• 제목/요약/키워드: 사후분석

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자기장 저속 냉동보관법을 이용한 쥐 치아 치주인대세포의 활성도 검사 (EVALUATION OF THE VIABILITY OF PERIODONTAL LIGAMENT CELL IN RAT TEETH USING SLOW CRYOPRESERVATION METHOD WITH MAGNETIC FIELD)

  • 안현정;김의성;김진;김덕원;김기열;이찬영;이승종
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제33권4호
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    • pp.332-340
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 흰쥐 상악 대구치를 발거하여 자기장 저속 냉동보관법을 이용하여 냉동 시 치주인대세포의 환성도 및 세포 사멸도를 MTT 검색법과 TUNEL 검사를 이용하여 측정하고자 하였다. 4주령의 암컷 Sprague-Dawley계 흰쥐의 상악 좌우 제1,2대 구치를 발거하여 각 군 당 12개의 쥐 치아를 MTT검색에 이용하였고 6개의 치아를 TUNEL 검사에 이용하였다. 실험군은 5개군으로 대조군은 즉시 발치군이며 4$^{\circ}C$ 냉장고에서 1주일간 보관한 냉장군, 발치 후 동해방지제 처리과정을 거쳐 -196$^{\circ}C$의 액화질소에 넣어 급속 냉동한 액화질소군, 217 mA, 60 Hz, 1 G의 자기장을 이용하여 -0.3$^{\circ}C$/min 의 속도로 -20$^{\circ}C$까지 냉동 후 -196$^{\circ}C$로 급속 냉동한 자기장군, -0.3$^{\circ}C$/min의 속도로 -20$^{\circ}C$까지 냉동 후 -196$^{\circ}C$에 급속 냉동한 저속 냉동군으로 나누었다. 보존액은 F medium을 사용했으며 동해방지제로 10% dimethyl sulfoxide (DMSO)를 사용하였다. 치근면을 단위면적으로 표준화하기 위해 MTT 측정값을 Eosin 염색 후 530 nm에서 측정 한 흡광도 값으로 나누었다. TUNEL 검사 시 각 조직슬라이드에서 400배 크기의 현미경 시야에서 임의로 세 부분을 지정하여 정상 세포수와 양성 세포수를 세어 그 비율을 계산하여 각 실험군 당 평균치를 구하였다. 통계 분석을 위해 one way ANOVA를 시행하였으며 사후검정으로 Scheffe와 Tukey HSD방법을 썼으며 결과는 다음과 같다. MTT검색에 의한 흡광도를 Eosin염색 후 측정한 흡광도로 나눈 값에서는 자기장군은 즉시 발치군보다 낮은 세포활성을 보였고 (p < 0.05) 액화질소군, 저속 냉동군과는 통계적으로 유의성 있는 차이를 보이지 않았다. 그러나 자기장군은 액화질소군, 저속 냉동군과 함께 냉장군보다는 높은 세포 활성도를 보였다 (p < 0.05) TUNEL 검사 결과도 자기장군은 즉시 발치군보다 치주인대의 세포사멸도가 높았으나 (p < 0.05) 저속 냉동군과 액화 질소군과는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 자기장군은 냉장군보다 세포사멸도가 낮았으며 냉장군은 모든 군 중에서 세포 사멸도가 가장 높았다 (p < 0.05).

측정장치의 compliance 유무가 복합레진의 중합수축음력의 측정에 미치는 영향 (EFFECT OF INSTRUMENT COMPLIANCE ON THE POLYMERIZATION SHRINKAGE STRESS MEASUREMENTS OF DENTAL RESIN COMPOSITES)

  • 서덕규;민선홍;이인복
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제34권2호
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    • pp.145-153
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    • 2009
  • 본 연구에서는 측정장치의 compliance유무가 복합레진의 중합수축응력 측정에 미치는 영향을 알아보았다. 변위센서, cantilever load cell과 부궤환 (negative feedback) 시스템을 적용하여 compliance를 허용하는 것과 허용하지 않는 두 가지 모드로 중합수축응력의 측정이 가능한 stress-strain analyzer를 제작하였다. 한 종의 flowable (Filtek Flow: FF) 복합레진과 두 종의 universal hybrid (Z100: Z1 and Z250: Z2) 복합레진이 사용되었다. Load cell의 끝과 base plate에 고정된 직경 3.0 mm의 금속 막대에 silane을 처리하였다. 1.0 mm의 거리로 고정한 두 개의 금속 막대 사이 에 복합레진을 적용한 후 광중합을 하였다. 복합레진의 수직 중합수축률과 중합수축응력을 10 분 동안 기록하였고 인장탄성계수도 구하였다. 통계처리는 일원분산분석과 paired t-test를 시행하였고 95% 유의수준에서 Tukey's test로 사후 검정하였다. 측정된 중합수축 응력은 재료와 compliance의 유무에 따라 큰 차이를 보였다. Compliance를 허용한 모드에서 중합수축응력은 FF: 3.11 (0.13)이 가장 컸으며 Z1: 2.91 (0.10), Z2: 1.94 (0.09) Mpa의 순서였다. 측정장치의 compliance를 허용하지 않은 경우에는 Z1 17.08 (0.89)이 가장 컸고 FF: 10.11 (0.29), Z2: 9.46 (1.63) MPa의 순이었다. 또한 Z1, Z2, FF의 인장탄성계수는 각각 2.31 (0.18), 2.05 (0.20), 1.41 (0.11) GPa 이었다. 중합수축응력은 compliance mode에서는 복합레진의 수직 중합수축률이 주요 영향 요인이었으며, compliance를 배제한 모드에서는 탄성계수의 효과가 지배적이었다.

광중합 복합레진의 중합초기 동적 점탄성의 변화 (THE CHANGE OF THE INITIAL DYNAMIC VISCO-ELASTIC MODULUS OF COMPOSITE RESINS DURING LIGHT POLYMERIZATION)

  • 김민호;이인복
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제34권5호
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    • pp.450-459
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 새로 개발한 점탄성 측정기를 사용하여 수종의 광중합 복합레진의 초기 동적 점탄성 변화를측정하는 것이다. 본 연구에 사용된 점탄성 측정기는 세 부분으로 구성되었다. 첫째, 시편이 놓여지는 parallel plates; 둘째, DC 모터와 크랭크로 이루어진 회전진동전단변형 (Oscillatory shear strain)을 발생시키는 부분; 셋째, 전자기적 토크센서를 이용한 응력 측정 부분으로 구성되었다. 본 점탄성 측정기는 최대 2 Ncm의 토크를 측정할 수 있으며, 광중합기의 스위치는 컴퓨터와 연동하여 데이터 획득을 시작할 때 동시에 켜지도록 하였다. 본 연구에서는 시판 중인 6종의 광중합 복합레진 [Z-100 (Z1), Z-250 (Z2), Z-350 (Z3), DenFil (DF), Tetric Ceram (TC), Clearfil AP-X (CF)]을 사용하였다. 점탄성 측정기를 사용하여 동적 회전전단실험을 시행하였다. 직경 3 mm인 유리막대로 구성된 parallel plates 사이에 $14.2\;mm^3$의 복합레진을 적용시켰으며, 6 Hz의 진동수와 0.00579 rad의 진폭으로 변형을 가하고 발생된 응력을 측정하였다. 광중합이 시작됨과 동시에 측정이 시작되었으며, 광중합 후 10초 동안 점탄성의 변화를 관찰하였다. 각 복합레진에 대해 5 회 반복하여 측정하였고, 실험은 $25{\pm}0.5^{\circ}C$에서 진행되었다. 측정된 변형-응력 곡선으로부터 복소전단탄성계수 G*, 저장전단탄성 계수 G', 손실전단탄성 계수 G"를 구하였고 G*가 10 MPa에 이르는 시간을 구하였다. 각 재료의 복소전단탄성계수 G*와 10 MPa에 이르는 시간에 대해 일원분산분석 (One-way ANOVA)과 사후검정 (Tukey 검정)을 시행하였다 (${\alpha}$= 0.05). 결과는 다음과 같다. 1.본 연구를 위해 제작한 점탄성 측정기는 광중합 복합레진의 중합 초기 10초 동안의 동적 점탄성 변화를 신뢰성 있게 측정 할 수 있었다. 2. 모든 복합레진은 광조사 개시 후 $1{\sim}2$초의 불응기를 지난 다음 급격한 전단탄성계수의 증가를 보였다. 3. 모든 복합레진은 광중합 10 초간 손실전단탄성계수보다 저장전단탄성계수의 높은 증가를 보였다. 4. 광중합 초기 10초 후 복소전단탄성계수 값은 $150.3{\sim}563.7\;MPa$로, Z-100이 가장 높았고, 그 다음 Clearfil, Z-250, Z-350, Tetric Ceram, DenFil의 순이었다. 5. 복소전단탄성계수가 10 MPa에 이르는 시간은 Z-100이 2.55초로 가장 빨랐고, DenFil이 4.06초로 가장 느렸다.

Mtwo 전동 파일을 사용한 single length technique과 crown-down technique의 근관성형 효율 비교 (Comparison of shaping ability between single length technique and crown-down technique using Mtwo rotary file)

  • 임유경;박정길;허복;김현철
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제32권4호
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    • pp.385-396
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    • 2007
  • 이 연구의 목적은 Mtwo 전동 파일의 사용에 있어서 제조사가 제안한 single length technique과 crown-down technique의 근관성형효율과 안전성을 비교하고 Mtwo 전동 파일의 변형된 사용방법을 제안하고자 하는 것이다. 기구의 종류와 사용방법에 따라 60개의 레진 블록 근관 모형 (Endo Training Bloc; Benstply Maillefer, Ballaigues, Switzerland)을 세 군으로 나누어 20개씩 표본을 성형하였다. MT군은 Mtwo 파일 (VDW, Munich, Germany)을 제조사의 추천방법인 single length technique으로, MC군은 Mtwo 파일을 crown-down technique으로 형성하였고, 대조군인 PT군은 ProTaper (Denstply Maillefer, Ballaigues, Switzerland)를 사용하였다. 모든 기구는 250 r.p.m., torque 2.2 N로 고정한 전동 모터 (X-smart; Denstply Maillefer, Ballaigues, Switzerland)로 사용하였다. 근관 성형 후, 스캐너로 근관 형성 전후의 이미지를 채득하여 중첩 비교함으로써 근단부로부터 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 mm 높이에서의 중심변위율을 산출하였다. 순수 기구조작 시간 및 기구조작 동안의 binding빈도를 기록하였다. 근관 성형 후, 레진 블록의 무게 감소를 측정하였고 근관 성형에 사용된 파일의 파절이나 변형 및 근관 성형 후 형태의 이상을 조사하였다. 세 실험군의 측정 및 산출된 자료를 일원배치 분산분석 및 Duncan's Multiple Range Test로 사후 검정을 시행하여 비교하였으며, Fisher's exact test으로 근관의 이형성, 기구의 변형 그리고 기구 binding 등 발생 빈도를 유의 확률 95%에서 통계 검정하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 근관의 만곡도 감소, 중심변위율, 레진 블록의 무게 감소, 기구 변형 등은 세 군간에 유의한 차이가 없었다 (p > 0.05). 2. 기구 조작 시간은 보면 MT군과 MC군이 PT군보다 짧았다 (p < 0.05). 3. Elbow는 MT군이 MC군에서 PT군보다 더 많이 형성되었다 (p < 0.05). Ledge는 세 군 모두에서 나타나지 않았다. 4. 파일 binding 횟수는 MC군이 가장 적고 PT군이 가장 많았다 (p < 0.05). 이상의 결과를 볼 때, Mtwo 전동 파일을 crown-down technique으로 사용하는 것이 single length technique과 유사한 성형 효율을 보이면서도 더 안전할 것으로 추정된다.

열이 있는 3개월 이하의 영아에서 수막염의 예측에 대한 연구 (Predictors of Meningitis in Febrile Infants Aged 3 Months or Younger)

  • 송향순;김은옥;장영택
    • Pediatric Infection and Vaccine
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    • 제16권1호
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    • pp.40-46
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    • 2009
  • 목 적: 3개월 이하의 열이 있는 영아에서 세균성 수막염의 진단에 도움이 되는 유용한 예측인자를 알아보고자 연구를 시작하였다. 방 법: 2003년 1월부터 2008년 4월까지 전주예수병원에 직장 체온으로 $38^{\circ}C$ 이상의 발열을 주소로 내원한 3개월 이하의 영아 652명을 대상으로, 내원 당시 체온, 말초 혈액에서 총 백혈구수, 대호중구수, 절대호중구수, C-반응 단백, 혈액 배양검사를 하였고, 세균성 수막염과 연관있는 인자를 분석하였다. 결 과: 세균성 수막염과 관련된 인자로는 C-반응 단백, 대호중구수, 절대호중구수, 연령의 P value가 각각 0.036, 0.037, 0.036, 0.001로 모두 통계학적인 의의가 있었다. C-반응 단백, 대호중구수, 절대호중구수, 연령의 곡선하면적은 각각 0.969, 0.946, 0.765, 0.235이었으며, C-반응 단백의 민감도, 특이도 및 차단점은 각각 83%, 96%, 8 mg/dL, 대호중구수는 각각 83%, 95%, $2,500/mm^3$, 절대호중구수는 각각 83%, 62%, $5,100/mm^3$이었다. C-반응 단백이 7 mg/dL 미만에서는 우도가 0.17이고, 사후확률은 0.1%, 음성예측도가 91% 이어서 세균성 수막염을 배제할 수 있었으며, C-반응단백이 9 mg/dL 이상인 경우 우도는 20.1로, 대호중구수의 16.6, 절대호중구수의 2.18, 연령의 0.61보다 높아서, 혈청 C-반응 단백이 세균성 수막염을 예측하는데 가장 유용한 것으로 판단되었다. 결 론: 3개월 이하의 영아가 발열이 있는 경우 C-반응 단백, 대호중구수, 절대호중구수가 높은 경우에는 세균성 수막염과 관련이 더 많았으며, 특히 혈청 C-반응 단백이 가장 유용한 인자로, 7 mg/dL 미만인 경우는 세균성 수막염을 배제하는데 도움이 되었고, 9 mg/dL 이상인 경우에는 세균성 수막염의 강한 예측인자가 되어 뇌척수액 검사를 적극적으로 고려해야 할 것으로 사료되었다.

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아로마 롤온흡입법이 생산직 여성 교대근로자의 직무스트레스, 우울 및 수면에 미치는 효과 (The Effects of Aroma Inhalation Method with Roll-on in Occupation Stress, Depression and Sleep in Female Manufacture Shift Workers)

  • 오현미;정금숙;김자옥
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.2903-2913
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    • 2014
  • 본 연구는 생산직 여성 교대근로자를 대상으로 아로마 롤온흡입법을 이용하여 교대근로자의 직무스트레스, 우울 및 수면에 미치는 효과를 규명하기 위한 비동등성 대조군 전후설계 유사 실험연구이다. 대상자는 K도 지역의 생산직 여성 교대근로자로 대상자 선정기준에 적합한 실험군 26명, 대조군 26명으로 총 52명이었으며 연구기간은 2012년 4월 1일부터 5월 25일 까지 시행하였다. 아로마 롤온흡입법을 검정하기 위해 실험군과 대조군의 사전 사후 직무스트레스, 우울 및 수면을 측정하였다. 수집된 자료는 SPSS Win 18.0을 사용하여 실험군과 대조군의 동질성 검정은 $x^2$-test, independent t-test로 동질성 검정을 실시하였으며, 실험군과 대조군의 직무스트레스, 우울 및 수면에 미치는 효과는 independent t-test를 이용하여 분석하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 제 1가설 : "아로마 롤온흡입법을 받은 실험군은 받지 않은 대조군에 비해 직무 스트레스가 감소 할 것이다"는 기각되었다(t=-0.37,p=.717). 제 2가설 : "아로마 롤온흡입법을 받은 실험군은 받지 않은 대조군에 비해 우울이 감소 할 것이다."는 지지되었다(t=-6.11,p<.001). 제 3가설 : "아로마 롤온흡입법을 받은 실험군은 받지 않은 대조군에 비해 수면상태가 증가 할 것이다."는 지지되었다(t=3.15,p=.003). 이상의 연구 결과를 통해 아로마 롤온흡입법이 생산직 여성 교대근로자의 우울 및 수면에 효과가 있었다. 또한 교대근무로 힘들어 하는 근로자들에게 직무스트레스를 감소시킬 수 있는 다양한 간호 중재 연구가 필요하다고 사료된다.

압력 저속 냉동 방법의 쥐 치아 치주인대세포 보존 효율 평가 (THE EFFICACY OF PROGRAMMED CRYO-PRESERVATION UNDER PRESSURE IN RAT PERIODONTAL LIGAMENT CELLS)

  • 이영은;김의성;김진;한승훈;이승종
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제34권4호
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    • pp.356-363
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 흰 쥐의 상악 대구치를 발거한 후 치주인대세포를 압력을 이용한 저속 냉동 보관법으로 냉동 보관시 치주인대세포의 활성도를 저속 냉동법, 냉장 보관법과 비교하여 평가하고자 하였다. 생후 4주된 암컷 Sprague-Dawley계 흰쥐의 상악 좌우 제 1,2 대구치를 발거하여 각 군 당 18개의 쥐 치아를 MTT, WST-1 검색에 이용하였다. 실험군은 4개군으로 대조군은 즉시 발치군이며, $4^{\circ}C$냉장고에 일주일간 보관한 냉장군, 발치 후 동해방지제 처리과정을 거쳐 $4^{\circ}C$에서 $-35^{\circ}C$까지 $-0.5^{\circ}C$/min 속도로 서서히 냉동시킨 뒤 $-196^{\circ}C$에 냉동한 저속 냉동군, 3MPa의 압력을 가하고 $-0.5^{\circ}C$/min 속도로 $4^{\circ}C$에서 $-35^{\circ}C$까지 서서히 냉동시킨 뒤 $-196^{\circ}C$에 냉동한 압력 저속 냉동군으로 나누었다. 보존액은 F medium을 사용했으며 동해방지제로 10% dimethylsulfoxide(DMSO)를 사용하였다. 일주일 후 해동하여 MTT, WST-1검색을 시행한 뒤 치근면을 단위면적으로 표준화하기 위해 MTT, WST-1 측정값을 Eosin 염색 후 530nm에서 측정한 흡광도 값으로 나누었다. 통계 분석을 위해 one way ANOVA를 시행하였으며 사후 검정으로는 Tukey 방법을 사용하였고 결과는 다음과 같다. 1. MTT 검색에 의한 흡광도를 Eosin 염색 후 측정한 흡광도로 나눈 값에서는 압력 저속 냉동군은 즉시 발치군보다 유의성 있게 세포 활성도가 낮았으나(p<0.05), 저속 냉동군이나 냉장군과 비교할 때는 높은 세포 활성도를 보이며 통계적 유의성이 있었다(p<0.05). 2. WST-1 검색에 의한 흡광도를 Eosin 염색 후 측정한 흡광도로 나눈 값에서도 MTT 검색과 마찬가지로 압력 저속 냉동군에서는 즉시 발치군보다 유의성 있게 세포 활성도가 낮았으나(p<0.05), 저속 냉동군이나 냉장군과 비교할때는 높은 세포 활성도를 보이며 통계적 유의성이 있었다(p<0.05). 위의 결과를 통해, 3MPa(30기압) 압력을 이용한 저속 냉동 보관법은 $4^{\circ}C$냉장법이나 압력을 사용하지 않은 다른 냉동 보관법에 비해 우수한 쥐 치아의 치주인대세포의 활성도를 보여 차후 치아의 재식/이식을 위한 중-장기 치아보관을 위한 방법으로의 가능성을 제시하였다.

치근단 역충전용 포틀랜드 시멘트 신복합재료의 물리적 성질 고찰 (Physical properties of novel composite using Portland cement for retro-filling material)

  • 이상진;조옥인;염지완;박정길;허복;김현철
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제35권6호
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    • pp.445-452
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    • 2010
  • 연구목적: 이 연구의 목적은 새로운 근단 역충전 재료를 개발하기 위해 MTA, MTA와 AH-plus 혼합물 (AMTA), 그리고 실험적 개발재료인 Portland cement-Epoxy resin composite (EPPC)의 미세 누출 및 물리적인 성질을 비교하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 발거 치아 49개를 근관 성형하고 gutta-percha와 sealer로 충전하였다. 각 치아의 치근을 근단부 3 mm에서 절단하고 3 mm 깊이의 역충전 와동을 형성하였다. 15개씩 무작위로 분류한 치근을 세 군으로 나누어 각각 MTA, AMTA, EPPC로 충전하였고 네 개의 치근은 대조군으로 사용하였다. 각 군의 재료로 역충전이 완료된 모든 실험군을 젖은거즈로 덮고 24시간 동안 경화시켰다. 경화 후 72시간 동안 1% methylene blue 염색액에 담근 후, 치근단을 수직 절단하여 사진을 촬영하고 미세 누출을 평가하였다. Vicat apparatus를 사용하여 실험군 별로 경화시간을 측정하였으며, aluminum step wedge를 사용한 디지털 방사선 사진을 촬영하여 각 군의 방사선 불투과도를 평가하였다. 미세누출과 경화시간에 대해 각 군간의 차이를 일원배치분산분석 및 Scheffe 사후 검증으로 유의수준 95%에서 평가하였다. 결과: AMTA와 EPPC는 MTA군에 비해 적은 미세누출량을 보였다 (p < 0.05). AMTA는 가장 높은 방사선 불투과도를 보였으며 개발 재료인 EPPC군은 5 mm aluminum 두께의 방사선 불투과도를 보였다. MTA가 가장 긴 경화시간을 나타낸반면 EPPC군은 다른 군에 비해 초기경화와 최종경화 모두 가장 짧은 경화시간을 나타냈다 (p < 0.05). 결론: 이 연구 조건하에서, 신개발 재료인 EPPC는 치근단 역충전 재료로서 기존의 MTA보다 양호한 밀폐능력과 방사선 불투과성 및 짧은 경화시간 등의 역충전 재료로서 적절한 물리적 성질을 가진 것으로 보인다.

참여적 과학기술 거버넌스의 전개와 전망 (The Past and Future of Public Engagement with Science and Technology)

  • 김효민;조승희;송성수
    • 과학기술학연구
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    • 제16권2호
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    • pp.99-147
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    • 2016
  • 이 논문에서는 과학기술학에서 공중의 과학기술 관여가 논의되어온 방식이 갖는 유용성과 한계를 정당화와 실질적 수용의 측면에서 살펴보고자 한다. 이를 위해 우선 과학기술 전문가의 지식 체계가 포함하는 불확실성과 비전문가의 일반인 지식에 관한 STS의 통찰이 왜 그동안 참여적 거버넌스의 양적, 질적 확산으로 충분히 이어지지 못했는지의 문제를 이론적, 실질적 층위에서 논의하였다. 이어서 어떤 전문성이 참여적 거버넌스의 구성과 지속을 지지할 수 있는 것인가에 대한 답을 찾기 위한 예비적인 시도로서 한 사례-제주도 풍력 발전시설 개발과 제도 정비 과정에서 나타난 비전문가의 활동-에 주목하였다. 논문의 주장은 다음과 같이 요약된다. 첫째, 참여적 거버넌스를 정당화할 수 있는 근거는 시민/비전문가라는 사회 집단이 갖는 어떤 본질적 특성에서 도출할 수 없다. 둘째, 참여의 정당한 조건으로 수용될 수 있는 전문성의 형식과 내용은 사실 진술과 가치 판단의 경계를 재구성하는 수행의 결과로서 사후적으로 부여된다. 셋째, 제주도 풍력자원 공유화 과정에서 복잡한 사회-기술 체제의 실질적 재구성에 기여했던 것은 새롭게 유통될 수 있는 사물-사람의 관계를 만드는 '연계적 전문성'이었다. 넷째, 시민과 전문가의 전문성은 모두 대체가 아닌 보완을 필요로 한다. 궁극적으로 이 논문은 참여적 거버넌스에 대한 STS 논의가 실제로 갈등이 발생하고 결정이 이루어지고 있는 현장에 주목하여, 과거와 현재, 사실과 가치, 과학기술과 사회의 경계를 재구성하는 행위자들의 구체적 수행을 분석하는 작업으로 확장되어야 할 필요성을 강조한다.

공간능력에 대한 신경과학적 모델 개발 및 빛과 그림자 문제 해결 과정에의 적용 (Development of Neuropsychological Model for Spatial Ability and Application to Light & Shadow Problem Solving Process)

  • 신정윤;양일호;박상우
    • 한국과학교육학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.371-390
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 공간능력 구성요소에 대한 신경과학적 모델을 개발하고, 빛과 그림자 관련 과학 과제를 해결하는 과정에서의 두뇌 활성 영역을 신경과학적 모델에 기반하여 영역 일반적 능력과 영역특수적 능력으로 구분하여 설명하는 것이다. 이를 위해 남자 대학생 24명이 공간능력 검사지 문항과 빛과 그림자 과제를 해결하는 동안의 시선이동과 EEG를 동기화하여 측정하였으며, 과제 해결 전략에 대한 사후면담과 RVP를 실시하였다. 시선 이동, 두뇌 활성 영역, 참여자의 사고 과정과 전략을 통합하여 공간능력 구성요소에 대한 신경과학적 모델을 개발하고, 빛과 그림자 관련 과제 해결 과정을 분석하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 공간 시각화와 심적 회전 요소는 주로 두정엽의 활성을 필요로 했으며, 공간 방향화 요소는 전두엽의 활성을 필요로 했다. 구체적으로, 공간 시각화 요소는 문제를 탐색하는 과정에서 전두엽이 활성화되었고, 문제와 답지를 비교하는 과정에서 측두엽과 두정엽이 활성화되었다. 심적 회전 요소는 회전된 정보를 탐색하는 구간에서는 전두엽이, 심적 회전을 할 때에는 두정엽이, 문제와 답지를 비교하는 구간에서는 측두엽이 활성화되었다. 공간 방향화 요소는 문제를 탐색하는 과정과 문제와 답지를 비교하는 과정 모두 전두엽이 활성화되었다. 둘째, 빛과 그림자 과제를 해결 할 때에는 영역 일반적 기능인 공간 능력과 과학적 원리를 적용하는 영역 특수적 사고가 함께 필요하였다. 평행광의 그림자 모양 추론과 빛의 방향이 바뀔 때의 그림자 모양을 추론에서의 두뇌 활성 패턴은 공간 시각화 요소에 대한 신경과학적 모델과 유사하였다. 여러 방향에서의 그림자를 통해 원래 물체를 추론할 때에는 공간 방향화 요소, 점광원의 그림자 모양을 추론할 때에는 공간 시각화 요소에 대한 신경과학적 모델과 두뇌 활성 패턴이 유사하였다. 빛과 그림자 과제를 해결할 때 추가적으로 활성화 된 부위는 주로 연역적 추론, 작업 기억, 행동에 대한 계획 기능을 담당하는 중측두이랑, 중심앞이랑, 하전두이랑, 중전두이랑이었다. 따라서 빛과 그림자 과제를 해결하는 과정에서는 공간능력 외에도 그림자 생성 원리를 기반으로 한 연역적 추론, 빛의 진행 방향을 작업 기억에 유지시키는 것, 광원의 특징에 따른 과제 해결 과정 계획, 빛-물체-스크린의 공간적 관계 인지 등이 추가적으로 필요하다.