간접 골성고정원을 이용한 설측 경사된 구치부 직립시 치아변위 및 응력 분포에 관한 유한요소 해석

Abstract

The purpose of this study was to investigate the stress distribution and tooth displacement in uprighting of the lingually tipped lower molar using indirect miniscrew anchorage. The three dimensional finite element model including lower dentition, bone, miniscrew and connecting wire was constructed. Finite element model analysis was used to explore the differences between non miniscrew anchorage group and 3 experimental groups with different length of connecting wire from miniscrew to anchor tooth. The results were as follows. 1. The tooth displacement of the first permanent molar in first experimental model was reduced in comparison with one in the control model. 2. The tooth displacement of the second permanent molar in most experimental model was similar with one in control model. 3. The stress distribution of the first permanent molar in the first experimental model was significantly reduced in comparison with one in the control model in each direction. 4. The stress distribution of the first permanent molar in the third experimental model was increased. This results of the present study indicate that there were prominent efficiency on the anchorage control using indirect miniscrew anchorage. However, the length of the connecting wire should be considered. this results indicate that indirect miniscrew anchorage is effective, but increasing the connecting wire may not be sufficient for anchorage control, which brought on consideration upon using it.;최근에는 교정용 미니스크류(이하 미니스크류라 함)의 사용이 보편화되어 부분 교정에 많은 발전이 있었으며, 장치의 설계 또한 간단해지고 고정원의 원치 않는 이동을 예방할 수 있게 되었다. 미니스크류를 직접법으로 이용할 수도 있고, 미니스크류의 식립이 해부적으로 원하는 위치가 불가능할 경우, 간접 골성고정원으로 이용할 수도 있다. 본 논문에서는 후자의 방법을 선택하였으며, 이때 미니스크류 식립 위치의 변화로 달라지는 연결강선의 길이 증가에 따라 고정원의 응력 분포와 초기 치아 변위량을 유한요소법으로 알아보았다. 이를 위하여 본 연구에서는 하악 제2대구치가 설측 경사되어 있는 3차원 유한요소 기준모델을 제작하였고, 이 실험에서 미니스크류를 이용하지 않고 고정원으로 제1대구치만을 이용한 대조모델과, 고정원 치아를 미니스크류와 연결한 실험모델을 3차원적 모델을 이용하여 비교해 보았다. 이 때 실험모델은 3 종류로 미니스크류의 위치를 견치와 제1소구치사이, 제1소구치와 제2소구치 사이와 제2소구치와 제1대구치 사이에 위치시키는 경우 연결강선의 길이변화로 제1대구치에 가해지는 초기 변위량과 응력분포를 알아보고자 하였다. 유한요소 분석을 통한 초기 치아 변위량의 비교분석 결과 제1대구치의 협, 설측의 변위량은 미니스크류와 연결하였을 경우 전반적으로 현저하게 줄어드는 것을 볼 수 있었다. 그러나 연결강선의 길이가 증가하면서 미니스크류에 가해지는 응력이 감소함으로 대조모델과의 차이가 미미해지는 것을 볼 수 있었다. 응력분포의 von Mises stress의 값을 비교 시 condition 1에서 제1대구치가 23.1%감소하는 것을 보여주었고 condition 2에서 21.4% 감소하였고 condition 3에서는 4.5%의 감소만을 보였다. 즉 연결강선의 길이가 증가할수록 제1대구치에 가해지는 응력의 증가를 보여주었다. 이러한 결과로 간접법으로 미니스크류를 사용할 경우, 연결강선의 길이가 증가할수록 미니스크류의 효과가 감소함으로 고정원의 보강을 극대화할 수 있다고 본다. 그러므로 가능한 한 연결강선의 길이를 짧게 할 수 있는 부위에 미니스크류를 식립하여야 고정원 보강의 최대 효과를 기대할 수 있으리라 생각된다.