• Title/Summary/Keyword: 생체 접촉 현미경

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The Effects of Nitric Oxide and Sphingosine 1-phosphate on the Pulmonary Microstructure in a Rat Model of Acute Lung Injury: An Intravital Videomicroscopic Approach (Nitric Oxide 및 Sphingosine 1-phosphate가 말초 호흡 단위에 미치는 영향의 생체 내 분석: 백서의 급성 폐 손상 모델에서 생체 접촉 현미경을 이용한 연구)

  • Lee, Jae-Ik;Jheon, Sang-Hoon;Sung, Sook-Whan;Kim, Joo-Hyun
    • Journal of Chest Surgery
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    • v.41 no.2
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    • pp.177-188
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    • 2008
  • Background: To evaluate the effects of inhaled nitric oxide (NO) and sphingosine 1-phosphate (S1P) as potential therapeutic agents of acute lung injury, we analyzed the morphology in vivo of the pulmonary microstructure using intravital videomicroscopy in a rat model of acute lung injury. Material and Method: Sprague Dawley rats were divided into five groups: a control group that underwent normal saline aspiration, an acute lung injury (ALI) group that underwent hydrochloric acid aspiration, and three treatment groups that underwent hydrochloric acid aspiration and were administered therapeutic agents- the S1P group, the NO group, and the S1P+NO group (n=7 per group). To quantify alveolar compliance and interstitial edema, the diameters of all measurable alveoli and interalveolar septa were averaged at one and two hours after aspiration. Alveolar compliance was determined according to diameter changes during the respiratory cycle and the change in tidal volume. Result: At two hours after aspiration, the mean alveolar compliance (% change) in the All group decreased significantly versus the control group of rats (respiratory cycle: 1.9% for the ALI group vs 6.5% for the control group, p=0.03; tidal volume: 3.2% for the ALI group vs 9.1% for the control group, p=0.003) and versus the NO group (tidal volume: 3.2% for the ALI group vs 16.9% for the NO group, p=0.001). At two hours after aspiration, the mean interalveolar septal thickness in the NO group tended to be smaller as compared to that in the All group ($15.2{\mu}m$ for the ALI group vs $12.3{\mu}m$ for the NO group, p=0.06). S1P did not exert a significant effect on the pulmonary microstructure of the injured rat lung. Conclusion: Improved alveolar compliance and reduced interstitial edema, observed by intravital videomicroscopy, suggest that inhaled NO ameliorates lung injury.

Tubing Wear and Spallation Induced by Roller pumps in Cardiopulmonary Bypass (심폐바이패스 롤러펌프에 의한 튜브 마모 및 폐쇄)

  • 김원곤;성기익;윤철용;신윤철
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.20 no.5
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    • pp.609-616
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    • 1999
  • 심폐바이패스시 발생할 수 있는 튜브 마모 및 파쇄는 롤러펌프의 반복되는 압박에 의해 롤러펌프에 장착된 튜브 내벽에 균열이 생기고 이로 인해 미세한 비생물적 조각들이 혈액중으로 떨어져 나가는 현상을 말하는데, 임상적으로 치명적인 색전증을 초래할 수 있다. 그러나 아직 롤러펌프 튜브로 사용되는 PVC 및 실리콘 튜브 중 어느 쪽이 마모 및 파쇄 관점에서 더 우수한지는 체계적으로 밝혀지지 않고 있다. 이에 본 연구는 두 종류의 튜브를각각 일정 기간 롤러펌프에 장착하여 작동시킨 뒤 튜브내외면을 육안 및 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 즉 PVC 및 실리콘 튜브 (내경 1/2 인치의)들을 미리 정해진 폐쇄도 조절에 의해 폐쇄 회로 심폐비이패스 롤러펌프 헤드에 장착시키고 4.500ml/min에서 각각 4차례씩 1,2,4,6 시간 작동시켰다. 파쇄에 의한 색전 관찰 실험에서는 회로 중간에 동맥여과기를 설치하고 각각 6,9시간 씩 롤러펌프를 작동시켰다. 실험 후 튜브 및 여과기들을 수거한 후 육안 및 주사형 전자현미경 분석을 시행하였다. 실험후 튜브 및 여과기들을 수거한 후 육안 및 주사형 전자현미경을 분석을 시행하였다. 튜브 외부의 육안 관찰 결과 일반적으로 실라스틱 튜브에서의 외부 마모가 PVC 튜브에 비해 현저하였다. 주사형 전자현미경 관찰에서 PVC 튜브에서의 홈은 좁으면서 경계선이 뚜렷한 특징을 보였고 3시간 이상 롤러와 접촉한 튜브들에게서는 깊은 균열이 간헐적으로 관찰되었다. 반면, 실라스틱에서의 홈은 좁으면서도 경계선이 뚜렷한 특징을 보였고 3시간 이상 롤러와 접촉한 튜브들에게서는 깊은 균열이 간헐적으로 관찰되었다.반면 실라스틱에서의 튜브들에서는 홈이 상대적으로 넓고 경계가 덜 명확했으며, 특징적으로 V 자 모양의 융기부들이 간헐적으로 관찰되었다. 실라스틱 및 PVC 튜브 모두에서 50u 전후의 Craters 가 간헐적으로 관찰되었다. 여과기의 여과망에 대한 주사형 전자현미경 분석 결과 실라스틱과 PVC 튜브 실험군 모두에서 색전입자로 의심되는조각들이 발견되었으나 두군간 정량적 비교는 어려웠다. 결론적으로 롤러펌프에 의한 튜브 마모 및 파쇄현상은 실리콘 및 PVC 튜브의 재질에 따라 그 양상에는 차이가 있으나 임상적인 측면에서는 어느 쪽도 상대적인 우수성이 입증되지 못하였다.

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The Fixation Effects of Biological specimen Using Microwave Oven Equipped With Infrared-Temperature Sensor (적외선 온도감응기를 장착한 마이크로파 오븐의 생체물질 고정효과)

  • 신길상
    • The Korean Journal of Zoology
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    • v.37 no.2
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    • pp.144-155
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    • 1994
  • 마이크로파 에너지로서 현미경 관찰을 위한 생체물질을 고정할 때, 고정효과는 화학 고정액을 사용할 때와 비교하여 보다 우수한 또는 적어도 동일한 고정효과를 볼 수 있다는 것은 알려진 사실이다. 그러나 기존의 마이크로파 오븐을 사용하여 생체물질을 고정하면 고정 정도에 일정성이 없는데, 이는 마이크로파가 균일하게 조사되지 않고 고정에 적절하도록 마이크로팍의 강도를 조절하기 어려우며, 이로 인하여 정확한 고정온도의 측정이 불가능하기 때문으로 생각된다. 이 연구에서는 마이크로파가 조사되는 동안 시료의 온도를 측정할 수 없는 기존의 마이크연.파 오븐의 단점을 보완하기 위하여 비접촉식 적외선 온도 감응기를 장착한 마이크로파 오븐을 개발하였으며 고정효과를 관찰하기 위하여는 포유류의 기준 조직으로 알려진 생쥐의 신장을 고정하였다 고정효과는 전체적인 구조와 세부 구조의 보존이 모두 우수하였고 최적의 고정온도는 28$\pm$1$^{\circ}C$(완충용액 20 ml, 10초) 이었다. 이와같이 고정된 재료는 고정효과 뿐만 아니라 염색성이 좋아서 조직화학 반응이 우수하고, 냉동절편법과 연계했을 때 전체 절편제작 과정이 2~4시간 내에 완료될 수 있었다 이때 절편의 질(질)은 화학 고정액이나 냉동절편 법에 의하여 제작된 것 보다 우수하였다.

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

  • Na, Myung-Hoon;Kim, Won-Gon;Kim, Joo-Hyun;Kim, Mee-Hyung;Yu, Jae-Hyeon;Lim, Seung-Pyung;Lee, Young
    • Journal of Chest Surgery
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    • v.32 no.10
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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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실리콘 나노와이어의 산소 흡착 표면 처리를 통한 초소수성 구현

  • Seo, Jeong-Mok;Lee, Tae-Yun
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.36.2-36.2
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    • 2011
  • 최근 나노기술의 비약적인 발전을 바탕으로 그 동안 구현이 쉽지 않았던 마이크로-나노 단위의 생체모사(biomimetics) 기술이 큰 각광을 받고 있다. 그 중에서도 특히 연잎 효과(lotus-effect)로 대표되는 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성(superhydrophobicity) 표면 구현은 생물, 화학, 물질 등의 다양한 분야에 있어 큰 사용가치를 가지기 때문에 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 초소수성을 가지는 표면을 구현하기 위해서는 표면의 화학적인 조성을 변화시켜 표면의 거칠기를 증대시키는 방법과 표면에너지를 낮추는 방법으로 구분될 수 있으며, 이를 위해 표면에 나노구조체를 형성시켜 표면 거칠기를 증대시키는 방법과 silane 계열의 자가-형성 단일막(Self-assembled monolayer)을 코팅하여 표면에너지를 낮추는 방법이 사용되어 왔다. 그러나 표면에 나노구조체를 형성시키는 과정에서 비싼 공정 비용이 발생하며, 대면적 구현이 쉽지 않다는 단점이 있으며, silane 계열의 자가-형성 단일막의 경우에는 제거가 쉽지 않아 추후 다양한 소자에의 적용이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 무전해 식각법(Aqueous Electroless Etching)을 이용하여 대면적으로 합성시킨 실리콘 나노와이어의 표면 산소 흡착 처리를 통해 $156^{\circ}$ 이상의 초소수성 표면을 구현하였다. 액상 기반으로 형성된 실리콘 나노와이어의 표면은 열처리 공정을 통해 OH-기에서 O-기로 치환되어 낮은 표면에너지를 가지게 되며, 낮아진 표면에너지와 산화과정에서 증대된 표면 거칠기를 통해 Wenzel-state의 초소수성 표면 성질을 보였다. 변화된 나노와이어의 표면 거칠기는 주사전자현미경 (FE-SEM)과 주사투과현미경 (HR-TEM)을 통해 관찰되었다. 또한, 나노와이어의 길이와 열처리 공정 조건에 따라 나노와이어의 표면을 접촉각 $0^{\circ}$의 초친수성(superhydrophilicity) 특성부터 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성 특성까지 변화시킬 수 있었으며, 나노와이어의 길이에 따라 표면 난반사율을 조절하여 90% 이상의 매우 높은 흡수율을 가지는 나노와이어 표면을 구현할 수 있었다. 이러한 산소 흡착법을 이용한 초소수성 표면 구현은 기존 자가-형성 단일막 코팅을 이용한 방법에 비해 소자 제작 및 활용에 있어 매우 유리하며, 바이오칩, 수광소자 등의 다양한 응용 분야에 적용 가능할 것으로 예상된다.

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Structure and Characteristic of Chitosan/Bombyx mori Silk Fibroin Blend Filems (키토산/Bombyx mori 견 피브로인 블렌드 필름의 구조와 특성)

  • Kim, Dong-Keon;Kim, Hong-Sung
    • Polymer(Korea)
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    • v.29 no.4
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    • pp.408-412
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    • 2005
  • Structure and characteristic of the films blended chitosan matrix with silk fibroin, extracted from Bombyx mori, were studied by X-ray diffraction, differential scanning calorimetry, FT-IR spectra analysis, SEM photographs, contact angle measurement and water absorbency in order to use as biomaterials. The blend films of $0\~30 wt\%$ fibroin content were prepared in acetic solution with $Li^+$ ion. It was found that the crystallinity of chitosan/fibroin blend films was decreased by the presence of intermolecular interactions such as hydrogen bonding between animo groups of chitosan and carbonyl groups of fibroin. As the proportion of fibroin in the blend increased, anhydrous crystalline phase of chitosan disappeared, and hydrated crystalline phase decreased, and $\beta$-structure crystalline phase of fibroin was formed. Therefore the blend films were crystallized into two different crystalline region of chitosan and fibroin. Surface hydrophilicity and water absorbency increased with blending fibroin. Above 20 $wt\%$ fibroin content, hydrogel film was formed. The surface and section of the film showed uniform microstructure on SEM photographs.

Surface Immobilization of Amphiphilic Comb-like Polymer on Polydimethylsiloxane and in vitro Cytotoxicity Assay (양친성 빗 모양 고분자의 PDMS 표면 고정화 및 세포독성 평가)

  • Choi, Jaeyoo;Jung, Jaeyeon;Cheng, Jie;Lee, Jonghwan;Hyun, Jinho;Kim, Hyunjoong
    • Journal of Adhesion and Interface
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    • v.11 no.2
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    • pp.70-75
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    • 2010
  • It described the modification of polydimethylsiloxane (PDMS) with amphiphilic methyl methacrylate-based polyethylene glycol (PMMA-b-PEG) to enhance the hydrophilicity of a PDMS surface and cytotoxicity of it. PMMA-b-PEG solutions in water/ethanol mixture was spun-cast on the PDMS surface and the surface was characterized by long-term measurement of water contact angle. The morphology of PDMS surfaces coated with PMMA-b-PEG was characterized by field emission scanning electron microscopy and atomic force microscope. Cytotoxicity of the modified surfaces was investigated by MTT assay which would be necessary for the evaluation of tissue compatibility after implantation of the materials. Based on the MTT assay, PDMS coated with PMMA-b-PEG didn't show any significant cytotoxcity.

Histological Changes in the Normal Tissues of Rat after Local Application of the Holmium-166-Chitosan Complex attached to Biodegradable Solid Material (생분해성 고형물에 흡착시켜 실험동물에 국소 투여한 홀미움- 166-키토산 복합체의 투여량, 기간 및 부위에 따른 조직의 괴사 정도와 양상)

  • Lee, Jong-Seok;Jeon, Dae-Geun;Cho, Wan-Hyung;Lee, Soo-Yong;Oh, Jung-Moon;Kim, Jin-Wook
    • The Journal of the Korean bone and joint tumor society
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    • v.9 no.2
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    • pp.190-199
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    • 2003
  • Purpose: The aim of this study was to find out a clinically appliable method to insert a biodegradable solid material containing holmium-166-chitosan complex into the surgical field, and to evaluate the histological changes in the normal tissues after ${\beta}$ -ray irradiation from holmium-166 according to the dose, period and type of tissues. Materials and Methods: 3.0 mCi, 50 ${\mu}l$ of the liquid state $^{166}$Ho-chitosan complex was attached to the absorbable gelatin sponge. The radiation activity measured by dose caliberator was 1.5 mCi. These $^{166}$Ho-chitosan complex containing absorbable gelatin sponges were inserted into the thigh muscles and over the femur bones of the Wistar rats. The cases were evaluated at 2 weeks after insertion, and 4, 6 weeks with respect to the histological changes of the soft tissues and bone, the depth of the tissue necrosis, and the changes of the $^{166}$Ho-chitosan complex containing absorbable gelatin sponges. Results: At 2 weeks, the muscles showed coagulation necrosis, degenerating myocytes, regenerating myocytes, intermuscular edema, and inflammatory cells. The necrosis depth was 3.3 mm. In the bones, there was no osteocyte in the lacuna of cortex (empty lacuna), marrow fibrosis, inflammation. The necrosis depth was 2.9 mm. At 4 weeks, in the muscle, calcification and increased fibrosis with necrosis depth by 3.3 mm were the additional findings. In the bone, marrow fibrosis with necrosis depth by 3.3 mm were detected. At 6 weeks, soft tissue shrinkage, increased fibrosis and granulation tissue formation, and nearly resolving inflammatory reaction were the findings. Conclusion: The local application of the $^{166}$Ho-chitosan complex attached to biodegradable gelatin material with surgery in the laboratory animals resulted in no mortality and morbidity, and satisfactory tissue necrosis. Holmium-166 can be applied to the treatment of the malignant tumor patients.

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Effects of drilling process in stability of micro-implants used for the orthodontic anchorage (고정원을 위한 micro-implant 매식시 drilling 유무에 따른 안정성에 관한 연구)

  • Chang, Young-Il;Kim, Jong-Wan
    • The korean journal of orthodontics
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    • v.32 no.2 s.91
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    • pp.107-115
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    • 2002
  • The aim of this study was to investigate experimentally the mechanical and histological effect of drilling process on the stability of micro-implant used for the orthodontic anchorage. For this purpose, 32 micro-implants(Osas$^{(R)}$, Epoch medical, ${\phi}$1.6 mm) were inserted into maxilla, mandible and palate in two beagle dogs. 16 micro-implants(8 per dog) were inserted after drilling with pilot drilling bur (drill method group). 16 micro-implants(8 per dog) were inserted without drilling (drill-free method group). After 1 week, micro-implants were loaded by means of Ni-Ti coil spring (Ni-Ti springs-extension$^{(R)}$, Ormco) with 200-300 gm force. Following 12 weeks, the micro-implants and the surrounding bone were removed. Before sacrifice, the mobilities were tested with Periotest$^{(R)}$(Siemens). Undecalcified serial sections with the long axis were made and the histologic evaluations were done. The results of this study were as follow ; 1. The osseointegration was found in both of drill-free method group and drill method group 2. Two of drill method group and one of drill-free method group in 32 micro-implants were lost after loading. 3. The mobilities of drill-free method group were less than drill method group 4. The bone contact on surface of micro-implants in drill-free method group was more than drill method group but there was no significant difference between groups. 5. The bone density in threads of micro-implants in drill-free method group was more than drill method group and there was significant difference between groups. These results suggest that drill-free method in insertion of micro-implants is superior to drill method on the stabilities, bone remodeling and osseointegrations under early loading.

Primary Culture and Characteristics of Blood-Brain Barrier Endothelial Cells from Rat Brain Microvessel (쥐의 뇌 미세혈관 내피세포를 이용한 뇌혈관장벽 내피세포의 배양과 특성)

  • Lee, Hee-Sang;Kim, Seok-Jung;Kim, Dae-Jin;Chung, Yoon-Hee;Kim, Sung-Su;Lee, Won-Bok;Kim, Kyung-Yong
    • Applied Microscopy
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    • v.35 no.4
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    • pp.55-63
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    • 2005
  • The characteristics of primary cultured rat brain microvessel endothelial cells (RBMECs) were studied using microscopy, immunohistochemistry and measuring of transendothelial electrical resistance (TER). The RBMECs formed a monolayer by $5{\sim}6$ days after plating and showed characteristics of whirling appearance. The TER increased until day 5 and decreased then. There was few immunoreaction with anti-GFAP, anti-GalC, anti-neurofilament 160/200 kD antibodies. So the contamination of astrocyte, oligodendrocyte, and neuron. could be ruled out.. Immunoreaction to vWF antigen was widespread througout the cytoplasm as Weibel-Palade granule. Immunoreaction to tight junction proteins, i.e. occludin, ZO-1, and ZO-2 was seen at cell contact. In summary, RBMECs isolated and cultured showed morphological, immunohistochemical and electrical characteristics of blood-brain barrier (BBB). The in vitro BBB model can be used in studying characteristics of in vivo BBB.