국소의치 직접유지장치의 소재에 따른 역학적 변화관찰 = Observation of Mechanical Changes According to the Material of the Direct Retainer of a Removable Partial Denture

국문 초록 (Abstract)

국소의치 직접유지장치의 소재에 따른 역학적 변화관찰 치기공학과 정 영 철 지도교수 최 성 민 본 연구는 가철성 국소의치의 발전으로 다양한 제작 기술과 소재가 접목되고 있다(Lo Russo et al., 2021). 다양한 소재와 제작 기술이 적용되는 가철성 국소 의치의 생체역학적 설계를 위한 연구가 필요한 것으로 판단하였다. 본 연구에서는 직접유지장치 제작방법과 소재와 그리고 형태에 따른 역학적 변화를 관찰하고자 하였다. 연구에 사용된 소재는 주조법으로 사용되는 합금 2 종과 3D printing으로 사용되는 고분자 2종을 선택하였다. 이 소재를 이용하여 직접유지장치 유지부의 직경이 다른 4종 형태로 설계하여 3차원 유한요소분석 으로 역학적 변화를 관찰하고자 하였다. 역학적 변화 관찰을 위하여 소재의 기 계적 특성 시험을 실시하였다. 그리고 유지부를 외팔보(Cantilever beam) 형태 로 설계하여 유한요소분석으로 유지부의 특성을 관찰하였다. 그리고 Akers clas p를 설계하여 소구치에 착탈을 통한 특성을 관찰하였다. 기계적 특성 관찰 결과로 산출된 탄성계수는 Co-Cr 합금(CC)이 230,000 MP a로 가장 높았으며, 금합금(GA) 99,300 MPa, 탄성 레진(FR) 126 MPa, 고강도 레진(HR) 51 MPa 순으로 나타났다. 외팔보 (cantilever beam) 형태의 유지부 시편의 역학적 변화를 관찰한 결과 소재의 탄성계수가 높고 직경이 굵어질수록 최대 폰-미세스 응력과 압력이 급격히 증가하였다. CC시편의 H25에서 최대 응 력 10,260 MPa로 가장 높은 수치를 관찰되었고, HR시편은 동일 조건에서 2.27 MPa로 가장 낮았다. 직접유지장치 착탈 특성 관찰 결과 소재의 강성이 높을수록 착탈 시 발생하 는 응력이 높게 나타났다. CC시편의 H25은 2,896 MPa의 응력을 보였으며, 응 력 집중은 공통적으로 유지부와 부연결장치가 만나는 부분에서 관찰되었다. 착 탈 시 변위 (Displacement)는 소재나 직경의 변화에 관계없이 모든 시편에서 약 0.25mm의 일정한 변위량을 나타냈다. 본 연구의 결과로 다음과 같은 결론을 얻 었다. 1. 유지부 시편과 clasp 시편 모두에서 소재의 탄성계수가 높고 직경이 굵어 질수록 최대 폰-미세스 응력과 압력이 급격히 증가하였다. 2. 유지부 시편에서는 후면에 응력이 집중되며, clasp 시편에서는 유지부와 부 연결장치와 만나는 지점에 응력이 집중된다. 3. 소재의 물성, 형태의 차이에도 착탈 시 변위량은 약 0.25mm로 일정하게 나타났다. 주제어 : 가철성 국소의치, 직접유지장치, 유한요소분석, 코발트-크롬 합금, 3 차원 프린팅, 유지부, 착탈시험

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 i
• 표 목 차 ⅴ
• 그림목차 ⅸ
• I. 서 론 1
• II. 이론적 배경 4
• 1. 가철성 국소의치 5
• 가. 가철성 국소의치 개요 5
• 나. 가철성 국소의치의 제작방법 5
• 다. 가철성 국소의치의 제작기술 5
• 2. 직접유지장치 8
• 가. 가철성 국소의치의 직접유지장치 8
• 나. 직접유지장치의 소재 9
• 3. 가철성 국소의치의 생체역학적 설계 10
• III. 연구 방법 11
• 1. 기계적 특성 관찰 12
• 가. 소재 12
• 나. 시편제작 13
• 다. 인장시험 13
• 2. 직접유지장치 유지부 특성 관찰 15
• 가. 유지부 시편 15
• 나. 유지부 유한요소분석 17
• 3. 직접유지장치 착탈 특성 관찰 19
• 가. 직접유지장치 착탈 시편 19
• 나. 직접유지장치 착탈 유한요소분석 21
• Ⅳ. 연구 결과 23
• 1. 직접유지장치 물성 관찰 결과 23
• 2. 직접유지장치 유지부 특성 관찰 결과 24
• 3. 직접유지장치 착탈 특성 관찰 결과 34
• V. 고 찰 46
• Ⅵ. 결 론 49
• 참고문헌 50
• 영문초록(Abstract) 53