식품내 존재하는 광감체를 제거함으로써 광산화를 억제하는 방법의 일환으로 방사선 조사시 광감체인 chlorophyII의 제거정도 및 최적 조사선량을 탐색하고 모델시스템으로서 linoleic acid 용액에 chlorophyII을 첨가하고 방사선 조사기술을 이용하여 기질의 산화없이 광감체를 제거하고자 chlorophyII b의 함량, 색도 및 과산화물가를 측정하였다. 방사선 조사선량이 증가할수록 chlorophyII b의 함량이 감소하였으며 2.517kGy이상의 선량에선 chlorophyII b 가 방사선 조사에 의해 완전히 파괴되었다. Linoleic acid 용액의 제조 직후 chlorophyII b의 함량은 2.88-2.91 ppm이었으나 20kGy의 방사선을 조사한 경우 chlorophyII b는 전혀 검출되지 않았으며 광조사에 의한 chlorophyII b의 함량은 방사선 비조사구의 경우 chlorophyII b의 함량이 광조사 시간이 경과함에 따라 약간씩 감소하였으나 방사선 조사구는 광조사 후에도 전혀 검출되지 않았다. 방사선을 조사한 후 광조사 시키는 동안 색도의 변화는 L값과 b값의 경우 비조사구에 비해 방사선 조사에 의하여 증가하였고 a값은 감소하였다. 과산화물가는 제조직후방사선 조사에 의하여 산화가 일어났으나 방사선 조사시 $N_2$ gas bubbling 처리한 경우에는 비조사구와 마찬가지로 전혀 산화가 일어나지 않았다. 또한 방사선 조사후 광조사 시킨 경우 chlorophyII b의 제거로 광산화는 일어나지 않았다.
제주도에서 자생하는 갯쑥부쟁이(Heteropappus hispidus (Thunb.))에 감마선을 10, 20, 40, 80, 120, 160, 200, 300, 400 Gy 수준으로 나누어서 조사한 뒤 발아율 및 발아 30일 후의 본엽 출현율, $LD_{50}$, 본엽길이, 줄기부분의 안토시아닌 색소 형성 유무, 생육 60일 후의 로젯형 엽, multi-shoot 형성율, 초장, 개화 결실률 등의 주요 양적형질들을 생존개체를 대상으로 실시하였다. 120Gy 까지의 발아율은 88.5%로 대조구와 큰 차이를 보이지 않았으나 160Gy 이상에서부터는 급격히 감소하여 치사선량($LD_{50}$)은 160 Gy 범위 정도였다. 또한, 본엽 출현율과 그 길이는 조사선량이 높아질수록 억제되었다. 안토시아닌 색소 형성은 조사선량이 높을수록 대조구 2%에서 30%로 높아졌으며 로젯형도 고선량 처리구에서 발생하였다. Multi-shooting은 80Gy 이상일 때부터 나타났으며 multi-shooting을 형성하는 개체들은 초장은 짧고 줄기는 가늘게 다발형으로 자라는 특성이 있어서 만일 형질이 고정된다면 화분 관상용 개체로 선발하기에 적합하였다. 특히, 조사선량이 증가됨에 따라서 안토시아닌 색소 형성, 로젯형 개체, multi-shoot등의 개체가 많이 출현되었는데 이는 돌연변이 유기의 선발지표가 될 수 있을 것으로 보인다.
감마선과 융복합 처리를 위한 은나노 입자(NA, NSS), 이염화이소시안산나트륨(NaDCC) 등의 화학대체제를 이용하여 백합잎마름병의 원인균인 Botrytis elliptica의 포자발아 및 균사생장 억제와 동시에 백합 잎 절편에서 발병 과정 중 방제를 연구하였다. 발병과정에서 감마선 융복합 처리효과를 알아보기 위한 실험은 곰팡이 침입을 인위적으로 도와주는 상처접종과 병원균 스스로 침입을 하는 분무접종 두 가지를 실시하였다. 병원균 곰팡이 포자 발아를 90%까지 억제시킬 수 있는 감마선 선량인 $D_{10}$은 526 Gy였다. 2000 Gy까지 감마선 선량을 병원균 균사에 조사한 후, 16, 19, 22, 25, $28^{\circ}C$에서 배양한 결과 곰팡이 균사는 가장 높았던 2000 Gy에서도 죽지 않고 생장이 약 1-2일 지연되었을 뿐이었다. 백합 잎마름병을 억제하기 위해 필요한 1-2 kGy의 감마선 처리는 절화백합에서 부작용이 보일만큼 너무 높기 때문에 감마선은 200 Gy로 조사하고 다른 화학대체제들과의 융복합 처리하는 방안을 강구하였다. 다양한 화학대체제들의 융복합 처리 농도를 $40{\mu}g/l$로 맞춘 이유는 화학제만으로 병원균을 완전히 죽이지 않으면서 감마선의 살균 효과를 거둘 수 있기 때문이었다. 병원균 포자 발아 융복합 실험에서 $40{\mu}g/l$의 NaDCC 처리는 무처리에 비해 포자발아를 1000배 이하로 줄일 수 있었다. 감마선만 처리한 실험에서 방제가는 상처접종에서 23%, 분무접종에서 19.5%로 기대만큼 높지 않았다. 상처접종에서 감마선 처리하지 않은 NaDCC 단독처리의 방제가는 89%였던 반면, NaDCC와 200 Gy 융복합 처리는 32%에 불과하였다. 자연상태에 더 가까운 분무접종 실험에서 NaDCC 단독처리의 방제가는 50%, NaDCC와 200 Gy의 감마선 융복합 처리 방제가는 24%였다.
밤 품종(品種)에 따른 적정선량(適正線量)을 구하고 조사(照射)밤의 저장말기(貯藏末期)에 발생(發生)하는 과육흑반점(果肉黑斑點) 억제(抑制)에 대한 실험(實驗)을 하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 대기하(大氣下)에서 방사선(放射線)을 조사(照射)할 경우 밤의 발근(發根), 발아율(發芽率), 부패율(腐敗率) 및 과육흑반점(果肉黑斑點) 발생율(發生率)을 고려(考慮)할 때, 품종(品種)에 따라 약간의 차이는 있으나 적정선량(適正線量)은 25~35Krad였다. 2. 저산소상태(低酸素狀態)에서의 방사선조사(放射線照射)는 부패(腐敗), 과육흑반점(果肉黑斑點) 발생을 현저하게 억제(抑制)할 뿐 아니라 15Krad로서도 발아억제효과(發芽抑制效果)가 현저하였다. 3. 저장중(貯藏中)인 밤의 품종(品種)별 화학성분(化學成分)의 큰 변화는 없고 저장기간(貯藏期間)에 따라 감소하는 경향이었으며, 방사선조사(放射線照射)로 인한 영양소(營養素)의 변화가 뚜렷하지 않았다. 4. 호흡(呼吸)은 방사선조사(放射線照射) 직후(直後)에 급격(急激)히 상승(上昇)하였으나 시일이 경과함에 따라 점차 정상화(政常化)되었다.
무균(無菌) 상태하에서 습윤한 여지위에 숙성(熟成)시킨 감자 괴경 박편(塊莖 薄片) $(1mm{\times}1.5cm)$을 재료로 방사선(放射線)의 작용기작(作用幾作)연구를 행하였다. Invertase, 핵산 및 호흡작용의 time courses를 결정하고 이들 세작용의 방사선(放射線)에 대한 민감도를 측정하였다. 세 작용 중 어느 것도 세포분열을 억제하는 선량에서 심하게 억제되지 않았다. $^3H-thymidine$의 incorporation 결과는 방사선(放射線)의 작용부위가 mitosis나 $G_2$ period에 존재할지도 모른다는 것을 암시한다.
목적 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용하여 종양의 위치가 일정워치에 있을 때만 방사선을 치료하는 호흡 동기치료기구를 제작하고 일정한 호흡주기 상태에서 수행된 CT simulation과 3차원 입체조형치료계획에 따라 방사선을 치료하는 시스템을 개발하고자 하였다. 호흡유무에 따른 종양의 치료 마진(margin)을 측정하고 계획용표적체적(planning target volume:PTV)의 크기에 따른 선량체적표(dose volume histogram:DVH)와 종양억제확률(tumor control probability:NTCP), 건강조직손상확률(normal tissue complication probability:NTCP) 및 선량 통계자료를 통하여 치료성과를 평가하고 선량증강 범위를 예측하고자 하였다. 대상 및 방법 : 종양이 비교적 작고 전이가 없는(T1N0M0) 5명의 폐암환자를 선택하여 X-선 조준장치를 이용하여 횡격막의 이동거리를 측정하는 방법으로 내부장기의 운동을 평가하였다. 호흡동기치료기구는 끌어당김 센서가 부착된 허리띠 모양으로 구성되었으며 이를 흉곽 또는 복부에 부착하여 호흡주기에 의한 흉곽의 크기변동에 따라 센서의 회로가 개폐되고 이것을 선형가속기의 조종간에 연결하는 간단한 기구로서 감도와 재현성이 높았다. 호흡을 배기한 후 일시적 호흡이 정지된 상태에서 Spiral-CT (PQ-5000)로 3차원 영상을 획득하고 Virtual CT-simulator (AcQ-SIM)에 의하여 종양의 위치와 주위 장기들을 확인 도시하였으며 3차원 치료계획장치(Pinnacle, ADAC Co.)를 이용하여 3차원 입체조형치료를 계획하였다. 치료계획의 평가는 호흡동기치료기구의 사용유무에 따른 PTV의 크기에 따라 최적 선량분포를 구사하였으며 각각의 DVH, TCP, NTCP 및 선량통계자료를 도출 비교 검토하였다. 결과 : X-선 simulation에서 폐암환자의 횡격막 이동은 약 1 cm에서 2.5 cm로서 평균 1.5 cm로 측정되었고 자유호흡시 PTV는 CTV (clinical target volume)에 약 2 cm 마진을 주었으며 호흡동기치료기구를 사용하였을 때는 0.5 cm 마진이 적당한 것으로 측정되었다. 종양의 PTV는 연장 마진의 거의 자승비로 증가하였으며 TCP의 값은 마진 범위 $(0.5\~2.0\;cm)$에 관계없이 거의 일정하였고 NTCP의 값은 마진 크기에 따라 평균 $65\%$로 급속히 증가하였다. 결론 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용한 호흡동기치료기구는 종양의 위치가 일정할 때만 방사선이 조사되는 간단하고 정확한 장치로서 3차원 입체조형치료 및 강도변조방사선치료에서 매우 유용한 장치임을 확인할 수 있었다. 또한 호흡조절 방사선입체조형치료방법의 기술과 시술절차를 확립시키고 정량적인 선량평가를 위하여 DVH, TCP, NTCP 등의 정량분석과 종양의 투여 선량 증가량(dose escalation)을 예측하는 기초자료를 제공할 수 있었다.
목 적: 3D-bolus와 Step-bolus를 결합한 Bolus를 제작하였고, 그 유용성을 평가한다. 대상 및 방법: 3D 프린터(3D printer, USA)를 이용하여 10mm, 5mm두께로 Bolus를 제작하여 5mm두께의 Bolus에는 5mm의 Step Bolus를 결합하였다. Step bolus와 3D Bolus의 특성을 파악하기위해 두 bolus의 상대적전자밀도, HU값 및 질량밀도(mass density)의 차이를 알아보았다. 이 두개의 Bolus를 인체모형 Phantom에 적용하여 그 실효성을 확인해 보았다. 해당 phantom의 모든 윤곽설정 후, 전산화치료계획시스템(Eclipse 16.1, Varian medical system, USA)을 사용하여 치료계획을 수립하였다. 전자선6MeV을 사용하여 치료계획하고, phantom흉부쪽에 9개의 선량측정 point를 지정하였고, 해당 point에서의 Air-gap을 측정하였으며, 유리선량계(PLD)를 이용하여 적용하는 Bolus마다 동일 point에서의 선량평가를 진행하였다. 결 과: 3D-bolus 5mm와 Step-bolus 5mm를 결합한 Bolus를 제작하였고, 3D-bolus 1cm과 비교 평가하였다. 3D Bolus의 상대적전자밀도(Relative Electron Density)는 1.0559g/cm2, Step Bolus는 1.0590g/cm2로 0.01%이하의 차이여서 상대적전자밀도가 거의 일치했다. Air-gap의 경량 측정에서 Combined bolus는 3D-bolus와 비교하여 지정된 모든 point에 대해서 Air-gap은 많게는 54.32%로 줄거나 같았다. 유리선량계(PLD)를 이용한 선량측정에서는 경사진 point를 제외한 대부분의 point에서 combined bolus를 사용한 phantom에서 치료계획의 선량과의 일치도가 높았다. 결 론: 3D-bolus와 Step-bolus를 결합하여 만든 Combined bolus는 3D-bolus와 Step-bolus가 갖는 각각의 장점을 모두 갖는다. 또한 Air-gap으로 인한 선량부정확성을 억제하여 보다 향상된 선량분포를 보여주어, 효과적인 방사선 치료를 할 수 있다.
사료의 생산환경과 저장상태에 따라 곰팡이가 곡류 및 사료에 오염될 가능성이 높으므로 사료에 대한 곰팡이 및 독소의 관리가 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 안전한 사료 생산을 위해 감마선을 이용하여 사료의 품질에 중요한 영향을 미치는 곰팡이와 곰팡이독소 제어에 대한 연구를 수행하였다. 먼저, 곰팡이포자현탁액에 감마선을 조사했을 경우 곰팡이의 생육과 곰팡이독소 생성능은 5 kGy 이상의 선량에서 제어되었으며, 사료 속 곰팡이에 대한 감마선 감수성 확인은 0과 1 kGy 조사에서는 5.5-6.6 log CFU/g, 1.6-2.9 log CFU/g으로 감마선량 증가에 따라 곰팡이 수가 감소하였고 3 kGy 이상의 조사선량에서는 곰팡이가 생육하지 않았다. 그러나 $AFB_1$은 고선량(10 kGy)의 조사에서도 완전한 제거가 되지 않아 곰팡이독소의 제어를 위해서는 좀 더 높은 감마선량이 필요하므로 곰팡이독소의 제어보다는 곰팡이의 생육을 억제하는 것이 동물사료의 안전성을 확보하는데 효율적인 것으로 판단되었다. 결론적으로 사료 속에 $AFB_1$을 오염시킬 가능성이 있는 Aspergillus속 곰팡이는 5 kGy 이상의 감마선 조사로 효과적으로 제어할 수 있었으며, 사료의 안전성 확보를 위해서는 $AFB_1$ 생성 곰팡이뿐만 아니라, 주요 곰팡이독소인 ochratoxin A, zearalenone 등과 같은 독소생성 곰팡이의 생육억제를 위한 감마선 조사에 관한 연구와 사료업체의 적용 가능성에 관한 연구도 지속적으로 수행되어야 할 것으로 생각된다.
방부제(防腐劑)와 감마선(線)을 병용(倂用)한 pork sausage 의 저장효과를 방부제(防腐劑) 잔존량적(殘存量的) 면(面)에서 비교 검토하기 위하여 저장 중 방부제잔존량(防腐劑殘存量)과 세균수(細菌數) 및 pH 를 저장온도별로 조사(調査)하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 조사(照射)직후 방부제(防腐劑) 잔존량(殘存量)은 조사선량(照射線量)에 비례하여 감소를 하였으며, AF-2에 비하여 K-SOA가 예민한 감수성(感受性)을 나타내었다(P<0.01). 2) 저장중 방부제(防腐劑) 잔존량(殘存量)은 선량(線量)의 증가와 저온저장(低溫貯藏)에서 잔존율(殘存率)이 높았으며 K-SOA 보다는 AF-2의 감소율이 적었다. 3) 세균수(細菌數)의 증가는 방부제(防腐劑)의 잔존율(殘存率)과 고도(高度)의 유의성(有意性)을 보여(P<0.01) 선량(線量)의 증가, 저온저장(低溫貯藏) 및 AF-2가 세균증식억제(細菌增殖抑制)에 주요(主要)한 역할을 했음이 인정되었다. 4) 방부제(防腐劑) 잔존량(殘存量)과 세균수(細菌數) 및 관능검사결과(官能檢査結果)와의 관계에서 0.50 Mrad 조사구(照射區)가 방부제(防腐劑) 잔존량(殘存量)이나 저장성(貯藏性)에서 가장 우월하였고 조사취(照射臭) 및 산패취(酸敗臭)를 전연 생성하지 않았으므로 적정선량(適正線量)으로 하였다. 5) 소세지 표면(表面)의 heme 계색소(系色素)에 대한 감마선(線) 조사(照射)의 영향은 거의 인정할 수 없었다.
목적 :멜라토닌의 방사선 증개 방어 효과와 기전을 밝혀 방사선 치료제로서의 기초 자료를 제공하고자 하였다. 방법 : 168 마리의 생쥐를 방사선량과 멜라토닌 투약 여부에 따라 28개 군으로 나누어 실험하였다 방사선량은 0.8, 10, 12, 14, 16, 18 Gy를 조사하고 소낭의 생존 곡선을 보기 위하여 Withers와 티kind의 방법을 이용한 microcoiony survival assay를 시행하였고 아포토시스를 보기 위하여 TUNEL assay를 시행하였다. 결과 : 멜라토닌의 방사선 장애 방어 효과는 전 선량군에서 확인되었고 특히 고선량군에서 방어 효과가 많은 차이를 보였다. Apoptosis index는 8 Gy 방사선 조사 후 대조군에서 18.4$\%$, 멜라토닌 투여군에서 16.5$\%$이었고 18 Gy 방사선 조사 후 대조군에서 17.2$\%$, 멜라토닌 투여군에서 15.4$\%$로 나타나 통계적인 차이를 보이지 않았다. 결론: 멜라토닌은 생쥐 소장의 소낭 세포에서 방사선 장애 방어 효과를 나타냈으나 이의 기전은 아포토시스 억제 효과와는 관련이 없는 것으로 판단하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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