• 제목/요약/키워드: 생체외 실험

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원심성 바이오 펌프를 이용한 혈전 생성의 생체 외 검사에 관한 연구 (A Study on the In-Vitro Test of Thrombogenesis in Centrifugal Biopump)

  • 나명훈;김원곤;김주현;김미형;유재현;임승평;이영
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제32권10호
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    • pp.863-873
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    • 1999
  • 배경: 혈전 생성은 심혈관계 삽입물이나 순환 보조장치의 발전에 있어서 중요한 문제이므로 이러한 장치들의 혈전성에 대한 평가는 필수적이다. 따라서 이러한 장치들의 혈전성 연구를 시행하기 위한 효과적인 생체 외 실험 방식이 개발되어 원심성 순환 펌프의 발전에 큰 도움이 되고 있으며, 최근 엄밀하게 혈액과 공기의 접촉을 차단하는 방식이 믿을 수 있는 생체 외 실험 방식으로 강조되고 있다. 본 논문에서는 모의 순환 회로를 이용하여 기존에 행해진 연구 방법 상의 공기 접촉에 따른 핼액 응고 기전의 활성화 여부를 알아보기 위하여 공기 접촉 여부에 따른 혈액 인자의 변화를 관찰하여 확인하고, 또한 회로 내에서 생성된 혈전을 생체 내에서 형성된 혈전과 비교 분석하여 이 모의 순환 회로를 이용한 생체 외 검사가 새로 고안된 심혈관계 장치들의 혈전성을 평가하는데 있어서 동물실험을 대신할 수 있다는 기존의 주장을 검증하고자 하였다. 연구재료 및 방법: 바이오펌프를 이용한 같은 모의 순환 회로 한 쌍을 준비하고 동일 개체에서 얻은 헤파린을 첨가한(1u/$m\ell$) 신선한 혈액을 공기와 접촉시키지 않도록 한 A-회로와 공기와 접촉시킨 B-회로에 충전시켜 실험을 동시에 진행하여 결과를 얻었으며 총 12번 시행하였다. 회로에 충전한 혈액의 activated clotting time(ACT)은 정상의 3~5배였으며 ACT가 정상 범위의 1.5배가되면 실험을 끝냈고, Hematocrit(HCT), 혈소판, 동맥혈가스분석(ABGA), factor Ⅷ, factor \ulcorner, 섬유소원, thromboxane B2(TXB2), free hemoglobin(fHb) 등을 측정하였다. 실험이 끝난 후 A-회로와 B-회로에서 얻은 각 검사를 평가하고 분석하였으며 생성된 혈전을 생체 내에서 생성된 혈전과 조직 검사로 비교하였다. 본 연구의 자료분석은 SPSS 통계 프로그램을 이용하였고 유의수준 0.05를 기준으로 유의도를 판단하였다. 결과: 정상 ACT는 186.9$\pm$20.5초(평균$\pm$표준편차)이었고, 헤파린을 넣은 초기 ACT는 982.2$\pm$165.5초이었으며, 실험시간은 보통 60분에서 180분 사이였다. HCT, fHb, 혈소판, TXB2, factor Ⅷ, factor \ulcorner, 섬유원소의 초기값은 35.5$\pm$3.2%, 12.4$\pm$6.5 mg/dL, 354$\pm$56($\times$103)/$\mu$L, 72.6$\pm$15.1 mg/dL, 29.3$\pm$1.2%, 137.9$\pm$42.1 mg/dL, 그리고 17.7$\pm$9.7%이었다. 공기 접촉에 따른 차이를 보았을 때 ACT(p=0.398), HCT(p=0.988), fHb(p=0.898), 혈소판 (p=0.904), TXB2(p=0.985), factor Ⅷ(p=0.872), factor \ulcorner(p=0.489), 섬유원소(p=0.973)으로 전 예에서 통계적 유의성이 없었다. 실험 후 양 군에서 생성된 혈전의 현미경 소견은 B-회로의 혈전에 여러 군데 공기 방울이 관찰되는 것 이외에 A-회로에서 생성된 혈전과 차이가 없었고, 생체에서 생성된 혈전과 비교했을 때 그 양상이 같았다. A-회로와 B-회로에서 생성된 혈전의 총 량은 8.4$\pm$3.7 mL와 9.4$\pm$3.1 mL로 통계상 유의성은 없었다. (p=0.624). 결론: 모의 순환 회로를 이용한 혈전성 평가를 위한 생체 외 실험에 있어서 공기와의 접촉 여부는 혈액 응고 기전의 활성화나 혈전 생성에 별다른 영향을 미치지 않는다. 모의 순환 회로에서 형성된 혈전과 문헌에 있는 인체 내에서 형성된 혈전을 비교한 결과 그 형태가 일치하므로 이 모의 순환회로를 이용한 실험이 동물실험을 대신할 수 있다고 판단된다.

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가상 생체외 사체 실험용 경추 다물체 동역학 모델 개발 (Development of Multibody Dynamic Model of Cervical Spine for Virtual In Vitro Cadaveric Experiment)

  • 임대섭;이기석;김윤혁
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권10호
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    • pp.953-959
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    • 2013
  • 본 연구에서는 가상 생체외 사체실험을 수행할 수 있는 경추 다관절 동역학 모델을 개발하였다. 평균크기 한국인 의료영상과 관절 및 연부조직의 물성 정보를 기반으로 하여 경추 동역학 모델을 개발하였다. 개발된 모델의 검증을 위하여 경추 단분절 및 다분절 모멘트-각도 관계, 인대 하중 및 후관절 접촉력 등을 문헌의 사체실험 결과와 비교한 결과 매우 유사한 경향을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 경추 동역학 모델은 앞으로 경추 사체실험 연구 뿐만 아니라 자동차 충돌시 경추 상해 분석 등의 다양한 경추 생체역학 연구 연구에 활용될 수 있을 것이다.

새로운 오메프라졸염의 약효검색에 관한 연구

  • 이영근;이송득;김승희;박윤주;강석연
    • 한국응용약물학회:학술대회논문집
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    • 한국응용약물학회 1994년도 춘계학술대회 and 제3회 신약개발 연구발표회
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    • pp.302-302
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    • 1994
  • 오메프라졸의 산 불안정성을 개선하기 위하여 신규 합성한 오메프라졸 cholestyramin resin 염 복합체와 오메프라졸 hydroxypropyl-$\beta$-cyclodextrin (HP-$\beta$-CD) 포접화합물의 약효를 검색하였다. 생체외 실험 (in vitro test)으로 H$^{+}$/K$^{+}$-ATPase 활성도 저해효과를 검토하였으며 생체내 실험 (in vivo test)으로 Shay 결찰법에 의한 위산분비 억제효과에 대한 실험을 실시하였다. 오메프라종 염 복합체와 오매프라졸 포접화합물은 1$\times$$10^{-5}$-1$\times$$10^{-3}$M농도 범위에서 용랴의존적으로 H$^{+}$K$^{+}$-ATPase 활성을 억제시켰으며 $IC_{50}$/치는 오메프라졸 결과와 유사하였다. 셍체네 실험에서는 오메프라졸 HP-$\beta$-CD 포접화합물이 오메프라졸과 그 resin염복합체보다 위액분비량, 펩신 활성도에 대한 $IC_{50}$/치가 낮았으며 이는 생체내에서 포접 화합물이 오메프라졸의 안정성을 증가시킴으로서 위산분비 억제효과를 증가시킨것으로 사료된다.

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생체외 실험을 이용한 보조판막의 운동 연구 (In Vitro Motion Analysis of Supplementary Valve)

  • 김상현;박영환
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.47-52
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    • 1998
  • 인공판막의 부작용을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대되는 보조판막을 개발하기 위해서 생체외에서 판엽운동과 혈역학을 분석하였다. 보조 판막은 추출한 돼지 판막에서 판엽의 일부를 절개한 후 심낭을 이식하여 재건하였다. 심낭은 글루타르알데히드 완충용액으로 처리한 후 금속목드를 이용하여 판엽모양을 재생시켰다. 제작한 보조판막은 모의순환장치에서 성능을 평가하였다. 35mm 카메라를 이용하여 순간운동 모양을 촬영하였고 압력강하와 심박출량을 측정하여 분석하였다.

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경직성 뇌성마비 소아의 다축 하지 보조기 설계를 위한 내.외전력 측정 (A Study on the Adduction and Abduction Measurement of Children with Spastic Cerebral Palsy for the Development of Multi-axial Lower Extremity Orthosis)

  • 김동진;이영신;김봉옥;양신승;박인식
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.443-446
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    • 2003
  • 다축 하지 보조기의 설계는 정확한 내$.$외전력의 측정이 필요하다. 내$.$외전력 측정을 위해 정상아동과 장애아동들의 실험을 통해 내$.$외전력을 측정하였다. 내$.$외전력의 측정은 정지상태와 보행상태에서 측정되었으며, 다축하지 보조기의 측방지주에 장착된 변형률 게이지를 이용하여 측정하였다. 정지상태에서 경직성 뇌성마비 아동은 0.11 kgf부터 0.26 kgf까지 내전력만 나타났으나 보행상태에서 1.56 kgf의 내전력과 1.52 kgf의 외전력이 작용됨을 알 수 있었다.

지르코니아의 생체적합성에 대한 연구: In vitro 실험 문헌 고찰 (A review of biocompatibility of zirconia: In vitro experiment)

  • 서다원;김영균;이양진
    • 대한치과보철학회지
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    • 제56권4호
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    • pp.391-395
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    • 2018
  • 진료실에서 지르코니아의 수요가 증가하고 있음에 따라 지르코니아의 생체적합성에 대한 평가가 필수적이다. 이번 논문에서는 지르코니아의 생체적 합성에 대한 문헌 중 in vitro 실험에서의 결과를 고찰하였다. Fibroblast, osteoblast, lymphocyte 등 다양한 세포를 이용한 in vitro 실험에서 지르코니아 블록은 뛰어난 생체적합성을 보였다. 여러 연구에서 지르코니아에 대한 세포독성 및 돌연변이 유발이 관찰되지 않았으며, 세균부착도 적은 것으로 나타났다. 장기간 체액노출조건을 모방한 in vitro 실험에서는 약간의 기계적 강도의 감소 외에는 악영향이 관찰되지 않았다. Osteoblast-like cell을 이용한 연구에서, 지르코니아 블록이 면역반응, 물질이동, 세포주기조절에 관여하는 유전자를 조절하여 생체적합을 높이는 것으로 관찰되었다. 여러 in vitro 연구에서 지르코니아 분말의 생체적합성에 대해서는 상이한 보고가 나타나고 있다. 종합적으로 지르코니아 분말은 어느 정도 세포독성을 가지고 있는 것으로 생각된다.

Current and Future Perspectives of Lung Organoid and Lung-on-chip in Biomedical and Pharmaceutical Applications

  • 이준형;박지민;김상훈;한에스더;맹성호;한지유
    • 생명과학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.339-355
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    • 2024
  • 폐는 생리학적 기능과 해부 조직학적 구조 측면을 통합적으로 고려하여 분석해야만 하는 매우 복잡한 조직이기 때문에 폐질환의 병리학적 연구와 흡입독성 평가에 현재까지 주로 동물모델을 사용하고 있다. 그러나 실험동물 윤리와 동물복지를 이유로 점차적으로 실험동물 수를 줄이자는 전세계적인 움직임에 맞춰 생체 외 동물실험 대체법들이 집중적으로 개발되고 있다. 특히 경제협력개발기구(OECD)와 미국 환경보호청(USEPA)은 2030년대 이후, 동물실험을 금지하기로 잠정적으로 합의함에 따라 의생명공학과 제약 분야에서 생체 외 흡입 독성 및 폐질환 모델들을 확립하고 개발된 모델을 이용한 평가 법들의 표준화 연구가 활발하다. 그 모델 중에 예를 들어, 생체칩(organ-on-a-chip, OoC) 및 오가노이드(organoid) 모델은 3차원 바이오 프린터, 미세 유체 시스템, 인공지능(artificial intelligent) 기술들과 접목되어 연구되고 있다. 이러한 생체 장기를 모방한 복합 장기 생체 외 모델링 시스템은 개체 차이를 가지는 생체 내 동물 실험에 비해 복잡한 생물학적 환경을 보다 정확하게 모방할 수 있을 것으로 기대되고 있으나 생체 모방성, 재현성, 민감성, 기반 데이터베이스의 부족 등 아직은 여러 한계점도 가지고 있다. 따라서 본 리뷰 논문에서는 만능성 줄기 세포 또는 암세포를 이용한 폐포, 폐 공기액 인터페이스(air-liquid interface, ALI) 시스템, 트랜스웰 멤브레인(transwell membrane)을 포함하여 폐 OoC 및 오가노이드의 최근 생체 외 폐 시스템 연구결과들과 AI와 접목된 인실리코(in silico) 폐 모델링에 대한 결과들의 현황을 살펴보고자 한다.

외골격 로봇의 동작인식을 위한 보행의 운동학적 요인을 이용한 보행유형 분류 (Gait Type Classification Based on Kinematic Factors of Gait for Exoskeleton Robot Recognition)

  • 조재훈;봉원우;김동현;최현기
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.129-136
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    • 2017
  • 외골격 로봇은 군사, 산업 및 의료와 같은 다양한 분야에서 사용되도록 개발된 기술이다. 외골격 로봇은 착용자의 움직임을 감지하여 작동한다. 외골격 로봇이 착용자의 일상적인 행동을 인지함으로써 착용자를 신속하게 보조하고 시스템을 효율적으로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 피실험자로부터 얻은 운동학적 데이터를 통해 LDA, QDA, kNN을 활용하여 보행유형을 분류한다. 보행은 주로 일상생활에서 수행되는 일반보행과 계단보행을 선정하였다. 피실험자에게 7개의 IMUs 센서를 정해진 위치에 부착하여 운동학적 요소를 측정 하였다. 결과적으로, LDA는 78.42%, QDA는 86.16%, kNN는 k값에 따라 87.10% ~ 94.49%의 정확도로 분류하였다.

Rhodotorula glutinis K-501에 의해 생산된 세포외지질의 생체계면활성제로서 물리화학적 특성 (Physiochemical Properties of Extracellular Lipid Produced by Rhodotorula glutinis K-501 as a Biosurfactant)

  • 박평규;채희정;김의용
    • KSBB Journal
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    • 제13권1호
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    • pp.65-70
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    • 1998
  • 지질 생산 효모인 Rhodotorula glutinis K -501이 생산하는 세포외지질(extracellular lipid)의 물리화학적 성질을 조사하여 생체 계면활성제로서의 응용 가능성을 검토하였다. 분석실험 결과 생산된 세포외지질은 당지질계 물질임을 알 수 있었다. 세포외지질의 임계미셀농도와 표면장력은 각각 89mg/L와 31dyne/cm로서 계면활성제로서 매우 우수한 표면활성을 가지고 있었으며 넓은 범위의 pH에서 표면장력의 값은 일정하였다. 상용 계면활성제인 Tween 80과 Triton X-100에 비하여 세포외지질은 각각2-3배 높은 유화도와 1.3배 높은 분산력을 가지고 있었다.

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액상세라믹의 원적외선 특성의 실험적평가 (Experimental Evaluation of Far Infrared Characteristic for Bio Liquid Ceramics used in Bulding finishing Materials)

  • 지철근;최태섭;장성일
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.7-12
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    • 2002
  • 본 논문은 공동평가업체인 알파사에서 개발된 건축마감재인 바이오 액상세라믹의 물리, 화학적 특성 원적외 방사특성과 생체에의 효능을 실험을 통하여 평가한 것이다.