지대주 나사 풀림 방지를 위한 새로운 Lock Screw 시스템의 효과에 대한 유한요소해석적 연구
Finite element analysis of the effect of novel Lock Screw system preventing abutment screw loosening
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초록
목적: 본 유한요소해석적 연구는 새로운 Lock screw 시스템을 소개하고 그 역학적 특성을 분석하여 Lock screw가 지대주 나사 풀림을 방지할 수 있는지 알아보려고 한다. 연구 재료 및 방법: Lock screw는 임플란트 지대주 내부에 체결하여 지대주 나사 두부에 압축력을 가하는 장치이다. 그효과를 알아보기 위해 CAD 프로그램을 이용하여 모델링을 하였고, 이를 다양한 하중조건 하에서 유한요소해석법을 이용해 분석하였다. 우선 지대주 나사의 조임회전력에 따른 전하중을 측정하고 이론 값과 비교하여 해석모델을 검증하였다. 검증된 해석 모델을 외부 하중이 없는 것과 178 N을 부여한 것으로 나누어 Lock screw의 조임회전력을 각각 10, 20, 30 Ncm으로 변화시켰고, 이때 임플란트 구성요소의 응력 분포가 어떠한 특성을 보이는지 살펴보았다. 결과: 여러 하중조건 하에서 Lock screw의 사용은 임플란트 구성요소의 항복강도를 넘어서는 등가응력을 발생시키지않았다. 또한 지대주-지대주 나사 계면에서 축방향 하중의 증가를 보였다. 결론: Lock screw의 사용은 임플란트 구성요소에 과도한 응력을 가하지 않으며, 지대주-지대주 나사 계면의 마찰력을증가시켜 지대주 나사 풀림을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.
Abstract
Purpose: The purpose of this finite element analysis study is to introduce the novel Lock screw system and analyze its mechanical property to see if it can prevent abutment screw loosening. Materials and Methods: The Lock screw is a component tightened on the inside of the implant abutment which applies compressive force to the abutment screw head. To investigate the effect, modeling was done using CAD program and it was analyzed by finite element analysis under various load conditions. First, the preload was measured according to the tightening torque of the abutment screw then it was compared with the theoretical value to verify the analytical model. The validated analytical model was then divided into those with no external load and those with 178 N, and the tightening torque of the lock screw was changed to 10, 20, 30 Ncm respectively to examine the property of stress distribution on the implant components. Results: Using Lock screw under various loading conditions did not produce equivalent stresses beyond the yield strength of the implant components. In addition, the axial load was increased at the abutment-abutment screw interface. Conclusion: The use of Lock screw does not exert excessive stress on the implant components and may increase the frictional force between the abutment-abutment screw interface, thus it is considered to prevent loosening of the abutment screw.
참고문헌 (25)
- Goodacre CJ, "Clinical complications with implants and implant prostheses", J Prosthet Dent, 90, pp.121~132 (2003)
- Goodacre CJ, "Clinical complications of osseointegrated implants", J Prosthet Dent, 81, pp.537~552 (1999)
- Schwarz MS, "Mechanical complications of dental implants", Clin Oral Implants Res, 11(Suppl 1), pp.156~158 (2000)
- Jemt T, "Failures and complications in 127 consecutively placed fixed partial prostheses supported by Brånemark implants: from prosthetic treatment to first annual checkup", Int J Oral Maxillofac Implants, 7, pp.40~44 (1992)
- Hemmings KW, "Complications and maintenance requirements for fixed prostheses and overdentures in the edentulous mandible: a 5-year report", Int J Oral Maxillofac Implants, 9, pp.191~196 (1994)
- Winkler S, "Implant screw mechanics and the settling effect: overview", J Oral Implantol, 29, pp.242~245 (2003)
- Jörnéus L, "Loads and designs of screw joints for single crowns supported by osseointegrated implants", Int J Oral Maxillofac Implants, 7, pp.353~359 (1992)
- Bickford JH, "An introduction to the design and behavior of bolted joints", pp.127~135 (1990), Marcel Dekker
- Lang LA, "Finite element analysis to determine implant preload", J Prosthet Dent, 90, pp.539~546 (2003)
- Jörn D, "Influence of lubricant on screw preload and stresses in a finite element model for a dental implant", J Prosthet Dent, 112, pp.340~348 (2014)
- Bulaqi HA, "Effect of the coefficient of friction and tightening speed on the preload induced at the dental implant complex with the finite element method", J Prosthet Dent, 113, pp.405~411 (2015)
- Geng JP, "Application of finite element analysis in implant dentistry: a review of the literature", J Prosthet Dent, 85, pp.585~598 (2001)
- 이용상, "내측 연결형 임플란트 지대주의 체결부 길이 변화에 따른 비선형 유한요소법적 응력분석", 대한치과보철학회지, 54(2), pp.110~119 (2016), 대한치과보철학회[DOI]
- McCracken M, "Dental implant materials: commercially pure titanium and titanium alloys", J Prosthodont, 8, pp.40~43 (1999)
- 엄태관, "임플란트 지대주나사의 조임회전력이 연결부 안정성에 미치는 영향에 관한 3차원 유한요소해석 연구", 대한치과보철학회지, 47(2), pp.125~135 (2009), 대한치과보철학회[DOI]
- Budinski KG, "Tribological properties of titanium alloys", Wear, 151, pp.203~217 (1991)
- Hsu ML, "Influence of off-axis loading of an anterior maxillary implant: a 3-dimensional finite element analysis", Int J Oral Maxillofac Implants, 22, pp.301~309 (2007)
- 박철우, "상악 전치부 즉시하중 임플란트의 식립 깊이에 따른 삼차원 유한요소 분석", 대한치과보철학회지, 56(2), pp.105~113 (2018), 대한치과보철학회[DOI]
- Korioth TW, "Effect of washers on reverse torque displacement of dental implant gold retaining screws", J Prosthet Dent, 82, pp.312~316 (1999)
- Versluis A, "Numerical analysis of a dental implant system preloaded with a washer", Int J Oral Maxillofac Implants, 14, pp.337~341 (1999)
- Martin WC, "Implant abutment screw rotations and preloads for four different screw materials and surfaces", J Prosthet Dent, 86, pp.24~32 (2001)
- Aboyoussef H, "Effect of an antirotation resistance form on screw loosening for single implant-supported crowns", J Prosthet Dent, 83, pp.450~455 (2000)
- 김종희, "회전 방지용 Post Screw 시스템의 임플랜트 지대나사풀림 방지효과에 관한 연구", 대한치과보철학회지, 43(5), pp.671~683 (2005), 대한치과보철학회
- Haack JE, "Elongation and preload stress in dental implant abutment screws", Int J Oral Maxillofac Implants, 10, pp.529~536 (1995)
- Halliday D, "Fundamentals of Physics", pp.124~127 (2013), Wiley