치과용 임플란트 시스템이 광범위하게 사용되고 있지만 임플란트 보철물 구성요소의 파절이나 나사풀림 등 많은 기계적 문제점을 안고 있으며, 특히 나사풀림은 골 손실이나 고정체 파절같은 문제점들과 밀접한 관계가 있으므로 그 조절은 매우 중요하다. 본 논문에서는 치과 임플란트 시스템의 보철학적 문제점의 하나인 지대주 나사의 풀림 방지특성의 규명을 위해 지대주 나사에 Au, TiCN, TiN을 각각 코팅하여 임플란트의 결합안정성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. Au코팅은 마그네트론 스퍼터법으로 1차 코팅한 후 ...
치과용 임플란트 시스템이 광범위하게 사용되고 있지만 임플란트 보철물 구성요소의 파절이나 나사풀림 등 많은 기계적 문제점을 안고 있으며, 특히 나사풀림은 골 손실이나 고정체 파절같은 문제점들과 밀접한 관계가 있으므로 그 조절은 매우 중요하다. 본 논문에서는 치과 임플란트 시스템의 보철학적 문제점의 하나인 지대주 나사의 풀림 방지특성의 규명을 위해 지대주 나사에 Au, TiCN, TiN을 각각 코팅하여 임플란트의 결합안정성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. Au코팅은 마그네트론 스퍼터법으로 1차 코팅한 후 전해 도금하였고, TiCN 및 TiN 코팅은 AIP법으로 1~2㎛내외로 코팅처리 하였으며 코팅처리 하지 않은 것과 특성을 비교하였다. 제조된 지대주 나사는 32N·cm토오크로 체결한 후 풀림회전력과 조임회전각을 측정하고, 10만번씩 각각 저작 모의 시험을 실시하여 풀림회전력의 변화를 관찰하였다. 또한 코팅물질의 모재와의 접착력과 코팅처리후의 표면경도, 마찰력, 접착강도 등을 측정하였고, 용출시험, 세포독성시험을 통해 생체안정성을 평가하였다. 표면에 안정한 TiO₂ 산화막이 형성되어 있는 지대주 나사에 Au를 직접 도금할 경우 도금층 박리가 나타났으며, 마그네트론 스퍼터를 이용하여 1차 물리적으로 코팅한 후 전해 도금을 함으로써 접착력이 우수한 도금층을 얻을 수 있었다. 지대주 나사에 대한 조임회전각은 마찰계수가 낮은 Au, TiCN를 코팅한 경우 다른 나사에 비해 조이는 각도가 컸으며, 10만번 저작모의시험 후의 풀림회전력은 저작모의시험 전과 비교하여 코팅하지 않은 나사보다 Au, TiCN 코팅한 나사에서 풀림회전력이 더 높게 나타났는데 이는 코팅층의 마찰력이 계속유지되어 풀림이 방지 된것으로 확인되었다. 코팅하지 않은 경우 풀림회전력은 저작시험전에는 코팅한 경우보다 높았으나 저작시험 회수가 증가함에 따라 급격히 감소하였는데, 이는 저작시험이 진행되면서 나사산간의 접합부위 소성 변형에 따른 풀림 회전력이 감소 된것으로 판단되었다. 세포독성평가 결과 코팅하지 않은 경우와 Au, TiN, TiCN 코팅한 경우의 차이는 나타나지 않았으며, 금속이온 용출시험결과 코팅한 경우 지대주 나사의 성분인 Ti, Al, V의 용출이 현저히 감소하였다. 본 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. Ti-6Al-4V합금에 Au를 도금하면 합금 표면의 산화층으로 인하여 도금층의 박리가 나타났으며, 마그네트론 스퍼터링법으로 중간층을 형성하고 전해 Au도금한 결과 접착력이 우수한 도금층을 얻을 수 있았으며, 지대주나사에 임플란트를 체결시에도 박리현상이 나타나지 않았다. 이 방법은 Au를 코팅하기전에 Ti산화막을 제거 함으로서 가능하였고 이러한 방법은 매우 창의적으로서 실용된 사례는 보고된바 없으며 본 연구에서 우수한 성과라 할 수 있다. 2. 조임 후 실시한 풀림력 테스트에서 코팅하지않은 시료의 풀림력이 가장 컸으며, 저작시험을 함에따라 풀림력은 급격히 감소 하였다. 나사산의 마찰계수는 클수록 좋고, 표면 개질은 연질일수록 조임각도가 증가하여 초기 조임력이 증가 할것이다. 3. 임플란트 지대주나사에 Au, TiCN등을 코팅하고 32N·cm으로 임플란트 시스템과 체결하여 10만번 모의저작시험한 후 풀림력을 측정한 결과 코팅하지 않은 경우나 TiN 코팅한 경우보다 풀림력이 크게 향상되었으며, 이는 코팅층의 마찰력 증대와 표면 개질이 향상되었기 때문에 나타난 결과로 판단된다. 4. 임플란트 지대주나사에 Au, TiCN등을 코팅하여 임플란트 시스템과 체결하면 코팅하지 않은 경우나 TiN 코팅한 경우보다 조임회전각이 향상되었는데 이는 코팅층의 윤활성이 향상되어 임플란트 내면 나사와의 마찰을 줄여 조임력이 증가된 결과로 판단된다. 5. 생체안전성 시험으로부터 세포독성평가 결과 모든 코팅물에 대해 통계적으로 유의할 만한 차이는 보이지 않았으며, 금속이온의 용출시험 결과 코팅층이 형성되어 있는 경우에 내식성이 향상되는 효과를 나타내었다.
치과용 임플란트 시스템이 광범위하게 사용되고 있지만 임플란트 보철물 구성요소의 파절이나 나사풀림 등 많은 기계적 문제점을 안고 있으며, 특히 나사풀림은 골 손실이나 고정체 파절같은 문제점들과 밀접한 관계가 있으므로 그 조절은 매우 중요하다. 본 논문에서는 치과 임플란트 시스템의 보철학적 문제점의 하나인 지대주 나사의 풀림 방지특성의 규명을 위해 지대주 나사에 Au, TiCN, TiN을 각각 코팅하여 임플란트의 결합안정성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. Au코팅은 마그네트론 스퍼터법으로 1차 코팅한 후 전해 도금하였고, TiCN 및 TiN 코팅은 AIP법으로 1~2㎛내외로 코팅처리 하였으며 코팅처리 하지 않은 것과 특성을 비교하였다. 제조된 지대주 나사는 32N·cm토오크로 체결한 후 풀림회전력과 조임회전각을 측정하고, 10만번씩 각각 저작 모의 시험을 실시하여 풀림회전력의 변화를 관찰하였다. 또한 코팅물질의 모재와의 접착력과 코팅처리후의 표면경도, 마찰력, 접착강도 등을 측정하였고, 용출시험, 세포독성시험을 통해 생체안정성을 평가하였다. 표면에 안정한 TiO₂ 산화막이 형성되어 있는 지대주 나사에 Au를 직접 도금할 경우 도금층 박리가 나타났으며, 마그네트론 스퍼터를 이용하여 1차 물리적으로 코팅한 후 전해 도금을 함으로써 접착력이 우수한 도금층을 얻을 수 있었다. 지대주 나사에 대한 조임회전각은 마찰계수가 낮은 Au, TiCN를 코팅한 경우 다른 나사에 비해 조이는 각도가 컸으며, 10만번 저작모의시험 후의 풀림회전력은 저작모의시험 전과 비교하여 코팅하지 않은 나사보다 Au, TiCN 코팅한 나사에서 풀림회전력이 더 높게 나타났는데 이는 코팅층의 마찰력이 계속유지되어 풀림이 방지 된것으로 확인되었다. 코팅하지 않은 경우 풀림회전력은 저작시험전에는 코팅한 경우보다 높았으나 저작시험 회수가 증가함에 따라 급격히 감소하였는데, 이는 저작시험이 진행되면서 나사산간의 접합부위 소성 변형에 따른 풀림 회전력이 감소 된것으로 판단되었다. 세포독성평가 결과 코팅하지 않은 경우와 Au, TiN, TiCN 코팅한 경우의 차이는 나타나지 않았으며, 금속이온 용출시험결과 코팅한 경우 지대주 나사의 성분인 Ti, Al, V의 용출이 현저히 감소하였다. 본 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. Ti-6Al-4V합금에 Au를 도금하면 합금 표면의 산화층으로 인하여 도금층의 박리가 나타났으며, 마그네트론 스퍼터링법으로 중간층을 형성하고 전해 Au도금한 결과 접착력이 우수한 도금층을 얻을 수 있았으며, 지대주나사에 임플란트를 체결시에도 박리현상이 나타나지 않았다. 이 방법은 Au를 코팅하기전에 Ti산화막을 제거 함으로서 가능하였고 이러한 방법은 매우 창의적으로서 실용된 사례는 보고된바 없으며 본 연구에서 우수한 성과라 할 수 있다. 2. 조임 후 실시한 풀림력 테스트에서 코팅하지않은 시료의 풀림력이 가장 컸으며, 저작시험을 함에따라 풀림력은 급격히 감소 하였다. 나사산의 마찰계수는 클수록 좋고, 표면 개질은 연질일수록 조임각도가 증가하여 초기 조임력이 증가 할것이다. 3. 임플란트 지대주나사에 Au, TiCN등을 코팅하고 32N·cm으로 임플란트 시스템과 체결하여 10만번 모의저작시험한 후 풀림력을 측정한 결과 코팅하지 않은 경우나 TiN 코팅한 경우보다 풀림력이 크게 향상되었으며, 이는 코팅층의 마찰력 증대와 표면 개질이 향상되었기 때문에 나타난 결과로 판단된다. 4. 임플란트 지대주나사에 Au, TiCN등을 코팅하여 임플란트 시스템과 체결하면 코팅하지 않은 경우나 TiN 코팅한 경우보다 조임회전각이 향상되었는데 이는 코팅층의 윤활성이 향상되어 임플란트 내면 나사와의 마찰을 줄여 조임력이 증가된 결과로 판단된다. 5. 생체안전성 시험으로부터 세포독성평가 결과 모든 코팅물에 대해 통계적으로 유의할 만한 차이는 보이지 않았으며, 금속이온의 용출시험 결과 코팅층이 형성되어 있는 경우에 내식성이 향상되는 효과를 나타내었다.
A common problem associated with dental implant restoration is screw loosening by its pre-load loss. A number of clinicians and implant manufacturers have been tried to reduce the potential loosening of screw. Recently, the unique surface treatments on abutment screws of implant were introduced to r...
A common problem associated with dental implant restoration is screw loosening by its pre-load loss. A number of clinicians and implant manufacturers have been tried to reduce the potential loosening of screw. Recently, the unique surface treatments on abutment screws of implant were introduced to reduce the friction coefficient between the screw and fixture and to increase its pre-load. The aim of this study was to investigate the effects surface coating of abutment screw with Au, TiN or TiCN on loss of preload. ExFeel external hexed implant system (Megagen Co., Korea) was used for this study. Three experimental groups are as follows; 1) Au coating by magnetron sputtering, and then electrical plating, 2) TiCN or TiN coating with a thickness of 1~2㎛ by arc ion plating and 3) non-coating specimen as a control group. The adhesion strength and surface hardness of various coated disk specimens were investigated. The rotational angle at 32N㎝ was measured and after tightening of abutment screw, removal torque values were measured. The removal torque values and rotation angle of the screws were measured again after the cyclic loading of 100,000, respectively. After fatigue test of 100,000 cycles, the specimens were observed by SEM. The cytotoxicity tests and metal ion release test of the screw specimens were also carried out to evaluate its biocompatiblility. The conclusions were as follows : 1. The abutment screws coated with Au by magnetron sputtering was superior to those coated with Au by electrical plating showing scale-off of the coated layers. 2. The removal torque value of the non-coated abutment screws was higher than that of the coated abutment screws before the cyclic loading. However, it was suddenly decreased after the cyclic loading due to surface flattening of the screws. 3. The rotational angle measurements of abutment screws coated with Au or TiCN having lower friction coefficient were higher than those of the non-coated abutment screws 4. The removal torque values after the 100,000 simulated chewing load cyclics of abutment screws coated with Au or TiCN were higher than those of the non-coated abutment screws. These can be attributed to the more compressive force between fixture and abutment screws because of the reduced interfacial friction force of the coated layers. 5. There was no statistically significant difference between abutment screw coated with Au, TiN or TiCN and non-coated abutment screws in cytotoxicity tests. The release of metal ions such as Ti, Al, and V was remarkably decreased when the screws were coated.
A common problem associated with dental implant restoration is screw loosening by its pre-load loss. A number of clinicians and implant manufacturers have been tried to reduce the potential loosening of screw. Recently, the unique surface treatments on abutment screws of implant were introduced to reduce the friction coefficient between the screw and fixture and to increase its pre-load. The aim of this study was to investigate the effects surface coating of abutment screw with Au, TiN or TiCN on loss of preload. ExFeel external hexed implant system (Megagen Co., Korea) was used for this study. Three experimental groups are as follows; 1) Au coating by magnetron sputtering, and then electrical plating, 2) TiCN or TiN coating with a thickness of 1~2㎛ by arc ion plating and 3) non-coating specimen as a control group. The adhesion strength and surface hardness of various coated disk specimens were investigated. The rotational angle at 32N㎝ was measured and after tightening of abutment screw, removal torque values were measured. The removal torque values and rotation angle of the screws were measured again after the cyclic loading of 100,000, respectively. After fatigue test of 100,000 cycles, the specimens were observed by SEM. The cytotoxicity tests and metal ion release test of the screw specimens were also carried out to evaluate its biocompatiblility. The conclusions were as follows : 1. The abutment screws coated with Au by magnetron sputtering was superior to those coated with Au by electrical plating showing scale-off of the coated layers. 2. The removal torque value of the non-coated abutment screws was higher than that of the coated abutment screws before the cyclic loading. However, it was suddenly decreased after the cyclic loading due to surface flattening of the screws. 3. The rotational angle measurements of abutment screws coated with Au or TiCN having lower friction coefficient were higher than those of the non-coated abutment screws 4. The removal torque values after the 100,000 simulated chewing load cyclics of abutment screws coated with Au or TiCN were higher than those of the non-coated abutment screws. These can be attributed to the more compressive force between fixture and abutment screws because of the reduced interfacial friction force of the coated layers. 5. There was no statistically significant difference between abutment screw coated with Au, TiN or TiCN and non-coated abutment screws in cytotoxicity tests. The release of metal ions such as Ti, Al, and V was remarkably decreased when the screws were coated.
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