• 제목/요약/키워드: 생체외 실험

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폴리머 기반 3차원 뉴런 프로브의 잔류 스트레스 제거 및 생체 외 신호 측정 (Removal of Residual Stress and In-vitro Recording Test in Polymer-based 3D Neural Probe)

  • 남민우;임천배;이기근
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.33-42
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    • 2009
  • 뇌로부터 뉴런의 움직임을 탐지할 수 있는 폴리머 계열 기반의 유연한 뉴런 프로브가 개발되었다. 삽입 강도 증가를 위해서 5 ${\mu}m$ 두께의 생체 적합성이 우수한 금을 상하층 폴리머 사이에 전기도금 하였다. 개발된 뉴런 프로브는 실제 뇌 조직과 비슷한 강도를 지닌 젤에 조금의 균열도 없이 삽입되었다. 또한 기계적 잔류 스트레스 및 이로 인해 발생하는 뉴런 프로브의 휘어짐을 최소화하기 위하여 두 가지의 새로운 방법이 적용되었다; (1) 제작 완료 후 후열처리 과정을 통하여 잔류 스트레스를 최소화하는 방법 (2) 상하층을 서로 다른 물질로 제작하여 상호 간의 잔류 스트레스를 보상하는 방법. 위 두 가지의 방법을 적용한 후에는 제작된 직후 뉴런 프로브의 끝부분에서 보여졌던 휘어짐이 뚜렷하게 제거되었다. 전기적 특성 측정 결과 뉴런 프로브는 뇌로부터 뉴런의 신호를 기록하기에 적절한 임피던스 값을 가지고 있음을 보였으며 측정된 임피던스 값은 72시간 후에도 변함이 없었다. 또한 생체 외 신호 측정 실험 결과 제작된 프로브는 잔류 스트레스의 완전한 제거뿐만 아니라 우수한 신호 기록 능력을 보였다. 일주일 후에도 측정 결과에는 변함이 없었으며, 이는 제작된 전극이 생체 내에서 뉴런 파이어링(firing)으로부터 장기간의 안정적인 신호 기록의 가능성을 보인다고 할 수 있다.

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유아용 과자의 우식유발능에 관한 생체 외 연구 (IN VITRO STUDY OF CARIOGENIC POTENTIAL OF INFANT CONFECTIONARIES)

  • 송지현;이광희;김대업;라지영;이동진;안소연
    • 대한소아치과학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.39-46
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    • 2008
  • 유아기우식증의 식이요인에 관한 연구의 일환으로, 국내외에서 시판되고 있는 4종의 유아용 과자의 우식유발능을 완충능, 산생성능, 탈회능 등의 요인으로 구분하여 생체외 실험을 통해 연구하였다. 국내에서 시판되는 4종의 유아용 과자를 실험군으로 하고, 10% 자당용액과 우유를 대조군으로 하였다. 시료용액 50ml의 pH를 4.0까지 낮추는 데 소모된 0.1N 유산용액의 양으로 완충능을 측정하였고, Streptococcus mutans ATCC 25175의 배양액을 접종하여 48시간 배양하기 전과 후에 각각 시료용액의 pH, 시료용액 속에 담근 유치 법랑질 시편의 표면미세경도를 측정하여 산 생성능과 탈회능을 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 유아용 과자의 완충능은 자당용액보다 크고 우유보다 작았으며 유아용 과자간에 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 48시간 배양 후 유아용 과자의 평균 pH는 $3.93{\pm}0.26$으로서 자당용액의 $3.93{\pm}0.12$와 유사하였고 우유와는 유의한 차이가 있었으며(p<0.05), 유아용 과자 상호간에도 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 배양 전후의 유치 법랑질 표면미세경도의 감소율 차이는 유아용 과자군이 평균 23.02%로 자당용액군의 25.09%와 비슷하였고 우유군의 10.34%보다 유의하게 컸다(p<0.05). 국내외 시판 유아용 과자의 우식유발능은 생체외 연구에서 유치의 치아우식증을 유발할 수 있는 기본 조건을 갖추고 있는 것으로 나타났으며, 유아용 과자 상호간에 부분적으로 유의한 차이가 있었다. 유아기우식증의 복합적 발생요인 중에서 식이조절을 조절하기 위하여, 유아용 과자의 우식유발능을 더욱 낮추기 위한 학계와 산업계의 공동 노력이 필요하다고 사료되었다.

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신생 백서의 저산소 허혈 뇌손상에서 Transforming Growth Factor-β1 투여에 따른 Nitric Oxide Synthase 이성체와 N-methyl-D-aspartate 수용체 아단위의 발현 (Expression of nitric oxide synthase isoforms and N-methyl-D-aspartate receptor subunits according to transforming growth factor-β1 administration after hypoxic-ischemic brain injury in neonatal rats)

  • 고혜영;서억수;김우택
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제52권5호
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    • pp.594-602
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    • 2009
  • 목 적 : $TGF-{\beta}1$는 흥분독성을 억제시키고 질소 산화물 생성 억제를 통한 신경세포 보호 효과가 있다고 알려져 있지만 주산기저산소 허혈 뇌손상에서 그 기전은 아직도 확실히 밝혀져 있지 않고 있다. 따라서 이번 연구에서는 신생 백서의 저산소 허혈 뇌손상에서 산화질소로 인한 신경독성 및 글루탐산염에 의한 흥분독성과 $TGF-{\beta}1$의 관계를 보고자 하였다. 방 법 : 생체외 실험으로 재태 기간 19일된 태아 백서의 대뇌피질 세포를 배양하여 1% O2 배양기에서 저산소 상태로 뇌세포손상을 유도하여 저산소군(Hypoxia), 저산소 손상 30분 전 $TGF-{\beta}1$ (1, 5, 10 ng/mL) 투여군(H+$TGF-{\beta}1$)으로 나누어 정상 산소군 (Control)과 비교하였다. 생체 내 실험은 생후 7일된 백서의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 저산소 (7.5% O2) 상태로 2시간 노출시켜서, 저산소 허혈 뇌손상을 유발하였다. 아무런 처치도 하지 않은 정상 대조군(Control), 경동맥 노출 후 봉합 시술만 시행한 정상 Sham 수술군(Sham-OP), 손상 30분 전 생리식염수를 주입 후 경동맥 결찰과 저산소 노출을 시행한 저산소 허혈 대조군(HI+ Vehicle), 손상 30분 전 $TGF-{\beta}1$을 대뇌로 투여하고 경동맥 결찰과 저산소 노출을 시행한 저산소 허혈 $TGF-{\beta}1$ 투여군(HI+$TGF-{\beta}1$)으로 나누어 비교분석하였다. 흥분독성과의 관련을 알아보기 위하여 NMDA 수용체 아단위를 이용하였고, 질소산화물과의 관련을 알아보기 위해 iNOS, eNOS 및 nNOS를 이용하여 western blotting과 실시간 중합효소연쇄반응을 하였다. 결 과 : 생체 외 실험에서 iNOS의 발현은 정상 산소군과 저산소군 간에 차이가 없었으며, $TGF-{\beta}1$ 투여군에서는 발현이 증가하였으며 이는 농도와는 상관성이 없었다. eNOS, nNOS의 발현은 1 ng/mL의 $TGF-{\beta}1$ 투여군에서 저산소군보다 감소하였다. 생체 내 실험에서는 iNOS와 iNOS mRNA의 발현은 $TGF-{\beta}1$ 투여한 후 저산소 대조군보다 증가하였다. eNOS와 nNOS 발현은 정상 대조군 보다 저산소 대조군에서 감소하였고, eNOS의 발현은 $TGF-{\beta}1$ 투여군에서 증가하였지만 nNOS의 발현은 증가하지 않아 통계적 유의성이 없었다. eNOS mRNA와 nNOS mRNA의 발현은 iNOS와 반대로 $TGF-{\beta}1$ 투여군에서 저산소 대조군보다 감소하였다. NMDA 수용체 아단위 mRNA의 발현은 정상 대조군과 Sham 수술군에 비해 저산소 대조군에서 모두 감소하였으나 $TGF-{\beta}1$ 투여군에서 NR2C를 제외한 나머지 아단위의 발현은 저산소 대조군보다 증가하였다. 결 론 : 신생백서의 저산소 허혈 뇌손상에서 $TGF-{\beta}1$ 치료군에서 저산소로 인하여 감소된 NMDA 수용체 아단위의 발현을 증가시켜 흥분독성 기전과 관련성을 보이며, 증가된 iNOS 발현을 감소시키고 감소된 eNOS 발현을 증가시키는 질소 산화물 중재를 통한 뇌 보호 작용에 연관이 있을 것으로 생각된다.

폴리머 적층 시스템과 실험계획법을 이용한 다양한 공극 패턴에 따른 PCL 인공지지체의 제작 연구 (Fabrication of PCL Scaffolds According to Various Pore Patterns Using Polymer Deposition System and Design of Experiments)

  • 사민우;최선웅;이재욱;김종영
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권7호
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    • pp.645-653
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    • 2017
  • 골 조직 공학에서 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)은 생분해성 및 생체적합성의 합성고분자로서 인공지지체의 제작에 널리 이용되고 있는 생체재료 중 하나이다. 인공지지체의 제작에서 지지대폭은 생체 내/외 실험에서 공극 크기뿐만 아니라 공극률에도 영향을 미치기 때문에 지지대 폭을 일정하게 유지하는 것이 조직 재생에 중요하게 고려되는 부분이다. 본 연구에서는 온도, 공압, 이송 속도, 그리고 노즐 팁 높이를 이용하여 체계적이고 효율적인 인공지지체 제조 공정이 될 수 있도록 실험 계획법을 통해 최적 공정 조건을 탐색하였다. $150{\mu}m$ 지지대 폭을 가지는 PCL 인공지지체를 제작하는 것이 목표였으며, 한 가지의 공극 패턴이 아니라 다양한 공극 패턴에 따른 PCL 인공지지체를 제작하는 연구를 수행함으로써 모든 실험 그룹에서 지지대 폭이 일정함을 증명하였다.

Puromycin aminonucleoside의 사구체 족세포 P-cadherin에 대한 영향 (Effect of Puromycin Aminonucleoside on Podocyte P-Cadherin)

  • 하태선
    • Childhood Kidney Diseases
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    • 제17권2호
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    • pp.79-85
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    • 2013
  • 목적: 단백뇨 질환의 실험모델인 puromycin aminonucleoside (PAN)에서 관찰할 수 있는 족세포의 병리학적 이상에 있어서 P-cadherin의 변화를 생체 외 족세포 배양실험을 통하여 알아보고자 하였다. 방법: PAN에 의한 족세포의 P-cadherin의 변화를 생체 외 배양실험을 통해 알아보고자 백서 사구체 상피세포(GEpC)를 배양하여 다양한 농도의 PAN을 투여하여 confocal 현미경을 통하여 P-cadherin의 분포를 관찰하였고, Western blotting 과 RT-PCR을 사용하여 P-cadherin 발현의 변화를 관찰하였다. 결과: 외곽세포질에 분포하는 P-cadherin은 단일세포 혹은 응집환경에서 PAN의 농도가 올라갈수록 내부로 응집되는 현상를 볼 수 있었다. Western 분석에서, P-cadherin 단백양은 PAN에 농도-의존적으로, 특히, 고농도인 50 mg/mL에서 24시간과 48시간이 노출 조건에서 각각 21.9% (P< 0.05)와 31.9% (P<0.01)의 의미 있는 감소소견을 보였다. RT-PCR에서도 48시간에서 50 mg/mL PAN을 첨가한 조건에서 23.5%의 의미 있는 감소를 보였다(P<0.05). 결론: PAN은 족세포에서 P-cadherin을 세포막으로부터 내부로의 응집을 유발하고, P-cadherin mRNA의 발현 감소와 단백수준에서 양의 감소를 초래함으로서, 단백뇨의 발생에 기여할 것이라 사료된다.

반회신경 문합과 후윤상피열근 절제가 발성기능에 미치는 영향에 대한 실험적 연구 (EXPERIMENTAL STUDIES ON THE EFFECT OF RLN ANASTOMOSIS REMOVAL ON PHONATION)

  • 김영모;이영구;이정식;이준열;김광문;김기령;홍원표;최홍식
    • 대한기관식도과학회:학술대회논문집
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    • 대한기관식도과학회 1991년도 제25차 학술대회 연제순서 및 초록
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    • pp.11-12
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    • 1991
  • 편측 성대마비의 음성개선을 위하여 현재까지 알려진 치료방법은 teflon 또는 silicone 주입술, 외과적 성대 내전술, 갑상연골 성형술, 신경재식술, 등이 있으며, 근래까지는 Teflon 또는 Gelform 주입술이 제일 효과적인 방법이라 알려져 있으나, 이는 음의 높낮이 조절능력의 한계가 있고, 신경재식술의 결과 역시 만족스럽지 못한 경우가 많다. 따라서 저자는 발성기능의 생리학적인 측면에서, 보다 효과적인 음성개선의 방법을 찾기 위하여, 사람의 후두와 비교적 유사한 특성을 가진 개를 사용하여 실험을 하였다. 반회신경을 절단하여 편측 성대 마비를 유발한 뒤, 동측의 유일한 외전근인 후윤상피열근을 절제후 절단된 신경을 문합하여, 성대의 외전근 작용의 소실과, 발성시에 주로 작용하는 내전근만의 작용을 유도하여, 공동운동의 차단과, 내전운동의 향상을 기대하였다. 본 실험에 앞서, 임의적으로 신경을 자극시킬 수 있는 신경자극기와, 주위조직으로부터 신경만을 분리하여 자극할 수 있는 전극을 개발하여 사용하였으며, 또한 성대의 발성음을 임의대로 유발시킬 수 있는 생체 내 후두발성 모형(in vivo laryngeal phonation model)을 Moore(1987, 1988)등이 발표한 모형을 토대로 자체 개발하여 사용하였다. 실험은 13마리의 개를, 반회신경 절단군(3 마리), 반회신경 절단 및 후윤상피 열근 절제군(3 마리), 후윤상피열근 절제군(3 마리), 반회신경 문합 및 후윤상피 열근 절제군(4 마리)등으로 나누어 실험하였으며, 3 개월 후, 현수후두경, 후두 내시경, videolaryngoscopy, 신경자극 검사 등으로 성대의 내전운동 및 위치 변화의 관찰, 발성음의 음향분석 및 갑상피열근의 형태학적 변화를 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 반회신경 절단군과 반회 신경 절단 및 후윤상피열근 절제군은, 수술후 3 개월에 성대의 움직임이나 각도의 변화가 없었으며, 음향분석 결과 발성음이 아닌 잡음만이 포착되었다. 즉, 절단된 신경의 문합 없이 후윤상피열근 절제 만으로는 음성개선은 기대할 수 없었다. 2. 후윤상피열근 절제군에서는 수술 후 3 개월에 정상적인 성대의 내전운동이 관찰되었으며, 음향분석상 기본주파수 동요율 및 발성음의 강도는 약간의 증가를 보였다. 즉, 반회신경이 절단되지 않은 상태에서 후윤상피 열근 만을 절제하면, 발성음의 변화는 거의 없었다. 3. 반회신경을 절단후 문합하고 후윤상피열근을 절제한군 에서는 수술후 3 개월에, 성대의 정상적인 내전운동을 보였고, 음향분석상 수술직후에는 잡음만이 포착되었으나, 3 개월 후에는 잡음이 아닌 발성음을 들을 수 있었으며, 이 발성음의 기본주파수 및 강도는 수술전보다 감소되어 있었으나, 기본주파수 동요율은 증가되어 있었다. 즉 이 술식으로 인한 뚜렷한 발성음의 향상이 있었다. 이상의 결과로 미루어, 편측 신경 절단으로 인한 성대마비시, 절단된 신경을 봉합하고 성대의 유일한 외전근인 후윤상피열근을 절제하면, 공동운동의 차단과, 내향운동의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다.

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인공신경망을 이용한 세포 주기상의 전사 조절 모티프 탐색 (Transcriptional Regulatory Motif identification in Cell Cycle using Artificial Neural Networks)

  • 이제근;정제균;장병탁
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (2)
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    • pp.295-297
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    • 2004
  • 생체 내의 모든 기능은 유전자 발현에 의해 결정된다. 유전자 발현은 않은 인자들에 의해 조절되며, 이러한 조절 과정에 따라 유전자 발현량이 결정되는 것이다. 세포 주기 역시 유전자 발현과 밀접한 연관성을 가지고 있다. 본 논문에서는 효모에서 세포 주기의 각 단계와 관련된 유전자들의 분석을 통해서 세포주기를 조절하는데 있어서 중요한 역할을 수행하는 전사 조절 모티프들이 무엇인지를 찾아보았다. 주요 모티프의 추출은 인공신경망 모델을 학습하고. 입출력 에러 분석을 통하여 이루어진다. 그 결과 MCB 등 기존의 실험 결과를 통하여 세포주기에 관련이 있다고 알려진 모티프들이 높은 점수를 보인다는 것을 알 수 있었고. 그 외에 세포주기의 각 단계에서 유전자 발현에 중요한 역할을 수행할 것으로 예상되는 다른 모티프들도 예측해볼 수 있었다.

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동맥의 생체공학적 특성

  • 황민철
    • 전기의세계
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    • 제45권8호
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    • pp.25-29
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    • 1996
  • 동맥에 대한 기계 역학적인 연구역사는 30년에 이르고 있다. 그 연구 성과로 말미암아 동맥의 물성 파악, 동맥의 인조화, 동맥의 의학적인 시술에 대한 공학적인 평가 분석 및 제안, 동맥의 생리학적인 현상에 대한 이해 보강, 병리 현상의 공학적인 분석 및 예고, 공학적인 현상과 조직학적인 현상에 대한 연관성 파악 및 응용등, 많은 공헌을 하고 있다. 동맥에 대한 공학적인 연구학문을 동맥역학(Arterial Mechanics)이라 한다. 동맥역학의 궁극적 분석겨로가는 동맥에 대한 물성과 혈압으로 인한 변형율과 응력에 관한 것이다. 동맥의 물성 파악은 혈류와 Mass Transport의 효과로 인한 동맥의 질병양태에 대한 해석을 돕고 있다. 또한 동맥의 병리현상과 생리현상을 이해하는 데에 변형율과 응력 분포도가 중요한 요소로 역할을 하고 있다. 동맥의 연구 방법론적 고찰의 내용은 실험이나 데이터 분석방법이 비슷하기 때문에 동맥 외의 인체의 soft tissue(피부, 심장, 근육, 눈등)에 대한 연구고찰이라고도 할 수 있다. 본 논문은 현재까지 진행된 주요한 연구를 고찰하고 동맥 역학에 대한 관심과 인식을 고취시키는 데에 그 목적이 있다.

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생체외 모델에서 아우레오바지디움 유래 베타 글루칸이 피부창상 치유에 미치는 영향 (Effect of ${\beta}$-glucan Originated from Aureobasidium on the Dermal Wound Repair in Vitro Model)

  • 이정우;권영삼;장광호
    • 한국임상수의학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.403-408
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 in vitro 실험에서 human dermal fibroblast cell을 이용한 섬유아세포 증식과 콜라겐 생성을 통한 전층피부창상치유에 대한 효과를 알아보는 것이다. In vitro 실험에서, 베타글루칸 및 양성대조물질 oncostatin M을 사용하여 처치 후 24 또는 48시간 이후 MTT assay와 세포수 관찰을 통해 섬유모세포 증식효과에 대해 평가하였다. Procollagen 생산에 대한 효과를 평가하기 위해 베타글루칸 및 양성대조물질 oncostatin M 처치 48시간 후 hydroxyproline을 HPLC를 이용하여 정량하여 평가하였다. 창상재구축에 대한 효과를 평가하기 위해 베타글루칸 및 양성대조물질 fucoidan fraction 7을 FPCL 모델을 이용하여 평가하였다. 베타글루칸 처치군은 음성대조군 대비 0.1 mg/ml 이상의 농도에서 용량의존적이고 유의적인 OD 또는 섬유아세포수의 증가가 관찰되었다. 게다가 베타글루칸 처치군은 창상면으로 유주된 세포수가 음성대조군 대비 1 mg/ml 이상의 농도에서 용량의존적이고 유의적인 증가가 관찰되었다. 그러나 베타글루칸 처치군은 음성대조군 대비 모든 용량에서 procollagen 생산에 대한 유의적인 변화가 관찰되지 않았다.

이동형 심폐보조시스템의 개발 (Development of Portable Cardiopulmonary Support System)

  • 이혁수;민병구
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제44권1호
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    • pp.94-99
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    • 2007
  • 협심증과 급성 심근 경색증 등 관상동맥 질환이 급증함에 따라 병원 밖이나 응급실 중환자실 심도자 검사실 등에서 급성 심장 쇼크에 빠지거나 심장마비가 발생하는 경우가 많이 발생하고 있다. 이러한 심혈관 질환에는 정류성 체외생명보조장치가 널리 사용되고 있으나 이러한 장치는 그 무게와 크기로 인해 응급상황에 대처할 수 있는 능력이 작고, 막형 산화기의 전단에 인가되는 압력이 크며, 시스템 구성상 혈액이 공기에 노출된다. 박동성 혈류를 공급하기 위하여 단일 구동펌프를 이용한 시도가 있었으나 회로내의 순간 압력 상승 등으로 인한 여러 가지 단점들이 발생한다. 이러한 기존의 체외생명보조장치의 단점을 극복하고자 한국형 인공심장의 원리를 이용한 이중 박동식 혈액펌프를 개발하였다. 이 시스템의 구동원리는 막형산화기를 중심으로 전.후에 혈액펌프를 위치하여 혈액펌프를 Actuator가 한번씩 짜주는 것이다. 이런 방법으로 구동할 경우 막형산화기 후단에 있는 펌프가 음압을 동시에 일으킴으로, 막형산화기에 인가되는 큰 양압을 줄인다는 가정 하에 시스템을 개발한 것이다. 생체외 실험을 통하여 각 부분의 압력을 측정하고, 총 12건의 동물실험을 통하여 그 장점을 검증하였다