• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.110-110
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• 2017

마이크로 플루이딕 디바이스는 화학, 생물학 실험 및 생체 의학 진단을 위한 플랫폼으로 지난 20년간 그 사용 및 연구가 증가되어 왔다. 마이크로 플루이딕 디바이스를 제작하는 데 있어 가장 일반적으로 사용되는 재료는 실리콘이지만 비용이 많이 들고 불투명하므로 광학 검출이 필요한 곳에 적용이 제한된다. 이러한 측면에서 열가소성 플라스틱은 상업화의 중요한 요소인 대량 생산에 있어 큰 잠재력을 가지고 있으며 저렴하고, 가공이 쉽고, 유연하고, 광학적으로 투명하고, 화학적으로 불활성이며, 생체적합성을 가진다. 본 연구에서는 열가소성 플라스틱의 일종인 PMMA Poly(methylmethacrylate)를 효율적으로 접합하기 위해 비교적 낮은 온도와 낮은 압력에서 에탄올을 활용한 접착방식을 개발하였다. 먼저, PMMA 기판의 전체 표면을 $80^{\circ}C$에서 20 분 동안 에탄올로 처리한 후, $60^{\circ}C$에서 20 분간 열 압착하는 방식으로 영구적인 결합이 이루어졌다. 결합 강도 및 채널의 sealing 정도를 확인하기 위해, 인장 강도, 누수 및 파열 테스트를 수행하였다. 결합강도는 약 12.4 MPa로 타 연구와 비교할 때 매우 높았으며 마이크로 채널의 전체 내부 체적보다 거의 450 배 높은 강한 액체 흐름을 견딜 정도로 견고한 결합이 유지되었다. 열가소성 플라스틱의 본딩에 사용되는 유기 용매는 광학 특성을 희생시키지 않으면서 결합 속도를 높일 수 있지만, 결합 공정 중에 용매로 인해 마이크로 채널이 막히는 현상이 발생될 수 있다. 따라서, 견고한 본딩을 유지하면서 채널 막힘을 방지하기 위해 마이크로 채널을 소수성으로 선택적으로 처리하여 내벽의 표면 특성을 튜닝해 주는 기법을 추가로 적용하였다. 본 연구에서 사용한 방법은 아민-PDMS (polydimethylsiloxane) 링커를 적용하여 기판 표면의 극성을 변경시켜 주었다. 아민-PDMS 링커는 PC (polycarbonate), PET (polyethylene terephthalate), PVC (polyvinyl chloride) 및 PI (polyimide)와 같은 다양한 열가소성 플라스틱의 표면 소수성을 현저히 증가시키며 화학적, 열적 안정성이 뛰어나다. 아민-PDMS 링커는 PMMA의 카보닐 그룹과 반응할 수 있는 아민 사이드 그룹을 포함하는 PDMS 백본으로 구성되며 처리된 대상표면을 소수성으로 만든다. 아민-PDMS 링커 처리 이후 채널은 소수성으로 변화되었으며 이는 접촉각(contact angle)의 증가로 확인되었다. 코팅된 채널을 에탄올로 30분간 80도에서 처리하여도 소수성은 그대로 유지되어 마이크로 채널의 선택적인 소수성 코팅이 성공적으로 수행되었다.

• 한국운동역학회지
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• 제19권3호
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• pp.567-580
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• 2009

본 연구에서는 복합운동프로그램이 근골격계 요통환자들의 생체역학적 기능회복에 미치는 영향을 알아보기 위해 43명의 산업재해 요통환자들을 대상으로 프로그램 효과를 분석하였다. 분석 결과 복합운동프로그램이 요부근력과 근지구력을 유의하게 증가시켜 요부기능회복에 긍정적으로 작용하였고, 요통으로 인해 낮아진 유연성을 증가시켜 정상인 수준으로 높일 수 있는 것으로 나타났다. 또한 복합운동 프로그램이 자세의 교정 및 척추변형 정도의 개선에 효과적으로 기여하는 것으로 나타났고 들기, 사회생활, 통증지속시간, 통증발생빈도 감소에 효과적으로 기여하는 것으로 나타났다. 결국 본 연구의 결과 복합운동 프로그램이 작업관련성 요통환자들의 문제점을 개선하는데 효과적이고 적합하다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.106.2-106.2
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• 2012

Ti-Ni합금은 CsCl구조의 B2상, monoclinic 구조의 B19'(M)상과 rhombohedral 구조의 R상(R)이 나타난다고 알려져 있고, 이들 상의 변태에 의해 열탄성 마르텐사이트와 응력유기 마르텐사이트에 의한 형상기억효과와 초탄성 효과를 가지고 있다. 또한 Ti-Ni 합금은 우수한 형상기억특성을 가질 뿐만 아니라 생체적합성, 가공성 및 내식성 등이 뛰어나 공업분야 및 생체분야에서 폭 넓게 활용되고 있다. Ti-Ni합금의 형상기억특성은 냉간가공 후 어닐링 처리의 온도와 시간에 따른 matrix 내 Ni의 농도, 석출물의 밀도와 크기, 전위밀도와 전위주위의 응력장에 의해 영향을 받는다고 알려져 있다. 본 연구에서는 Ti-Ni합금의 형상기억 특성 및 변태온도에 미치는 영향을 조사하기 위해 다양한 냉간가공률의 시료를 제작하여 다양한 온도에서 Annealing 처리를 하여 냉간가공률 및 Annealing 온도가 형상기억특성에 미치는 영향을 조사하였다. Ti-50.4 at.% Ni 합금은 진공 아크 용해로에서 용해 하였으며, 용해된 Ingot는 열간단조 및 열간 압출한 후 냉간 인발과 중간온도에서 어닐링을 반복하면서 직경 0.5mm의 선재로 만들었다. 최종적으로 제작한 선재의 냉간가공률은 9.5%, 18.2%, 34.5%, 45% 이었다. 각 시편은 5X10-5torr의 진공으로 석영관에 진공 봉입하여 각각 673K, 723K, 783K에서 1hr 열처리 하였다. 합금의 형상기억특성과 변태온도는 DSC에 의해 조사되었다. DSC 측정 결과, 냉간가공률이 증가함에 따라 마르텐사이트 변태 온도는 감소하였고, 어닐링 온도가 증가함에 따라 마르텐사이트 변태 온도는 증가하였다. 또한 가공률이 증가하여도 R상 변태온도는 큰 변화가 없었고, Annealing온도가 증가함에 따라 R상 변태온도는 감소하였다. 또한, 형상기억특성은 인장시험기를 이용한 정하중 열싸이클 테스트를 이용하여 평가 하였다. 냉간 가공률이 증가함에 따라 안정한 형상기억특성을 나타내었다.

• 분석과학
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• 제23권6호
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• pp.579-586
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• 2010

현재 상업적으로 널리 사용 되여 지고 있는 항암제인 hydroxy urea, 6-mercaptopurine monohydrate, cytosine arabinoside, cyclophosphamide monohydrate 그리고 uracil를 3-(triethoxysilyl) propyl isocyanate 와 반응시켜 항암제가 붙어있는 3-(triethoxysilyl)propyl amide (compound I)을 합성한후 물과 가수분해 반응시켜 항암제가 결합된 silica 나노입자(10 nm~micronparticles)를 만들 수있었다. Silyl isocyanate 유도체들은 물과 반응하여 유기물질-silica 나노입자가 포함된 $-CH_2-CH_2-CH_2-NH-COOH$ 그룹이나 혹은 온도와 용매등 반응조건에 따라서 decarboxylated 된 propylamine 그룹이 생성되었다. 생체외 시험에서 항암제가 결합된 silica 나노입자는 종양 세포 제거에 효과적이고 정상세포에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그리고 악성 종양인 폐, 난소, 악성 흑색종, 중추신경계(CNS)와 결장 종양 세포가 이 연구에 사용되었다. 현재의 연구에서 전달매체 로서 silica는 silation 반응으로 손쉽게 나노입자를 얻을 수 있으므로 본 연구에 쉽게 이용 할 수 있다. 결과로부터 이 기술은 보다 부작용이 적은 생체 의약품에 적합한 carrier nanoparticles에 적용 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한화장품학회지
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• 제43권2호
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• pp.165-174
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• 2017

이 연구는 소수성 폴리락타이드(PLA) 블록과 친수성 하이퍼브랜치드 폴리글리세롤(hbPG) 블록으로 구성된 양친매성 블록 공중합체(PLA-b-hbPG)의 합성방법에 대한 것이다. 또한, hbPG 블록을 4-hydroxyl cinnamic acid (CA)로 에스터 반응화하여, 광가교가 가능한 블록 공중합체인 PLA-b-hbPG-CA에 대한 접근법에 대해서도 보고하였다. 연구된 양친성 고분자는 친수기에 많은 양으로 존재하는 폴리글리세롤에 의해 화장품용 약물 전달체로 사용이 가능한 작은 크기(100 nm)의 마이셀을 형성함을 확인하였다. 또한, hbPG으로 구성된 마이셀의 corona 부분은 우수한 친수성을 나타내어 생체 내 독성을 최소화할 수 있음을 확인하였다. 소수성 활성성분이 담지된 PLA-b-hbPG-CA 마이셀은 생체적합성 및 자기조립구조에 의해 화장품용 약물 전달체로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국음향학회지
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• 제39권5호
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• pp.435-440
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• 2020

음향집게는 마이크론 단위의 미세입자를 비접촉 방식으로 조작할 수 있어 다양한 생체공학 응용에 사용되고 있다. 현재까지 음향집게는 in vitro 실험을 목적으로 개발되어 임의파형 발생기와 전력 증폭기와 같은 부피가 큰 고가의 장비를 사용하여 구현하였다. 따라서 이러한 시스템은 이동이 불편하여 한정된 공간에서만 사용이 가능하기 때문에 향후 in vivo 및 임상 실험에 적합하지 않은 구조를 가진다. 따라서 본 논문에서는 이동이 가능한 휴대용 음향집게를 개발하고 그 성능을 평가하였다. 개발한 휴대용 음향집게 시스템은 하나의 Field Programmable Gate Array(FPGA)와 2 개의 펄서로 구현되었으며, Universal Serial Bus(USB) 통신을 이용하여 Personal Computer(PC)에서 송신 주파수 및 펄스 길이 등을 실시간으로 조절이 가능하도록 설계하였다. 개발한 시스템은 최대 20 MHz의 중심 주파수 까지 송신이 가능하며, 미세입자 및 세포를 포획할 수 있는 충분한 힘을 생성할 수 있었다. 개발한 시스템의 성능을 평가하기 위하여 40 ㎛와 90 ㎛ 크기의 폴리스티렌 입자를 포획 및 조정하였다.

• 한국재료학회지
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• 제23권2호
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• pp.135-142
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• 2013

The Ti-6Al-4V extra low interstitial (ELI) alloy has been widely used as an orthopedic implant material because of its excellent mechanical properties and biocompatibility. However, it still has many problems, including a high elastic modulus and toxicity of the Al and V elements. Therefore, non-toxic biomaterials with a low elastic modulus need to be developed. A high energy mechanical milling (HEMM) process is introduced to improve the effect of sintering. Rapid sintering of spark plasma sintering (SPS) under pressure was used to make an ultra fine grain of Ti-25 wt.%Nb-7 wt.%Zr-10 wt.%Mo-(10 wt.%CPP) composites with bio-attractive elements for increasing strength. These composites were fabricated by SPS at $1000^{\circ}C$ at 60 MPa using HEMM powders. During the sintering process, $CaTiO_3$, TixOy, and CaO were formed because of the reaction between Ti and CPP. The effects of CPP content on the physical and mechanical properties of the sintered Ti-Nb-Zr-Mo-CPP composites were investigated. The biocompatibility and corrosion resistance of the Ti-Nb-Zr-Mo alloys were improved by the addition of CPP.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제18권4호
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• pp.467-476
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• 1997

본 논문에서는 DSP코어를 채용한 디지털 보청기 칩을 설계 제작하였다. 디지털 보청기 칩은 크기와 소비전력면에서 크게 제한을 받는다. 이와함께 다양한 형태와 범위의 청각 손실에 대해 보상을 할 수 있어야 하기 때문에 알고리즘 개발을 위해 구조적인 유연성을 필요로 한다는 점도 칩 설계에 있어 또다른 제약이 된다. 본 연구에서는 16비트 고정 소수점 연산을 하는 크로그래머블 DSP 코어를 사용하여 보청기 칩을 설계하였다. 제작된 보청기 칩은 난청자의 청각 측정치를 바탕으로 8개의 주파수 대역에 걸쳐 비선형적으로 라우드니스를 보상해 준다. 필터 뱅크를 사용하는 대신에 본 연구에서에서는 단일 필터를 주파수 샘플링 방법으로 설계함으로써 주파수 왜곡을 최소화 하였다. 또한 프로그램 가능한 DSP 코어를 사용하였기 때문에 알고리즘 개발을 위한 시스템으로도 활용이 가능할 뿐만 아니라 $5,500\times5000$$\mu$$m^2$의 크기와 저전력 동작특성을 갖고 있어서 소형 보청기 제작에 적합하다.

• 스마트미디어저널
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• 제1권4호
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• pp.84-89
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• 2012

본 연구의 목적은 체험프로그램에 대한 개발의 필요성이 제기됨에 따라 고등학교 교사를 대상으로 고등학교교육과정의 생명과학 교과서에서 내용요소를 추출하기 위한 연구이다. 교육 전문가를 중심으로 위원회를 조직하여 체험프로그램의 내용요소 추출을 위한 조사도구를 개발하였다. 개발 사용한 검사 도구는 생명과학 교과 중 체험프로그램에 반영 요구, 체험프로그램에 포함할 내용 영역이었다. 1개월간(2012. 4) 대전광역시 고등학교 46개교에 근무하는 생명과학 교사 전체를 대상으로 조사하였다. 응답자는 전체 53명이었다. 연구결과, 유전과 생명과학을 포함하는 체험프로그램이 되도록 하여 15개 중단원을 포괄해야한다. 프로그램에서 다루어야할 하위 내용은 '생명공학의 기술과 이용'을 포함한 32개 내용이다.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2002년도 제7차 학술대회 초록집
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• pp.103-103
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• 2002

목적：자화율 대조법을 사용한 관류 영상에서 동시획득 $T_{1}T_{2}^{*}$ 강조 경사 자장 펄스열을 사용하여 Gd-DTPA에 의한 $T_{1}T_{2}^{*}$ 감소 효과를 동시에 획득하여 종양의 치료 효과, 판정에 중요한 기준을 제시할 수 있는 정확한 관류 정보를 얻고자 한다. 대상 및 방법： Gd-DTPA에 의한 $T_{1}T_{2}^{*}$ 감소 효과를 동시에 획득하기 위하여 기존의 이중 경사자장 펄스열을 수정, 동시획득 $T_{1}T_{2}^{*}$ 강조 경사자장 펄스열을 개발하였고, 시간 해상도를 높이기 위하여 key-hole 방법을 사용하였다. 고정 phantom으로 Sephadex를 다양한 농도의 Gd-DTPA 용액에 swelling하여 사용하였고, 관류 phantom으로는 Sephadex와 Dialyzer를 사용하였다. Sephadex는 swelling 하였을 때 $T_1$, $T_2$값이 생체 조직의 값과 비슷하고, 물을 관류시킬 수 있어 생체 모형에 적합한 phantom이다 .관류 phantom은 정량 펌프에 연결하여 사용하였다. Sephadex 관류 phantom에서는 분당 약 4$m\ell$ 속도로 관류시키면서 25 mM Gd-DTPA을 0.1$m\ell$ 일시 주입하여 관류 방향에 수직인 coronal 영상을 약 15분 동안 얻었다. 투과도를 구하기 위한 phantom으로는 hollow fiber type Dialyzer를 사용하였고, in vivo에서 1차 관류 이후에 현관 밖에서의 Gd농도가 높고 혈관 내부의 농도가 낮은 상태를 만들기 위하여 fiber 바깥쪽으로 500 mM Gd-DTPA 2 ml를 미리 넣어두고 fiber 내부로 이보다 낮은 농도의 Gd 용액을 관류시키면서 약 1시간동안 영상을 얻었다. 관류 영상에서 $T_1$/$T_{2}^{*}$ 감소 효과를 구분하여 구한 $\DeltaR_1$, $\DeltaR_2$ 곡선의 적분값으로부터 관류량을 구하고, 2 구획 모델을 적용하여 투과도를 구했다.