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문제 정의
- 본 연구에서는 스트레인 게이지를 이용하여 응력값을 측정하고 부착위치에 따른 상대적인 응력 값을비교 분석하여 치아 이동 방법에 따른 응력 분포양상를 알아보기 위한 실험이었다. 본 실험의 결과 스트레인 게이지를 이용한 방법은 치아의 초기 이동의 연구에 이용될 수 있는 매우 정확하고 신뢰할 수 있는 방법으로서 향후 스트레인 게이지의 세분화와 다양한적용과 분석 및 조직반응에 관한 연구 등을 종합하여응용한다면 치아이동의 mechanism을 규명하는데 보다 많은 도움을 줄 것으로 사료된다.
- 이에 본 연구에서는 치근에 스트레인 게이지를 부착하여 광탄성 레진에 매식한 실험 치열 모형을 제작하여 교정력에 따른 치주인대 및 치조골에서의 응력분포를 계측하여 분석해 봄으로써 치근 부착 스트레인 게이지를 이용한 응력 분포 조사 방법의 유용성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 실험 모형의 치관에 .018"X.025" standard edgewise bracket(Tomy Co. Japan)을 브라켓 슬롯이 일직선이 되도록 치관의 중심부(incisal edge 하방 5mm) 에 통상적인 방법으로 부착하였다. 공간폐쇄시 일정한 힘이 가해지도록 하기 위해 100g의 힘을 발휘하는 elastomeric chain(406-612, 3M, Unitek)을 공간 폐쇄시 사용했으며, 다음과 같은 실험군을 설정하였다.
- 폐쇄 방법으로는 금속 호선의 사용 유무에 따라, 금속 호선의종류에 따라 3가지 방법을 적용하였다. 각각의 경우에서 치아의 근심면, 원심면 및 순면, 설면에 나타나는 응력을 계측하여 비교 . 분석한 결과 다음과 같은결론을 얻었다.
- Japan)을 브라켓 슬롯이 일직선이 되도록 치관의 중심부(incisal edge 하방 5mm) 에 통상적인 방법으로 부착하였다. 공간폐쇄시 일정한 힘이 가해지도록 하기 위해 100g의 힘을 발휘하는 elastomeric chain(406-612, 3M, Unitek)을 공간 폐쇄시 사용했으며, 다음과 같은 실험군을 설정하였다.
- 교정력에 따른 치주인대 및 치조골 부위에서의 응력 분포를 알아보기 위하여 상악 중절치 치근 8부위에 스트레인 게이지를 부착한 인공 치아를 광탄성 레진에 매식한 4mm 정중이개 증례의 상악저치부 실험모형을 제작하여 응력 분포를 조사하였다. 폐쇄 방법으로는 금속 호선의 사용 유무에 따라, 금속 호선의종류에 따라 3가지 방법을 적용하였다.
- 본 실험에서는 치근부착 스트레인 게이지를 이용하여 응력을 측정하고 부착위치에 따른 상대적인 응력 값을 비교 분석하여 치아 이동 방법에 따른 응력분포 양상을 알아보았다. 실험모델의 해석을 용이하게 하기 위하여 상악좌측 중절치의 치관을 중심으로하여 근원심 방향의 수평축을 X축, 수평축에 직각인수직축을 丫축, XY평면에 수직적인 순설면 방향의 수평축을 Z로 설정하였다.
- 상악 정중이개 폐쇄를 위해 교정력을 적용했을 때의 응력 분포를 알아보고자 정중이개 증례의 상악 6 전치의 실험 모형을 설정하였으며, 본 연구에 사용한스트레인 게이지는 일죽의 linear strain gauge(EA- 00-015DJ-120, Measurement Group, USA)로서, 접착제 (MT3ond 200, Measurement Group, USA)를 이용하여 상악 좌우 중절치의 근 . 원심 및 순 .
- 원심 및 순 . 설면 치근의 치경부 부위 (incisal edge 하방 14mm) 치근단부위(incisal edge 하방 19mm)에 각각 8개를 치아 장축을 따라 부착하였다.(Fig.
- 원심 및 순 . 설면에 부착시킨 다음 음형 내에 스트레인 게이지가 부착된 레진 치아를 역으로 식립 하였다. 치조골에 해당되는 부위는 교정력과같은 약한 하중에도 응력 양상을 비교적 잘 나타내는광탄성 레진 (PL-2, Measurement Group, USA)을 사용하였다.
- 원심면 및순 . 설면에서의 응력 분포를 파악할 수 있었으며 이에 따른 모멘트 팔의 형성을 추정함으로써 치아의 회전양상을 알 수 있었다.
- 양상을 알아보았다. 실험모델의 해석을 용이하게 하기 위하여 상악좌측 중절치의 치관을 중심으로하여 근원심 방향의 수평축을 X축, 수평축에 직각인수직축을 丫축, XY평면에 수직적인 순설면 방향의 수평축을 Z로 설정하였다.(Fig.
- 금속 호선의 삽입의 경우에는 1시간이 지난 후의 상태를 영점으로 조정하였다. 응력 측정 횟수는 각 5회로 하였으며, 측정간격은 응력 회복을 고려하여 20분간격으로 하였다.
- 응력의 측정은 영점 조정 후 elastomeric chain을삽입하여 응력 값이 최고에 도달했을 때 측정하였다. 금속 호선의 삽입의 경우에는 1시간이 지난 후의 상태를 영점으로 조정하였다.
- 치조골에 해당되는 부위는 교정력과같은 약한 하중에도 응력 양상을 비교적 잘 나타내는광탄성 레진 (PL-2, Measurement Group, USA)을 사용하였다. 제조업체의 지시에 따라 PL-2 레진과 경화제를 1 : 1로 계 량한 후 음형과 함께 전기로에서 90°F 까지 예열 하였다. 레진과 경화제를 혼합하여, 중합 반응이 일어나면서 125°F에 도달했을 때 음형에 기포가 생기지 않도록 서서히 주입하고 상온에서 24시간 경화시킨 후 음형에서 제거하여 입체 모형을 완성하였다
- 제작하여 응력 분포를 조사하였다. 폐쇄 방법으로는 금속 호선의 사용 유무에 따라, 금속 호선의종류에 따라 3가지 방법을 적용하였다. 각각의 경우에서 치아의 근심면, 원심면 및 순면, 설면에 나타나는 응력을 계측하여 비교 .
대상 데이터
- 상악 중절치의 근원심 및 순설 측 경사는 Andrews’》에 의한 데이터에 근거하였다. 실리콘 인상제(Zerosil, Drevedentamid gmbh, GermanyX 이용하여 음형을 제작하고, 스트레인 게 °] 지 (EA-00-015DJ-120, Measurement Group, USA) 를 치근의 근 . 원심 및 순 .
이론/모형
- 본 연구에서 스트레인 게이지를 이용한 응력 측정법의 응력-변형률 관계는 Hook의 법칙에 의하여 설명된다. 하중에 따른 전기저항의 변화를 이용한 응력측정법은 하중을 가한 후에 gauge wire의 길이 변화를 측정하고 이와 비례관계에 있는 변형률을 알아낸다.
- 치아를 배열하였다. 상악 중절치의 근원심 및 순설 측 경사는 Andrews’》에 의한 데이터에 근거하였다. 실리콘 인상제(Zerosil, Drevedentamid gmbh, GermanyX 이용하여 음형을 제작하고, 스트레인 게 °] 지 (EA-00-015DJ-120, Measurement Group, USA) 를 치근의 근 .
성능/효과
- 2. 호선 없이 교정력을 적용한 경우 정출 및 경사이동이 컸으며 호선 적용에 따라 압하 및 치체이동 양상을 보이는 것을 응력 분포 파악을 통해 확인할수 있었다.
- 022 금속 호선을 삽입 후 공간폐쇄력을 가한경우 브라겟 슬롯의 대각선 방향에 있는 모서리가 호선에 접촉할 때까지 브라겟은 경사지며 변형된 금속호선은 치아를 직립하고자 하는 짝힘 (couple)에 의해 -My를 발생시킨다. 두 금속 호선간의 stiffness와 브라켓 슬롯간의 clearness °11 의해 .016 x .022 금속 호선을 사용했을 때 더욱 균일한 strain 분포를 보였으며, .016 금속 호선보다 .016X.022 금속 호선의 사용시 더큰 -My를 보여주었다. 스트레인 게이지의 민감도를고려해볼 때 두 금속 호선간의 응력 값의 차이는 큰의미가 없지만 .
- 응력 차이는 뚜렷하지 않았다. 또한 순설면간의 응력 차이는 뚜렷하지 않았으나 치경부 보다는 치근단 부위에서 다소 압축응력이 크게 나타났다.( Fig.
- 설면 모두에서 큰 인장응력을 보였으나 근심보다는 원심에서 큰 인장응력을 보였다. 또한 치근단보다는 치경부에서 큰 인장응력을 보여주었으나 순면과 설면은 거의 동일한 인장응력을 보였다.(Fig.
- 본 연구에서 금속 호선없이 elastomeric chain만을 사용하여 상악정중이개 폐쇄시 치근의 근심보다는 원심 면이, 치근단 부위보다는 치경부 부위가 인장응력이 큰 것으로 나타나며, 이것은 공간 폐쇄시 근심 경사와 함께 정출력이 유발되는 것으로 사료된다. 힘과 모멘트의 관점에서 보면 이는 elastomeric chain에 의한 공간폐쇄력, Fx로 인해 상악좌측 중절치의 인장응력, Fy가 다소 크게 발생되었다.
- 상악 좌우 중절치근의 근심면에서는 치경부 및 치근단 부위에서 균일하고 약한 압축응력을, 원심면에서는 치경부 및 치근단 부위에서 균일하고 미약한 인장응력을 보였으나 근원심간의 차이나 치경부와 치근단의 차이는 뚜렷하지 않았다. 또한 순 .
- 상악 좌우 중절치근의 근원심 모두 균일하고 약한 압축응력을 보이며, 근원심간의 차이나 치경부와 치근단 간의 응력 차이는 뚜렷하지 않았다. 또한 순설면간의 응력 차이는 뚜렷하지 않았으나 치경부 보다는 치근단 부위에서 다소 압축응력이 크게 나타났다.
- 또한 순 . 설면 치경부 부위에서 모두 균일하고 미약한 인장응력을 보였으며, 치근단 부위에서는 균일하고 미약한 압축응력을 보였다.(Fig.
후속연구
- 알아보기 위한 실험이었다. 본 실험의 결과 스트레인 게이지를 이용한 방법은 치아의 초기 이동의 연구에 이용될 수 있는 매우 정확하고 신뢰할 수 있는 방법으로서 향후 스트레인 게이지의 세분화와 다양한적용과 분석 및 조직반응에 관한 연구 등을 종합하여응용한다면 치아이동의 mechanism을 규명하는데 보다 많은 도움을 줄 것으로 사료된다.
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