Three-dimensional finite element analysis on intrusion of upper anterior teeth by three-piece base arch appliance according to alveolar bone loss

치조골 상실에 따른 three-piece base arch appliance를 이용한 상악전치부 intrusion에 대한 3차원 유한요소법적 연구

At intrusion of upper anterior teeth in patient with periodontal defect, the use of three-piece base arch appliance for pure intrusion is required. To investigate the change of the center of resistance and of the distal traction force according to alveolar bone height at intrusion of upper anterior teeth using this appliance, three-dimensional finite element models of upper six anterior teeth, periodontal ligament and alveolar bone were constructed. At intrusion of upper anterior teeth by three-piece base arch appliance, the following conclusions were drawn to the locations of the center of resistance according to the number of teeth, the change of distal traction force for pure intrusion and the correlation to the change of vertical, horizontal location of the center of resistance according to alveolar bone loss. 1. When the axial inclination and alveolar bone height were normal, the anteroposterior locations of center of resistance of upper anterior teeth according to the number of teeth contained were as follows : 1) In 2 anterior teeth group, the center of located in the mesial 1/3 area of lateral incisor bracket. 2) In 4 anterior teeth group. the center of resistance was located in the distal 2/3 of the distance between the bracket of lateral incisor and canine. 3) In 6 anterior teeth group, the center of resistance was located in the central area of first premolar bracket .4) As the number of teeth contained in anterior teeth group increased, the center of resistance shifted to the distal side. 2. When the alveolar bone height was normal, the anteroposterior position of the point of application of the intrusive force was the same position or a bit forward position of the center of resistance at application of distal traction force for pure intrusion. 3. When intrusion force and the point of application of the intrusive force were fixed, the changes of distal traction force for pure intrusion according to alveolar bon loss were as follows :1) Regardless of the alveolar bone loss, the distal traction force of 2, 4 anterior teeth groups were lower than that of 6 anterior teeth group. 2) As the alveolar bone loss increased, the distal traction forces of each teeth group were increased. 4. The correlations of the vertical, horizontal locations of the center of resistance according to maxillary anterior teeth groups and the alveolar bone height were as follows : 1) In 2 anterior teeth group, the horizontal position displacement to the vortical position displacement of the center of resistance according to the alveolar bone loss was the largest. As the number of teeth increased, the horizontal position displacement to the vertical position displacement of the center of resistance according to the alveolar bone loss showed a tendency to decrease. 2) As the alveolar bone loss increased, the horizontal position displacement to the vertical position displacement of the center of resistance regardless of the number of teeth was increased.

치조골 결손을 갖는 환자의 상악전치부 압하(intrusion)시 필수적인 pure intrusion을 위해 three-piece base arch appliance와 후방견인력의 적용이 필요하게 된다. Three-piece base arch appliance를 적용한 상악전치부 압하시의 상악 6전치, 치근막 및 치조골의 3차원 유한요소모델을 제작하였다. Three-piece base arch appliance를 이용한 상악 전치부압하시 치아 수에 따른 저항중심의 위치, 치조골 흡수에 따른 pure intrusion을 위한 후방견인력 변화 양상, 그리고 이때의 치조골 높이에 따른 저항중심의 수직적, 수평적 위치 변화의 상관관계에 대해 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 치축 경사도와 치조골 높이가 정상이고, 압하시 three-piece base arch appliance를 이용한 경우 압하 하중점이 전후방적으로 저항중심을 통과하기 위한 조건은 다음과 같다. 1) 2 전치군(중절치군)을 대상으로 한 경우에는 중절치 브라켓 원심면에서 후방 6mm 지점으로, 측절치 브라켓 전방 1/3부위에 위치 하였다. 2) 4 전치군(중절치와 측절치군)을 대상으로 한 경우에는 측절치 브라켓 원심면에서 후방 5mm지점으로, 측절치와 견치 브라켓 사이 공간의 후방 2/3부위에 위치하였다. 3) 6 전치군(중절치, 측절치와 견치군)을 대상으로 한 경우에는 견치 브라켓 원심면에서 후방 7mm 지점으로, 제 1소구치 브라켓 중앙부위에 위치하였다. 4) 치아 수 증가에 따른 저항중심의 후방이동을 관찰할 수 있었고, 4 전치군 보다 6 전치군에서 후방 이동량이 크게 나타났다. 2. 치조골 높이가 정상일 때, pure intrusion을 위한 후방견인력을 적용할 경우 수직 압하점은 저항중심과 같거나 약간 전방에 위치했다. 3. 동일한 압하력과 압하점 적용시 치조골 상실 증가에 따른 압하시 pure intrusion을 위한 후방견인력 변화는 다음과 같다. 1) 2 전치군과 4 전치군의 후방 견인력은 6 전치군의 후방 견인력에 비해 낮게 나타났다. 2) 치조골이 상실됨에 따라 각 치아군 후방견인력은 증가됨을 보였다. 4. 상악 전치부 치아군과 치조골 높이에 따른 저항중심의 수평적, 수직적 위치간 상관관계는 다음과 같다. 1) 2 전치군일 때, 치조골 상실에 따른 저항중심의 수직적 위치변화에 대한 수평적 위치 변화가 가장 크게 나타났다. 치아 수가 증가할수록 치조골 상실에 따른 저항중심의 수직적 위치 변화에 대한 수평적 위치변화는 작아지는 경향을 보였다. 2) 치조골 상실량이 커짐에 따라서는, 치아 수에 관계 저항중심의 수직적 위치변화에 대해 수평적 위치변화가 커졌다.