Overactivation이 베타-티타늄 및 스테인리스강 스프링의 응력이완에 미치는 영향

Abstract

교정 치료시 사용되는 베타-티타늄 와이어는 스테인리스강 와이어에 비하여 탄성 계수가 작으면서 작용범위가 더 크다는 장점이 있지만, 시간 경과에 따른 응력이완(time-dependent relaxation)이 더 크게 나타나는 단점이 있는 것으로 보고된 바 있다. 이러한 베타-티타늄 와이어로 교정용 스프링을 제작하고자 할 때 이러한 문제점을 줄이기 위해서는 과활성(overbend) 후 다시 반대 방향으로 구부림으로써 스프링의 풀림을 줄이는 방법인 ‘전활성(preactivation)'을 시행하는 것을 고려할 수 있는데, 이러한 전활성의 효과에 대해서는 아직 연구된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 베타-티타늄 및 스테인레스강 와이어의 전활성이 시간 경과에 따른 응력이완에 미치는 효과를 검증하고자 하였다. 이를 위해 .017“ x .025" 규격의 베타-티타늄 및 스테인리스강 와이어로 각각 3개씩의 동일한 규격의 나선형 루프를 갖는 직립 스프링(tip-back spring)을 제작한 후, 전활성을 부여하지 않은 경우와 60°, 120°의 전활성을 부여한 경우의 응력이완 양상을 만능물성시험기를 이용하여 4일간 관찰하여 다음의 결과를 얻었다. 1. 스테인리스강과 베타-티타늄 와이어 모두에서 2시간까지의 initial transient에서의 응력이완보다는 2시간 후부터 4일까지의 응력 이완의 비중이 컸으나, 스테인리스강 와이어에서는 베타-티타늄 와이어에서보다 initial transient의 비중이 상대적으로 더 컸다. 2. 모든 베타-티타늄 와이어는 전활성을 부여하지 않은 스테인리스강 와이어에 비해서 더 큰 응력이완을 보였다. 3. 스테인리스강 와이어에서는 전활성을 시행하지 않은 경우에 가장 응력이완이 적었다. 4. 베타-티타늄 와이어에서는 120° 전활성을 한 경우에 가장 응력이완이 적었다.|β-titanium has benefits of smaller elastic modulus and longer range of action than the SS (stainless steel), but also has drawback of larger time-dependent stress relaxation. To reduce stress relaxation of β-titanium, overactivation (bending wire to the direction of loading after overbend) can be considered. But the effect of overactivation was not studied in the orthodontic field. Therefore, this study was performed to evaluate the effect of overactivation on the stress relaxation of β-titanium and SS springs. Two groups of β-titanium and SS springs were tested, and each group contained three tip-back springs with 1 1/2 turn helical loop made of .017" x .025" wire. Then, 0°, 60°, 120° preactivation were applied on these three springs. Stress relaxations were measured during 4 days using universal testing machine. The results were as follows: 1. Stress relaxation during initial 2 hours of loading were smaller than that from 2 hours till 4 days, and this phenomenon was more apparent in the β-titanium spring than SS spring. 2. All β-titanium springs showed higher stress relaxation than the SS spring without overactivation. 3. In the SS spring, 60°, 120° overactivation increased stress relaxation. This result can be explained that 60°, 120° overactivations were excessive to the relatively stiff SS spring resulting in the weakening of strength. 4. In the β-titanium spring, 120° overactivation decreased stress relaxation. From the above results, applying overactivation is recommended when fabricating springs with β-titanium wires. In the SS spring, overactivation is not required because stress relaxation of SS spring without overactivation is relatively small.