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대한치과교정학회지 = The Korean journal of orthodontics v.39 no.4, 2009년, pp.203 - 212   피인용횟수: 3

Self-drilling 방식의 마이크로임플란트 식립에 의해 발생하는 피질골 스트레인의 유한요소해석
Finite element analysis of cortical bone strain induced by self-drilling placement of orthodontic microimplant

박진서   (경북대학교 치의학전문대학원 교정학교실  ); 유원재   (경북대학교 치의학전문대학원 교정학교실  ); 경희문   (경북대학교 치의학전문대학원 교정학교실  ); 권오원   (경북대학교 치의학전문대학원 교정학교실  );
  • 초록

    골밀도가 높고 두꺼운 피질골에 마이크로임플란트를 self-drilling 방식으로 식립하는 경우 과도한 수준의 골부하 (bone loading)가 발생할 위험이 있으며 이는 인접골의 정상적인 골개형(bone remodeling)에 장애를 초래할 수 있다. 이에, 본 연구에서는 유한요소해석으로 두께 1.0 mm의 피질골에 Absoanchor SH1312-7 마이크로임플란트((주)덴토스, 대구, 대한민국)가 self-drilling 방식으로 식립되는 과정(10회전, 식립깊이 5 mm)을 모사(simulation)하였으며 식립 단계별로 피질골에 발생되는 스트레인을 조사하였다. 식립중 마이크로임플란트 첨부의 절삭연(cutting flute)에 의한 골삭제로 생기는 나사길(threaded groove)의 치수를 얻기 위하여 가토 경골에 마이크로임플란트를 식립/제거한 후 Micro CT (Explore Locus RS, GE Healthcare, Ontario, Canada)를 이용하여 기하형상을 측정하였으며 이를 치밀골의 유한요소모델에 반영하였다. 해석결과, 치밀골에 발생되는 스트레인은 임플란트 식립깊이에 따라 증가하였고, 초기단계에서 나사산에 인접한 골에 국한되던 과부하 부위(스트레인이 4,000 ${\mu}$ -strain을 상회하는 영역)가 식립깊이 증가에 따라 인접골 전체, 즉 나사산 인접부는 물론 골(valley) 부위에 접하는 모든 영역으로 확장되었다. 본 연구를 통해, self-drilling 방식으로 마이크로임플란트를 식립할 때 치밀골에 발생하는 스트레인 크기는 생리적인 골개형을 저해할 수 있는 수준임을 확인할 수 있었다.


    Objective: The aim of this study was to evaluate the strain induced in the cortical bone surrounding an orthodontic microimplant during insertion in a self-drilling manner. Methods: A 3D finite element method was used to simulate the insertion of a microimplant (AbsoAnchor SH1312-7, Dentos Co., Daegu, Korea) into 1 mm thick cortical bone. The shape and dimension of thread groove in the center of the cortical bone produced by the cutting flute at the apical of the microimplant was obtained from animal test using rabbit tibias. A total of 3,600 analysis steps was used to calculate the 10 turns and 5 mm advancement of the microimplant. A series of remesh in the cortical bone was allowed to accommodate the change in the geometry accompanied by the implant insertion. Results: Bone strains of well higher than 4,000 microstrain, the reported upper limit for normal bone remodeling, were observed in the peri-implant bone along the whole length of the microimplant. Level of strains in the vicinity of either the screw tip or the valley part were similar. Conclusions: Bone strains from a microimplant insertion in a self-drilling manner might have a negative impact on the physiological remodeling of cortical bone.


  • 주제어

    교정용 마이크로임플란트 .   Self-drilling 식립 .   식립 스트레인 .   3D 유한요소법.  

  • 참고문헌 (26)

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  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. Kim, Kwang-Duk ; Yu, Won-Jae ; Park, Hyo-Sang ; Kyung, Hee-Moon ; Kwon, Oh-Won 2011. "Optimization of orthodontic microimplant thread design" 대한치과교정학회지 = The Korean journal of orthodontics, 41(1): 25~35     
    2. Kim, Sang-Cheol ; Kim, Ho-Young ; Lee, Sang-Jae ; Kim, Cheol-Moon 2011. "Influence of surface treatment on the insertion pattern of self-drilling orthodontic mini-implants" 대한치과교정학회지 = The Korean journal of orthodontics, 41(4): 268~279     
    3. Choi, Bohm ; Lee, Dong-Ok ; Mo, Sung-Seo ; Kim, Seong-Hun ; Park, Ki-Ho ; Chung, Kyu-Rhim ; Nelson, Gerald ; Han, Seong-Ho 2011. "Three-dimensional finite element analysis for determining the stress distribution after loading the bone surface with two-component mini-implants of varying length" 대한치과교정학회지 = The Korean journal of orthodontics, 41(6): 423~430     

 저자의 다른 논문

  • 유원재 (9)

    1. 2007 "교정용 마이크로 임플란트의 디자인이 토오크와 파절강도에 미치는 영향" 대한치과교정학회지 = The Korean journal of orthodontics 37 (3): 171~181    
    2. 2008 "3차원 유한요소법을 이용한 교정용 마이크로임플란트 식립 시의 피질골 스트레인 해석" 대한치과교정학회지 = The Korean journal of orthodontics 38 (4): 228~239    
    3. 2009 "유한요소법을 이용한 임플란트 경부 디자인이 골응력에 미치는 영향 분석" 대한치과보철학회지 = The journal of Korean academy of prosthodontics 47 (4): 385~393    
    4. 2009 "임플란트 경부형상이 주위골 응력에 미치는 영향에 관한 유한요소법적 분석" 대한치과보철학회지 = The journal of Korean academy of prosthodontics 47 (4): 394~405    
    5. 2011 "치근접촉이 마이크로 임플란트 인접골 응력에 미치는 영향에 대한 유한요소해석" 대한치과교정학회지 = The Korean journal of orthodontics 41 (1): 6~15    
    6. 2011 "교정용 마이크로 임플란트의 나사산 디자인 최적화" 대한치과교정학회지 = The Korean journal of orthodontics 41 (1): 25~35    
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    8. 2015 "4종 임플란트 나사산 디자인의 응력분산 특성에 대한 3차원 유한요소해석 연구" 대한치과보철학회지 = The journal of Korean academy of prosthodontics 53 (2): 120~127    
  • 경희문 (40)

  • Kwon, Oh-Won (52)

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