Preload Measurement of Hexplant-UCLA Abutment Based on mechanical analysis

Abstract

임플란트 보철물의 전하중을 측정하기 위한 다양한 방법들이 개발되어 왔다. 그러나 Strain gauge, compressive sensor 등의 설비를 이용한 전하중 측정법의 경우 비용과 시간이 많이 소모된다. 역학적 해석을 바탕으로 임플란트 나사를 조일때의 조임회전력과 풀 때의 풀림회전력의 차를 통해서 간단하게 전하중을 측정할 수 있다. 나사를 이용해 보철물 체결 시 나사에 작용하는 조임회전력은 다음의 관계식 (1) 을 따른다. T_t=T_thread+ T_head= F_p ( p/2π+ μ^' r_2+ μ^'' r_f ) (1)

체결된 나사를 풀 때 나사에 작용하는 풀림회전력은 다음의 관계식 (2)을 따른다. T_r=T_thread+ T_head= F_p ( -p/2π+ μ^' r_2+ μ^'' r_f ) (2)

위 두식을 연립하여 정리하면 다음 관계식 (3) 이 도출된다. F_p= π/p (T_t- T_r ) (3)

이 식을 기반으로 Warentec Hexaplant fixture와 UCLA Abutment를Titanium Alloy 나사로 체결하여 전하중을 측정했다. 20 Ncm 회전력으로 보철물 체결 시 210.5±74.0 N, 25 Ncm의 회전력으로 체결 시에는 261.7±82.2 N, 30 Ncm의 회전력으로 체결 시에는 282.7±85.5 N의 전하중이 발생했다.

Various methods of measuring preload of implant-abutment interface have been developed. However, using equipments such as strain gauge or compressive sensor is time consuming and need effort a lot. Based on mechanical analysis, preload can be measured in simple way measuring difference between tightening torque and loosening torque Tightening torque applying on the screw follow the equation (1). T_t=T_thread+ T_head= F_p ( p/2π+ μ^' r_2+ μ^'' r_f ) (1) Relation between losening torque and preload satisfy next expression. T_r=T_thread+ T_head= F_p ( -p/2π+ μ^' r_2+ μ^'' r_f ) (2) Equation (3) can be derived by combining equation (1) and equation (2). F_p= π/p (T_t- T_r ) (3) By equation (3), preload of Warantec Hexplant fixture-UCLA Abutment system was measured. Mean preload was 210.5 ± 74.0 N for 20 Ncm, 261.7 ± 82.2 N for 25 Ncm, 282.7 ± 85.5 N for 30 Ncm.