Changes in occlusal force depending on the movement of the adjacent and opposing teeth after loss of lower first molar : comparative study by using a strain gauge

본 연구의 목적은 하악 제 1대구치 상실 시 스트레인게이지를 이용하여 인접 및 대합 치아들의 경사 및 정출 정도에 따른 교합력의 변화를 알아보기 위함이다. 하악 우측 제 1대구치가 상실된 상태로 인공치아를 이용하여 정상 치열로 배열한 후, 치주인대 재현을 위해 실리콘 인상재를 균일한 두께로 치근에 도포 하고 폴리우레탄 레진으로 제작된 인조치조골에 식립하여 앵글 I급 교합상태로 재현하였다. 하악 우측 구치부를 맞춤형 다이시스템에 근거하여, 인접 및 대합 치아들의 경사 및 정출이 심화 되는 정도에 따라 모형 1에서 모형 4까지 제작하였다. 상악은 설측 교두에, 하악은 협측 교두에 스트레인게이지를 부착하고 만능물성시험기를 이용해 힘을 가한 후 하악 치아와 상악 치아에 나타나는 변형률을 이용하여 교합력을 비교하였다. 본 연구에서 수집된 자료의 통계처리는 데이터 코딩(data coding)과 데이터 크리닝(data cleaning) 과정을 거쳐 SPSS 20.0 for Windows 프로그램을 활용하였으며, t-test와 one way ANOVA 실시후 Duncan 사후 검정을 하였다. 또한 가설을 검정하기 위한 통계적 유의수준은 p< 0.05로 하여 분석한 결과는 아래와 같다. 하악 제 1대구치 상실 후 치아이동이 진행되지 않은 모형 1의 우측 부위를 실험군으로 하고 치아상실이 없는 좌측 구치부위를 대조군으로 한 실험에서 음식물 없이 300N의 힘을 가한 경우에 상악 제 1소구치, 상악 제 2소구치, 하악 제 2소구치, 하악 제 2대구치의 실험군의 교합력이 대조군에 비해 더 높았고(p<0.05) 음식물 저작 시에는 상악 제 1소구치, 상악 제 2소구치, 하악 제 2대구치의 실험군의 교합력이 대조군에 비해 더 높게 나타났다.(p<0.05) 한편 실험군과 대조군 모두에서 하악 제 2소구치와 상악 제 1대구치를 제외한 모든 치아에서 음식물의 경도가 낮아질수록 교합력은 감소하였다. 하악 제 1대구치 상실 후 치아이동에 따른 교합력의 양상을 알아보기 위해 모형 1,2,3,4를 비교분석 한 결과 300N의 힘을 가했을 때 상악 제 1소구치에서는 모형 1, 모형 2, 모형 3으로 갈수록 교합력이 증가하였고,(p<0.05) 하악 제 2대구치는 모형 1, 모형 2, 모형 3으로 갈수록 교합력이 낮아졌으며,(p<0.05) 음식물의 경도가 감소함에 따라 모형 1과 모형 2, 모형 3에서 상악 제 1소구치, 하악 제 2대구치, 상악 제 2대구치의 교합력이 점차적으로 감소하였다.(p<0.05) 육포를 저작했을 때, 모든 모형, 모든 치아 중에서 하악 제 2대구치의 교합력이 가장 높게 나왔다.(p<0.05) 음식물 저작 시 상악 제 1소구치와 상악 제 2소구치는 모형 1에서 모형 2, 모형 3, 모형 4로 갈수록 교합력이 감소되었고, 하악 제 2대구치에서도 모형 1, 모형 2, 모형 4로 갈수록 교합력이 감소되었다.(p<0.05) 이상의 연구에서 하악 제 1대구치가 상실되고 치아 이동이 없는 상태에서 저작력이 가해지면 상실되지 않은 경우에 비해 인접 및 대합 치아들의 교합력이 증가하는 한편, 치아 이동이 진행됨에 따라 상악 제 1소구치, 상악 제 2소구치, 하악 제 2대구치의 교합력은 정량적으로 감소함을 확인하였다.;The purpose of this study was to investigate the changes in occlusal force after loss of the lower first molar depending on the inclination and extrusion of the adjacent and opposing teeth by using a strain gauge. Artificial teeth were used to reconstruct the normal anatomy with loss of the lower right first molar. A uniformly thick layer of silicone was first applied to the tooth root to reconstruct the periodontal ligament, which was then inserted into the alveolus constructed from artificial bone consisting of polyurethane resin. Dental Class I relationships were finally reconstructed. By using a specific die system, Models 1 to 4 were constructed with varying degrees of inclination and extrusion of the adjacent and opposing teeth. The strain gauge was attached to the lingual cusp for the upper teeth and to the buccal cusp for the lower teeth. Then, force was applied, and an universal testing machine was used to determine the changes in occlusal force in the upper and lower teeth. SPSS Version 20.0 for Windows was used for statistical processing of the data collected in this study, including data sorting and coding. t-test, one-way ANOVA, and Duncan post-hoc analysis were performed. Further, for testing the hypothesis, the level of statistical significance was defined at p < 0.05. The results of the analyses are presented below. The right side of Model 1, in which the teeth did not move after loss of the first molar, was considered the experimental side, while the left side with no lost teeth was considered the control side. When a force of 300 N was applied, the experimental side, including the upper first premolar, upper second premolar, and lower second molar, showed greater occlusal force than the control side. While simulating chewing, the control side, including the upper first premolar, upper second premolar, and lower second molar, showed greater occlusal force than the experimental side. On the other hand, in all control and experimental sides, the lower the softer the food was the weaker was the occlusal force in all teeth, except in the lower second premolar and upper first molar. We investigated the occlusal change in Model 1, 2, 3, and 4 at 300 N after lower first molar was lost, without food chewing. Models 1, 2, and 3 showed increasing occlusal force in the upper first premolars. However, Models 1, 2, and 4 showed decreasing occlusal force in the lower second molars. With the decreasing hardness of food, Models 1, 2, and 4 showed a gradual decrease in the occlusal force in the upper first premolars, lower second molars, and upper second molars, respectively. When beef jerky was chewed, the lower second molar showed the greatest occlusal force among all the teeth. When chewing food, Models 1, 2, 3, and 4 showed decreasing occlusal force in the upper first molars and the upper second premolars, whereas Models 1, 2, and 4 showed decreasing occlusal force in the lower second molars. The study results showed that the occlusal forces in adjacent teeth increased when the lower first molar was lost and the teeth did not move, compared to the occlusal force when no teeth were lost. In addition, we found that as the teeth moved, the occlusal forces in the upper first premolars, upper second premolars, and lower second molars decreased significantly.Ⅰ. 서론 1 Ⅱ. 연구재료 및 방법 5 A. 연구재료 5 B. 연구 방법 11 Ⅲ. 연구 결과 15 A. 치아상실 여부에 따른 교합력 양상 비교 15 B. 치아 상실 후 인접 치 및 대합 치아들의 이동에 따른 교합력 양상 비교 20 IV. 고찰 24 Ⅴ. 결론 30 참고문헌 31 Abstract 3

Finite element anlaysis of molar distalization by using skeletal anchorage

The aim of this study was to investigate the pattern of tooth movement depending on position of indirect anchorage and open coil spring to distalize maxillary molar using the 3-dimensional finite element analysis model. Maxillary artificial teeth were selected to the Wheeler's dental anatomy. The size and shape of each tooth, bracket and archwire were made from the captured real images by a 3-dimensional laser scanner and finite element analysis was performed with 10-noded tetrahedron. For this study open coil spring which had 250g force was activated. Indirect anchorage system was made by connecting to the 2nd premolar when miniscrew was inserted between the 2nd premolar and the 1st molar. It was made also by connecting to the 1st premolar when miniscrew was inserted between the 1st molar and the 2nd molar. The results were as following as. When there was open coil spring between 2nd premolar & 1st molar without indirect skeletal bone anchorage, mesial displacement of anterior anchor teeth was increased and distal displacement of posterior moving teeth was decreased comparing to being open coil spring between 1st molar & 2nd molar. It was same result when there were indirect skeletal anchorage on the 2nd premolar and the 1st molar. When there was skeletal anchorage, the maximum tensile stress of distal surface of anterior anchor teeth & the minimum compressive stress of distal surface of posterior moving teeth was to be lot lesser. Mesial displacement of anterior anchor teeth was to be lot lesser and distal displacement of posterior teeth was increased when there was skeletal anchorage.;본 연구의 목적은 유한요소를 이용하여 상악 구치의 원심이동시 고정원의 위치와 오픈코일스프링 위치에 따른 치아이동양상을 알아보기 위함이다. 자연치의 크기 및 형태를 갖는 상악치아들과 브라켓, 교정용호선 및 치조골부를 3차원 레이져 스캐너로 스캐닝한 수 10절점 사면체요소(10- noded tetrahedron element)로 유한요소 모델을 제작하였다. 간접골성 고정원은 제 1소구치와 제 2소구치 사이에 미니스크류를 식립하여 제 2소구치와 연결하고, 제 2소구치와 제1대구치 사이에 미니스크류를 식립하여 제 1대구치와 연결하여 제작하였다. 제 2소구치와 제 1대구치 사이에 250g 힘을 가진 오픈코일스프링을 넣어 제 2소구치에 간접골성 고정원이 있을 때와 없을 때의 치아이동양상과 제 1대구치와 제 2대구치 사이에 동일한 힘의 오픈코일스프링을 넣어 제 1대구치에 간접골성 고정원이 있을 때와 없을 때의 치아이동양상을 각각 비교분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 간접골성 고정원 없이 오픈코일스프링이 제 2소구치와 제 1대구치 사이에 있을 때가 제 1대구치와 제 2대구치 사이에 있을 때에 비해 전방치아의 근심변위량은 증가하였고, 원심변위량은 감소하였다. 이는 같은 조건에서 제 2소구치와 제 1대구치에 간접골성 고정원을 연결한 경우에도 유사하게 나타났다. 간접골성 고정원이 있을 때 전방고정원 치아 원심면의 인장 주응력 값과 후방 이동치아의 원심면의 압축 주응력은 감소하였다. 전방 고정원치아의 근심변위도 골 고정원이 있을 때 감소하였으나, 후방이동치아의 원심변위량은 증가하였다.Ⅰ. 서론 = 1 Ⅱ. 실험재료 및 방법 = 4 A. 실험재료 = 4 B. 실험방법 = 5 1. 실험조건 = 6 2. 유한요소 해석 = 7 Ⅲ. 실험결과 = 9 Ⅳ. 고찰 = 18 Ⅴ. 결론 = 22 참고문헌 = 23 ABSTRACT = 27 APPENDIX = 2