하악 치아의 형태학적 표준화와 기계적 거동에 관한 연구
A Study on the Morphological Standardization and the Mechanical Behaviors of the Mandibular Teeth
- 주제(키워드) Dental Morphology , Mandibular Teeth , Micro-CT , Fracture Test , Finite Element Analysis
- 주제(KDC) 559 : 설명 - 기술과학>기계공학>기타공학
- 주제(DDC) 621.8
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 유승현
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
복지와 의료에 대한 관심이 증대됨에 따라 인체 표준화 연구도 진행되었다. 이와 관련하여 치아의 기능과 심미성에 대한 관심이 높아지면서 관련 기술들의 개발도 눈에 띄게 증가하였다. 본 연구에서는 임상, 기술 개발 등과 관련하여 치의학적 접근을 통해 치아의 형태학적 표준화에 초점을 둔 ‘정밀 3D 표준화 모델’을 제시하고자 하였다. 또한 이를 공학적으로 활용할 수 있도록 하중에 따른 치아의 기계적 거동을 살펴보았다. 표준화의 대상은 협측교두가 잘 발달된 하악 제1소구치와 교합면의 변화가 가장 심한 하악 제2소구치, 교두와 치근이 잘 발달된 하악 제2대구치로 정하였다. 연구의 범위는 첫째, 기존의 측정 기준과 방법을 따른 표준 치수의 제시, 둘째, 표준화 기법 및 이에 따른 표준화 모델의 제시, 셋째, 치아의 기계적 거동을 파악하기 위한 치아파절시험, 마지막으로 파괴응력에 따른 응력분포를 파악하기 위한 개별 시편 모델의 유한요소해석까지로 정하였다. 시편의 측정은 Data의 일관성을 확보하기 위해 기준축을 새긴 지그를 사용하였다. 표준화 모델은 Micro-CT로 시편을 촬영하고, 단면 영상을 재구성하여, 제시한 표준화 기법을 따라 3D CAD 모델로 작성하였다. 치아의 치아파절시험은 하악 구치 중에서 개별 치아의 차이가 적은 하악 제1소구치만을 시편으로 사용하였으며, 만능재료시험기, 로드셀, 스트레인게이지를 사용하여 기계적 거동을 파악하고자 하였다. 또한, 유한요소해석을 통해 치아파절시험의 변형률을 예측하여 비교하여 보았으며, 실험에 사용된 시편의 개별 모델의 내부응력분포 및 치경선에서의 응력변화를 살펴보았다.
more초록/요약
With the ever increasing interest concerning human welfare and medical treatments, standardization researches on the human body have been on the rise. In relation to this, as the awareness in the function and aesthetics of the tooth has grown significantly, the development of related techniques has been rapidly amplified. One of the purposes of this study is to suggest ‘Precise 3D Standardization Models’ related with dental treatments and engineering development that have a focus on the morphology of teeth. The other is to observe and analyze mechanical behaviors of teeth. Targets of standardization among teeth are the mandibular first premolar with a well developed buccal cusp, the mandibular second premolar that has serious change on the occlusal surface and the mandibular second molar that has well developed cusps and root. The present research has four scopes. The first is to make the table for morphological standardization that follows the previous measurement criterion and method. The second is to suggest a new standardization technique for teeth and represent the 3D standardization model. The third is to perform a ‘tooth fracture test’ for the mechanical behaviors of teeth. The fourth is to compare experimental strains with predicted strains from a finite element analysis. The measurement on teeth has been progressed using a jig that has the reference axes in order to secure the consistency for measuring data. The standardization model has been reconstructed from Micro-CT images using the standardization technique. Tooth fracture tests were conducted with an Instron material testing system, a load cell and two strain gauges to the mandibular first premolar, which had little morphological differences by individual specimens as compared to other teeth. Then, the measured strains were compared with the strains that were estimated from the finite element method. Then, finite element models were examined for their internal stress distribution and the stress change on the dental cervical line.
more목차
1. 연구배경 = 1
2. 연구개요 = 4
2.1 치의학적 배경 = 4
2.2 연구동향 = 7
2.3 연구목표 = 9
2.4 세부연구사항 = 9
3. 치아 표준화 = 11
3.1 치아 형태학적 접근 = 11
3.2 내 외부의 형태학적 표준화 = 14
3.3 3D 표준화 = 31
4. 치아의 기계적 거동 = 40
4.1 치아파절시험 = 40
4.2 치아파절시험의 응력해석 = 76
5. 결론 = 84
5.1 치아 표준화 = 84
5.2 치아의 기계적 거동 = 86
참고문헌 = 88
APPENDIX A. MEASURING TABLE OF SPECIMENS = 93
Abstract = 100
