• 생명과학회지
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• 제33권3호
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• pp.242-251
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• 2023

마우스 모델을 사용하여, 8주 케톤체(베타-하이드록시뷰티레이트, β-HB)가 지구성 운동 수행능력과 골격근의 단백질 합성 및 분해에 미치는 영향을 조사하였다. 48마리의 수컷 ICR 마우스(8주령)를 무작위로 4개 그룹으로 나누었다: 비운동 통제군(Sed+Con), 비운동+베타-하이드록시뷰티레이트(Sed+β-HB), 운동 통제군(Exe+Con), 운동+베타-하이드록시뷰티레이트(Exe+β-.HB). β-HB 투여를 위해 β-HB를 PBS (150 mg/mL)에 용해시켜 8주 동안 매일 피하 주사(250 mg/kg)하였다. 운동 훈련을 위해 마우스는 8주 동안 20분 트레드밀 달리기 운동 훈련을 주 5일 수행하였다. 훈련은 10° 경사도에서 10 m/min 속도에서 5 min 동안 실시하고 나서, 매 1 min 마다 1 m/min의 속도를 나머지 15 min 동안 증가시켰다. 8주간의 처치 후, 내장 지방량과 골격근량, 혈액 매개변수, 자가포식 및 단백질 합성 마커가 분석되었다. 데이터는 SPSS 21 프로그램을 사용하여 ANOVA (p<0.05)로 분석되었다. Exe+β-HB 그룹의 혈중 젖산 수치는 모든 3개 그룹(Sed+Con, Sed+β-HB 및 Exe+β-HB)보다 유의하게 낮았다(p<0.05). Sed+Con 및 Exe+Con 그룹에 비해, 8주 Exe+β-HB 처치는 최대 달리기 수행 시간(탈진 시간)을 유의하게 증가시켰다(p<0.05). 8주 β-HB 투여는 마우스의 골격근에서 자가포식 유동과 자가포식 관련 단백질을 유의하게 감소시켰다(p<0.05). 반대로, β-HB와 지구력 운동 훈련의 조합된 처치는 단백질 합성(mTOR 신호 및 번역 속도)을 증가시켰다(p<0.05). 8주간의 β-HB 처치와 지구력 운동 훈련은 마우스 골격근에서 지구력 수행능력 증가, 단백질 합성 증가, 단백질 분해 감소 효과를 보여주었다.

• 생명과학회지
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• 제23권1호
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• pp.116-124
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• 2013

본 연구의 목적은 저항성 운동 후 골격근에서 저항성 관련 유전자를 규명하는 것이다. 연구 목적을 달성하기 위하여 총 32두의 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 분양 받은 후 4주차 통제군(4 wks CON, n=8), 8주차 통제군(8 wks CON, n=8), 4주차 운동군(4 wks REG, n=8), 8주차 운동군(8 wks REG, n=8)으로 집단을 분류하였다. 저항성 운동군은 꼬리에 무게를 달고 동물용 사다리(1-m vertical, 85 degree incline)를 오르는 저항성 사다리 운동을 1회 10번, 주당 3일, 4주와 8주간 점증적으로 실시하였으며, 골격근 조직은 저항성 운동 후 장무지굴근(flexor hallucis longus; FHL)을 적출하여 분석에 이용하였다. 적출한 골격근에서 total RNA를 분류한 후, 대규모 유전자 발현분석을 위하여 Illumina RatRef-12 Expression BeadChip을 이용한 Beadarray를 시행하였으며, Beadarray 결과를 확인하기 위해 qPCR (real-time quantitative PCR)를 실시하였다. 유의성 검증은 Beadstudio software를 이용하여 실시하였으며, Beadarray 데이터 중 Detection p-value to <0.01, M-value {M= $log_2$ (condition)-$log_2$ (reference)} to >1.0, DiffScore to >20인 유전자만을 통계적으로 의미 있는 유전자로 선택하였다. 4주차 저항성 운동 후 통제집단에 비해 2배 이상 유의하게 발현이 증가한 유전자는 30개였으며, 6개의 유전자가 감소하였다. 8주차 저항성 운동 후에는 5개의 유전자가 발현이 증가하였으며, 12개의 유전자가 유의하게 감소하였다. 연구결과 다음의 유전자를 포함한 저항성 운동과 근비대와 관련 후보 유전자를 도출하였다; 1) 세포 성장 조절(IGFBP1, PLA2G2A, OKL38); 2) 근육발생(CSRP3); 3) 조직 재생과 근육 발달(MUSTN1, MYBPH); and 4) 비대 모델(CYR61, ATF3, NR4A3); and 5) 당대사(G6PC, PCK1). 이러한 연구결과는 차후 저항성 운동과 관련된 다양한 생리학적 변인을 연구하는데 있어서 기초 자료를 제공할 것으로 생각된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권6호
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• pp.590-599
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• 2009

In this paper, a method of modeling seat belts on crew seat during dynamic seat testing was studied. The body segments of the occupant were modeled with joints. The joints consisted with various stiffnesses, dampings, and frictions. Three types of seat belt restraint systems were investigated. The analysis for on the injury assessment of helicopter's crew under drop impact was conducted. The effectiveness of the seat belt system for crashworthiness and safety was evaluated. As the results of impact analysis, head, neck and spine of the crew can be easily damaged in the vertical direction more than the longitudinal direction. Based on the verified model, behavior of human body was studied with three-point restraint systems. The displacement and injury level of the 12-point restraint system was the smallest.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권7호
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• pp.764-776
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• 2007

On the human-rifle system, the human body is affected by the firing impact. The firing impact will reduce the firing accuracy and change the initial shooting posture. Therefore the study of biomechanical characteristics using human-rifle modeling and numerical investigation is needed. The musculoskeletal model is developed by finite element method using beam and spar elements. In this study structural analysis has been performed in order to investigate the human body impact by firing of 5.56mm small caliber machine gun. The firing experiments with the standing shooting postures were performed to verify analytical results. The result if this study shows analytical displacements of the human-rifle system and experimental displacements of the real firing. As the results, the analytical displacement and stress of human body are presented.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제35권3호
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• pp.206-213
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• 2010

The purpose of this study is to analyze musculoskeletal injuries in combine harvesting operation using a digital human model. In order to analyze problems in combine harvesting operation, the operations were broken into 5 work processes and then we preformed ergonomic and biomechanical analyses such as RULA test, Comfort Assessment and joint kinetic analysis for the each process. As a result, there was a clear need to change the combine operating environment, as the RULA score ranged from 4 to 7. In addition, we could find two major musculoskeletal injury factors which are the standing posture with upperbody forward tilting and inappropriate location of operating levers.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.611-613
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• 1998

A structure of musculotendon model with a fatigue profile is investigated. The Hill-type musculotendon model can predicts the decline in muscle force for a given fatigue profile. It consists of nonlinear activation and contraction dynamics based on the physiological concepts. It is normalized for generalization to deal with the various muscles. Muscle force generated by continuous tetanic electrical monophasic pulsewidth modulation stimulation is decreased in time. A fatigue profile is expressed by a function of intramuscular acidification and applied to the relationship between muscle force and shortening velocity in contraction dynamics. The results of computer simulation are well matched with data in a literature which are isometrically performed for knee extension muscles. Also change in optimal fiber length has an effect only on muscle time, constant not on the steady-state tetanic force.

• 대한인간공학회:학술대회논문집
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• 대한인간공학회 1997년도 추계학술대회논문집
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• pp.23-30
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• 1997

근골격계 질환은 부적절한 작업 자세, 중량물의 무리한 취급, 과도한 작업 부하 등과 같은 작업 환경 에서 기인한다. 현장의 대부분의 공구사용작업에 있어서, 쪼그려앉아서 작업하는 경우가 매우 빈번하게 발생한다. 본 연구에서는 쪼그려 앉은자세에서 사용하는 공구를 설계하는데 필요 요소인 악력의 최대치 를 조사하는 것을 목적으로 한다. 23세-29세의 남자 8명을 피실험자로 실험하였다. 실험모델로는 쪼그려 앉기에서 1) 0 .deg. 외전된 어깨와 정위치의 손목에서 어깨 굴곡이 180 .deg. , 135 .deg., 90 .deg. 와 45 .deg. 의 조합된 자세에서의 악력, 2) 0 .deg. 외전된 어깨와 정위치의 손목에서 팔꿈치 굴곡이 135 .deg. , 90 .deg. 와 45 .deg. 조합된 자세에서의 악력을 조사하였다. 조사결과 쪼그려 앉은 자세에서 어깨굴곡이 45 .deg. 인 자세에서 최대의 악력이 발휘되는 것으로 나타났으며, 인체부위 중에서 손너비, 손목둘레, 팔길이, 손두께, 팔꿈치-손목까지의 길이 등이 쪼그려 앉은자세와 깊은 상관관계가 있는 것으로 나타났다.

• 한국동물학회지
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• 제35권3호
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• pp.287-294
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• 1992

배양 중의 골격근 세포는 증식을 거쳐 세포융합을 통해 다핵세포로 분화되므로 세포분화의 연구에 좋은 모델로서 이용되고 있다. 이전 실험에서 근원세포 융합을 억제하는 단일클론항체(MII-3J31)가 제작되었으며(Kim et al., 1992)이 항체에 대한 항원은 분자량이 약 35 kDa인 세포막 단백질로 추정되었다. 본 실험에서는 13일 계배와 성체의 근섬유 mRNA에서 CDNA라이브러리를 제작하여 근원세포 분화에 특이적으로 나타나는 유전자를 추적하였다. 근원세포 융합에 관여하는 단백질에 대한 CDNA는 계배 13일 째의 근원세포 CDNA라이브러리에서 단일클론항체를 사용한 immunoscreening 방법을 이용하여 확인하였다. 이 CDNA의 크기는 약 1.5 kb였다. 한편 13일 계배와성체 근섬유 CDNA 라이브러 리를 이용하여 13일 계배에만 특이하게 유전자 발현 이 일어 나고 성체에서는 나타나지 않는 약 0.8 kb의 CDNA플 찾았다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권2호
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• pp.151-156
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• 2001

기능적 전기자극(FES)에 의한 사지운동의 효과적인 제어를 위해서는, 전기자극을 입력으로 하여 근력 및 운동을 정확히 출력하는 근골격모델이 요망된다. 이 연구에서는 FES에 의한 근력 및 운동을 보다 정확히 예측할 수 있는 모델을 작성하기 위하여, 기존의 근육모델에서는 포함되지 않았던 근력의 점진적 강화현상에 대한 기초적 성질을 조사하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는, 일정강도의 표면자극에 대한 근력의 강화현상이 주파수, 자극이력, 근육길이에 어떻게 의존하는지를 조사하였다. 실험결과로부터, 자극의 주파수가 높을수록 초기근력에 대한 자극중의 근력의 증가도는 작아지고 근력의 피크에 도달하는 시간이 짧아지는 것을 알 수 있었다. 선행 자극에 의해 근육의 내부적인 강화상태가 포화되면 근력은 추가적인 자극에 대해서도 더 이상 증가하지 않았다. 자극시의 근육의 길이는 근력강화에 큰 영향을 미쳤으며, 근육의 길이가 짧을수록 증가도가 컸다. 장래에는 이러한 결과를 토대로 한 새로운 근력강화의 모델이 요망된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1243-1248
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• 2011

본 연구에서는 한국인 표준체형과 유사한 사람의 의료 영상 자료를 이용하여 인체 골격계 모델을 만들었다. 이를 동역학 해석 상용 소프웨트어인 $RecurDyn^{TM}$에 탑재시켜 인체 시뮬레이션 모듈을 개발하였고, 노인의 보행 동작해석을 통해 모델을 검증하여 보행기(elderly walker) 사용 유무에 따른 앉기-서기 및 보행을 분석하였다. 노인이 보행기를 사용하였을 때 앉기-서기 동작 시 하지관절 기구학의 변화는 미비하였고, 보행 시 각 관절의 가동범위가 조금 줄었고 동작시간이 상당히 길어졌다. 또한 근전도 해석결과 일부 발목 주변 근육들과 햄스트링 근육에서 근활성치가 줄거나 활성시간이 줄었다. 이러한 변화는 보행기를 통해 보행할 때 하지의 기여도가 감소했기 때문이라고 생각되었다. 본 연구를 통해 얻어진 시뮬레이션 기술은 여러 가지의 생체역학 연구에 널리 활용될 것으로 생각된다.