 비글견을 이용한 동물실험을 통해 지연하중을 가한 마그네슘 임플란트의 방사선적, 임상 안정성 검사 및 조직형태학적 분석을 시행하여 화학적 표면개질 임플란트의 골조직 반응을 기계가공 임플란트와 비교 평가하고자 하였다. 발치 후 3개월의 치유과정을 가진 비글 성견 6마리의 하악에 좌우 3개씩 실험용으로 제작된 직경 3.75 mm, 길이 10.0 mm의 나사 형태 임플란트 36개를 보편적인 임플란트 시술시 이용하는 식립법을 이용하여 식립하였다. 18개의 대조군은 기계가공만 한 상태였고, 실험군은 마그네슘을 함유한 전해액에서 양극산화 피막처리하였다. 식립 후 3개월 동안의 치유기간 후 이차수술을 실시하였으며, 연결고정하지 않고 단일치 금관수복으로 보철물을 장착하여 하중을 가하였다. 3개월 동안 하중을 가한 후에 희생시켜 비탈회 연마 표본을 제작하여 조직형태 계측학적 분석을 시행하였다. 임플란트 식립시, 이차 수술시, 하중을 가한 1개월, 3개월 후에 변연골 흡수를 평가하기 위해 방사선학적 검사를 실시하였고, 골계면 사이에서의 안정성을 평가하기 위해 공진주파수 수치를 측정하였다. Mann-Whitney U test와 repeated measured ANOVA를 이용하여 95 퍼센트 유의수준으로 통계적 유의성을 확인하였다. 총 36개의 임플란트 중 8개에서 일차 수술 후 골유착의 실패가 나타났으며, 1개는 3개월의 부하 후에 실패 양상이 나타났다. 공진주파수분석결과, 마그네슘 임플란트군은 대조군과는 달리 공진주파수 수치가 증가하다가 다소 감소하는 양상을 보였으며, 하중을 가한 3개월 후에는 두 군의 수치가 비슷하였다. 방사선 사진 분석 결과 두 군 모두 시간에 따른 변연골 흡수량이 증가하였으며, 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 조직형태학적인 분석 결과 마그네슘-임플란트가 대조군에 비해 더 높은 수치의 골임플란트 계면접촉율을 보여 주었으나, 나사산내 골면적은 더 낮았다. 그러나 두 군 모두에서 통계적 유의성은 없었다. 이상의 결과에서 지연 하중을 가하는 경우에 있어서 골유착에 대한 마그네슘-임플란트의 효과는 기계가공된 임플란트와 유사하였다. 조기 하중시 더 빠르고 강한 골반응을 보여주던 이전 연구와 종합하여 볼 때, 마그네슘 임플란트는 즉시 또는 조기 하중 가능성을 증진시켜 주며, 지연 하중에서는 생체 적합성이 우수한 타이타늄과 유사한 골유착 정도를 보이는 것으로 사료된다. 그러나 임상적으로 화학적 표면개질 방법의 유용성을 판단하기 위해 다양하고 장기적인 임상 연구가 필요하리라 사료된다.

임플랜트 식립부위 형성시 골조직의 온도변화에 관한 연구 (A STUDY ON THE TEMPERATURE CHANGES OF BONE TISSUES DURING IMPLANT SITE PREPARATION)

  • 김평일;김영수;장경수;김창회
    • 대한치과보철학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.1-17
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    • 2002
  • The purpose of this study is to examine the possibility of thermal injury to bone tissues during an implant site preparation under the same condition as a typical clinical practice of $Br{\aa}nemark$ implant system. All the burs for $Br{\aa}nemark$ implant system were studied except the round bur The experiments involved 880 drilling cases : 50 cases for each of the 5 steps of NP, 5 steps of RP, and 7 steps of WP, all including srew tap, and 30 cases of 2mm twist drill. For precision drilling, a precision handpiece restraining system was developed (Eungyong Machinery Co., Korea). The system kept the drill parallel to the drilling path and allowed horizontal adjustment of the drill with as little as $1{\mu}m$ increment. The thermocouple insertion hole. that is 0.9mm in diameter and 8mm in depth, was prepared 0.2mm away from the tapping bur the last drilling step. The temperatures due to countersink, pilot drill, and other drills were measured at the surface of the bone, at the depths of 4mm and 8mm respectively. Countersink drilling temperature was measured by attaching the tip of a thermocouple at the rim of the countersink. To assure temperature measurement at the desired depths, 'bent-thermocouples' with their tips of 4 and 8mm bent at $120^{\circ}$ were used. The profiles of temperature variation were recorded continuously at one second interval using a thermometer with memory function (Fluke Co. U.S.A.) and 0.7mm thermocouples (Omega Co., U.S.A.). To simulate typical clinical conditions, 35mm square samples of bovine scapular bone were utilized. The samples were approximately 20mm thick with the cortical thickness on the drilling side ranging from 1 to 2mm. A sample was placed in a container of saline solution so that its lower half is submerged into the solution and the upper half exposed to the room air, which averaged $24.9^{\circ}C$. The temperature of the saline solution was maintained at $36.5^{\circ}C$ using an electric heater (J. O Tech Co., Korea). This experimental condition was similar to that of a patient s opened mouth. The study revealed that a 2mm twist drill required greatest attention. As a guide drill, a twist drill is required to bore through a 'virgin bone,' rather than merely enlarging an already drilled hole as is the case with other drills. This typically generates greater amount of heat. Furthermore, one tends to apply a greater pressure to overcome drilling difficulty, thus producing even greater amount heat. 150 experiments were conducted for 2mm twist drill. For 140 cases, drill pressure of 750g was sufficient, and 10 cases required additional 500 or 100g of drilling pressure. In case of the former. 3 of the 140 cases produced the temperature greater than $47^{\circ}C$, the threshold temperature of degeneration of bone tissue (1983. Eriksson et al.) which is also the reference temperature in this study. In each of the 10 cases requiring extra pressure, the temperature exceeded the reference temperature. More significantly, a surge of heat was observed in each of these cases This observations led to addtional 20 drilling experiments on dense bones. For 10 of these cases, the pressure of 1,250g was applied. For the other 10, 1.750g were applied. In each of these cases, it was also observed that the temperature rose abruptly far above the thresh old temperature of $47^{\circ}C$, sometimes even to 70 or $80^{\circ}C$. It was also observed that the increased drilling pressure influenced the shortening of drilling time more than the rise of drilling temperature. This suggests the desirability of clinically reconsidering application of extra pressures to prevent possible injury to bone tissues. An analysis of these two extra pressure groups of 1,250g and 1,750g revealed that the t-statistics for reduced amount of drilling time due to extra pressure and increased peak temperature due to the same were 10.80 and 2.08 respectively suggesting that drilling time was more influenced than temperature. All the subsequent drillings after the drilling with a 2mm twist drill did not produce excessive heat, i.e. the heat generation is at the same or below the body temperature level. Some of screw tap, pilot, and countersink showed negative correlation coefficients between the generated heat and the drilling time. indicating the more the drilling time, the lower the temperature. The study also revealed that the drilling time was increased as a function of frequency of the use of the drill. Under the drilling pressure of 750g, it was revealed that the drilling time for an old twist drill that has already drilled 40 times was 4.5 times longer than a new drill The measurement was taken for the first 10 drillings of a new drill and 10 drillings of an old drill that has already been used for 40 drillings. 'Test Statistics' of small samples t-test was 3.49, confirming that the used twist drills require longer drilling time than new ones. On the other hand, it was revealed that there was no significant difference in drilling temperature between the new drill and the old twist drill. Finally, the following conclusions were reached from this study : 1 Used drilling bur causes almost no change in drilling temperature but increase in drilling time through 50 drillings under the manufacturer-recommended cooling conditions and the drilling pressure of 750g. 2. The heat that is generated through drilling mattered only in the case of 2mm twist drills, the first drill to be used in bone drilling process for all the other drills there is no significant problem. 3. If the drilling pressure is increased when a 2mm twist drill reaches a dense bone, the temperature rises abruptly even under the manufacturer-recommended cooling conditions. 4. Drilling heat was the highest at the final moment of the drilling process.

스프린팅이 하악 구치부 임플랜트 보철물의 응력분산에 미치는 영향에 관한 삼차원 유한요소분석 연구 (A three-dimensional finite-element analysis of influence of splinting in mandibular posterior implants)

  • 백상현;허성주;장익태;곽재영;김성균
    • 대한치과보철학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.157-168
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    • 2008
  • 연구목적: 골유착성 임플랜트를 이용한 치료가 초기의 완전 무치악 증례에 도입된 이후 장기간의 임상 관찰 결과 높은 성공률이 보고되고 있으며, 점차 부분 무치악 및 단일치 상실 증례 등의 다양한 영역으로 확대되고 있다. 하지만 이러한 임플랜트에 가해지는 저작압은 임플랜트와 주위 골에 축 방향 힘 (axial force)과 다양한 측방 모멘트 (bending moments)를 일으키는데 이러한 응력의 적절한 분산이 치료의 성공에 큰 영향을 미치게 한다. 이번 연구의 목적은 하악 구치부가 부분 무치악일 때 외측연결 방식과 내측연결 방식의 임플랜트로 수복함에 있어 상부 보철물의 연결 (splinting)이 임플랜트와 주위 골로의 응력분산에 미치는 영향을 삼차원 유한요소 분석을 통해 비교해보고자 하였다. 연구재료 및 방법: 외측연결 방식과 내측연결 방식의 대표적인 2종의 임플랜트를 선정하였고 각각 8.5mm와 13mm 길이에 대하여 실험하였다. 임플랜트는 외측연결 방식을 대표하는 브레네막 시스템을, 내부연결 방식을 대표하는 ITI 임플랜트를 연구재료로 선택하였다. 각각의 임플랜트는 구치부에서 골양이 허용되는 한 추천되는 넓은 직경 (wide diameter)의 임플랜트 (4.8-5.3mm)를 이용하였다. 이러한 4종류의 임플랜트 모형에서 제1대구치와 제2대구치 금관의 연결 여부에 따라 총 8개의 실험 군으로 분류하였다. 하중은 수직하중 및 수평하중을 각각 100N씩 하악 제1대구치 임플랜트 보철부위 (금관부)에 가하였고 금관의 연결여부에 따라 임플랜트와 주위골에 응력이 분산되는 양상을 관찰하였다. 삼차원 유한요소분석을 위한 하악골모형 제작에는 Hypermesh (Altair Engineering Inc., Troy, MI, USA)를 사용하였고 응력해석을 위해서는 PAM-CRASH 2G version 2005 (ESI, France), 포스트프로세싱을 위해서는 PAM-VIEW version 2005 (ESI, France)을 이용하였다. 여러 응력값 중에서 대표적인 등가응력 (von Mises stress)을 이용하여서 응력분포를 비교분석하였다. 연구결과: 내부연결방식과 외부연결방식 모두 상부의 금관을 연결함에 따라 임플랜트와 주위골로 전해지는 응력값이 감소하였다. 그리고 응력값이 감소하는 정도는 외부연결방식에서 더 크게 나타났다. 하지만 두 방식 모두 금관연결에 따른 응력 감소 효과는 임플랜트 길이 증가에 의해 영향 받지는 않았다. 이번 실험에서 상부 보철물이 연결되지 않은 상태에서 제1대구치 부위에 수직방향 또는 수평방향의 하중을 가했을 때 외부연결방식에서 더 많은 양의 응력이 주변 피질골의 상부 좁은 부위로 전달되었다. 하지만 상부 보철물을 연결한 상태에서 하중을 가한 경우에는 외부연결방식에서 하중 측인 제1대구치 부위에서 나타나던 상부 피질골에서의 응력 집중이 많이 감소한 것을 보여주었다. 또 한 비하중 측인 제 2대구치 부위에서의 응력분산도 외부연결방식에서 더 많은 것으로 나타났다. 이에 비해 내부연결방식에서는 하중 측인 제 1대구치 부위에서 지대주 나사를 따라 높게 나타나던 응력값의 중등도 감소 효과를 나타내었고 연결된 제2대구치 부위로의 응력분산 효과도 작았다. 결론: 하악 구치부가 결손한 하악골에 내부연결방식과 외부연결방식을 대표하는 두 가지 종류의 임플랜트를 선택하여 상부 금관의 연결이 임플랜트와 주위 골의 응력 분산에 미치는 영향에 대하여 삼차원 유한요소분석을 하였다. 이러한 실험 결과를 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 8.5mm와 13mm에 대해서 응력 분포는 거의 동일하게 나타나고, von Mises stress 최대값 또한 거의 유사하였다. 2. 수직하중에서는 근심측에서 응력이 집중되었고 수평하중에서는 근, 원심측이 비슷한 크기의 응력을 보였다. 3. 내부연결방식에서는 지대주 나사의 벽면을 따라서 응력이 분산되는 양상을 보였으나 외부연결방식에서는 지대주에 눌리는 임플랜트 상부 부위에 응력이 집중되었다. 4. 금관을 연결함에 따라 임플랜트와 주위골로 전달되는 응력 값은 두 방식 모두 감소하는 모습을 보였으나 응력 값이 감소하는 정도는 내부연결방식에 비해 외부연결방식에서 더 크게 나타났다.