새로운 브라켓 개발을 위한 흡착판의 인장강도 측정

Abstract

본 연구는 흡착식 브라켓을 위한 흡착판을 제작하여 인장 강도 측정 실험을 통해 대략적인 흡착력의 정도를 알아보고, 흡착판의 가장 적절한 재질과 형태를 파악하고자 재질에 따라, 형태에 따라 그리고 각각에서의 수분의 유무에 따라 발생되는 흡착력을 측정하여 비교하였다. 흡착판의 재료는 실리콘 고무를 사용하였고, 실제 치아에 적용하기 앞서 표면이 매끈한 유리판을 대상으로 실험하였다. 먼저 실리콘 고무의 경도에 따라 Sh A 10, 75, 80 (Young's modulus 0.2, 5.0, 5.5MPa) 세 가지로 나누어 각각 20개씩 제작하여 실험하였다. 흡착판의 형태에 따라서는 높이가 높고 측방으로 좁은 형태(Type P, peaky shape)와 높이가 낮고 측방으로 넓은 형태(Type F, flat shape)로 나누어 각각 20개씩 제작하여 실험하였다. 총 다섯 가지 종류의 흡착판마다 흡착면에 수분이 있는 상태에서 다시 한번 실험하여 수분의 유무에 따른 흡착력의 변화를 측정하였다. 흡착력은 만능물성시험기를 이용하여 흡착판의 수직 방향으로 인장력을 가하여 측정하였고, 서로 다른 면적과 체적을 가진 흡착판들 간의 상호 비교를 위해 흡착력(N)으로부터 계산된 단위 면적 당 가해지는 압력 값인 진공도(-kPa) 값을 기준으로 하여 비교하였다. 각각의 실험을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 흡착판의 인장 강도는 경도별 평균 0.45, 0.91, 0.68N을 보였고, 형태별 평균 0.65, 1.42N을 보였다. 2. 실리콘 고무의 경도에 따른 비교 실험에서, 수분 유무에 관계 없이 Sh A 10에서 가장 낮은 흡착력을 보였으며 수분이 없었을 경우에는 Sh A 75에서, 수분이 있었을 경우에는 Sh A 80에서 가장 높은 흡착력을 보였다. (p < .0001) 3. 흡착판의 형태에 따른 비교 실험에서, 수분이 없었을 경우와 있었을 경우 모두 Type P 보다 Type F의 형태가 유의하게 높은 흡착력을 보였다. (p < .0001) 4. 수분의 유무가 흡착력에 미치는 영향을 보았을 때, 모든 경우에서 수분이 있었을 경우 흡착력이 유의하게 증가한 것을 볼 수 있었다. (p < 0.05, p < .0001) 이상의 연구를 통하여 흡착판의 대략적인 흡착력을 보았을 때 기존 브라켓의 인장 결합 강도와 비교하여 그 힘이 매우 낮은 것을 볼 수 있었다. 또한 흡착이라는 방식의 특성 상 표면이 불균일하고 다양한 치아 표면에 적용함에 있어 임상적으로 한계가 존재하기 때문에 향후 이와 관련된 더 많은 연구가 진행되어야 하며 실용화를 위해서는 많은 개선이 필요하다.;The purpose of this study was to measure the tensile strength of suction cup which is developed for more simple and convenient orthodontic treatment. For this study, 3 types of different hardness of silicone rubber(Sh A 10, 75, 80) and 2 types of different shape(peaky-shape, flat-shape) of suction cup were manufactured to evaluate adequate hardness and shape of appliance. 20 pieces were made in each type of suction cup. Every suction cup was fully pressed onto the plate glass and then bonded to the universal testing machine. Maximum tensile strength was estimated. All procedure were repeated with water on the plate glass to evaluate the effect of water on each tensile strength. The results were as follows: 1.There were significant differences on tensile strength in every groups with different hardness of silicone rubber. Sh A 10 suction cup showed the lowest tensile strength in every tests. Sh A 75 suction cup showed the highest tensile strength in the test without water and Sh A 80 suction cup showed the highest tensile strength in the test with water. (p < .0001) 2.Flat-shape suction cup showed significantly higher tensile strength than peaky-shape suction cup regardless of water. (p < .0001) 3.The tensile strength in the test with water showed significantly higher than that in the test without water in all groups. (p < 0.05, p < .0001) In conclusion, the tensile strength of the suction cup was much lower compare to the conventional bracket. Moreover, considering the characteristics of the suction, there can be many problems in clinical application. Therefore, further research should be conducted and there should be much development for practical use of appliance.