Creating protective appliances for preventing dental injury during endotracheal intubation using intraoral scanning and 3D printing: a technical note

Digital dentistry has influenced many dental procedures, such as three-dimensional (3D) diagnosis and treatment planning, surgical splints, and prosthetic treatments. Patient-specific protective appliances (PSPAs) prevent dental injury during endotracheal intubation. However, the required laboratory work takes time, and there is the possibility of tooth extraction while obtaining the dental impression. In this technical report, we utilized new digital technology for creating PSPAs, using direct intraoral scanners and 3D printers for dental cast fabrication.ope

The Endo-perio Lesion : A Review for the Diagnosis and Treatment of the Combined Endodontic-periodontic Disease

Despite the fact that patients present with endodontic-periodontal combined lesions are commonly seen, clinical dilemma is frequently brought up due to the difficulties in differential diagnosis and prognosis prediction. Such difficulties can be reconciled by proper diagnosis of each specific lesion, and such diagnosis can only be made through acknowledging the cause of each lesion and the interrelationship between endodontic and periodontal diseases. This article is an attempt to focus on appraising the causes and contributing factors of endodontic-periodontal lesions as well as the connections between pulpal and periodontal tissues, and to provide a rationale to diagnosis, prognosis, and treatment of these conditions.ope

The Cracked Tooth Syndrome

As the life span of people are longer and keeping their teeth longer, the cracked tooth syndrome (CTS) is a common occurrence in nowadays. The cracked tooth is a source of pain for patients and presents diagnostic, restorative and endodontic challenges to operators. The purpose of this article is to review the clinical features, diagnosis, treatment and prognosis of the cracked tooth syndrome (CTS).ope

Management of hyperthyroid patients in dental emergencies: a case report

The prevalence of thyroid disease, particularly hyperthyroidism, has rapidly increased in Korea in the past 10 years. Therefore, it is important to consider the complete medical history including thyroid disease in patients under dental treatment. Both the drugs used for dental treatment and psychological symptoms associated with treatment can induce emergencies in hyperthyroid patients. This case report considers emergency situations during dental treatment for hyperthyroid patients, and discusses risk factors and related concerns.ope

Properties and Clinical Application of MTA

Mineral trioxide aggregate (MTA) is a calcium silicate-based cement commonly used in endodontic procedures involving pulpal regeneration and hard tissue repair, such as pulp capping, pulpotomy, apexogenesis, apexification, perforation repair, and root-end filling. Since MTA’s introduction in 1993, numerous studies have been published regarding various aspects of this material. The purpose of this paper was to review the composition, properties, biocompatibility, and to give evidence-based recommendation for the clinical use of these materials.ope

Computer-controlled local anesthetic delivery for painless anesthesia: a literature review

Local anesthesia is administered to reduce pain during dental treatments, but may itself cause pain and contribute to increased dental fear. Computer-controlled local anesthetic delivery (CCLAD) is one the method to reduce patient pain during local anesthesia; it is a device that slowly administers anesthetics by using a computerized device to control the injection speed. This literature review aims to provide an objective assessment of the usefulness of CCLAD for controlling pain by reviewing papers published to date that have used CCLAD.ope

Chlorhexidine and Dentin Adhesion

This review examines the fundamental mechanism of dentin-resin bond degradation, considers the factors related with this event and furthermore, describes the more practical way to prevent the degradation followed by restoration failure. In spite of rapid development of dental adhesive, dentin-resin bond stability and durability are still major challenge to clinicians. Bacause dentin has unique environments, which are humid and moist, compared to enamel, it is difficult to acquire complete bond. Also presence of endogeneous matrix-metalloproteinases (MMPs) in dentin substrate plays a crucial role in the degradation. So, in order to prevent the degradation, complete infiltration of resin monomer to moist dentin substrate and inhibition of MMPs are essential in bonding process. There are multiple in vivo and in vitro reports showing that the durability and longevity of the dentin-resin bond interface is increased when nonspecific enzyme inhibitors, especially Chlorhexidine (CHX) are used. Among many synthetic inhibitors, chlorhexidine (CHX) is the most widely used MMPs-inhibitor because of its ‘substantivity’. Via its cationic-chelation mechanism, it inhibits MMPs (especially MMP-2, -9) effectively and consequently, reduces nanoleakage and increases bond stability. Also the use of CHX does not affect the immediate bond strength overall and gives no harm to mechanical properties of following adhesive resin. To sum up, the adoption of CHX is recommended as means of improving bond stability at this time.ope

Effect of zirconia surface treatment using Nitric acid-Hydrofluoric acid compound and the shear bonding strength of zirconia and resin cements

치의학과/석사CAD-CAM 시스템으로 지르코니아 수복물을 제작할 때 절삭 및 소결과정에서 발생하는 지르코니아의 체적변화로 인해 치아와의 적합도에 영향을 주게 된다. 이에 지르코니아와 치아 계면간 결합력을 증가시키기 위한 노력이 많이 이루어지고 있다.따라서 본 연구에서는 화학적인 표면처리방법으로서 질산과 불산 혼합물인 지르코스 E etching system이지르코니아표면에 미치는 영향을 알아보고 지르코니아와 레진시멘트간 전단결합강도를분석하였다. CAD-CAM 시스템으로 제작한 지름 10mm, 두께 7mm의 지르코니아 블록 표면에 지르코스 E etching system(ZSAT), air abrasion, tribochemical silicacoating 을 적용한 후 레진 계열 시멘트인Panavia F 2.0, Rely X Unicem, Superbond C&B 와 Hot bond를 접착하였을 때 계면 접착력에 관한 연구 결과는 다음과 같다.1.지르코니아 시편에 지르코스 E 산처리법을 적용시킨 결과 1시간, 3시간 처리한 군에 비해 2시간 처리한 군에서 표면거칠기가 높게 측정되었고 SEM 사진에서도 표면처리양상이 명확히 관찰되었다. 2.2시간 에칭처리한지르코니아 표면에 PanaviaF 2.0, Unicem, Superbond, Hotbond를 접착하고 전단결합강도를 측정한 결과Panavia F 2.0이 가장 낮은 전단결합강도를 보였으며, Unicem, HotbondSuperbond의 순서로 증가하였다. Superbond와 Hotbond 간의 유의한 차이는 없었다.(p>.05)3.지르코스 E etching system으로 표면처리한 경우 Superbond C&B, Rely X Unicem 시멘트를 사용했을 때전단결합강도 값이 컸다. (p<.05)4.4가지 시멘트의 전단결합강도 측정 후 표면의 접착파절 양상을 관찰한 결과 Panavia F 2.0와 Superbond와 은접착 및 응집파괴가혼합된 양상이었으며 Unicem은 접착파괴, Hotbond는 응집파괴가 관찰되었다.이상의 결과를 토대로 지르코스 E 산처리법으로 표면처리 후 접착하면 전단결합강도가 증가할 수 있으나 향 후 장기적인 임상 사용에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.ope

Scenario - Driven Verification Method for Completeness and Consistency Checking of UML Object - Oriented Analysis Model

본 논문에서 제안하는 시나리오기반 검증기법의 목적은 UML로 작성된 객체지향 분석모델의 완전성 및 일관성을 진단하는 것이다. 검증기법의 전체 절차는 요구분석을 위한 Use Case 모델링 과정에서 생성되는 Use Case 시나리오와 UML 분석모델로부터 역공학적 방법으로 도출된 객체행위 시나리오와의 상호참조과정 및 시나리오 정보트리 추적과정을 이용하여 단계적으로 수행된다. 본 검증절차를 위하여 우선, UML로 작성된 객체지향 분석모델들은 우선 정형명세언어를 사용하여 Use Case 정형명세로 변환한다. 그 다음에, Use Case 정형명세로부터 해당 Use Case 내의 객체의 정적구조를 표현하는 시나리오 정보트리를 구축하고, Use Case 정형명세 내에 포함되어 있는 객체 동적행위 정보인 메시지 순차에 따라 개별 시나리오흐름을 시나리오 정보트리에 표현한다. 마지막으로, 시나리오 정보 트리 추적과 시나리오 정보 테이블 참조과정을 중심으로 완전성 및 일관성 검증작업을 수행한다. 즉, 검증하고자 하는 해당 Use Case의 시나리오 정보트리를 이용한 시나리오 추적과정을 통해 생성되는 객체행위 시나리오와 요구분석 과정에서 도출되는 Use Case 시나리오와의 일치여부를 조사하여 분석모델과 사용자 요구사양과의 완전성을 검사한다. 그리고, 시나리오 추적과정을 통해 수집되는 시나리오 관련정보들을 가지고 시나리오 정보 테이블을 작성한 후, 분석과정에서 작성된 클래스 관련정보들의 시나리오 포함 여부를 확인하여 분석모델의 일관성을 검사한다. 한편, 본 논문에서 제안하는 검증기법의 효용성을 증명하기 위해 대학의 수강등록시스템 개발을 위해 UML을 이용해 작성된 분석모델을 특정한 사례로써 적용하여 보았다

Analysis of Needle-Tissue Interaction for Robotic Corneal Suturing

Master각막은 안구의 가장 앞쪽에 위치한 투명한 조직으로, 외부 환경에 항상 노출되어있기 때문에 외상이나 질환에 취약하다. 이러한 각막 손상이 발생하였을 경우, 건강하고 깨끗한 기증자 각막으로 교환하는 각막이식수술을 시행한다. 그러나 각막이식수술은 수술부위가 매우 작고 봉합 중 연조직의 변형이 발생하기 때문에 수술의 난이도가 높다는 문제점이 있다. 또한 각막 봉합 시 정밀도와 균일성이 보장되지 않으면 난시가 발생하는 등 문제가 생긴다. 이런 문제를 극복하고 더 나은 수술 예후를 얻기 위해서는 정밀하고 안정적인 봉합을 보조할 수 있는 수술로봇 시스템의 개발이 필요하다. 따라서 본 논문에서는, 각막이식 수술보조로봇 시스템을 개발하는데 있어서 필요한 기초적인 정보인 바늘과 각막 조직의 상호작용에 대한 분석을 하고, 나아가 수술 중 각막조직의 움직임과 변형을 방지할 수 있는 장치를 개발하는 것을 목표로 하였다. 먼저, 각막 봉합 시 바늘이 받는 힘을 모델링하기 위한 실험에서는 직선 바늘을 사용하였다. 조직은 돼지 각막을 사용하였으며 직선 바늘 삽입 실험을 위해 삽입 위치와 속도가 제어 가능한 실험 장치를 구성하였다. 첫 번째 실험은, 광간섭 단층 영상 촬영(OCT)과 연계한 바늘 삽입 실험이었으며, 바늘이 조직을 관통하기 시작하는 순간과 조직 대비 바늘의 상대적인 위치를 찾는 것이 목적이었다. 실험 결과, 각막과 이에 사용하는 작은 바늘의 상호작용에서는, 통상적으로 알려진 경우와는 다르게 바늘이 조직을 관통하는 순간부터 힘이 증가하는 것을 확인하였다. 두 번째로, 각막에 바늘을 일정한 속도로 삽입할 때 공통적으로 얻어지는 힘-삽입깊이 그래프 개형을 일반화시키고 구간별로 분석하였다. 두 개의 각막을 겹쳐놓은 상태에서 바늘 삽입을 했을 때에도 그래프 상 변하지 않는 구간이 있다는 것을 통해 이 구간이 바늘 끝의 경사진 모양과 관계가 있음을 확인하였다. 이를 통해 힘-삽입깊이 그래프의 각 구간별 상태를 정의하였고 바늘 삽입 시 발생하는 힘을 절삭력과 마찰력 성분으로 분해할 수 있었다. 세 번째로, 바늘과 조직 사이 마찰력을 분석하기 위해 바늘이 조직을 완전히 관통한 상태에서 주기적인 속도 입력에 따른 힘을 측정하였다. 마찰력에 포함되는 변수인 쿨롱 마찰과 점성 마찰계수를 구하기 위해 시스템을 모델링하였으며 실제 측정값과의 피팅을 통해 $f_c=0.0356\pm 0.0084 N$ , $\mu = 0.1132 \pm 0.0382 Ns/mm$ 로 구하였다. 이처럼 각막 조직에 바늘 삽입 시 발생하는 힘을 분석하기 위해 크게 세 가지 실험을 수행하였으며 이를 통해 삽입력을 성분 별로 분해하고 각 성분에 관계되는 변수를 도출하였다. 그 다음으로는, 앞서 분석한 바늘-조직 상호작용을 바탕으로 각막이식수술 중 각막조직의 움직임과 바늘이 삽입될 때의 변형을 방지할 수 있는 장치를 개발하였다. 바늘이 삽입되고 적출되는 부위의 조직변형을 방지하기 위해 다양한 모델에 테스트를 수행하였고 toothed tip 이 있는 ‘ㄷ’ 자 형태의 구조를 채택하였다. 또한 각막의 전체 움직임을 고정시키기 위해 역포셉 형태의 파지메커니즘을 추가하였으며 각막 조직에의 봉합 테스트 결과 각막 전체를 안정적으로 파지하였고 봉합 시 조직변형을 최소화하여 쉽고 정확한 봉합을 수행할 수 있게 되었다. 결론적으로, 본 논문에서는 각막이식 수술보조로봇 시스템을 개발하는데 있어 필요한 기반 자료인 바늘과 조직의 상호작용을 상세히 분석하였고 이를 바탕으로 수술 로봇 시스템의 구성 요소인 각막 고정 장치를 개발하였다.Cornea is the transparent front part of the eye which can easily become diseased or damaged since the eye is always exposed to the external environment. Keratoplasty or corneal transplantation is an ophthalmic surgical procedure to replace the patient's defective cornea with a healthy donor cornea. However, the operation is elaborate and difficult due to the small size of suturing site and the deformation of corneal tissue while suturing. Furthermore, the unguaranteed accuracy and regularity of a surgeon's hand skill can cause high astigmatism to the patient. In order to solve these problems, a better prognosis can be expected by developing a surgical robot system for keratoplasty to achieve regular and precise suturing. In this thesis, the aim is to analyze the interaction forces between the needle and the corneal tissue which is an important fundamental study in developing a surgical robot system. And based on the analysis, the development of a cornea holder that can prevent the global movement and minimize the local tissue deformation is also targeted. In the needle-tissue interaction analysis, straight needles were used in the experiment for simple interpretation. Porcine corneas were used as tissue samples and a robotic needle insertion device with programmable insertion velocities and travel distances was developed. First, the insertion experiment was carried out along with an optical coherence tomography (OCT) system in order to determine the moment of puncture and to acquire the relative depth of the needle within the cornea. As a result, it has been found that the force starts to increase at the moment when the needle starts to penetrate the corneal surface which differs from previous needle-tissue interaction studies with relatively large needles. Second, the needle insertion force profiles have been generalized into a single model and its regions were separated and analyzed. When the needle was inserted in a stack of two corneas, there was a region in the profile without any changes. This region was related to the geometry of the needle tip, so the insertion force was separated into cutting force and friction force by distinguishing the profile into each states. Third, the cornea piece was fixed in a chamber to prevent the local tissue deformation during needle insertion and extraction. A periodic velocity ramp input was applied and the resulting force was measured in order to analyze the friction force in fully penetrated region. The physical system was modeled to obtain the Coulomb friction and the viscous friction coefficient. By simulating the model of the system and fitting to the measured value, unknown parameters in the friction model were obtained as $f_c=0.0356\pm 0.0084 N$ , $\mu = 0.1132 \pm 0.0382 Ns/mm$. Next, A cornea holder that can minimize the local tissue deformation while suturing and prevent the global movement of the donor cornea button was developed based on the previous needle-tissue interaction analysis. Various designs have been proposed and modified towards the grasping toothed structure forceps. The cornea holder was able to firmly grasp the donor cornea button and suturing was successfully performed with less tissue deformation at the needle insertion and extraction site. The developed cornea holder enables a relatively effortless and stable suturing task to bring a better surgical outcome. In summary, the fundamental basis for developing a surgical robot system for keratoplasty was studied in this thesis. The needle-tissue interaction forces were analyzed in detail and the cornea holder was developed which relates with the interaction forces. All the works proposed in this thesis will be utilized to support the development of robot-assisted keratoplasty and also the related fields in opthalmology and biomedical engineering