• Journal of Biosystems Engineering
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• v.29 no.4
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• pp.367-374
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• 2004

2004년부터 본 학회지의 명칭이 바이오시스템 공학으로 바뀌었으나, 바이오시스템 공학의 분야가 명확하게 정의되지 않은 채 사용되고 있는 것 같다. 필자가 이를 정의하자면 바이오시스템 공학은 식물자원, 동물자원, 식품 등의 농업생명공학과 의료생명공학을 포함한 생물산업 분야에 필요한 생물, 기계, 전기 및 전자 등의 공학적 기술을 제공하고 다루는 응용공학이라 할 수 있다. 이에 바이오시스템 공학을 인공장기와 생체조직을 제조하는 생체조직공학의 한 분야에 응용하는 예로서, 인공생체조직용 나노단위 지지체(scaffold) 제조에 사용하는 전기방사기술과 그 시스템을 소개하고자 한다.(중략)

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.20 no.3
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• pp.237-249
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• 1999

• Journal of the KSME
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• v.55 no.11
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• pp.40-45
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• 2015

의료용 장치, 인공장기에 사용하는 재료 중 인체 조직과 접촉하여 사용하는 재료를 생체재료라고 한다. 이 글에서는 생체재료 계면에서의 세포 반응 조절을 통해 조직의 재생과 치유를 돕기 위한 나노공정 기술을 소개하고자 한다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.10 no.2
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• pp.117-124
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• 1989

The intelligent trajectory control method that controls moving direction and average velocity for a prosthetic arm is proposed by pattern recognition and force estimations using EMG signals. Also, we propose the real time trajectory planning method which generates continuous accelleration paths using 3 stage linear filters to minimize the impact to human body induced by arm motions and to reduce the muscle fatigue. We use combination of MLP and fuzzy filter for pattern recognition to estimate the direction of a muscle and Hogan`s method for the force estimation. EMG signals are acquired by using a amputation simulator and 2 dimensional joystick motion. The simulation results of proposed prosthetic arm control system using the EMf signals show that the arm is effectively followed the desired trajectory depended on estimated force and direction of muscle movements.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.14 no.3
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• pp.28-35
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• 2001

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.843-854
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• 1991

본 연구에서는 제반 설계이론과 방법론을 적용하여 기존의 모델들이 가지고 있는 결점을 극복할 수 있는 독창적인 인공심장을 설계하고, 그 결과 시스템 설계에 있어서의 체계적인 설계방법론 적용의 타당성과 효율성을 입증하고자 한다. 또한 그 과정에서 인공장기 설계시에 만족시켜야 할 원칙을 제시하고, 그러한 원칙을 효과 적으로 만족시킬수 있는 새로운 설계원리를 탐구하고자 한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.17.2-17.2
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• 2011

모든 생물은 늙어가면서 그 생물체를 이루고 있는 생체조직들이 낡게 되고 약해지기 마련이며, 이외에도 자동차 사고 등 재해에 의해 생체 장기의 손상을 가져올 수도 있다. 또한 인간의 평균수명 연장과 함께 소득 수준이 높아지고 또한 'quality of life'를 추구하는 고령화 시대로 접어듦에 따라, 인공골, 인공치아 또는 인공 고/슬관절 등의 골조직 대체재료의 수요가 빠르게 증가하고 있다. 이와 같은 골조직 대체, 즉 골이식은 크게 자기골 이식(autografting), 동종이식(allografing), 인공재료(man-made materials)의 이식으로 구분된다. 현재 대체물질의 약 58%를 차지하고 있는 자기골 이식의 경우, 거부면역 반응이 없어 임상성공율이 80%에 달한다는 장점을 가지고 있으나, 비용이 비싸고 감염과 통증의 위험이 있다. 또한 시신으로부터 골을 이식하는 동종이식의 경우 대체물질의 약 34%를 차지하고 있는데, 성공률이 떨어지고 질병 감염의 위험이 있는 단점이 있다. 이외에 약 8%를 차지하고 있는 인공재료 이식의 경우, 파단, 독성반응, 마모, 골조직의 remodeling 등이 일어나는 단점이 있으나, 앞에서 언급한 바와 같이 그 필요성이 급격히 증가함에 따라 보다 나은 치료법과 골이식 대체물질의 개발에 많은 노력이 경주되고 있다. 2003년 6월 미국 Financial Times에 의하면, 인체내 식립형 생체재료의 세계시장 규모는 약 650억 달러에 이르며, 매년 200% 이상씩 신장하고 있다고 한다. 따라서 세계 각국의 의학, 약학, 임상학, 생명과학, 공학 등의 관련 연구 분야에서는 이 수요를 충족시키기 위한 활발한 연구활동을 펼치고 있다. 한편 인체내 식립용 임플란트의 국내 시장규모는 치과 임플란트의 경우 2006년 현재 2000억원 규모로, 정형외과, 악안면 성형외과, 이비인후과를 포함하면 소위 'bone-anchored metal implant' 영역의 시장 규모는 4~5조원에 이를 것으로 추산 되고 있다. 또한 소비 신장률 10~15%를 감안하면 향후 시장 규모는 폭발적으로 증가될 것으로 예상된다. 이에 발맞추어, 최근 들어 선진국은 물론, 국내에서도 인체내 식립을 목적으로 하는 생체재료에 관한 연구개발이 활발히 진행되고 있으며, 일부는 실용화 단계에 진입하고 있다. 본 강연에서는 금속 임플란트의 시장현황과 앞으로의 추세에 대하여 조망하고, Ti 임플란트를 중심으로 이의 생체활성을 부여하는 표면개질 필요성 및 최근의 연구개발 동행에 대해 소개하고자 한다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.18 no.4
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• pp.429-438
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• 1997

Mechanical valve is one of the most widely used implantable artificial organs of which the reliability is so important that its failure means the death of patient. Therefore early noninvasive detection is essentially required, though mechanical valve failure with thrombosis is the most common. The objective of this paper is to detect the thrombosis formation by spectral analysis and neural network. Using microphone and amplifier, we measured the sound from the mechanical valve which is attached to the pneumatic ventricular assist device. The sound was sampled by A/D converter(DaqBook 100) and the periodogram is the main algorithm for obtaining spectrum. We made the thrombosis models using pellethane and silicon and they are thrombosis model on the valvular disk, around the sewing ring and fibrous tissue growth across the orifice of valve. The performance of the measurment system was tested firstly using 1 KHz sinusoidal wave. The measurement system detected well 1KHz spectrum as expected. The spectrum of normal and 5 kinds of thrombotic valve were obtained and primary and secondary peak appeared in each spectrum waveform. We find that the secondary peak changes according to the thrombosis model. So to distinguish the secondary peak of normal and thrombotic valve quantatively, 3 layer back propagation neural network, which contains 7, 000 input node, 20 hidden layer and 1 output was employed The trained neural network can distinguish normal and valve with more than 90% probability. As a conclusion, the noninvasive monitoring of implanted mechanical valve is possible by analysing the acoustical spectrum using neural network algorithm and this method will be applied to the performance evaluation of other implantable artificial organs.

• Polymer Science and Technology
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• v.5 no.6
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• pp.537-543
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• 1994

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.11
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• pp.1153-1159
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• 2015

Recently, synthetic biopolymers and bioceramics such as poly (${\varepsilon}$-caprolactone)(PCL), hydroxyapatite, tricalcium phosphate, biphasic calcium phosphate(BCP), and zirconia have been used as substrates to generate various tissues or organs in tissue engineering. Thus, the purpose of this study was the characterization of $ZrO_2$/BCP/PCL(ZBP) scaffold for bone tissue regeneration. Based on the result of single-line test, blended 3D ZBP scaffolds with fully interconnected pores and new complex pore pattern of $45^{\circ}+135^{\circ}$-type and staggered-type were successfully fabricated using a polymer deposition system. Furthermore, the effect of ZBP scaffold on mechanical property was analyzed. In addition, in vitro cell interaction of ZBP scaffold on MG63 cells was evaluated using a cell counting kit-8(CCK-8) assay.