각형 호선이 edgewise 브라켓에 삽입되면 first, second order는 bending에 의해, third order는 torsion(비틀림)에 의해 3차원적인 force system이 발생한다. Bending에 관하여는 분석적 그리고 실험적인 많은 연구가 보고 되어 있는 반면 비틀림에 관해서는 상대적으로 많은 연구가 이루어 지지 않았다. 본 연구의 목적은 각형 와이어의 재료와 단면의 형태가 와이어의 비틀림 모멘트에 어떻게 영향을 주는지를 이론적, 실험적으로 밝혀서 임상적으로 적절한 모멘트를 가할 때 호선의 재료와 굵기를 합리적으로 선택할 수 있도록 하는데 있다. 실험재료로는 third order조절을 위해 가장 많이 사용하는 호선을 사용하였다. 크기별로 0.016x0.022, 0.017x0.025, 0.019x0.025인치 그리고 재료로는 stainless steel (Ormco), TMA(Ormco), NiTi(Ormco), 그리고 braided stainless steel(DentaFlex, Dentauum) 네 가지를 사용하여 총 12개의 조합을 사용하였다. Torsion formula를 이용하여 비틀림 강성 (torque/twist rate)을 계산하였고 torque gauge를 이용하여 비틀림 강성, 항복 비틀림 모멘트 (yield torsional moment), 그리고 최대 비틀림 모멘트 (ultimate torsional moment)를 측정하였다. Torsion formula에 의하면 비틀림 강성 (T/$\theta$)은 재료적인 특성(G)과 호선의 단면의 특성(J)에 비례하고 호선의 길이(L)에 반비례한다. 대부분의 실험치는 이론적인 값과 비슷하게 나타났다.
각형 호선이 edgewise 브라켓에 삽입되면 first, second order는 bending에 의해, third order는 torsion(비틀림)에 의해 3차원적인 force system이 발생한다. Bending에 관하여는 분석적 그리고 실험적인 많은 연구가 보고 되어 있는 반면 비틀림에 관해서는 상대적으로 많은 연구가 이루어 지지 않았다. 본 연구의 목적은 각형 와이어의 재료와 단면의 형태가 와이어의 비틀림 모멘트에 어떻게 영향을 주는지를 이론적, 실험적으로 밝혀서 임상적으로 적절한 모멘트를 가할 때 호선의 재료와 굵기를 합리적으로 선택할 수 있도록 하는데 있다. 실험재료로는 third order조절을 위해 가장 많이 사용하는 호선을 사용하였다. 크기별로 0.016x0.022, 0.017x0.025, 0.019x0.025인치 그리고 재료로는 stainless steel (Ormco), TMA(Ormco), NiTi(Ormco), 그리고 braided stainless steel(DentaFlex, Dentauum) 네 가지를 사용하여 총 12개의 조합을 사용하였다. Torsion formula를 이용하여 비틀림 강성 (torque/twist rate)을 계산하였고 torque gauge를 이용하여 비틀림 강성, 항복 비틀림 모멘트 (yield torsional moment), 그리고 최대 비틀림 모멘트 (ultimate torsional moment)를 측정하였다. Torsion formula에 의하면 비틀림 강성 (T/$\theta$)은 재료적인 특성(G)과 호선의 단면의 특성(J)에 비례하고 호선의 길이(L)에 반비례한다. 대부분의 실험치는 이론적인 값과 비슷하게 나타났다.
As a rectangular wire Is inserted into edgewise brackets the wire exerts a force system three-dimensionally. The force system may include bending force in first and second orders and a torsional force in third order Analytical and experimental studies on bending force have been Introduced, but infor...
As a rectangular wire Is inserted into edgewise brackets the wire exerts a force system three-dimensionally. The force system may include bending force in first and second orders and a torsional force in third order Analytical and experimental studies on bending force have been Introduced, but information about torsion is still lack. The purpose of this study was to estimate the torsional moment in the force system of rectangular arch wires through theoretical and experimental studies. Wires most frequently used for third order control were selected as study materials. Cross sections of 0.016x0.022, 0.017x0.025, 0.019x0.025 inch rectangular wires in foot different materials such as stainless steel(Ormco), TMA(Ormco), NiTi(Ormco), and braided stainless steel (DentaFlex, Dentaurum) were used. The torque/twist rate of each test material was calculated using the torsion formula. Torque/twist rate, yield torsional moment, and ultimate torsional moment were measured with a torque gauge. The torsion formula assesses that the torque/twist rate (T/$\theta$) is proportional to the characteristics of material (G) and cross section (J), and is inversely proportional to the length of wire (L). Most experimental results corresponded with the formula. The relative stiffness was calculated for reference to a logical sequence of wire changes.
As a rectangular wire Is inserted into edgewise brackets the wire exerts a force system three-dimensionally. The force system may include bending force in first and second orders and a torsional force in third order Analytical and experimental studies on bending force have been Introduced, but information about torsion is still lack. The purpose of this study was to estimate the torsional moment in the force system of rectangular arch wires through theoretical and experimental studies. Wires most frequently used for third order control were selected as study materials. Cross sections of 0.016x0.022, 0.017x0.025, 0.019x0.025 inch rectangular wires in foot different materials such as stainless steel(Ormco), TMA(Ormco), NiTi(Ormco), and braided stainless steel (DentaFlex, Dentaurum) were used. The torque/twist rate of each test material was calculated using the torsion formula. Torque/twist rate, yield torsional moment, and ultimate torsional moment were measured with a torque gauge. The torsion formula assesses that the torque/twist rate (T/$\theta$) is proportional to the characteristics of material (G) and cross section (J), and is inversely proportional to the length of wire (L). Most experimental results corresponded with the formula. The relative stiffness was calculated for reference to a logical sequence of wire changes.
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문제 정의
초기 치아 배열 시 강성 (stiffness)이 낮은 가는 호선으로부터 굵은 호선으로, 또는 NiTi로 부터 stainless steel로 modulus of elasticity가 큰 호선으로 교환하게 되는데 이때 호선의 굵기나 재료학적 특성 이 호선의 비틀림 모멘트에 영향을 주게 되는데 이에 대한 연구는 그리 많지 않다.ED 본 연구의 목적은각형 와이어의 재료와 단면의 형태가 와이어의 비틀림 모멘트에 어떻게 영향을 주는지를 이론적, 실험적으로 밝혀서 임상적으로 적절한 모멘트를 가할 때 호선의 재료와 굵기를 합리적으로 선택할 수 있도록 하는데 있다.
이에 대하여 이론적으로 고찰하였으며 실험적으로 확인하였다. 임상적으로 영구변형이 일어나기시작하는 비틀림 모멘트와 최대한으로 발휘할 수 있는 비틀림 모멘트도 구하였다.
제안 방법
5°까지 측정하였다. 각 경우 당 5개의 와이어를 측정하여 5° offset에서의 항복 비틀림 모멘트 (yield torsional moment), 최대 비틀림 모멘트 (ultimate torsional moment), 그리고 비틀림 강성을구하였다. NiTi는 온도에 의해 물리적인 성질이 영향을 받으므로 실험실 온도를 25°C로 유지하였다.
Torque gauge 는 최대 6000 gmm까지 최소 250 gmm까지 측정할수 있다. 연장부의 측면으로 바늘을 장착하고 비틀린각도를 측정하도록 각도계를 부착하였다 (Fig 1).
와이어의 길이는 평균적인 브라켓간 거리인 7 mm 로 고정하고 호선에 가한 비틀림 모멘트를 250 gmm 씩 증가시키면서 영구변형이 관찰될 때 까지 비틀림각도를 0.5°까지 측정하였다. 각 경우 당 5개의 와이어를 측정하여 5° offset에서의 항복 비틀림 모멘트 (yield torsional moment), 최대 비틀림 모멘트 (ultimate torsional moment), 그리고 비틀림 강성을구하였다.
NiTi는 온도에 의해 물리적인 성질이 영향을 받으므로 실험실 온도를 25°C로 유지하였다. 임상적으로 torque는 third order angulation을 의미하기도 하지만 공학적으로 torque는 비틀림 모멘트에 대해서 구조물 내에 발생하는 크기는 같고 방향은 반대인 반작용을 의미하므로 본 논문에서 torque는 third order angulation이 아닌 torsional moment와 같은 의미로 사용하였다.
사용하였다. 즉 초기 치아 배열 시 힘의 크기를 줄이기 위해서 각형 보다는 원형을, 그리고 보다가는 호선을 사용하였다. 그러나 최근에 새로이 개발된 여러 가지 재료를 이용함으로써 호선의 굵기는 일정하게 유지한 채 재료를 TMA나 NiTi와 같은 형상기 억합금 또는 여 러 가닥이 꼬인 호선을 사용하여 치료 초기부터 3차원적으로 치아의 위치를 조절 할 수있게 되 었다.
대상 데이터
이에 대하여 이론적으로 고찰하였으며 실험적으로 확인하였다. 임상적으로 영구변형이 일어나기시작하는 비틀림 모멘트와 최대한으로 발휘할 수 있는 비틀림 모멘트도 구하였다. 이를 이용하여 주어진상황에서 호선을 교환함으로써 torque를 증가시키거나 감소시키고자 하는 경우 상대적인 stiffness를 이용하여 합리적으로 호선의 재료와 굵기를 선택할 수있다.
4, Table 1). Braided의 경우에는 단면의 형태에 따라 stiffness가 변화할 필요는 없고 이론적인 유도가 불가능하지만대체적으로 단면이 커지면서 stiffness도 증가함을 보였다. NiTi 는 초탄성 현상을 보이므로 일정한 stiffness를 구할 수는 없지만 역시 굵기가 증가하면서 stiffness도 증가하였다.
025인치와이어에서 나타나는 torque twist관계를 보여 준다. Stainless steel과 TMA는 특징적인 직선적 unloa ding curve를 보이지 만 NiTi는 비 틀림 변형 (shearing stress)에 의해서 phase transformation을 보이는 특징적인 초탄성 현상을 보이게 되는데, austenite상태에서는 크고 martensite상태에서는 작은 비교적 뚜렷한 두 가지의 기울기를 보였다. Braided의 경우에는직선적인 unloading curve를 보이지 않았다.
rigidity)에 비 례한다. Stainless steel을 1로 하였을 때 TMA는 0.48, NiTi는 small deflection 시 0.39, large deflection 시 0.05를 보였다. Braided의 경우에는 0.
후속연구
특히 가는 호선을 제작할 때 이러한 cold work이 많이 발생하며 이에 대한 더 자세한 연구가 필요할 것이다.
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