하악골 과두부의 유한요소법에 의한 이차원 응력해석

국문 초록 (Abstract)

교통 수단의 다양화와 산업구조의 복잡화에 비례하여 악안면 부위의 손상 환자가 증가하고 있으며 그중 하악골 골절이 상당히 많은 부분을 차지하고 있다. 하악골 골절시에는 기능적 장애 뿐만 아니라 환자의 안모에도 많은 영향을 미치게 된다. 하악골 골절은 정중부, 우각부, 하악 과두부의 순으로 호발된다고 하며 하악 과두부 골절은 약 16.7-40.2%의 발생 빈도를 나타내고 있다. 이중 치료 방법에 대한 논란이 많은 골절 양태가 하악 과두부 골절에 대한 치료 개념이다.
하악 과두골절은 해부학적으로 복잡하며 골절 양상이 전형적이라기보다는 복합적이고 매우 다양하게 발생하여 악관절내 출혈과 내장증, 과두의 탈구 및 전위 등 악관절의 손상을 동반함으로써 후에 악관절 강직이나 악운동의 제한 또는 소아에서 악골 발육의 이상 등을 속발하기 쉽다. 또한 과두 골절의 양태는 하악 과두의 형태에 따라 차이가 있는 것으로 알려져 있다.
본 연구는 하악골 과두 부위에 다양한 방향에서 외력을 가한 경우에 있어서 하악 과두의 전액 단면의 형태에 따른 응력 분포 양상을 유한요소법으로 해석하여 과두 골절 발생의 기전과 양상을 연구하기 위하여 시행되었다. 하악골 편측 상행지와 골체부의 예비모델과 하악 과두부의 주모델에 대한 2차원 유한요소 모델을 설계 한 다음, 각 재료의 성질과 구속조건을 입력하고 하중을 적용시켜 나타난 응력 분포와 변위의 양상을 2차원 유한요소법으로 비교 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
1. 예비모델에서 정중부에 하중을 가한 경우 우각부에 가한 경우보다 하악 과두에 큰 응력 발생을 보였고 최대주응력은 관절융기에서 발생되었다.
2. 하악 과두에 대한 45도 방향, 수펑하중에 대해 4종의 모델 모두 하악 과두경부에 주응력이 집중되는 경향을 보여 하악 과두경부 골절의 가능성이 나타났으며 특히 convex형에서 수평방향의 하중에 대해 그 경향이 현저 했다. 수직 하중에 대해서는 pole 부위에 응력이 집중되었다.
3. 하악 두정부에 분쇄 골절이 발생할 가능성은 동일한 크기의 하중에 대해 convex형과 round형에서 현저했고 특히 convex형에서 그 경향이 뚜렷했다.
4. 변위의 크기는 수평하중, 45도하중, 수직하중의 순으로 나타났고, 변위의 방향은 수평, 45도 하중시에는 모두 하악 과두 상단이 내측 변위되었고 수직 하중시에는 flat, angled형에서 외측 변위가 나타났다. 특히 convex형에서는 3방향의 하중에 대해 하악 과두가 내측 변위되는 경향을 보였다.
이상의 결과는 하악골에 하중이 가해질 때 하악과두의 골절이 예상되며 특히 과두경부 골절의 빈도가 높을 것임을 시사하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to investigate the stress distribution and the biomechanism of mandibular condylar fracture, because the condyle is one of the sites predisposed to fracture. Clinical and experimental studies on the fracture mechanism have so far been undertaken by a number of our precedessor. It's possible that fracture pattern of condylar process was influencend by the morphological characteristies of the condylar head.
In this analysis, loading was applied to four directions in the model of the mandibular body, and three directions in the model of the condylar head.
The results obtained were as follows:
1. Large stress arised on the condylar head in simulated model with the loading on the mandible symphysis rather than mandible angle, and maximal principal stress arised on the articular eminence.
2. It were supposed that fracture arised on the condylar neck with tendency of the maximal stress on the condylar neck with the all 4 types when the 45 degree and horizontal loading was directed into condylar head. Especially, the tendency was remarkable on the horizontal load of convex type. The stress was remarkable on the pole area in the vertical loading.
3. With the same loading, these were supposed that comminuted fracture on the condylar head arised on convex and round type. Especially, the tendency was remarkable in the convex type.
4. The size of displacement was observed in the direction of horizontal, 45 degree and vertical to the descending parameter. The direction of displacement was observed on the upper area of the mandibular head to the internally to the horizontal and 45 degree loading with the all cases, and externally to the vertical loading with the flat and angled cases. Especially, the internal displacement tendency was observed on the condylar head to the all derectional loading with the convex type.
Above results suggest that condylar fracture is supposed with the loading on the mandible. Especially, frequency of the fracture is remarkable on the condylar neck area.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 국문초록 = 1
• I.서론 = 3
• II. 재료 및 방법 = 5
• III. 성적 = 10
• IV. 고찰 = 16
• V. 결론 = 20
• 참고문헌 = 21
• 영문초록 = 25
• 사진부도 설명 = 27
• 사진부도 = 29