• Title/Summary/Keyword: 외부물질손상

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Manufacture and Characterization of Melamine/Urea/Formaldehyde Based Microcapsules for Self-healing Applications (자가손상복구용 Melamine/Urea/Formaldehyde 마이크로캡슐의 제조 및 특성 분석)

  • Liu, Xing;Lee, Jong-Keun;Kim, Jung-Seok
    • Proceedings of the KSR Conference
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    • 2008.11b
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    • pp.1674-1678
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    • 2008
  • 자가손상복구 기법에서 마이크로캡슐은 손상복구 효율을 좌우하는 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 다양한 종류의 손상복구액을 함유한 마이크로캡슐을 Melamine/Urea/Formaldehyde를 외벽물질로 하여 in-situ 중합법에 의해서 oil-in-water emulsion 방법으로 제조하였다. 제조된 마이크로캡슐을 광학현미경, 주사전자현미경으로 캡슐 모폴로지, 외부 및 내부표면, 외벽 두께 등을 조사하였다. 그리고 입도분석기를 이용하여 캡슐의 크기를 측정하였으며 그 결과 캡슐의 직경은 평균 약 120 마이크론 정도였다.

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Intra- and Extra-cellular Mechanisms of Saccharomyces cerevisiae Inactivation by High Voltage Pulsed Electric Fields Treatment (고전압 펄스 전기장에 의한 Saccharomyces cerevisiae의 세포내·외적 사멸 기작 연구)

  • Lee, Sang-Jae;Shin, Jung-Kue
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.47 no.1
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    • pp.87-94
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    • 2015
  • High voltage pulsed electric fields (PEF) treatment is one of the more promising nonthermal technologies to fully or partially replace thermal processing. The objective of this research was to investigate the microbial inactivation mechanisms of PEF treatment in terms of intra- and extracellular changes in the cells. Saccharomyces cerevisae cells treated with PEF showed cellular membrane damage. This resulted in the leakage of UV-absorbing materials and intracelluar ions, which increased with increasing treatment time and electric fields strength. This indicates that PEF treatment causes cell death via membrane damage and physical rupture of cell walls. We further confirmed this by Phloxine B staining, a dye that accumulates in dead cells. Using scanning and transmission electron microscopy, we observed morphological changes as well as disrupted cytoplasmic membranes in PEF treated S. cerevisae cells. In addition, PEF treatment led to damaged chromosomal DNA in S. cerevisiae.

Nonthermal Sterilization of Pathogenic Escherichia coli by Intense Pulsed Light Using a Batch System (회분식 광펄스 처리에 의한 병원성 대장균의 비가열 살균)

  • Kim, Ae-Jin;Shin, Jung-Kue
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.47 no.1
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    • pp.81-86
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    • 2015
  • Intense pulsed light (IPL), a nonthermal technology, has attracted increasing interest as a food processing technology. However, its efficacy in inactivating microorganisms has not been evaluated thoroughly. In this study, we investigated the influence of IPL treatment on the inactivation of Escherichia coli O157:H7 depending on light intensity, treatment time, and pulse number. Increased light intensity from 500 V to 1,000 V, raised the inactivation rate at room temperature. At 1000 V, the cell numbers were reduced by 7.1 log cycles within 120 s. In addition, increased pulse number or decreased distance between the light source and sample surface also led to an increase in the inactivation rate. IPL exposure caused a significant increase in the absorption at 260 nm of the suspending agent used in our experiments. This indicates that IPL-treated cells were damaged, consequently releasing intracellular materials. The growth of IPL-irradiated cells were delayed by about 5 h. The degree of damage to the cells after IPL treatment was confimed by transmission electron microscopy.

Analysis and Verification of Ancient DNA (고대 DNA의 분석과 검증)

  • Jee, Sang-hyun;Seo, Min-seok
    • Korean Journal of Heritage: History & Science
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    • v.40
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    • pp.387-411
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    • 2007
  • The analysis of ancient DNA (aDNA) has become increasingly considerable anthropological, archaeological, biological and public interest. Although this approach is complicated by the natural damage and exogenous contamination of a DNA, archaeologists and biologists have attempted to understand issues such as human evolutionary history, migration and social organization, funeral custom and disease, and even evolutionary phylogeny of extinct animals. Polymerase chain reaction(PCR) is powerful technique that analyzes DNA sequences from a little extract of an ancient specimen. However, deamination and fragmentation are common molecular damages of aDNA and cause enzymatic inhibition in PCR for DNA amplification. Besides, the deamination of a cytosine residue yielded an uracil residue in the ancient template, and results in the misincorporation of an adenine residue in PCR. This promotes a consistent substitution (cytosine thymine, guanine adenine) to original nucleotide sequences. Contamination with exogenous DNA is a major problem in aDNA analysis, and causes oversight as erroneous conclusion. This report represents serious problems that DNA modification and contamination are the main issues in result validation of aDNA analysis. Now, we introduce several criterions suggested to authenticate reliance of aDNA analysis by many researchers in this field.

The Research of Condition for Mural Tomb in Goa-ri, Goryeong in Gaya period (대가야 시기 고령 고아리 벽화 고분의 보존 상태 연구)

  • Lee, Kyeong Min;Lee, Hwa Soo;Han, Kyeong Soon
    • Korean Journal of Heritage: History & Science
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    • v.48 no.4
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    • pp.44-61
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    • 2015
  • Mural tomb in Goa-ri(Goryeong) built in the 6th Century Gaya period investigated precisely by the scientific method. They were used to optical equipments for investigation and made a damage map according to the damaging types. The mortar layer was mostly exfoliated from the rest of the wall except for the burial chamber ceiling and corridor ceiling. Also painting layers rarely not observed. Most of the paintings were damaged except lotus painting in burial chamber ceiling. Various damage types that exfoliation, earthen dirt, film coating were found in murals. Damage factors of mural were the porous characteristics of mortar layer and the movement of moisture in the murals. They were caused physical damage such as crack, exfoliation. It was getting worse and causing to secondary damage like earthen dirt, film coating.

Analysis of the Influence of FOD by Aircraft Exhaust Wake (항공기 배기후류가 FOD 발생에 미치는 영향 분석)

  • Cho, Hwankee
    • Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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    • v.30 no.1
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    • pp.12-19
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    • 2022
  • The exhaust wake of an aircraft engine is discharged in a high temperature and high speed, which can damage objects such as an aircraft in the rear. The exhaust wake can lift small foreign substances lying on the ground or falling off, and the floating foreign substances can enter the intake duct of the aircraft moving from the rear and cause engine FOD (Foreign Object Damage). This study experimentally analyzed how the engine exhaust wake generated from military jet fighters affects the movement of foreign substances and evaluated the effects of foreign substances on the damaged area by measuring wake velocity. The simulation and field experimental results confirmed that the effect of exhaust wake increases as the rear position closer, and that foreign substances lifted by the wake can act as FOD to the adjacent rear aircraft.

홍삼 유래 성분들의 면역조절 효능

  • Jo, Jae-Yeol
    • Food preservation and processing industry
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    • v.8 no.2
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    • pp.6-12
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    • 2009
  • 면역반응은 외부 감염원으로부터 신체를 보호하고 외부감염원을 제거하고자 하는 주요항상성 유지기전의 하나이다. 이들 반응은 골수에서 생성되고 비장, 흉선 및 임파절 등에서 성숙되는 면역세포들에 의해 매개된다. 보통 태어나면서부터 얻어진 선천성 면역반응을 매개하는 대식세포, 수지상 세포 등과, 오랜기간 동안 감염된 다양한 면역원에 대한 경험을 토대로 얻어진 획득성 면역을 담당하는 T 임파구 등이 대표적인 면역세포로 알려져 있다. 다양한 면역질환이 최근 주요 사망률의 원인이 되고 있다. 최근, 암, 당뇨 및 뇌혈관질환 등이 생체에서 발생되는 급 만성염증에 의해 발생된다고 보고됨에 따라 면역세포 매개성 염증질환에 대한 치료제 개발을 서두르고 있다. 또한 암환자의 급격한 증가는 암발생의 주요 방어기전인 면역력 증강에 대한 요구들을 가중시키고 있다. 예로부터 사용되어 오던 고려인삼과 홍삼은 기를 보호하고 원기를 회복하는 명약으로 알려진 대표적인 우리나라 천연생약이다. 특별히, 홍삼은 단백질과 핵산의 합성을 촉진시키고, 조혈작용, 간기능 회복, 혈당강하, 운동수행 능력증대, 기억력 개선, 항피로작용 및 면역력 증대에 매우 효과가 좋은 것으로 보고되고 있다. 홍삼에 관한 많은 연구에 비해, 현재까지 홍삼이 면역력 증강에 미치는 효과에 대한 분자적 수준에서의 연구는 매우 미미한 것으로 확인되어져 있다. 홍삼의 투여는 NK 세포나 대식세포의 활성이 증가하고 항암제의 암세포 사멸을 증가시키는 것으로 확인되어졌다. 현재까지 알려진 주요 면역증강 성분은 산성다당류로 보고되었다. 또 한편으로 일부 진세노사이드류에서 항염증 효능이 확인되어졌으며, 이를 통해 피부염증 반응과 관절염에 대한 치료 효과가 있는 것으로 추측되고 있다 [본 연구는 KT&G 연구출연금 (2009-2010) 지원을 받아 이루어졌기에 이에 감사드린다]. 면역반응은 외부 감염물질의 침입으로 유도된 질병환경을 제거하고 수복하는 중요한 생체적 방어작용의 하나이다. 이들 과정은 체내로 유입된 미생물이나 미세화학물질들과 같은 독성물질을 소거하거나 파괴하는 것을 주요 역할로 한다. 외부로 부터 인체에 들어온 이물질에 대한 방어기전은 현재 두 가지 종류의 면역반응으로 구분해서 설명한다. 즉, 선천성 면역 반응 (innate immunity)과 후천성 면역 반응 (adaptive immunity)이 그것이다. 선천성 면역반응은 1) 피부나 점막의 표면과 같은 해부학적인 보호벽 구조와 2) 체온과 낮은 pH 및 chemical mediator (리소자임, collectin류) 등과 같은 생리적 방어구조, 3) phagocyte류 (대식세포, 수지상세포 및 호중구 등)에 의한 phagocytic/endocytic 방어, 그리고 4) 마지막으로 염증반응을 통한 감염에 저항하는 면역반응 등으로 구분된다. 후천성 면역반응은 획득성면역이라고도 불리고 특이성, 다양성, 기억 및 자기/비자기의 인식이라는 네 가지의 특징을 가지고 있으며, 외부 유입물질을 제거하는 반응에 따라 체액성 면역 반응 (humoral immune response)과 세포성 면역반응 (cell-mediated immune response)으로 구분된다. 체액성 면역은 침입한 항원의 구조 특이적으로 생성된 B cell 유래 항체와의 반응과 간이나 대식세포 등에서 합성되어 분비된 혈청내 보체 등에 의해 매개되는 반응으로 구성되어 있다. 세포성 면역반응은 T helper cell (CD4+), cytotoxic T cell (CD8+), B cell 및antigen presenting cell 중개를 통한 세포간 상호 작용에 의해 발생되는 면역반응이다. 선천성 면역반응의 하나인 염증은 우리 몸에서 가장 빈번히 발생되고 있는 방어작용의 하나이다. 예를 들면 감기에 걸렸을 경우, 환자의 편도선내 대식세포나 수지상세포류는 감염된 바이러스 단독 혹은 동시에 감염된 박테리아를 상대로 다양한 염증성 반응을 유도하게 된다. 또한, 상처가 생겼을 경우에도 감염원을 통해 유입된 병원성 세균과 주위조직내 선천성 면역담당 세포들 간의 면역학적 전투가 발생되게 된다. 이들 과정을 통해, 주위 세포나 조직이 손상되면, 즉각적으로 이들 면역세포들 (주로 phagocytes류)은 신속하게 손상을 극소화하고 더 나가서 손상된 부위를 원상으로 회복시키려는 일련의 염증반응을 유도하게 된다. 이들 반응은 우리가 흔히 알고 있는 발적 (redness), 부종 (swelling), 발열 (heat), 통증 (pain) 등의 증상으로 나타나게 된다. 즉, 손상된 부위 주변에 존재하는 모세혈관에 흐르는 혈류의 양이 증가하면서 혈관의 직경이 늘어나게 되고, 이로 인한 조직의 홍반과, 부어 오른 혈관에 의해 발열과 부종이 초래되는 것이다. 확장된 모세혈관의 투과성 증가는 체액과 세포들이 혈관에서 조직으로 이동하게 하는 원동력이 되고, 이를 통해 축적된 삼출물들은 단백질의 농도를 높여, 최종적으로 혈관에 존재하는 체액들이 조직으로 더 많이 이동되도록 유도하여 부종을 형성시킨다. 마지막으로 혈관 내 존재하는 면역세포들은 혈판 내벽에 점착되고 (margination), 혈관벽의 간극을 넓히는 역할을 하는 히스타민 (histamine)이나 일산화질소(nitric oxide : NO), 프로스타그린딘 (prostagladins : PGE2) 및 류코트리엔 (leukotriens) 등과 같은 chemical mediator의 도움으로 인해 혈관벽 사이로 삼출하게 되어 (extravasation), 손상된 부위로 이동하여 직접적인 외부 침입 물질의 파괴나 다른 면역세포들을 모으기 위한 cytokine (tumor necrosis factor [TNF]-$\alpha$, interleukin [IL]-1, IL-6 등) 혹은 chemokine (MIP-l, IL-8, MCP-l등)의 분비 등을 수행함으로써 염증반응을 매개하게 된다. 염증과정시 발생되는 여러 mediator 중 PGE2나 NO 및 TNF-$\alpha$ 등은 실험적 평가가 용이하여 이들 mediator 자체나 생성관련효소 (cyclooxygenase [COX] 및 nitric oxide synthase [NOS] 등)들은 현재항염증 치료제의 개발 연구시 주요 표적으로 연구되고 있다. 염증 반응은 지속기간에 따라 크게 급성염증과 만성염증으로 나뉘며, 삼출물의 종류에 따라서는 장액성, 섬유소성, 화농성 및 출혈성 염증 등으로 구분된다. 급성 염증 (acute inflammation)반응은 수일 내지 수주간 지속되는 일반적인 염증반응이라고 볼 수 있다. 국소반응은 기본징후인 발열과 발적, 부종, 통증 및 기능 상실이 특징적이며, 현미경적 소견으로는 혈관성 변화와 삼출물 형성이 주 작용이므로 일명 삼출성 염증이라고 한다. 만성 염증 (chronic inflammation)은, 급성 염증으로부터 이행되거나 만성으로 시작된다. 염증지속 기간은 보통 4주 이상 장기화 된다. 보통 염증의 경우에는 염증 생성 cytokine인 Th1 cytokine (IL-2, interferone [IFN]-$\gamma$ 및 TNF-$\alpha$ 등)의 생성 후, 거의 즉각적으로 항 염증성 cytokine인 Th2 cytokine(IL-4, IL-6, IL-10 및 transforming growth factor [TGF]-$\beta$ 등)이 생성되어 정상반응으로 회복된다. 그러나, 어떤 원인에서든 면역세포에 의한 염증원 제거 반응이 문제가 되면, 만성염증으로 진행된다. 이 반응에 주로 작용을 하는 염증세포로는 단핵구와 대식세포, 림프구, 형질세포 등이 있다. 암은 전세계적으로 사망률 1위의 원인이 되는 면역질환의 하나이다. 산화적 스트레스나 자외선 조사 혹은 암유발 물질들에 의해 염색체내 protooncogene, tumor-suppressor gene 혹은 DNA repairing gene의 일부 DNA의 돌연변이 혹은 결손 등이 발행되면 정상세포는 암화과정을 시작하게 된다. 양성세포 수준에서 약 5에서 10여년 후 악성수준의 암세포가 생성되게 되면 이들 세포는 새로운 환경을 찾아 전이하게 되는데 이를 통해 암환자들은 다양한 장기에 동인 오리진의 암세포들이 생성한 종양들을 가지게 된다. 이들 종양세포는 정상 장기의 기능을 손상시켜며 결국 생명을 잃게 만든다. 이들 염색체 수준에서의 돌연변이 유래 암세포는 거의 대부분이 체내 면역시스템에 의해 사멸되는 것으로 알려져 있다. 그러나 계속되는 스트레스나 암유발 물질의 노출은 체내 면역체계를 파괴하면서 최후의 방어선을 무너뜨리면서 암발생에 무방비 상태를 만들게 된다. 이런 이유로 체내 면역시스템의 정상적 가동 및 증강을 유도하게 하는 전략이 암예방시 매우 중요한 표적으로 인식되면서 다양한 형태의 면역증강 물질 개발을 시도하고 있다. 인삼은 두릅나무과의 여러해살이 풀로써, 오랜동안 한방 및 민간에서 원기를 회복시키고, 각종 질병을 치료할 수단으로 사용되고 있는 대표적인 전통생약이다. 예로부터 불로(不老), 장생(長生), 익기(益氣), 경신(經身)의 명약으로 구전되어졌는데, 이는 약 2천년 전 중국의 신농본초경(神農本草經)에서 "인삼은 오장(五腸)을 보하고, 정신을 안정시키고, 혼백을 고정하며 경계를 멈추게 하고, 외부로부터 침입하는 병사를 제거하여주며, 눈을 밝게 하고 마음을 열어 더욱 지혜롭게 하고 오랫동안 복용하면 몸이 가벼워지고 장수한다" 라고 기술되어있는 데에서 유래한 것이다. 다양한 연구를 통해 우리나라에서 생산되는 고려인삼 (Panax ginseng)이 효능 면에서 가장 탁월한 것으로 알려져 있으며 특별이 고려인삼으로부터 제조된 고려홍삼은 전세계적으로도 그 효능이 우수한 것으로 보고되어 있다. 대부분의 홍삼 약효는 dammarane계열의 triterpenoid인 ginsenosides라고 불리는 인삼 saponin에 의해 기인된 것으로 알려져 있다. 이들 화합물군의 기본 골격에 따라, protopanaxadiol (PD)계 (22종) 및 protopanaxatriol (PT)계 (10종)으로 구분되고 있다 (표 1). 실험적 접근을 통해 인삼의 약리작용 이해를 위한 다양한 노력들이 경주되고 있으나, 여전히 많은 부분에서 충분히 이해되고 있지 않다. 그러나, 현재까지 연구된 인삼의 약리작용 관련 연구들은 심혈관, 당뇨, 항암 및 항스트레스 등과 같은 분야에서 인삼효능이 우수한 것으로 보고하고 있다. 그러나 면역조절 및 염증현상과 관련된 최근 연구결과들은 많지 않으나, 향후 다양하게 연구될 효능부분으로 인식되고 있다.

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양성자 빔을 이용한 의료용 방사성동위원소 C-11과 Tc-99m 개발

  • Kim, Jae-Hong;Lee, Ji-Seop;Park, Hyeong;Jeon, Gwon-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.235-235
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    • 2011
  • 진단용 또는 의료용 동위원소들은 안정한 표적물질에 높은 에너지의 양성자가 조사 될 때 핵반응에 의해서 생성된다. 양성자를 충분한 에너지로 가속하기 위해서 이용되는 사이클로트론의 주요 부분은 (1) 진공시스템, (2) 자석시스템, (3) RF 시스템, (4) 외부 이온원, (5) 수직 축 방향빔의 수평방향 전환 시스템, (6) 빔 인출 장치, 그리고 빔전송과 표적장치로 구성된다. 인출된 빔은 표적까지 손실 없이 전송 될 수 있도록 빔 라인에 설치된 광학적 요소에 의해 집속되어 전송된다. 방사성동위원소의 생산량은 양성자 빔의 특성과 표적 물질의 종류에 따라 결정된다. 즉, 표적 물질에 조사하는 입자의 종류, 적절한 핵반응 선택, 최소량의 불순핵종과 원하는 방사핵종의 최대수율을 얻을 수 있는 최적 에너지 범위결정, 표적 물질의 냉각능력과 입자전류의 세기 등을 고려 하여야 한다. 동위원소 생산에 있어서 예측되는 수율은 입자전류와 비례하며, 에너지에 대한 핵반응 단면적 즉, 여기함수를 적분하여 아래와 같이 얻을 수 있다. 주 생성핵종의 생산 효율을 최대로 높이고 불순 핵종의 생성량을 최소로 감소시키기 위해서는 정확한 여기 함수 자료를 바탕으로 최적 입자를 결정하여야 한다. 또한 이론적인 생산 수율은 입자 전류에 정비례하지만, 입자 전류가 클경우 생산수율은 이론적인 수율보다 적다. 입자빔의 불균일성, 표적의 방사선 피폭에 의한 손상, 높은 입자전류에 의해 발생하는 열로 인하여 생성 핵종이 증발하여 생산 수율이 감소된다. 본 발표에서 방사핵종 C-11과 Tc-99m을 개발하기 위한 최적 조건에 관한 연구결과를 보고하고자 한다.

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Red Ginseng Extract Improves Liver Fibrosis in Mice Treated with the Endocrine Disruptor Bisphenol A (내분비교란물질 비스페놀 A를 처리한 마우스에서 홍삼 추출물의 간 섬유화 개선)

  • Choi, Jehun;Park, Chun Geon;Seo, Kyoung Hee;Kim, Hyung Don;Yoon, Ji Hye;Ahn, Young Sup;Kim, Jin Seong
    • Korean Journal of Plant Resources
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    • v.30 no.2
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    • pp.125-132
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    • 2017
  • Bisphenol A (BPA), a known endocrine disruptor, induces toxicity in cells and in experimental animals. Ginseng extracts were evaluated to determine whether they can inhibit BPA-induced toxicity. The antioxidant activity of fresh ginseng extract (WGE), dried white ginseng extract (DGE), and dried red ginseng extract (RGE) was measured using the DPPH assay. WGE and RGE increased DPPH free radical scavenging activity. Cell viability was measured in HepG2 cells following treatment with BPA and ginseng extracts using the MTT assay. DGE and RGE increased HepG2 cell viability following treatment with $200{\mu}M$ BPA. RGE reduced levels of biochemical markers of liver damage, aspartate aminotransferase (AST) and alanine aminotransferase (ALT) that increased in mice following treatment with BPA. In addition, the regeneration and proliferation of damaged liver cells were significantly increased in RGE-treated mice. Moreover, RGE inhibited hepatic fibrosis in the surrounding area and in the central vein of the liver microstructure. RGE also significantly inhibited BPA-induced cytotoxicity. In addition, RGE protected liver damage and regenerated liver tissues in BPA-treated animals. These results show that RGE may represent a potential candidate drug for the treatment and prevention of liver damage caused by environmental toxins.

A Study on Self-Healing Bolted Joints using Shape Memory Alloy (형상기억합금을 이용한 자가치유 볼트접합부 시스템에 관한 연구)

  • Chang, Ha-Joo;Lee, Chang-Gil;Park, Seung-Hee
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.23 no.5
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    • pp.629-636
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    • 2011
  • This paper describes the smart structural system that uses smart materials for real-time monitoring and active control of bolted joints in steel structures. The impedance-based structural health monitoring (SHM) techniques, which utilize the electro-mechanical coupling property of piezoelectric materials, was used to detect loose bolts in bolted joints. By monitoring the measured electrical impedance and comparing it with the measured baseline, a bolt loosening damage was detected. The damage was evaluated quantitatively using the damage metrics in conductance signature with respect to the healthy states. When loosening damage was detected in the bolted joint, the external heater actuated the shape memory alloy (SMA) washer. Then the heated SMA washer expanded axially and adjusted the bolt tension to restore the lost torque. An experiment was conducted by integrating the piezoelectric-material-based SHM function and the SMA-based active control function on a bolted joint, after which the performance of thesmart self-healing joint system was investigated.