• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제57권1호
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• pp.65-72
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• 2014

바이오차는 바이오매스의 열분해를 통해 생산되는 물질로써 최근 토양 내 탄소격리, 토양질 개선, 환경 중 오염물질의 정화 등에 우수한 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 외래 유해 식물인 가시박을 $300^{\circ}C$ 및 $700^{\circ}C$에서 열분해하여 바이오차를 생산하였으며, 생산된 바이오차에 대한 물리 화학적 특성평가 및 수용액 중 항생물질의 흡착제거연구를 실시하였다. 연구결과 열분해 온도가 증가함에 따라 생산된 가시박 바이오차의 pH, EC, 회분, 고정탄소함량은 증가하였으며, 수득률, 휘발분함량, 작용기는 감소하였다. 특히, H/C atomic ratio의 경우 바이오차의 방향성, O/C atomic ratio의 경우 극성과 관련된 인자로서 고온 열분해 시 바이오차의 방향성 구조의 형성이 촉진되었고, 반대로 극성작용기들이 제거되면서 극성은 감소하는 것으로 나타났다. 또한 고온에 의한 가시박 바이오매스의 인장 강도 감소로 인해 생산된 바이오차의 입자크기는 감소하였다. 수용액 중 항생물질 제거효율은 바이오차 생산 온도가 상승함에 따라 증가하였는데, BM, BC300 및 BC700의 항생물질 초기농도 대비 TC의 제거효율은 각각 38, 95, 99%, SMZ의 제거효율은 각각 6, 7, 35%인 것으로 나타나 TC에 대한 제거효율이 상대적으로 높았다. 가시박 바이오차에 의한 수용액 중 항생물질의 제거는 바이오차와 항생물질이 함유한 방향성 구조 간에 발생하는 ${\pi}-{\pi}$ EDA 작용에 의한 흡착제거기작에 기인한 것으로 판단되었다. 본 연구결과 바이오차는 여러 유기오염물질의 제거에 광범위하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 이외에도 여러 가지 바이오매스, 다양한 열분해 온도조건 및 화학적 활성화를 통해 생산되는 바이오차의 특성평가와 실제 적용에 관한 연구가 필요하며, 오염물질의 제거와 동시에 토양 적용을 통한 탄소격리, 토양질 개선 등에 관한 연구도 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권6호
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• pp.371-379
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• 2015

본 연구에서는 주로 건축자재에 많이 사용된 백석면과 갈석면을 대상으로 산 및 열처리 과정에 따른 두 석면의 특성변화를 살펴보았다. 연구결과, 산처리 과정에 따른 백석면의 굴절률, 신장부호, 소광특성은 대체로 산처리하지 않은 백석면 초기 특성과 유사하게 나타났지만 pH 1.2의 강한 산성용액에서 8주 경과 후, 미지의 입자가 형성되는 등 백석면 고유의 특성이 소실되었다. 산처리 과정에 따른 백석면 구성성분의 중량비(%)는 규소의 경우, 크게 변하진 않았지만, 산소와 마그네슘의 경우, 중량비(%)가 다소 변동하였다. 갈석면의 경우, 굴절률, 신장부호, 소광특성은 pH 및 경과시간과 상관없이 산처리하지 않은 갈석면과 동일하게 나타났으며, 갈석면 구성성분의 중량비(%)는 철의 경우, 산처리 과정에 따라 다소 증가하는 경향을 보였으며, 산소는 이와 반대로 감소하는 경향을 보였고, 규소와 마그네슘은 산처리 전 후 유사하게 나타났다. 열처리 과정에 따른 백석면 굴절률은 온도가 높아질수록 수평방향, 수직방향의 굴절률이 모두 증가하였으며, 신장부호는 $1,100^{\circ}C$에서 10분간 가열했을 때 (+)에서 (-)로 변하였고, 소광특성은 변하지 않았다. 열처리 과정에 따른 백석면 구성성분의 중량비(%)는 규소의 경우, 중량비(%)는 크게 변하진 않았지만, 산소와 마그네슘의 경우, 온도별 열처리 과정에 따라 중량비(%)가 크게 변동하였다. 갈석면의 경우, 굴절률은 온도가 높아질수록 수평방향, 수직방향 모두 증가하는 경향을 보였으며, 열처리 과정에서 신장부호 및 소광특성은 변하지 않았다. 갈석면 구성성분의 중량비(%)는 산소와 철의 경우, 온도별 열처리 과정에 따라 중량비(%)가 크게 변동하였지만, 규소와 마그네슘은 전반적으로 온도 및 가열시간과 상관없이 열처리하지 않은 갈석면과 유사하게 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제24권1호
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• pp.19-29
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• 2011

베링해 알류샨 분지의 북부 사면지역에서 채취된 피스톤 코아 PC25A의 퇴적물에서 점토광물의 반정량적 함량 분석을 통해 지난 마지막 빙하기 동안 퇴적물의 기원지와 운송 경로의 변화를 살펴보았다. 코아 PC25A의 연대는 방산충 L. nipponica sakaii의 마지막 출현 시기($48.6{\pm}2\; ka$)와 인근 지역에서 채취한 연대가 잘 정립된 코아 PC23A의 퇴적물 색도($a^{\ast},\; b^{\ast}$) 및 퇴적 엽리층의 대비를 통해 설정되었다. 코아 PC25A의 최하단부가 약 57,600년 전으로 계산되었고, 코아 상부는 손실된 것으로 판단된다. 지난 마지막 빙하기 동안 스멕타이트, 일라이트, 캐올리나이트, 녹니석의 평균 함량은 각각 11% (5~24%), 47% (36~58%), 13% (9~19%), 29% (21~40%)이다. 코아 PC25A의 인근 지역에서 채취한 코아 MC24에서 분석된 홀로세의 점토광물 함량에 비하여 마지막 빙하기동안에 특징적으로 일라이트 함량이 증가하였고 스멕타이트 함량은 감소하였다. 따뜻한 기후의 홀로세 전기(Early Holocene) 동안 일라이트 함량이 높은 점토 퇴적물이 알라스카 대륙의 북부 지역(Province 1)으로부터 유입되는 융빙수에 의해 운반된 것으로 판단된다. MIS 2의 후빙기(B${\phi}$lling-All${\phi}$rod)동안에도 융빙수에 의해 점토광물이 운반되었으나, 일라이트 함량이 홀로 세 전기에 비해 낮기 때문에 북쪽의 Province 1보다는 남쪽에 위치한 Province 2와 Province 3에서 점토입자들이 기원된 것으로 해석된다. 마지막 최대 빙하기(Last Glacial Maximum)동안 나타나는 높은 스멕타이트 함량은 베링해 남동쪽 알라스카 반도 인근 지역(Province 4)에서 공급되는 점토 퇴적물의 양이 증가하였기 때문으로 보인다. MIS 3 초기에서 중기로 가면서 일라이트와 스멕타이트 함량이 감소하고, 녹니석의 함량은 증가하였다. MIS 3 동안 해수면이 낮아지면서 Province 2와 Province 3에서 점토 퇴적물의 공급이 증가한 것으로 보인다. 베링해 알류산 분지의 북부 사면지역에서 채취된 코아 PC25A에서 분석된 점토광물 조성의 변화는 마지막 빙하기동안 해수면의 하강으로 인하여 점토광물의 이동과 관련된 베링해의 표층 해류 순환이 현재와는 다른 양상으로 변화되었기 때문이다.

• 치위생과학회지
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• 제6권4호
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• pp.303-307
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• 2006

지난 수십 년간 소아의 치아우식증 예방과 성인의 지각과민증 둔화에 여러가지 국소불소도포를 이용하면서, 보다 효과적이면서도 사용이 용이하고 다양하게 적용될 수 있는 최선의 방법을 모색하고자 노력해왔다. 이에 본 연구에서는 불소이온영동 시 전류와 시간에 따라 법랑질에 흡수된 불소농도의 차이를 분석해보기 위함이다. 구강에서 교정치료를 위해 발거한 건전한 치아 40개를 선택하여 0.2 mA와 0.5 mA의 전류에서 시행한 실험군과 1개의 대조군으로 분류한 후, 각 실험군은 3개의 아군(1, 3, 및 5분군)으로 재분류하여 한 군당 5~6개의 치아를 선정하였고, 2% 불화나트륨 용액으로 이온영동을 시행하여 법랑질 표면적이 $9mm^2$($3{\times}3mm$)가 되도록 시료를 제작하였다. 법랑질 표면의 불소농도는 X-선 광전자분광분석과 주사전자현미경 관찰로 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 불소이온영동된 시료의 X-선 광전자분광분석 결과, 법랑질 표면의 원소 중 불소의 비율은 대조군이 0.49%임에 비해 '1분', '3분' 및 '5분' 동안의 실험 군에서는 02전류에서 각각 2.67%, 2.79%, 3.04%이었고, 0.5 mA전류에서는 2.71, 2.87 및 3.80%로 나타났다. 2. 주사전자현미경적 소견으로 불소이온영동 초기에는 법랑질 표면에 불규칙하고 석회화된 결정체 입자들이 침착된 형상으로 나타났고, 불소이온영동 시간이 경과될수록 법랑질 내에서 반응이 일어나 새로운 기반이 형성되어 균질한 양상을 나타냈다. 이상의 연구결과로 0.5 mA 의 전류에서 '5분' 동안 불소이온영동을 시행할 시 법랑질 표면에 불화인회석이 형성되는 양상으로 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제18권6호
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• pp.500-514
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• 1997

옥천습곡대 중앙부에 해당하는 문경지역예 분포하는 각섬암에 대하여 정밀한 산상, 조직 및 지화학적 성질을 조사하고, 지구조적 환경을 추적했다. 본역의 상내리층(옥천층군)과 석회암층(조선누층군)에 분포하는 각섬암은 변성된 조립현무암질 암상이며 주변암과 조화적로 분포함을 확인했다. 본 연구를 통하여 본 암석의 분포를 이전의 그것에 비해 크게 대선하였다. 상내리 지역을 중심으로 관찰한 암상을 최소한 4매 이상이다. 그 하나는 석회암층 내에 분포하며(Ls Sill, 두께 약 3 m), 나머지는 상내리층 내에 분포한다. 상내리층 내에 분포한 암상들을 하부로부터 각각 First Sill(두께 약 40 m), Second Sill(두께 약 100 m), Third Sill(두께 약 40 m)로 명명했다. 두꺼운 암상은 후기에 관입한 소규모의 암상을 포함하며, Third Sill은 2매의 주 암상과 2매의 소규모 암상으로 구성된다. 각 암상은 주변암과의 접촉부에서 세립질의 냉각대를 가지며, 내측으로 갈수록 입자의 크기가 증가한다. 두꺼운 암상은 다양한 암맥과 중심부에서 힌색의 단편을 가지며, 접촉부에서 중앙부로 감에 따라 화학적 성질도 규칙적으로 변한다. $SiO_2,\;Na_2O,\;K_2O,\;P_2O_5$는 증가하며, $TiO_2,\;FeO^*,\;Al_2O_3,\;CaO$는 감소하는 경향을 보인다. 각섬암의 산상과 화학적 특징을 고려하여, 초기에 관입한 마그마로 생각되는 대표적인 10개의 화학조성을 선택하여 그들의 주성분 및 부성분 변화를 조사하였다. 그들이 보여주는 조성변화는 단일 마그마의 분별결정작용으로 설명할 수 없다. 본 역의 각섬암에 관한 지질분포, 지화학적 특성 및 과거 연구자들의 자료는 각섬암의 원암(현무암질마그마)이 intracontinental rift 환경에서 암상형태로 관입하였음을 지시한다.

• 전기화학회지
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• 제19권3호
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• pp.80-86
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• 2016

리튬이온 이차전지의 고용량화를 위해 high-Ni계 양극 활물질이 크게 주목받고 있으나, Ni 함량이 높아짐에 따라 고온 안정성이 감소하여 수명저하가 발생하게 된다. 본 연구에서는 $LiNi_{0.6}Co_{0.2}Mn_{0.2}O_2$ (NCM622)의 합성공정 중에서 전구체인 전이금속 수산화물과 리튬염의 열처리 과정에 알루미나 입자를 첨가함으로써 추가적인 표면처리 공정없이 활물질 특성을 개선시키고자 하였다. 알루미나를 첨가하게 되면 고온 사이클 수명이 개선되었으며, 특히 나노크기의 알루미나를 사용하는 경우에 초기용량의 감소도 적고 수명도 개선됨을 확인하였다. 그리고, 나노 알루미나를 함량별로 추가한 결과로 표면형상이 점차 변화함과 동시에 격자상수의 감소가 발생하는 것이 관찰되어 표면코팅과 구조 내 치환이 동시에 발생하고 있음을 확인하였다. LSTA (linear-sweep thermmametry)를 사용하여 알루미나의 함량이 증가할 수록 부반응이 감소하며 고온 안정성이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 전이금속 대비 Al을 2.5 mol% 추가하는 경우에 가장 우수한 고온 사이클 성능이 나타나는 것을 확인하였다.

• 암석학회지
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• 제10권2호
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• pp.57-81
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• 2001

황강리 지역내 앰피볼라이트에 대해 주요 광물군으로 변성분대를 설정해 보면 각섬석-양기석대(H-AZ), 각섬석대(HZ), 투휘석대(DZ)등 세 개의 변성분대가 인지된다. 그 특성을 보면 열적 영향을 가장 많이 받은 투휘석대에서 각섬석대 그리고 각섬석-양기석대가 발달하고 있어 화강암체로부터 거리가 멀어지면서 접촉변성작용의 변성도가 감소하고 있음을 알 수 있다. 본암의 광물군들을 종합 분류해 보면 (1) 양기석+사장석+녹니석, (2) 양기석+각섬석+사장석+녹니석$\pm$녹염석$\pm$흑운모, (3) 양기석+각섬석+사장석$\pm$혹운모$\pm$녹염석, (4) 각섬석+사장석$\pm$흑운모$\pm$녹니석, (5) 각섬석+사장석+투휘석+양기석$\pm$녹염석$\pm$녹니석, (6) 각섬석+사장석$\pm$투휘석$\pm$흑운모$\pm$녹염석 등 크게 여섯 가지 그룹으로 나뉘어 진다. 이 지역의 앰피볼라이트는 두 번의 변성작용을 받은 것으로 인지되고 있는데 첫 번째 변성작용은 옥천변성대에 우세하게 작용한 중압형의 광역변성작용으로 본암에서 조립질에서 중립질의 각섬석류 입자의 중앙부의 양기석을 성장시켰으며 변성도는 녹색편암상에서 녹염석-앰퍼볼라이트상에 이르렀다. 이에 중침된 두 번째 변성작용은 주변의 화강암체에 의한 접촉변성 작용으로 변성도는 최대 상부 앰피볼라이트상의 저압부에 이른 것으로 사료된다. TWEEQU지은지압계와 각섬석-사장석 지온계에 의한 계산에 따르면 초기 광역변성작용의 변성조건은 4.6-7.3kb의 압럭하에 온도가 $439-537^{\circ}C$의 범위를 가지며 최고 온도, 압력범위는 $492-537^{\circ}C$, 5.2-7.3kb의 값에 이르는 것으로 나타났다. 또한 백악기 화강암의 관입으로 인한 접촉변성작용의 변성조건은 2.6-5.2kb의 압력하에서 온도가 $588-739^{\circ}C$의 범위를 가지며 최고 온도, 압력범위는 $697-739^{\circ}C$, 3.8-5.2kb내에 분포하고 있으며 온도상승과 압력강하의 변성진화과정을 겪은 것으로 추정되고 있다.

• Applied Microscopy
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• 제38권1호
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• pp.21-28
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• 2008

식충식물의 잎은 결핍된 양분을 보충하기 위해 곤충을 유인하여 포획할 수 있는 포충엽으로 변형된다. 식충식물 표피조직에 발달하는 분비모는 특수한 모용으로 곤충포칙에 필요한 성분을 분비하여 먹이를 소화하고 흡수할 수 있도록 발달한다. 본 연구에서는 긴잎끈끈이주걱 (Drosera anglica Huds.) 엽신에 발달하는 여러 유형의 분비모 발달양상을 주사 및 투과전자현미경적인 방법으로 연구하였다. 포충엽 발달초기 엽원기 단계에서는 엽신이 접혀진 상태로 분화하여 상피조직은 노출되지 않으며, 하피조직에는 비분비모 및 모용원기들이 발달한다. 또한, 엽연이 접힌 상태로 어린 잎의 단계를 거치나 엽연에 발달하는 분비모는 기저부위만 노출되고 이들의 두정부위 및 다른 유형의 분비모들은 접힌 내부에 발달하여 보호된다. 병세포가 매우 길게 신장하는 엽연의 분비모에는 곤충 포획 시 가장 신속하게 식충의 기작을 수행하기 위한 세포수준에서의 구조분화도 수반된다. 엽연에는 긴 병세포를 지닌 약 $2.2{\sim}5.1\;mm$의 globose 분비모 (Type I)가 발달한 반면, 엽신의 내부로 갈수록 병세포는 점진적으로 짧아져 중앙 부위에서는 약 $200{\sim}300\;{\mu}m$의 짧은 병세포를 형성한다. 두정부위(head)는 2층의 분비세포, 중간의 장방형의 유세포층, 중앙의 가도관으로 구성된다. 엽연 분비모에 곤충이 접촉되면 이들 분비모는 매우 빠르게 움직이며 엽정 부위를 향축면으로 움직여 엽신이 곤충을 포위하게 하여 두정부위에서 분비된 점액성 물질로 곤충을 소화 흡수시키는 능동적인 식충의 기작을 수행한다. 또한, 엽신의 내부에는 분비물질을 분비하는 압핀형 두정부위와 짤은 병세포(ca. $15{\sim}30\;{\mu}m$)로 이루어진 분비모(Type II가 발달한다. 또 다른 유형은 병세포가 형성되지 않는 약 $25{\sim}40\;{\mu}m$의 6세포성분비모(Type III)로 상피 및 하피, 엽병, Type I 및 Type II 병세포 표면에 이르기까지 분포하며 위 두 유형의 분비모와 함께 활발한 분비활동을 수행한다. Type III 분비모의 경우, 분비물질은 정단의 두 세포에서만 방출되었다. Type I, II, III 두정부위 분비세포 세포벽에는 큐티클 층이 얇게 발달하며, 세포질 내에는 골지체, 소포체, 분비소낭 등의 막성계 세포내소기관 및 전자밀도가 높은 입자 등이 잘 발달하였다.

• 생명과학회지
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• 제26권1호
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• pp.68-74
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• 2016

퍼클로레이트(ClO₄⁻)는 지표수 및 토양/지하수에서 검출되는 신규 오염물이다. 이전 연구에서 저렴한 원소 황(elemental sulfur, S⁰) 입자와 쉽게 구할 수 있는 활성슬러지를 이용하여 독립영양방식으로 ClO₄⁻를 제거할 수 있다는 실험적 증거가 제시되었다. 또한 식종균으로서 농화배양 미생물을 사용했을 때 활성슬러지보다 제거효율과 시간면에서 우수한 결과를 나타내었다. 그래서 본 연구에서는 황을 산화하여 독립영양방식으로 ClO₄⁻를 분해하는 농화배양 미생물 군집을 PCR-DGGE로 분석하였다. 이 농화배양 미생물은 초기농도가 약 120 mg ClO₄⁻/l 일 때 7일 후 99.71% 이상의 ClO₄^- 제거 효율을 나타내었다. 농화배양 미생물과 그것의 식종균으로 부터 genomic DNA를 추출하여 16S rRNA 유전자의 PCR-DGGE 분석에 사용하였다. PCR-DGGE 분석결과 농화배양 미생물과 식종균 시료들이 다른 밴드패턴을 나타냄에 따라 이 두 시료의 군집조성이 다름을 확인하였다. 이는 농화배양되는 동안 식종된 미생물이 그 환경에 잘 생장하는 미생물로 군집조성이 변화한 것으로 여겨진다. 농화배양 미생물군집에는 β-Proteobacteria, Bacteroidetes, 그리고 Spirochaetes 강에 속하는 개체군들이 우점하는 것으로 나타났다. 향후 이 우점 개체군들의 순수분리와 더불어 황 산화를 통한 ClO₄⁻ 분해 환경에서 이들의 대사적 역할을 규명할 필요가 있다.

• 생명과학회지
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• 제28권10호
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• pp.1220-1232
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• 2018

본 연구는 토끼의 상악동에 Bio-Oss와 ${\beta}-TCP$를 이식한 후 골 재생 과정을 조직학적으로 비교하기 위하여 수행되었다. 12마리의 수컷 토끼를 4마리씩 3군으로 구분하였다. 토끼의 양쪽 상악동 점막을 거상한 후 한쪽은 Bio-Oss를 이식하였고, 다른 쪽은 ${\beta}-TCP$를 이식한 후 본래의 골편으로 창을 봉합하였다. 2주, 4주 및 8주 후에 토끼를 희생시키고 조직절편을 만든 후 Bio-Oss군과 ${\beta}-TCP$군의 골 재생 양상을 비교하였다. 조직계측학적 분석을 위하여 각각의 조직절편에 hematoxylin-eosin, Masson trichrome 및 tartrate-resistant acid phosphatase 염색을 하였고, proliferating cell nuclear antigen (PCNA), type I collagen 및 osteocalcin의 발현 양상을 비교하기 위하여 면역조직화학 염색을 하였다. 광학현미경 시야에서 계측프로그램을 이용하여 계측하고 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. Bio-Oss군과 ${\beta}-TCP$군 모두 2주군에서 초기 골 형성이 시작되었고, 4주군에서는 각 이식재 입자의 표면에 형성된 다량의 신생골이 관찰되었으며, 8주군에서는 신생골의 골량이 더 증가되어 있었고 층판골과 골수조직도 관찰되었다. 신생골의 양은 4주군까지 두 군이 비슷하였으나, 8주군에서는 ${\beta}-TCP$군에서 유의한 증가가 계측되었다. 이식재의 양은 4주군부터 8주군까지 ${\beta}-TCP$군에서 유의하게 감소되었으며, 파골세포의 수는 4주군에서 8주군까지 ${\beta}-TCP$군에서 유의하게 증가되어 있었다. PCNA에 대한 면역반응성은 8주군에서 감소되었지만 두 군간의 유의한 변화는 없었다. Type I collagen의 발현은, 2주군에서는 ${\beta}-TCP$군에서 유의하게 증가되었지만, 8주군에서는 Bio-Oss군에서 유의한 증가가 관찰되었다. Osteocalcin에 대한 면역반응성은 8주까지 증가되었으며 두 군간의 유의한 차이는 없었다. 이러한 조직학적 결과들은 임플란트를 위한 이식재의 선택에 도움을 줄 수 있다. 이상의 결과들을 종합하면 Bio-Oss와 ${\beta}-TCP$는 모두 검증된 이식재 이지만, 토끼의 상악동 거상술에서는 ${\beta}-TCP$가 좀 더 우수한 골 재생 결과를 보였다.