순측과 설측교정술에서 견치이동에 관한 3차원 유한요소 해석

Abstract

[한글]

설측교정술은 교정장치의 노출을 꺼리는 성인 환자의 증가로 점차 사용이 증가되고 있지만, 치아의 이동양상에 대한 연구는 순측교정술에 비하여 미비한 실정이다. 본 연구는 하악 좌측 자연치아를 배열하고, 컴퓨터 단층 촬영한 치아의 단면과 치아의 실제 형태를 참조하여 요소분할이 연속적으로 상관되는 3차원 유한요소 모델을 작성하였으며, 순측과 설측교정술에서 견치이동과 호선에 부여하는 보상만곡의 효과를 비교하기 위하여 0.016" 스텐레스 스틸 순측 또는 설측호선에서 보상만곡을 증가시키며 하악 견치에 원심으로 150g의 힘을 가하였다. 보상만곡의 방향은 호선의 최후방 부위가 교합면 상에서 순측호선은 설측으로, 설측호선은 협측으로 만곡되며, 시상면에서는 치근단 방향으로 부여하였다.

치아의 변위는 유한요소에서 해석된 절점의 변위량을 10000배 확대하여, 변위전 절점의 좌표값에 더하여 변위후 절점의 좌표로 정하고, 절점의 상대적인 변위방향과 양을 교합면(X-Y 평면)과 시상면(X-Z 평면)에 대한 그래프로 비교하였으며, 치근면에 분포하는 주응력을 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 보상만곡이 없는(Plain) 호선을 장착하고 견치를 이동시키면, 설측교정술은 교합면 상에서 전치부가 설측으로 변위되고, 시상면 상에서 순측교정술에 비하여 견치가 더 경사되었다.

2. 보상만곡량이 4mm인 순측호선을 장착하면, 교합면 상에서 전치와 견치가 치열궁 설측으로 변위되며, 보상만곡이 4mm인 설측호선을 장착하면 전치와 견치가 치열궁 협측으로 변위되었다. 시상면 상에서는 순측호선에서 견치가 더 근심경사 되고 제 2 대구치가 더

원심경사 되었다.

3. 보상만곡량이 4mm인 호선을 장착하고 견치를 이동시키면, 순측교정술과 설측교정술에서 보상만곡이 없는 호선의 경우보다 교합면 상에서 견치의 회전과 협설측 변위 그리고 시상면상에서의 경사는 감소하였다.

4. 보상만곡이 없는 호선을 장착하고 견치를 이동시키면, 견치 원심면에서 압축력은 치경부에 집중되고 순측교정술 보다 설측교정술에서 더 크게 나타났으며, 치근단에는 인장력이 작용하였다.

5. 보상만곡량이 4mm인 호선을 장착하고 견치를 이동시키면, 견치 원심면에서 압축력은 치근단까지 분산되고 순측교정술에서는 더 적게 나타났으며, 치근단의 인장력은 사라졌다.

이상의 결과를 종합하여 볼 때 설측교정술은 호선의 형태와 견치이동을 위한 힘의 적용점이 다르므로 치아의 이동양상이 서로 다르게 나타나는 것으로 사료되며, 0.016" 스텐레스 스틸 호선에서 보상만곡량을 더 증가시키는 경우 견치의 원심경사를 감소시키고 구치

부의 고정원을 보강할 수 있을 것으로 사료된다.

[영문]

Since adult dislike the exposure of the orthodontic appliance, the use of the lingual orthodontic technic has gradually increased. But there is a lack of study on the pattern of teeth movement compared to the labial orthodontic technic. In this study natural lower teeth were arranged and a 3-dimensional finite element model was made, using the cross-sectional view of the teeth from the C-T image and the actual form of the teeth as a reference. To compare the effect of canine retraction and the compensatory curve on the arch wire in labial and lingual orthodontic technic, the compensatory curve was increased on the 0.016" stainless steel labial or lingual arch wire and a 150 g(force was applied distally on the lower canine. The direction of the compensatory curve was arranged so that the posterior end of the arch wire directed lingually in the labial arch wire and

bucally in the lingual arch wire on the occlusal view, and toward the apical direction on the sagittal view.

The amount of displacement of node analyzed from the finite e]ement method was magnified 10,000 times and was added to the coordinates of the node before displacement setting the coordinates of the node after displacement. The relative

displacement direction and amount of the node was compared on a graph referring the occlusal (X-Y plane) and sagittal(X-Z plane) view, and the principal stress distributed on the root surface was observed.

The conclusion are as follows:

1. When retracting the canine on an arch wire without any compensating curve (Plain), the lingual orthodontic technic showed lingual displacement of the anterior teeth in the occlusal view and more tipping of the canine compared to the labial orthodontic technic, in the sagittal view.

2. When a labial arch wire with a 4mm compensating curve was used, the incisor and canine was displaced lingually from the dental arch and when a lingual arch wire with a 4mm compensating curve was used, the incisor and canine was displaced bucally in the occlusal view. The labial arch wire showed move mesial tipping of the canine and more distal tipping of the second molar in the sagittal view.

3. When retracting the canine on an arch wire with a 4mm compensating curve, there was a decrease in the rotation and bucco-lingual displacement of the canine from an occlusal view and tipping of the canine from the sagittal view, compared to

the plain arch wire without any compensating curve.

4. When retracting the canine on an arch wire without any compensating curve, in the distal surface of the canine, the compressional stress was concentrated on the cervical area, and it was greater on the lingual orthodontic technic than the

labial orthodontic technic, and tensile stress was distributed in the apical area

5. When retracting the canine on an arch wire with a 4mm compensatory curve, in the distal surface of the canine the compresional stress was disappeared down to the apex and it was less in the labial orthodontic technic, and the tensile stress

affecting the apical area disappeared.

In conclusion, The form of the arch wire and the point that the force is acted upon canine retraction are different in the lingual orthodontic technic, the pattern of teeth movement also seems to be different. And when the compensatory curve is increased in a 0.016" stainless steel arch wire, the distal tipping of the canine could be decreased and the anchorage of the posterior teeth reinforced.