두개안면부에서 하악은 태생 4주에 발생하는 첫번째 아가미궁에서 분화되며 맥켈연골이라 알려져 있는 긴 막대기 모양의 연골의 외측부에서 골화가 시작된다. 이후 하악골은 골의 첨가와 흡수에 의해 성장 발육하게 된다. 이런 하악골의 성장 발육이 과하거나 부족한 경우 상하악골의 부조화에 의한 부정교합이 발생되게 되고, 이를 3급 또는 2급 부정교합이라 부른다. 3급 부정교합의 치료를 위해 지금까지 많은 방법들이 사용되어 왔으며, 그중 가장 널리 사용되어지는것이 이모장치이다. Distraction osteogenesis는 강한 힘이나 수술에 의해 분리된 두 개의 골표면 사이에서 새로운 신생골이 형성되는 일련의 생물학적인 과정을 말한다. Distraction force가 callus tissue에 작용되어 골이 분리되면 골과 연조직에 가해지는 신장력이 새로운 골 생성을 자극하게 된다. 이번 연구의 목적은 3차원 유한요소 model을 이용하여 이모장치의 하중에 대한 하악골의 응력분포를 알아보고, 하악골 절개 (mandibular midline distraction) 후 강제변형에 대한 응력분포를 알아보는 것이다.
1987년 3월 부터 1989년 7월까지 부산시 강서구 오지동과 경상남도 양산군 일광면 일광해수욕장연안에서 투강에 의해 채집된 미끈날망둑의 친어들을 실험실에 설치된 수조에서 사육해 오던 중 산난행동을 관찰하였고, 1988년 7월에 5차에 걸쳐 자연산난한 난을 재료로 하여 발생과정과 부화자어의 성장에 따른 외부형태 및 내부골격의 골화과정을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 미수정난은 난경이 $0.46\~0.65\;mm$로 부착계를 지닌 침성난이며, 모양은 원형에 가깝고 다수의 소유구를 가지고 있다. 그리고 수정난의 난경은 상실기 이후에 $3.40\~4.04\times0.50\~0.78\;mm$이다. 부화에 소요된 시간은 사육수온 $22.0\~23.0^{\circ}C$(평균 $22.0^{\circ}C$)에서 수정후 약 113시간 10분만에 부화하였다. 부화직후의 자어는 전장 $3.90\~4.20\;mm$(평균4.12 mm)로 입과 항문이 열려 있고 소화관이 발달하여, 근절수는 $32\~33$개이다. 부화후 6일째의 자어는 전장 11 $5.60\~5.72\;mm$(평균 5.66 mm)로 꼬리 중앙과 복부쪽의 흑색소포는 감소하며, 뒷지느러미와 꼬리지느러미에 5개씩의 원기가 나타난다. 부화후 15일째의 자어는 전장 $6.40\~6.65\;mm$로 제2 등지느러미, 뒷지느러미, 꼬리지느러미의 기조가 정수에 달하며, 뒷지느러미와 꼬리지느러미 기저에 흑색소포가 분포한다. 부화후 33일째의 개체는 전장 $12.05\~12.10\;mm$로 모든 지느러미의 기조가 정수에 달하여 치어기에 이른다. 부화후 62일째의 치어는 전장 22.30 mm로 체측의 흑색소포의 분포상태와 체형이 성어와 닮아 있다. 두개골 및 내흉골은 부화 $9\~10$일째의 전장 6.0mm에서 골화되기 시작하여 치어기에 달한 부화후 $40\~43$일째의 전장 13.50 mm에 이르러 골화가 완전하게 이루어진다. 척추골은 복추골이 먼저 발달하여 미추골쪽으로 골화가 진행되며, 각 추체에 대응하는 배경극과 혈관극이 추체보다 늦게 골화한다. 척추골수는 12+21=33개이다. 요대골은 편수골 중 쇄골의 하단과 접착되어 있다. 미골은 미부봉상골 앞의 추체가 먼저 골화된 후에 골화가 진행된다. 골격은 부화 $9\~10$일째인 전장 6.0 mm의 자어에서 섭이와 호흡에 연관된 부분부터 먼저 골화가 일어나 빠른 속도로 발달이 진행되어 부화 40-43일째인 전장 13.52 mm를 전후하여 대부분의 골격이 완성된다.
남극 크릴(Antarctic krill, euphausia superba)은 남극해의 생태계 피라미드의 하위부분을 차지하고 있지만 동물플랑크톤과 고래, 어류, 펭귄, 조류 등의 상위 포식자들을 연결하는 중요한 연결고리의 역할을 하고 있다. 많은 생체량과 남극해 전체에 골고루 분포하고 있는 크릴은 생태계 자체의 연구뿐만 아니라 수산자원 연구의 중요한 부분을 차지하고 있으므로 분포 위치, 자원량에 대한 연구가 최근 들어 활발히 진행되고 있다. (중략)
측방 낙상에 관계된 상해는 노인들에 있어서 가장 치명적이고 빈번한 의료 문제를 야기한다. 측방 낙상에 의해 발생하는 심각한 결과 중 하나인, 고관절 골절은 넘어진 사람 중 약 1%에서만 발생하지만 고관절 골절은 신체장애, 사망 및 이에 관련된 의료비용의 상승 등을 초래한다. 본 연구에서는 측방 낙상시 고관절 골절에 큰 영향을 미치는 충돌 단계에서의 위험요소를 하중각도로 가정하여 이 요소에 대한 영향과 직립시와 비교하여 상대적인 위험도를 비교하고자 하였다. 실험 조건은 이전 연구자의 자료를 토대로 모사골반을 구성하였고, 이렇게 구성된 모사골반을 진자형 충격 시험기에 고정시키고 충격각도(0$^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$)를 변화시켜가며 대퇴골의 동적 거동을 조사하였다. 본 실험을 통하여 하중각도의 변화가 대퇴골 근위부에서의 변형에 영향을 주며, 다른 부위에 비해 대퇴골 경부에 상대적으로 큰 변형이 생겨 골절 가능성이 높다는 것을 확인하였다. 또한 낮은 충격속도에서도 직립 상태에 비해 큰 변형을 보였으며, 변형 분포의 차이도 나타내었다. 따라서 변형 크기의 차이뿐만 아니라 이러한 변형 분포의 차이도 고관절 골절 기전에 영향을 줄 것으로 사료된다.
척추체간 유합케이지의 성능평가에 있어서 압축강도와 상대적인 3차원적 안정성 그리고 골유도를 촉진시킬 수 있는 형상은 성공적인 골유합의 정도를 판가름 할 수 있는 중요한 척도이다. 새로 고안된 박스형 유합케이지 스파이크의 형상변화에 따른 척추체의 골단판에 미치는 응력분포 양상과 케이지의 안정성을 비교하기 위하여 압축하중 작용 초기에 스파이크 끝딘과 골단판이 접촉하는 경우와 스파이크가 골단판에 삽입되었을 경우를 구분하여 스파이크의 높이, 폭 및 각도를 변화시켜 가면서 유한요소 해석을 실시하여 고찰하였다. 유합케이지 2개가 척추체간에 삽입되어 있는 상태에서 수직하중 1700N이 가해질 때 척추체 골단판에 전달되는 응력분포를 조사하였으며, 전, 후방향으로 케이지 하나에 100N의 pull out하중을 부과하여 케이지의 스파이크 형상변화에 따른 미세이동 정도를 비교 평가하였다. 그 결과, 척추체 골단판의 응력 집중 정도에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 케이지스파이크 끝단 폭의 크기이며, 케이지 스파이크의 높이 및 각도의 변화는 스파이크 끝단과 접촉하는 척추체 골단판에 미치는 응력 정도에 큰 영향을 미치지 않았다. 스파이크 경사면 각도조절 및 양방향혼합형의 대칭 배열을 통하여 전후방향 pull-out하중에 대한 변위량을 저감시킬 수 있었다. 본 연구의 결과를 통하여 척추체에서의 응력집중을 피할 수 있고 케이지의 초기 접촉시 골단판의 파괴를 방지하고 골유합에 유리한 케이지 스파이크 형상을 설계하였고, 케이지 치환술 후 운동시 전후방향으로 이동을 최소화하여 기계적 안정성을 높일 수 있는 새로운 척추체간 유합 케이지의 최적 형상을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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