• 대한금속재료학회지
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• 제50권1호
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• pp.86-91
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• 2012

Ti-6Al-4V extra low interstitial (ELI) alloy has been widely used as an orthopedic implant material because of its excellent biocompatibility, corrosion resistance and mechanical properties. However, V-free titanium alloys such as Ti-6%Al-7%Nb and Ti-5%Al-2.5%Fe have recently been developed because of the toxicity of V. Hydroxyapatite (HA) is used as a coating material on Ti or Ti biomaterials due to its good biocompatibility. However, HA coated on Ti alloy causes a problem for tissue by peeling off during usage. Therefore, such peeling off during long time usage can be suppressed by adding HA in Ti or Ti alloy composites. The aim of this study was to manufacture an ultra fine grained (UFG) Ti-Nb-HA bulk alloy, which is usually difficult to fabricate using melting and casting technology, by rapid sintering process using high energy mechanical milled (HEMM) powder.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권6호
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• pp.469-475
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• 2012

A high-energy mechanical milling (HEMM) process was introduced to improve sinter-ability, and rapid sintering of spark plasma sintering (SPS) under pressure was used to make ultra fine grain (UFG) of Ti-Nb-Mo-CPP composites, which have bio-attractive elements, for increasing mechanical properties. Ti-Nb-Mo-CPP composites were successfully fabricated by SPS at $1000^{\circ}C$ within 5 minutes under 70 MPa using HEMMed powders. The Vickers hardness of the composites increased with increased milling time and addition of CPP contents. Biocompatibility and corrosion resistance of the Ti-Nb-Mo alloys were improved by addition of CPP, and the Ti-35%Nb-10%Mo-10%CPP alloy had better biocompatibility and corrosion resistance than the Ti-6Al-4V ELI alloy.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권12호
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• pp.930-936
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• 2011

In the present study, we show that the addition of Ag, an element having a positive enthalpy of mixing with Cu in the liquid state, enables the simultaneous enhancement of the glass forming ability and the plasticity in Cu-Zr-Ag bulk metallic glasses (BMGs). Rods of 4 mm diameter could be prepared with a fully amorphous structure and values of plastic strain up to 18% were measured under a compression mode for compositions around $Cu_{42.5}Zr_{47.5}Ag_{10}$. The possible role of Ag in the change of the atomic structure and the enhancement of the plastic strain in the ternary Cu-Zr-Ag BMGs is discussed based on analyses from transmission electron microscopy and EXAFS (extended X-ray absorption fine structure).

• 대한금속재료학회지
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• 제47권12호
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• pp.881-886
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• 2009

Research into the replacement of injured systems and tissue in the human body is advancing rapidly. Recently, Ti-Ni shape memory alloys have shown excellent biofunctionality related to their shape memory effect and superelasticity. In this study, the effect of an acid or an alkali treatment on the bioactivity in 49Ti-Ni and 51.5Ti-48.5Ni alloys is investigated in an effort to utilize Ti-Ni alloy as a biomaterial. In addition, the biocompatibility in a SBF solution is assessed through in vitro testing. A porous surface was formed on the surface of both alloys after a chemical treatment. According to the in vitro test, apatite formed on the surfaces of both alloys. The forming rate of apatite in the Ti-rich alloy was faster that in the Ni-rich alloy. The formation of apatite provided proof of the bioactivity of the Ti-Ni alloy. A small quantity of Ni was eluted at the initial stage, whereas Ni was not found for 12 days in the Ti-rich alloy and for 8 days in the Ni-rich alloy. In the case of the treated 51.5Ti-Ni alloy, the shape memory property was worsened but the biocompatibility was improved.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권1호
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• pp.37-44
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• 2003

본 실험연구에서는 정상유동상태에서 새롭게 설계된 자가팽창성 그래프트 스텐트의 수력학적 성능을 평가하고자 하였다. 코팅 재질이 다른 두 개의 그래프트 스텐트와 한 개의 타이티놀 금속스텐트가 실험에 사용되었으며, 유량이 가자 5, 10, 15 1/min에서 스텐트 전후에서의 압력변화 및 속도분포를 측정하였다. 스텐트 삽입에 의한 압력손실은 유량이 증가함에 지수적으로 증가하였다. 특히 15 1/min의 유량에서 다공성 PTFE 그래프트 스텐트와 TiNi 금속스텐트의 압력손실은 거의 동일하나 PU 그래프트 스텐트는 약 6배 이상의 현저한 증가를 보이고 있다. 스텐트 후류에서의 속도분포는 다공성 PTFE 그래프트 스텐트와 TiNi 금속스텐트는 유량에 관계없이 유사한 형태를 보여주고 있다. 그러나, PU 그래프트 스텐트에서는 특히 유량이 10 1/min 이상에서 속도분포가 비대칭적이고 관 중심에서의 상대적인 낮은 유속을 보여주고 있으며, 결과적으로 벽면전단응력 및 수직응력의 증가론 초래하고 있다. 이와같이 PU 그래프트 스텐트의 상대적으로 낮은 수력학적 성능은 스텐트가 보다 작은 관에 삽입되었을때 코팅재질의 낮은 유연성으로 인하여 스텐트의 표면에 주름이 발생하여 유동단면이 비대칭적으로 되고 벽면의 조도가 증가하며, 관벽과 스텐트와 틈새가 존재하여 제트류가 형성되기 때문으로 해석된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권1호
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• pp.37-44
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• 1999

인공 슬관절에 사용되는 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra-high molecular weight polyethylene : UHMWPE)의 마모는 삽입물의 수명을 결정하는 주요 요인으로 작용한다. UHMWPE의 마모로 입자가 발생하여 조직반응을 일으키고 이에 따른 일련의 반응으로 골용해가 일어나 인공관절의 실패의 원인으로 작용한다. 여러 보고들에 의하면 관절 운동시 발생하는 접촉응력은 UHMWPE의 마모에 영향을 미치는 주요한 인자 중 하나로 알려져 있다. 그러나 이러한 보고들은 관절 접촉면에서의 접촉 조건만을 고려했고 UHMWPE 삽입물을 지지하고 있는 금속 지지판과의 접촉면에서의 접촉 조건은 고려하지 않았다. 본 연구에서는 이러한 접촉 조건들을 고려하여 UHMWPE의 모양, 두께, 마찰, 굴곡 정도 그리고 구성 요소들에 대한 UHMWPE 표면과 내부에서의 응력해석을 통해 이들 변수가 UHMWPE의 마모현상에 미치는 영향을 알아보았다. UHMWPE의 모양에 따른 관절의 일치정도(conformity)에 대한 영향의 경우, 일치정도가 높은 모델이 응력을 줄여줄 수 있는 유형으로 나타났으며, 금속 지지판과의 접촉면에서 접촉조건을 준 경우가 완전히 결합된 것으로 가정한 경우보다 UHMWPE 내부에서의 최대 응력이 1-2mm 더 아래에서 나타났다. 또한 UHMWPE로만 된 유형이 금속 지지판이 있는 유형보다 낮은 응력분포를 보여줌으로써 높은 응력으로 인한 UHMWPE의 마모와 균열을 줄이기 위해서는 UHMWPE로만 된 유형의 삽입물의 사용이 좋을 것으로 사료되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2003년도 추계학술발표회초록집
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• pp.15-15
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• 2003

치과재료에 사용되는 금속재료는 주로 스테인리스강, 타이타늄, Ni-Ti, Co-Cr등과 같은 특수합금이 주로 사용되고 있다. 이들 재료는 치과 보철물과 교정재료 및 충전재료로 주로 사용되고 있으며 그 외 치과에서 사용되는 기기나 기구에도 많이 활용되고 있다. 특히 치과 보철물을 사용하여 치료를 원하는 환자가 최근에 급격히 증가하면서 임플란트 고정체와 나사 등을 이용한 치료법의 연구와 개발이 필요하게 되어 세계적으로 연구와 투자가 활발히 진행되고 있다. 그러나 재료의 설계나 합금의 설계 및 제품의 설계상의 문제로 인하여 생체조직과 결합하는데 많은 문제점이 임상적으로 발생되고 있다. 즉 임플란트 표면의 생체적합성부여, 고정체와의 결합시 파절이나 풀림현상, 골에 고정체로 사용하는 나사의 강도와 내마모성문제 등이 개선되어야 할 문제점으로 남아있다. 또한 총의치에 사용되는 자석 어태치먼트의erosion-corrosion문제, 교정선의 탄성 과 마모저항문제 등은 앞으로 계속적인 연구를 행하여야할 과제로 남아있다. 또한 국소의치에서 사용되는 frame은 정밀주조법을 통하여 제조하며 주조상의 결함 등으로 인한 클라스프의 파절 문제점이 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 치과재료로 사용되는 임플란트 고정체, 나사, 교정용 선등의 문제점을 고찰하고, 지금까지 이루어진 연구를 중심으로 최적의 개선 조건을 찾고자하였다. 최근첨단소재 및 금속재료를 사용하여 치과재료 합금을 설계할 수 있는 연구가 활발히 진행된다면 수입에 의존하고 있는 고가의 치과재료를 값이 싼 고성능의 제품으로 대체할 수 있는 효과가 클 것으로 생각된다.>$\rho$$\sub$0/=1.8 %. As t$\sub$Co/ increases, a transition from the regime of co-existence of superparamagnetic and ferromagnetic behaviors to ferromagnetic behavior was observed. Tunneling barrier called "decay length for tunneling" for the films having the thickness of Co layer from 1.4 to 1.6 nm was measured to be ranged from 0.004 to 0.021 ${\AA}$$\^$-1/.문에 기업간 관계를 연구하는 측면에서는 탐험적 연구성격이 강하다. 더 나아가 본 산업의 주된 연구가 질적이고 기업내부만을 연구했던 것에 비교하면 시초적이라고 할 수 있다. 또한 관계마케팅, CRM 등의 이론적 배경이 되고 있는 신뢰와 결속의 중요성이 재확인하는 결과도 의의라고 할 수 있다. 그리고 신뢰는 양사 간의 상호관계에서 조성될 수 있는 특성을 가진 반면, 결속은 계약관계 초기단계에서 성문화하고 규정화 할 수 있는 변수의 성격이 강하다고 할 수가 있다. 본 연구는 복잡한 기업간 관계를 지나치게 협력적 측면에서만 규명했기 때문에 많은 측면을 간과할 가능성이 있다. 또한 방법론적으로 일방향의 시각만을 고려했고, 횡단적 조사를 통하고 국내의 한 서비스제공업체와 관련이 있는 컨텐츠 공급파트너

• 분석과학
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• 제9권2호
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• pp.192-197
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• 1996

현재 사용되고 있는 생체용 금속재료로 스테인레스강(SUS 316), Co-Cr강, 순수 Ti, Ti-6Al-4V이 많이 사용되고 있으며 그 중에서도 특히 Ti이 각광을 받고 있다. 그러나 순수한 Ti은 생체적합성과 내식성은 좋은 반면 기계적 성질이 합금에 비해 뒤떨어지고, Ti-6Al-4V은 V의 세포독성이 지적되고 있어 이러한 문제를 해결하기 위해 세포독성이 없는 함금원소를 Ti에 첨가한 새로운 합금을 설계하였다. 그 중에서 Ti-20Zr-3Nb-3Ta-0.2Pd-1In과 Ti-5AI-4Zr-2.5Mo은 기계적 성질도 뛰어나고 우수한 전기화학적 부식특성을 가지고 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권5호
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• pp.539-543
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• 2012

셀룰로오스 EAPap 작동기는 생체 모방형 작동기의 하나로 생체적합하고 가볍고 비교적 낮은 전압에서도 큰 변위를 발생시킨다는 장점을 가지고 있다. 셀룰로오스를 재생하면서 셀룰로오스 파이버를 배열함으로써 압전 종이를 만들었다. 한편 셀룰로오스에 탄소나노튜브, 산화금속 나노분말, 전도성 고분자, 이온성 유체등을 물리적, 화학적으로 결합시켜 다양한 하이브리드 나노복합재를 만들었다. 본 논문에서는 셀룰로오스 EAPap 의 제조공정 및 이를 응용한 바이오센서, 화학센서, 유연트랜지스터, 그리고 작동기의 응용 디바이스에 대해 소개한다. 또한 셀룰로오스 EAPap 을 무선으로 구동하는 기술에 대해 소개한다. 이는 생체모방로봇, 정찰 등에 활용될 수 있다.

• Applied Microscopy
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• 제30권4호
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• pp.357-365
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• 2000

포유류 장생 상피세포의 하나인 파네스세포(Paneth cell)는 여러 가지 금속류를 함유하고 있으며, 생체가 과잉의 이들 금속류에 노출되거나 부족할 때에 장 내강을 통해 제거하거나 흡수함으로써 금속류의 항상성에 기여한다고 알려져 있다. 이번 연구는 이러한 연구보고에 근거하여 금속류중에서 zinc를 실험적으로 과량투여한 후 파네스세포내 zinc의 분포에 어떤 변화가 초래되는 지를 광학 및 전자현미경적 autometallography(AMG)로 관찰함으로써 파네스세포의 zinc와 관련된 세포생물학적 기능을 규명하고자 하였다. Wistar 랫드에 체중 당 20mg의 zinc chloride를 생리식염수 5ml에 녹여 복강주사한 후 2시간에 이르러 0.1 M phosphate buffer(PB)에 녹인 0.5% sodium sulphide-3% glutaraldehyde 흔합액으로 관류고정하였다. 회장(ileum)의 일부를 Dry Ice나 $CO_2$ gas로 얼린 후 cryostat을 이용하여 $20{\mu}m$ 두께의 조직절편을 만들어 및 단계의 AMG법을 시행하였다. 이와는 별도로 EM용으로 선택된 회장절편은 일련의 전자현미경 표본제작과정을 거쳐, 100nm두께의 thin section을 만들어 uranyl-lead 이중염 색 추 전자현미경으로 관찰하였다. Zinc를 투여한 동물에서 관찰된 소견은 생리식염수만을 투여한 대조군의 것과 비교할 때 큰 차이를 보였다. 우선 대조군에서는 파네스세포의 꼭대기(apex)부위에서 낱알모양을 띤 AMG양성반응 구조물(AMG grain)들이 분비과립과 사이토졸(cytosol)에서 관찰되었고, 세포사이공간에서도 적은 양의 grain이 분포하고 있었다. 반면 zinc를 투여한 랫드의 파네스세포에서는 AMG 입자가 이상의 부위에서 훨씬 많은 양의 grain이 분포해 있었으며, 특히 분비과립에서는 가장 높은 농도로 관찰되었다. 더욱이 대조군에서 관찰되지 많았던 장샘의 분비관(Lieberkuhn crypt)및 고유판 혈관의 내에서도 많은 grain이 관찰되었다. 이상의 결과를 요약하면 과량의 zinc에 노출된 생체는 혈관을 경유하여, 파네스세포의 분비과립을 매개로 하여, 장관의 내강쪽으로 과잉의 zinc 를 피내고 있는 모습을 보인다. 따라서 연구자는 파네스세포가 생체내 zinc의 양을 조절하는데 중요한 역할이 있을 것으로 본다.