우리나라 인근 해역에서 가장 쉽게 채취할 수 있는 해조류중의 하나인 S. horneri을 이용한 Pb 의 생체흡착 실험을 수행하였다. 흡착 평형에는 15분 안에 도달하였으며, 평형흡착량은 185.5mg Pb/g biomass 이었다. pH가 감소할수록 Pb는 흡착량이 현저히 감소하였다. 또한 Pb 흡착시에 Ca 및 Mg가 500mg/L 존재하여도 Ca 및 Mg 등의 경금속은 전혀 흡착되지 않고 Pb만을 선택적으로 제거하는 것이 가능하였으나, 고농도로 존재하는 경금속들이 inhibotor 작용을 하여 Pb의 흡착량은 다소 감소하였다. Pb흡착 및 탈착 과정을 6회 반복한 결과, HCl 및 $HNO_3$ 이용한 경우에 흡착된 Pb의 회수 및 S. horneri의 재생에 있어 매우 효과적인 것으로 나타났다.
김치용 간절임 배추의 적당한 염도인 3%에 도달하는데 걸리는 간절임 시간은 5%에서는 l2시간 후에도 미달되었고, 10%는 약 7시간, 15%는 약3시간, 20%에서는 약 1시간 걸렸다. 절임중 잎은 줄기보다 빠르게 탈수되었는데 10시간 후에 잎과 줄기의 수분함랑은 각각 66와 64%로 낮아졌다. 생배추의 원부피는 간절임에 의해 59.90%가 감소하였고 생배추의 내부공간율은 35.06%나 감소하였다. 수침에 의한 제염속도는 염분침투속도보다 빨랐으며 약 7%수준에서 3%수준으로 되는데 잎은 약 1.2시간 들기는 약 3시간 걸렸다. 절임중 경도는 잎과 줄기에서 전체적으로 감소하였는데, 생체의 경우는 내부가 높았으나 간질임한 것은 점질부위의 경도가 증가하였다. 절임 과점에서 배추중의 $K^+,\;Ca^{2+},\;Mg^{2+}$ 금속이온은 감소한 반면 $Na^+$는 크게 증가했다. 절임과정과 수세과정에서 곰팡이, 효모, 세균의 수는 각각 58%, 40%, 45%줄었다.
This study was performed to investigate the surface properties of electrochemically oxidized pure niobium by anodic oxide and hydrothermal treatment technique. Niobium specimens of $10\times10mm$ in dimension were polished sequentially from #600, #800, #1000 emery paper. The surface pure niobium specimens were anodized in an electrolytic solution that was dissolved calcium and phosphate in water. The electrolytic voltage was set in the range of 250 V and the current density was 10 $mA/cm^2$. The specimen was hydrothermal treated in high-pressure steam at 300$^{\circ}C$ for 2 hours using an autoclave. Then, specimens were immersed in the Hanks' solution with pH 7.4 at 37$^{\circ}C$ for 30 days. The surface of specimen was characterized by scanning electron microscope(SEM), energy dispersive X-ray microanalysis(EDX), potentiostat/galvanostat test, and cytotoxicity test. The results obtained was summarized as follows; According to the result of measuring corrosion behavior at 0.9% NaCl, corrosion resistance was improved more specimens treated with anodic oxide than in hydrothermal treated ones. The multi-porous oxide layer on surface treated through anodic oxidation showed a structure that fine pores overlap one another, and the early precipitation of apatite was observed on the surface of hydrothermal treated samples. According to the result of EDX after 30 days deposition in Hanks' solution, Ca/P was 1.69 in hydrothermal treated specimens. In MTT test, specimens treated through anodic oxidation and hydrothermal treated ones showed spectrophotometer similar to that of the control group. Thus no significant difference in cytotoxicity was observed (P>0.05).
티타늄 화합물은 뛰어난 물리적 특성과 인체 무해성을 가지고 있어 생체, 내식 및 내마모 재료 등에 널리 응용되고 있으며, 다양한 색상 구현을 통한 미려한 외관 등 기능성을 위한 표면처리 분야에도 많은 관심을 받고 있다. 이중 질화 티타늄은 금색을 대체할 수 있는 물질로 코팅방법과 기판온도, 바이어스, 질소유량 등과 같은 공정변수 제어를 통해 그 물성을 변화시킬 수 있어 기능적 측면과 함께 미려한 외관처리에 응용이 가능하다. 본 연구에서는 아크(cathodic arc) 코팅 시스템을 이용하여 다양한 조건에서 TiN 박막을 제조하고 그 특성을 평가하였다. 아크 장비는 화합물 박막을 코팅할 수 있는 아크 소스와 시편 홀더, 가스 주입구, 시편 가열장치 그리고 배기 장치로 구성되어 있고, 아크 소스에 장착된 타겟은 99.5%의 Ti 타겟을 사용하였다. 시편과 타겟 간의 거리는 약 31cm이며, 시편은 알코올과 아세톤으로 초음파 세척 된 강판(냉연 강판), 실리콘 웨이퍼를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ${\sim}10^{-6}$ Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ${\sim}10^{-4}$ Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고, 질소 유량, 온도, bias, 시간 등의 공정변수에 따라 코팅을 실시하였다. 질소의 유량이 80sccm 일 때, Ti 금속 결정구조가 나타났는데, 이는 질소와 충분하게 반응하지 못한 Ti이 기판에 코팅되어 나타나는 현상으로 판단된다. 색상변화에서는 질소 유량이 증가함에 따라 노란색이 짙어지며, TiN은 시편에 인가되는 bias 전압이 높아질수록 붉은색이 증가하고, 온도에 따른 큰 변화는 관찰되지 않았다. 공정변수에 따른 반사율 변화는 TiN의 경우 질소 가스 유량이 200sccm, bias 150V, 공정 온도 200도에서 반사율이 가장 높았으며, 코팅 시간이 짧을수록 반사율이 높아지는 경향을 나타냈다. 따라서 본 연구에서 얻어진 결과를 외관 코팅 분야에 응용한다면 장식성과 외관의 경도, 내마모성, 내식성의 향상 등 많은 장점을 가질 것으로 예상된다.
The purpose of this study was to evaluate and compare by finite element analysis the biomechanical performance, in terms of cervical stand-alone cage screw insert angle (Type 3 - 5: 2 Screws) and screw arrangement (Type 6 and 7: 3 Screws / Type 8 and 9: 4 Screws), and the range of motion (ROM) of traditional anterior cervical discectomy of a fusion device (Type 1: Cage / Type 2: Cage + ACP). Our study suggests that the biomechanical behavior of a postoperative cervical spine could indeed be influenced by design features, such as screw angle and number of screws. In particular, ROM and the risk of subsidence were more sensitive during extension about type 5 (Insert Angle $20^{\circ}$). Our study also suggested that the number of screw asymmetries between up and down for type 6 and 7 could result in differences in the risk of screw fracture manifesting in different clinical aspects.
생분해성 금속인 마그네슘 합금 와이어를 이용하여 담관용 스텐트를 제작하였다. 생체 내에서 마그네슘 합금의 문제점인 빠른 분해 및 부식을 제어하기 위하여 마그네슘 합금 와이어를 생분해성 고분자인 polycaprolactone (PCL), poly(propylene carbonate) (PPC), poly(L-lactic acid) (PLLA), poly(D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) 등으로 코팅하였다. 표면분해가 이루어지는 고분자인 PPC의 경우는 전분해 거동을 보이는 다른 고분자들(PCL, PLLA, PLGA)에 비해 크랙이나 박리가 없어 가장 효율적으로 마그네슘 와이어의 분해 속도를 지연시켰다. 또한 생분해성 고분자 코팅이 마그네슘 합금 스텐트의 기계적 물성인 축 방향 힘에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 대부분의 생분해성 고분자(PCL, PLLA, PLGA)로 코팅된 스텐트는 코팅되지 않은 스텐트에 비해 축 방향의 힘이 증가하여 스텐트의 유연성을 감소시켰으나, PPC로 코팅된 스텐트는 코팅되지 않은 스텐트와 비슷한 축 방향의 힘을 나타내 스텐트의 유연성을 감소시키지 않았다. 이상의 결과로부터 PPC가 가장 효율적인 생분해성 고분자로 판단된다.
백금은 주조가 쉽고 잘 부식되지 않으며 다양한 화학 반응의 촉매로 사용되는 물질이다. 이러한 다양한 장점 때문에, 배기가스 필터, 부식 방지 전극, 수술 및 생체 이식 재료 등 다양한 분야에서 백금의 활용도가 높다. 그러나, 여느 금속과 마찬가지로 백금 표면은 물에 대한 젖음성이 그다지 크지 않아, 수계 환경에서 표면의 활용성이 좋지 않다. 이에, 본 연구에서는 백금을 매우 간단하면서도 효과적으로 젖음성을 향상시켜 초친수성(superhydrophilic)으로 만들어주는 코팅 방법을 보고하고자 한다. Sodium 3-mercapto-1-propanesulfonic acid 용액을 이용하여 백금 표면을 코팅한 결과, 백금 표면의 물에 대한 접촉 각이 $10^{\circ}$ 이하로 감소하는 것을 확인하였다. 단순 담금 코팅을 통해 만든 sodium 3-mercapto-1-propanesulfonic acid 자가조립 단분자막을 이용해 성공적으로 백금 표면을 초친수성 표면으로 코팅하는데 성공하였다.
생분해성 고분자 스텐트는 상대적으로 향상된 생체적합성 및 낮은 부작용으로 기존의 비분해성 금속 스텐트를 대체하기 위해 이슈가 되고 있다. 기본적으로 오든 스텐트들은 확장된 혈관의 직경을 유지하기 위해 요구되는 기계적 강도, 특히 압축력 또는 팽창력을 가져야만 한다. 따라서 본 연구는 나선형 구조테를 제안하였으며, 측면 압축력과 구조적 인자들과의 관련성에 집중하였다. 실린더의 구조체와 달리, 나선형 구조체의 팽창력은 두께와 길이에 1차승으로 비례하고, 직경은 1.6지승의 반비례 관계를 가지고 있었다. 하지만 간극 사이의 거리는 하중과 관련성을 보이지 않았다. 본 연구에서 얻어진 이러한 함수는 임상 적용 스텐트를 설계하고 제조하는데 기초적인 정보를 제공할 수 있다.
The two major obstacles in the application of IPMC to flapping actuators operated in the air are solvent loss and actuation force. In this paper, solvent loss of various IPMCs made of Nafion$^{TM}$117(183$\mu$m thickness) has been experimentally investigated to find out the best combination of cation and solvent for minimal solvent loss in IPMCs and higher actuation force. For this purpose. experiments for the internal solvent loss measurement of IMPCs have been conducted for various combinations of cation and solvent. From the experiments, it was found that heavy water showed improvement in the operating time up to more than two minutes. in the tip force measurement of IPMCs, it was found that smaller and thicker IPMCs produced larger tip forces. However, the shorter IPMCs generated reduced actuation displacements and created flapping motion with decreased natural frequency. For the design of flapping device actuated by 5mm wide, 10mm long, 0.2mm thick IPMCs were used in the stacked form. Since the actuation force is a few gram-force, we stacked five IPMCs to improve actuation force. To amply the actuation force, rack-and-pin ion type hinge was used for the flapping device and insect (Cicadidae) wing was attached to the stacked IPMC actuator. In the flapping test, the device could generate flapping angle of 15$^{\circ}$ at 6Hz excitation by 2.5 voltage square wave input.
갑상선 수술 후 발생한 성대마비는 삶의 질을 중요시하는 요즘 시대에 제일 치명적 합병증 중 하나이다. 그 결과 수술 중 신경감시시스템의 사용은 보편화되고 있으나 아직 기존의 시스템은 외과 의사가 사용하기에 불편하거나 문제점들이 있다. 그래서 새로운 방식의 신경 탐침과 신경 감시 장치의 개발이 필요한 시점이다. 이에 최근 모든 수술 기구(금속형 기구, 내시경 및 로봇 기구, 에너지 기반 디바이스)에 탈부착이 가능한 신경을 자극하는 신경 탐침 및 후두 떨림을 측정하기 위한 표면압력센서를 이용한 새로운 형태의 수술 중 신경감시시스템의 개발에 대한 연구가 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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