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Effects of Rewinding the Coil on the Reverse Direction of Nickel-Titanium Closed-Coil Springs on the Force-Deflection Characteristics : Ni-Ti Closed Coil Spring에서 Coil 방향을 반대로 되감는 것이 응력-변형 관계에 미치는 영향

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Authors

박환형

Advisor
백승학
Issue Date
2019-08
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
nickel-titanium closed-coil springrange of the force plateauamount of mechanical hysteresisforce-deflection characteristicsrewinding the coil on the reverse direction
Description
학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :치의학대학원 치의과학과,2019. 8. 백승학.
Abstract
목적: 본 연구의 목적은 니켈 티타늄 closed coil spring (NiTi-CCS)에서 coil 방향을 반대로 되감는 것이 응력-변형관계에 미치는 영향을 조사하는 것이었다.

방법: 연구대상은 시판중인 두 종류의 NiTi-CCS군 (힘: 100g; 총 길이: 8.5-9.0 mm)과 역방향으로 감긴 두 종류의 NiTi-CCS군으로 구성되었다 (Ormco-Conventional group vs. Ormco-Reverse group, GAC-Conventional group vs. GAC-Reverse group, n=20 per group). Ormco-Conventional group은 사전 활성화 되지 않은 NiTi-CCS의 응력-변형 특성을 보였으며, GAC-Conventional group은 사전 활성화 된 NiTi-CCS의 응력-변형 특성을 보였다. 역방향으로 감긴 NiTi-CCS는 기존 NiTi-CCS의 coil 방향을 반대로 되감아 제작되었다. 구강 내 온도 (37 ± 1°C)로 유지된 acrylic chamber 내에서 각 군에 대해 인장 시험을 수행하였다. 각 군에서 탈하중 시 force plateau의 범위 및 힘의 크기, hysteresis를 측정한 후 통계분석을 시행하였다.
결과: Ormco-Reverse group은 Ormco-Conventional group에 비해 탈하중시 force plateau의 종점이 그래프의 원점을 향해 이동하였고, 힘의 크기가 증가하였으며, hysteresis가 증가하였다. Ormco-Conventional group에서 Ormco-Reverse group으로의 물성 변화는 일정한 힘이 spring이 거의 완전히 탈하중 될 때까지 유지될 수 있다는 것을 의미한다. 또한, coil 방향을 반대로 되감음으로써 사전 활성화 되지 않은 응력-변형 특성을 보이는 NiTi-CCS(Ormco-Conventional group)가 사전 활성화 된 응력-변형 특성을 보이는 NiTi-CCS(Ormco-Reverse group)로 변화하였다. 반대로 GAC-Reverse group은 GAC-Conventional group에 비해 탈하중시 force plateau의 종점이 그래프의 원점으로부터 멀어지는 방향으로 이동하였고, 힘의 크기가 감소하였으며, hysteresis가 감소하였다. GAC-Conventional group에서 GAC-Reverse group으로의 물성 변화는 탈하중 시 일정한 힘이 끝까지 유지 되는 것을 방해할 수 있다. 또한, coil 방향을 반대로 되감음으로써 사전 활성화 된 응력-변형 특성을 보이는 NiTi-CCS(GAC-Conventional group)가 사전 활성화 되지 않은 응력-변형 특성을 보이는 NiTi-CCS(GAC-Reverse group)로 변화하였다.

결론: 2개의 실험군에서 NiTi-CCS의 coil 방향을 반대로 되감았을 때 응력-변형관계에서 다른 양상의 물성 변화를 보였다. Coil 방향을 반대로 되감음으로써, 사전 활성화 되지 않은 응력-변형 특성을 보이는 NiTi-CCS(Ormco-Conventional group)는 사전 활성화 된 응력-변형 특성을 보이는 NiTi-CCS(Ormco-Reverse group)로 변화하였고, 사전 활성화 된 응력-변형 특성을 보이는 NiTi-CCS(GAC-Conventional group)는 사전 활성화 되지 않은 응력-변형 특성을 보이는 NiTi-CCS(GAC-Reverse group)로 변화하였다.
Objectives: To investigate the effects of rewinding the coil on the reverse direction of nickel-titanium closed-coil springs (NiTi-CCSs) on the force-deflection characteristics.

Materials and Methods: The samples were comprised of two commercially available conventional NiTi-CCS groups (force: 100 g; total length: 8.5-9.0 mm) and two reverse-wound NiTi-CCS groups (Ormco-Conventional group vs. Ormco-Reverse group; GAC-Conventional group vs. GAC-Reverse group; n = 20 per group). Ormco-Conventional group exhibit the force-deflection characteristics of un-preactivated springs while GAC-Conventional group exhibit those of preactivated springs. The reverse-wound NiTi-CCSs were directly made from the corresponding conventional NiTi-CCSs by rewinding the coil on the reverse direction. Tensile tests were performed for each group in a temperature-controlled acrylic chamber (37 ± 1 °C). After measuring the force level, the range of the deactivation force plateau (FP) and the amount of mechanical hysteresis (MH), statistical analyses were performed.

Results: The Ormco-Reverse group exhibited a significant shift of the deactivation FP end point toward the origin point (2.3 to 0.6 mm), an increase in the force level (1.2 to 1.3 N), and an increase in the amount of MH (1.0 to 1.5 N) compared to the Ormco-Conventional group (all P < 0.001), which indicated that force could be constantly maintained until the end of the deactivation curve. Also, as a result of reversing procedure, the force-deflection characteristics of the un-preactivated springs (Ormco-Conventional group) changed to those of preactivated springs (Ormco-Reverse group). In contrast, the GAC-Reverse group exhibited a significant shift of the deactivation FP-end point away from the origin point (0.2 to 3.3 mm), a decrease in the force level (1.1 to 0.9 N), and a decrease in the amount of MH (0.6 to 0.4 N) compared to the GAC-Conventional group (all P < 0.001), which may hinder the maintenance of force until the end of the deactivation curve. Also, as a result of the reversing procedure, the force-deflection characteristics of the preactivated springs (GAC-Conventional group) changed to those of un-preactivated springs (GAC-Reverse group).

Conclusions: The two commercially available NiTi-CCS groups exhibited different patterns of change in the force-deflection characteristics when the coiling direction was reversed. As a result of the reversing procedure, the force-deflection characteristics of the un-preactivated springs changed to those of preactivated springs (from the Ormco-Conventional group to the Ormco-Reverse group) and vice versa (from the GAC-Conventional group to the GAC-Reverse group).
Language
eng
URI
https://hdl.handle.net/10371/162478

http://dcollection.snu.ac.kr/common/orgView/000000157465
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