• 대한치과보철학회지
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• 제56권3호
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• pp.179-187
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• 2018

목적: 본 연구의 목적은 임플란트 고정성 보철물의 시멘트 소환을 위해 가한 열이 임플란트 티타늄 지대주 및 지대주 나사의 풀림토크와 파절강도에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 재료 및 방법: 임플란트와 티타늄 지대주 및 지대주 나사를 20개씩 준비하였다. 지대주와 나사는 가열하지 않은 것을 대조군으로, 진공소성로에서 $450^{\circ}C$까지 8분간 가열 후 공기 중에서 냉각한 것을 실험군으로 분류하였다. 임플란트에 지대주 및 나사를 연결하고 30 Ncm의 힘으로 10분 간격으로 2회의 조임력을 가하고 15분 후 풀림토크를 측정하였고 만능시험기를 이용하여 지대주 나사의 파절강도를 측정하였다. 결과: 평균 풀림토크는 대조군에서 $27.84{\pm}1.07Ncm$, 실험군에서 $26.55{\pm}1.56Ncm$이었고 통계적으로 유의한 차이를 보였다 (P < .05). 평균 파절강도는 대조군에서 $731.47{\pm}39.46N$, 실험군에서 $768.58{\pm}46.73N$이었고 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다 (P > .05). 결론: 임플란트 고정성 보철물의 시멘트 소환을 위해 가한 열이 티타늄 지대주 나사의 풀림토크를 유의하게 감소시켰고 파절강도에는 영향을 주지 않았다. 따라서 시멘트 소환을 위해 보철물 및 지대주의 조립체에 열을 가하는 경우에는 지대주 나사를 미리 빼내어 따로 보관하거나 부득이하게 열을 가한 지대주 나사는 재사용에 주의가 필요할 것으로 사료되나 임상적인 재사용 여부를 평가하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.

• 대한치과보철학회지
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• 제43권6호
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• pp.727-735
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• 2005

Statement of problem. Platform switching in implant prosthesis has been used for esthetic and biological purpose. But there are few reports for this concept. Purpose. The purpose of this study is evaluation of platform switching in wide implant by three dimensional finite element analysis. Materials and Methods. The single implant and prosthesis was modeled in accordance with the geometric designs for Osstem implant system. Three-dimensional finite element models were developed for (1) a wide diameter 3i type titanium implant 5 mm in diameter, 13 mm in length with wide cemented abutment, titanium alloy abutment screw, and prosthesis (2) a wide diameter 3i type titanium implant 5 mm in diameter, 13 mm in length with regular cemented abutment, titanium alloy abutment screw and prosthesis(platform switching) was made for finite element analysis. The abutment screws were subjected to a tightening torque of 30 Ncm. The amount of preload was hypothesized to 650N, and round and flat type prostheses were loaded to 200 N. Four loading offset point (0, 2, 4, 6 mm from the center of the implants) were evaluated. Models were processed by the software programs HyperMesh and ANSA. The PAM-CRASH 2G simulation software was used for analysis of stress. The PAM-VIEW and HyperView were used for post processing. Results. The results from experiment were as follows; 1. von Mises stress value is increased in order of bone, abutment, implant and abutment screw. 2. von Mises stress of abutment screw is lower when platform switching. 3. von Mises stress of implant is lower when platform switching until loading offset 4 mm. 4. von Mises stress of abutment is similar between each other. 5. von Mises stress of bone is slightly higher when platform switching. Conclusion. The von Mises stress pattern of implant components is favor when platform switch ing but slightly higher in bone stress distribution than use of wide abutment. The research about stress distribution is essential for investigation of the cortical bone loss.

• 대한치과보철학회지
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• 제44권4호
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• pp.414-420
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• 2006

Purpose : The purpose of this study is to use finite element analysis to predict the fatigue life of an implant system subjected to fatigue load by mastication (chewing force). The reliability and the stability of implant system can be defined in terms of the fatigue strength. Not only an implant is expensive but also it is almost impossible to correct after it is inserted. From a bio-engineering standpoint, the fatigue strength of the dental implant system must be evaluated by simulation (FEA). Material and Methods Finite element analysis and fatigue test are performed to estimate the fatigue strength of the implant system. Mesh of implant is generated with the actual shape and size. In this paper, the fatigue strength of implant system is estimated. U-fit (T. Strong, Korea, internal type). The stress field in implant is calculated by elastic-plastic finite element analysis. The equivalent fatigue stress, considering the contact and preload stretching of a screw by torque for tightening an abutment, is obtained by means of Sine's method. To evaluate the reliability of the calculated fatigue strength, fatigue test is performed. Results: A comparison of the calculated fatigue strength with experimental data showed the validity and accuracy of the proposed method. The initiation points of the fatigue failure in the implant system exist in the region of high equivalent fatigue stress values. Conclusion: The above proposed method for fatigue life estimation tan be applied to other configurations of the differently designed and improved implant. In order to prove reliability of prototype implant, fatigue test should be executed. The proposed method is economical for the prediction of fatigue life because fatigue testing, which is time consuming and precision-dependent, is not required.

• 대한치과기공학회지
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• 제40권1호
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• pp.41-47
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• 2018

Purpose: The purpose of this study was to analyze the biomechanical properties of the dental implants on the supporting bone using three-dimensional finite element method when three different abutment materials were applied to the implant system. Methods: Three different dental implant models were fabricated by applying Ti, PEEK, and CRE-PEEK (60% carbon-reinforced PEEK) to abutment material. The abutment and connecting screw from the fixture was applied with a tightening torque of 20 Ncm. And then, total loads of 150 N were applied in an $30^{\circ}oblique$ direction (to the vertical). The structural stability of dental implants on the supporting bone was analyzed using Von Mises stress and principal stress values. Results: The maximum tensile stress of the cortical bone was highest at 12.6 MPa in the PEEK abutment (Model-B). Ti abutment (Model-A) and CRE-PEEK abutment (Model-C) showed similar stress distributions (10.6 and 10.3 MPa, respectively). And the maximum compressive principal stress was similar in all models. The Von Mises stress value delivered to the bone around the implant was highest at 16.5 MPa in Model-B. On the other hand, Model-A and C showed similar stress distributions (14.0 and 13.8 MPa, respectively). In addition, the maximum equivalent stress applied to the abutment was highest at 629.8 MPa in Model-A. The stress distribution in Model-C was 573.9 MPa. Whereas, Model-B showed the lowest value at 165.6 MPa. Conclusion : The dental implant supporting bone system using PEEK material seems to have the possibility of supporting bone fracture. It was found that the CRE-PEEK abutment can reduce the elastic deformation and reduce the stress value of the interfacial bone.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.343-349
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• 2014

본 연구는 치과 임상에서 사용하고 있는 시멘트 유지형 치과용 임플란트의 지지골 응력 분포 안정성을 확인하고자 시행하였다. 모델링과 유한요소 응력 분석은 유한요소 해석 프로그램인 Solidworks를 사용하였고, 시멘트 유지형 임플란트 시스템인 지대주와 고정체를 연결하는 지대주 나사를 20 Ncm 나사조임력에 의한 결합조건을 적용시킨 단관 모델을 제작하고, 설측에서 협측으로의 $45^{\circ}$ 경사로 100 N 크기 외부하중을 가하여 지지골 응력 분포 해석을 실시하였다. 경사하중에 따른 임플란트 고정체의 지지골 응력 크기와 분포를 파악하기 위한 유한요소법 분석을 통해 다음 결과를 얻었다. 고정체 직경, 길이의 조건에 관계없이 임플란트 고정체 상부와 골 접촉부인 치밀골에 응력이 집중되는 양상으로 나타났고, 고정체 길이 증가로 인한 응력 감소 폭보다 직경 증가로 인한 감소폭이 큰 것으로 나타났다 따라서 본 연구 결과는 지지골 형태 조건에 대하여 가능한 큰 직경의 고정체 사용이 효과적이라고 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권2호
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• pp.261-276
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• 2023

The use of the ordinary double nut (i.e., ODN) composed of a master nut (i.e., M-nut) and a slave nut (i.e., S-nut) is a highly efficient method to prevent bolts loosening. A novel double nut (i.e., FODN) composed of a master nut (i.e., M-nut) and flat slave nut (i.e., FS-nut) is proposed to save raw materials. The bolt fastening tests with single nut, ODN and FODN are performed to investigate the preload and counterbalance forces. Corresponding finite element analysis (FEA) models are established and validated by comparing the preload with the experimental results. The load-bearing capacity, the extrusion effect, and the contact stress of each engaged thread for ODN and FODN are observed by FEA. The experimental and simulated results revealed that the bolt fastening with double-nut has different load-transferring mechanisms from single-nut. Nevertheless, for double-nut/bolt assemblies, the FS-nut can provide load transfer that is like that of the S-nut, and the FODN is a reasonable and reliable fastening method. Furthermore, based on the theory of Yamamoto, a formula considering the extrusion effect is proposed to calculate the preload distribution of the double-nut, which is applicable to varying thicknesses of slave-nuts in double-nut/bolt assemblies.

• 대한치과보철학회지
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• 제51권4호
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• pp.276-283
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• 2013

연구 목적: 본 연구에서는 기성 지대주와 맞춤형CAD-CAM 지대주의 적합성 및 나사 사이의 안정성 대해 알아보고자 한다. 연구 재료 및 방법: 오스템 임플란트 시스템을 이용하였다. 동일회사에서 제작된 기성 지대주(Transfer abutment, Osstem Implant Co. Ltd, Busan, Korea) 및 맞춤형CAD-CAM 지대주(CustomFit abutment, Osstem Implant Co. Ltd, Busan, Korea)와 국내 외주 제작된 맞춤형CAD-CAM 지대주(Myplant, Raphabio Co., Seoul, Korea)를 5개씩 선택, 제작하였으며 나사는 각 회사에서 제공되는 것을 사용하였다. 제조사의 지시에 따라 고정체와 지대주를 30 Ncm으로 조인 후 초기 풀림 토크를 3회 반복 측정한 후 통계 분석하였다(${\alpha}=.05$). 고정체-지대주 연결체를 에폭시 레진에 매몰 후 습식 절삭 및 연마하여 계면 사이의 적합성을 FE-SEM으로 관찰하였다. 결과: 지대주의 초기 풀림 토크 값은 각각 기성 지대주(Transfer abutment)에서 $26.0{\pm}0.30Ncm$, 동일 회사에서 제작된 맞춤형CAD-CAM 지대주(CustomFit abutment)에서 $26.3{\pm}0.32Ncm$, 외주로 제작된 맞춤형CAD-CAM 지대주(Myplant abutment)에서 $24.7{\pm}0.67Ncm$였다. 국내 외주 제작된 맞춤형CAD-CAM 지대주에서 유의적으로 낮은 초기 풀림 토크 값을 보였으며(P=.027), 고정체-지대주 계면에서 변연 간극이 관찰되었다. 결론: 본 실험의 한계 내에서 국내 외주 제작된 맞춤형CAD-CAM 지대주는 동일 회사에서 제작된 기성 지대주나 맞춤형CAD-CAM 지대주에 비해 더 낮은 나사 안정성 및 적합성을 보인다고 볼 수 있다.

• 구강회복응용과학지
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• 제33권2호
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• pp.114-118
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• 2017

목적: 이 연구의 목적은 타이타늄 구성요소를 가진 지르코니아 지대주가 내부연결 임플란트에 사용되었을 때 나사 풀림에 대해 알아보는 것이다. 열순환 후 타이타늄 소켓을 가진 지르코니아 지대주와 타이타늄 지대주의 나사 풀림과 제거력을 비교 분석하였다. 연구 재료 및 방법: 내측연결 임플란트와 내측연결 타이타늄 지대주, 타이타늄 소켓을 가진 외측연결 지르코니아 지대주를 준비하였다. 내부연결형 임플란트에 5개의 타이타늄 지대주를(대조군), 타이타늄 소켓을 가진 5개의 지르코니아 지대주(실험군)를 각각 연결하고 30 Ncm의 토크로 조인 후 열순환 처리 전후의 지대주 나사 제거력을 측정하였다. 각 시편들은 열순환 장치의 수조에서 $5^{\circ}C$와 $55^{\circ}C$의 물에 60초씩 교대로 2,000회의 열순환을 시행하였다. 각 시편의 나사 풀림을 조사하고 열순환 전후에 나사 제거력을 통계학적으로 분석하였다. 결과: 두 그룹 모두에서 열순환 후 지대주 나사 풀림을 보이지 않았다. 열순환 전후의 나사 제거력 차이는 대조군에서 $-1.34{\pm}2.53Ncm$, 실험군에서 $-1.26{\pm}2.06Ncm$ 로 나타났다. 독립표본 T 통계분석 결과 두 군간에 유의한 차이를 보이지 않았다(P > 0.05). 결론: 이 실험의 결과 내에서 내부연결 임플란트를 위한 지르코니아 지대주 내 타이타늄 소켓이 열순환 후 지대주 나사풀림에 타이타늄 지대주와 비교하여 유의한 영향을 나타내지 않았다.

• 대한치과보철학회지
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• 제44권2호
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• pp.229-242
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• 2006

Statement of problem: In order to increase preload with reducing the friction coefficient, abutment screws coated with pure gold and Teflon as dry lubricant coatings have been introduced. But the reported data indicate that if screw repeated tightening and loosening cycle, an efficiency of increasing preload was decreased by screw surface wearing off. Purpose: This study was to evaluate the influence of tungsten carbide/carbon coating, which has superior hardness and frictional wear resistance, on the preload of abutment screws and the stability of coating surface after repeated closures. Material and method: The rotational values of abutment screws and the compressive forces between abutment and fixture were measured in implant systems with three different joint connections, one external butt joint and two internal cones. Moreover the stability and the alteration of coating surface were examined by comparison of the compressive force and the removable torque values during 10 consecutive trials, observation with scanning electron microscope and analyzed the elemental composition with energy dispersive x-ray spectroscopy Results and conclusion: 1. Application of coating resulted in significant increase of compressive force in all implant systems(P<.05). The increasing rate of compressive force by coating in external butt joint was gloater than those in internal cones (P<.05). 2. Coated screw showed the significant additional rotation compared to non-coated screw in all implant systems (P<.05). There were no significant differences in the increasing rate of rotation among implant systems (P>.05). 3. Removable torque values were greater with non-coated screw than that with coated screw (P<.05). 4. Coated screw showed insignificant variations in the compressive forces during 10 consecutive trials(P>.05) 5. After repeated trials, the surface layer of coated screw was maintained relatively well. However surface wearing and irregular titanium fragments were found in non-coated screw.

• 구강회복응용과학지
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• 제26권4호
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• pp.389-403
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• 2010

이전부터 사용된 티타늄, 금합금 지대주 및 최근 사용이 급증한 지르코니아 지대주와 임플란트의 계면에 대한 비교 연구와 동적하중이 계면에 미치는 영향에 관한 연구가 많지 않은 실정이다. 본 연구에서 지대주 종류와 동적 하중에 따른 미세간극의 차이를 주사전자현미경 분석을 통하여 비교평가 하였다. USII ${\phi}3.75{\times}11.5mm$ (Osstem Co., Seoul, Korea) 티타늄 임플란트에 티타늄 지대주, 지르코니아 지대주, 주조 금합금 (UCLA plastic) 지대주를 각 군당 7개씩, 30Ncm의 조임회전력으로 연결하였다. 25-250N의 sine형 동적하중을 장축 방향에서 $30^{\circ}$ 경사로 $10^5$회 시행하였다. 하중 전후에 계면의 미세간극을 순측, 구개측, 근심측, 원심측 부위에서 측정하였고, 그 결과 동적 하중으로 인한 통계적 유의성은 없었다. 지대주 종류에 따른 미세간극을 비교한 결과, 동적하중 시행 전후 모두 UCLA 군과 티타늄 군, UCLA 군과 지르코니아 군 사이에 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 티타늄 군과 지르코니아 군 사이에는 유의한 차이를 보이지 않았다. UCLA 지대주는 정밀 연삭된 티타늄, 지르코니아 지대주 보다 더 큰 미세간극을 보였고 $10^5$회 동적하중은 미세간극에 영향을 미치지 않았다.