Three Dimensional force analysis of force system in continuous archwire by finite element method

치의학과/박사[한글] 여러가지 교정장치 중에서 고정성 장치는 개개치아의 이동에 있어 가장 효과적으로 사용되는 장치이므로 그 작용기전과 역학적 관계를 이해하는 것이 중요하다. 고정성 장치의 탄선형태는 크게 continuous arch, segmented arch, sectional arch로 나누어 볼수있는데, segmented arch나 sectional arch는 힘의 작용점이 단순하고 interbracket distance도 길어 술자 임의대로 force system조절이 가능한 반면 continuous arch에서는 bracket geometry가 다양하고, interbracket distance가 좁아 force system의 조절이나 그 역학적 분석이 어려운게 사실이다. 저자는 공학에서의 3 dimensional elastic beam이 continuous arch의 형태와 유사한 점에 착안하여 continuous arch의 force system을 분석하고자 하였으며, 이를 위해 다양한 형상을 갖는 3개의 bracket geometry를 표본형상으로 설정하고 기울기, 변위 및 interbra cket distance에 따른 힘과 moment의 변화양상을 분석하고, 저자가 임의로 제작한 불규칙한 치아배열을 갖는 3차원 모형을 일례로하여 0.016 NiTi archwire를 bracket내에 삽입했을 때 발생되는 초기 힘과 moment를 분석 비교해 본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. Bracket의 변위 또는 기울기에 따라 나타나는 힘의 양상이 선형 대칭적인 비례관계를 보였다. 2. Interbracket distance에 따라 나타나는 힘의 양상은 비선형 대칭적인 반비례관계를 보였다. 3. 3차원 모형에서 bracket 형상이 비교적 단순한 부위에서는 표본형상과 비교분석이 가능했지만 인접치의 형상이 복잡한 부위에서는 표본형상의 예측량보다 힘이 크게 발생 되었다 [영문] It is important to understand the operating mechanism and force system of fixed appliance that most effective for individual tooth movement in various orthodontic appliances. The archwire system of fixed appliance is devided into 3 types, which is continuous arch, segmented arch and sectional arch. The last two types have longer interbracket distance and simple force operating points, so it is easy to control force system by operator. But the continuous arch has shorter interbracket distance and various bracket geometry, so it is hard to control and anaylze the farce system. The purpose of this study was three dimensional force and moment analysis of continuous arch system by finite element method, which is similar situation to three dimentional elastic beam in structural engineering. Several sample form of various bracket geometry and artificial lower crowding typodont made by author were constructed, analyzed and compared earth other. The results were as follows : 1. The farce magnitude is linear proportional to the degree of displacement or tilting of the bracket. 2. The force magnitude is inversely non-linear proportional to the interbracket distance. 3. In three dimensional typodont model, while the force can be compared with that of the sample form in the area where adjacent bracket geometry is simple, the force is much more than the expected value in the area where adjacent bracket geometry is complex.restrictio