《과학기술의 종합적발전추세와 사회경제발전의 요구에 맞게 새로운 경계과학을 개척하고 발전시키는데 큰 힘을 넣어야 합니다.》
경계과학의 하나인 생체력학을 발전시키는것은 인민들의 건강증진과 과학기술발전에서 절실한 문제로 제기되며 이 문제를 해결하자면 현시기 보철물로 많이 리용되는 금속이식체설계에 반드시 최량화개념을 받아들여야 한다.
측두하악골질병이 있는 환자들은 본래의 측두하악골의 일부를 절제하고 인공적으로 만든 금속이식체를 이식하여 하악골의 정상운동을 보장할수 있지만 턱의 운동으로 인한 이식체의 력학적특성변화를 고려하지 않고 이식체를 설계한다면 이식체의 수명과 파괴를 예측할수 없게 된다.
지난 기간 치과병원들에서는 측두하악골수술에 리용하는 이식체를 환자의 CT촬영자료에 기초하여 제작한 다음 이식체를 생체조직에 결합시키는데 리용하는 볼트구멍들을 력학적계산을 고려함이 없이 임의로 낸 결과 수술후에도 이식체가 파괴되여 재수술하는 현상이 많이 나타났다.
그러므로 력학적해석을 동반한 최량화방법을 리용하여 금속이식체를 설계하는것은 이식체의 수명을 늘이고 파괴를 막기 위한 중요한 문제로 된다.
세계적으로도 인간의 생명에 대한 요구가 날로 높아지는데 맞게 그에 따라 생체력학적해석을 반드시 반영하여 금속이식체를 비롯한 보철물들을 설계하고있다.
학부에서는 볼트구멍이 있는 측두하악골이식체의 력학적해석을 진행한데 기초하여 응력수준을 낮추기 위한 최량설계의 필요성을 제기하고 구멍위치를 합리적으로 선정하기 위한 형태최량화를 위한 한가지 방법을 제기하고 그것을 이식체설계에 고려하여 제작하였다.
우선 금속이식체에 여러개의 구멍을 내는 경우에 하악골의 정상운동시 응력상태를 해석하였으며 본-미제스의 최대환산응력을 최대로 낮추기 위한 최량화알고리듬을 유전알고리듬을 리용하여 작성하였다. 다음 구조해석프로그람인 COMSOL과 MATLAB를 결합하여 측두하악골이식체의 최량형태를 결정하였다.
이식체의 최량설계를 위한 이 방법은 이식체가 받는 여러가지 힘조건을 고려하여 응력수준을 최대로 낮추게 제작된것으로 하여 력학적으로 안정하고 이식체의 오랜 수명을 담보할수 있는 우월한 방법이다.
이식체설계에 최량화방법을 적용한것은 지난 시기 력학적모형화와 해석이 없이 설계한것으로하여 존재하던 수술후의 파괴현상을 극복하여 인민들의 건강증진에 적극 이바지한다는데 그 의의가 있다.
금속이식체의 형태최량화는 측두하악골뿐만이 아닌 여러가지 보철물의 설계제작에 리용할수 있는것으로 하여 앞으로 이 분야에 대한 연구에서는 보다 큰 성과가 이룩될것으로 기대되고있다.
