• 자원환경지질
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• 제56권2호
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• pp.125-138
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• 2023

수계 내 세슘(cesium: Cs)을 제거하기 위하여 개발된 대부분의 기존 Cs 흡착제들은 원재료 값이 고가라는 단점과, 해수와 같이 높은 이온 강도와 낮은 Cs 농도를 가지는 대규모의 오염수를 실질적으로 정화하는데 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 석탄광산배수를 처리하는 과정에서 생성되는 슬러지(CMDS)에 Na와 S를 첨가하여 친환경적이고 높은 Cs 제거 효율을 가지는 Cs 흡착제를 개발하였다. Fe 및 Ca 함량이 풍부한 CMDS를 1차 소재로 사용하였고, 열처리 과정으로 Na와 S를 첨가하여 새로운 Cs 흡착제를 제조하였다(이하 본 연구에서 개발한 흡착제는 Na-S-CMDS라 명명함). Na-S-CMDS의 Cs 흡착능 및 흡착 기작을 평가하기 위해 실험실 규모의 실험과 흡착 동역학 및 등온 모델링 연구를 수행하였으며, XRF, XRD, SEM/EDS, XPS 등의 분석을 통해 Na-S-CMDS의 물리화학적, 광물학적 특성을 조사함으로써 Cs 흡착 기작을 규명하였다. 흡착 배치 실험 결과, Cs은 빠르게 Na-S-CMDS에 흡착되어 1시간 내 평형에 도달하였으며, 낮은 Cs 농도(0.5 mg/L) 조건에서도 높은 Cs 제거 효율(> 90.0%)을 보였다. 흡착 등온 모델링 결과, 단일 흡착을 가정하는 Langmuir 흡착 등온 모델에 대응되는 경향을 보였으며, 흡착 동역학 모델링 결과 흡착 경향이 유사 2차 속도(pseudo second order kinetic) 모델과 일치하는 경향을 보였고, 이러한 결과는 단순한 물리적 흡착보다 이온 교환과 같은 화학적 흡착이 우세함을 의미한다. 고농도의 Cs 용액으로 반응시킨 Na-S-CMDS의 XRF/XRD 분석 결과, Na-S-CMDS 내 Na 함량은 감소하고 흡착 전 존재하던 erdite (NaFeS₂·2(H₂O))가 관찰되지 않는 것을 통해, Na⁺과 Cs⁺ 사이에서 활발한 이온 교환 반응이 진행되었음을 알 수 있었다. XPS 분석 결과, Na-S-CMDS에서 Cs와 S 사이의 강한 결합 작용이 관찰되었으며, 이러한 Cs와 S(또는 S-복합체)내 결합에너지 감소도 Na-S-CMDS의 Cs 흡착능을 증가시키는 요인으로 판단되었다. 본 연구를 통해 기존에 폐기물로 처리되었던 석탄광산배수슬러지를 개량하여 제조한 Na-S-CMDS는 기존의 Cs 흡착제보다 제조 비용이 저렴하고, 해수 및 지하수와 같이 이온 강도는 높지만 Cs 농도가 낮은 대규모 오염 수계에서도 Cs 흡착능이 높게 유지되어, 현장에서 효과적인 Cs 흡착제로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제54권6호
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• pp.689-698
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• 2021

2007년부터 국내 광해방지기본계획이 추진되어 광해발생 광산에 대한 광해방지사업이 진행되어 왔으며 2011년부터 2015년까지 254개 광산에서 발생된 광해를 처리 및 복구하였다. 그러나 추가적인 광해 발생 발견으로 오염갱내수 유출량이 지속적으로 증가함에 따라 보다 효율적이고 경제적인 처리기술이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 정수처리장의 슬러지 폐기물을 활용해 제조한 알럼 슬러지 흡착제(Alum based adsorbent, ABA-500)와 과립상 철수산화물 흡착제(Granular ferric hydroxide, GFH)를 광산배수 내 오염물질인 비소를 대상으로 각각의 흡착특성을 비교 및 분석했다. 이들 흡착제의 주요 구성 성분은 각각 알루미늄/규소 계열의 광물과 비정질 철수산화물이었다. 고형첨가방법으로 흡착제의 영전하점을 분석한 결과 ABA-500, GFH 각각 pH 5.27, 6.72에서 표면전하량이 0이 되었다. BET 분석을 통한 질소 등온 흡탈착 결과 세 흡착제 모두 메조기공이 발달해 있었고, GFH의 비표면적은 257 m²·g^-1으로 126~136 m²·g^-1인 ABA-500 보다 매우 높은 값을 보였다. 세 종류의 흡착제로 비소 흡착 회분식 실험을 진행했으며, 반응시간과 초기 비소농도, pH 및 온도에 따라 흡착효율을 비교했다. 동적흡착실험 결과 GFH, ABA-500(granule), ABA-500(3mm) 순으로 빠르게 비소를 흡착했고 세 흡착제 모두 유사 2차 반응속도 모델을 따르는 것으로 나타났다. 또한 세 흡착제 모두 낮은 pH와 높은 온도에서 비소 제거율이 증가했으며, GFH가 가장 뛰어난 비소 흡착능을 보였다. 흡착제 ABA-500(granule)과 GFH를 초기 농도에 따라 1시간 반응시킨 경우 0.2와 1 mg·g^-1 이하 조건에서 비소를 국내 음용수 기준치 이하로 제거할 수 있었다. 따라서 정화대상지의 비소 오염 정도가 낮은 경우 경제성을 고려해 ABA-500(granule)을 흡착매질로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권1호
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• pp.43-57
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• 2005

주암댐에 유입된 호저퇴적물의 입도(2mm-200{\mu}m,\;200-100{\mu}m,\;100-50{\mu}m,\;50-20{\mu}m,\;<20{\mu}m)별 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn)의 이동과 퇴적 후 중금속의 수직적 분산 특성을 규명하기 위하여 12개 지점의 호저퇴적물과 3개 지점의 코아시료를 채취하였으며, 코아시료는 2-5 cm 간격으로 절단하여 깊이별 간극수와 퇴적물의 중금속 함량을 측정하였다. 호저퇴적물의 퇴적속도를 측정하기 위하여 코아시료에 대한 $^{210}Pb$ 동위원소 연구를 수행하였다. 주암댐 호저 퇴적물의 중금속 및 미량원소의 함량은 퇴적위치와 상관없이 거의 일정한 함량을 보이며.,평균 함량은 $As\;14.9\;{\mu}g/g,\;Cd\;0.81\;{\mu}g/g,\;Cu\;30.7\;\;{\mu}g/g,\;Ni\;34.7\;{\mu}g/g,\;Pb\;63.3\;{\mu}g/g,\;Zn\;87.9\;{\mu}g/g$이다. Cu, Pb, Zn, Ni 및 Cd의 함량은 $20\;{\mu}m$ 이하 입도의 퇴적물에서 가장 높은 반면, As는 $2mm-200{\mu}m$ 혹은 $200-100\;{\mu}m$ 입도의 퇴적물에서 가장 높다. 간극수에 용해된 원소 중에서 가장 함량이 높은 것은 Fe와 Mn 이었으며, 코아시료의 상부로부터 심부로 갈수록 함량이 증가하는 수직적 분산특성을 나타낸다. 반면에 용존 Zn과 Cu함량은 코아시료의 최상부에서 가장 높게 나타나며, 이는 산화:환원 전위차에 따른 유기물질 및 산화광물의 용해작용과 관련이 있다. 코아시료의 퇴적물 내 Cu, Ni, Pb 및 Zn 함량은 0-4 cm구간에서 가장 높은 표면집적 현상이 관찰되며, Pb와 Cu 함량이 현저하게 높은 데, 이는 인위적인 오염에 기인하는 것으로 해석된다. $'unsupponed\;^{210}Pb'$을 이용하여 계산된 호저퇴적물의 퇴적 속도는 $\omega=0.91\;cm\;year^{-1}$ 이며, 이를 적용하면 주암댐이 완공된 이후 약 10 cm의 퇴적물이 평균적으로 퇴적된 것으로 추정된다. 이러한 자료는 주암댐 호수 바닥에 퇴적된 퇴적물의 관리방안을 마련하는 데 중요한 정보로 사용될 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제41권4호
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• pp.405-425
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• 2008

하천수와 하천퇴적물에 의한 주암호 내 미량원소의 유입량 및 하천퇴적물 입도에 따른 미량원소의 지구화학적 거동을 규명하기 위하여 주암호 주변의 3 4차 수계 32 지점에서 채취한 하천퇴적물과 하천수의 미량원소(비소, 카드뮴, 크롬, 구리, 니켈, 납, 아연)를 분석하였고, 하천수의 경우에는 주요 양이온 및 음이온을 함께 분석하였다. 또한 집수 유역 내 모암 및 오염원 분포를 고려하여, 대표적인 8개 지점의 하천퇴적물을 선택하고, 입도($2\;mm{\sim}200\;{\mu}m$, $200{\sim}100\;{\mu}m$, $100{\sim}50\;{\mu}m$, $50{\sim}20\;{\mu}m$, < $20\;{\mu}m$) 별로 미량원소 함량을 구하였다. 주암호 집수유역 하천수는 오염원(탄광, 금속광, 농경지, 주거) 별로 4개 유형의 수질유형(Ca-Mg-$HCO_3$, Ca-Na-$HCO_3$-Cl, Ca-Na-$HCO_3-SO_4$, Ca-Na-$HCO_3$)의 특성을 반영하고 있다. 하천퇴적물의 입도와 미량원소 농도와의 상관성은 주암호으로 유입되는 미량원소의 지화학적 거동을 규명하는데 중요하다. 하상퇴적물의 입도가 작아질수록 미량원소 함량이 증가되는 뚜렷한 경향을 나타내고 있다. 폐금속광산 하류 하천퇴적물의 구리, 아연 및 납은 실트 입도(< $20\;{\mu}m$)에서 급격하게 증가되는 경향을 보이는 반면, 비소의 경우는 모래 입도($2\;mm{\sim}100\;{\mu}m$)에서 높은 함량을 나타내고 있다. 이는 퇴적물내의 구리, 아연, 납, 등 미량원소들은 실트 크기의 입자에 흡착된 상태고 주암호로 쉽게 이동됨을 지시해주고 있는 반면, 비소는 함 비소 광물상으로 이동되어 주암호로 유입될 가능성이 미약한 것으로 판단된다.

• 한국가금학회지
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• 제38권3호
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• pp.165-171
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• 2011

본 실험은 Cu-soy proteinate(Cu-SP)의 사료 내 첨가가 채란계의 생산성에 미치는 영향을 조사하기 위해 실시하였다. 사양 시험은 32주령의 채란계(Hy-Line Brown) 1,000수를 선별하여A형 2단 케이지에 총 5처리, 처리당 4반복, 반복당 50수(2수 수용 케이지 25개)씩 난괴법으로 배치하였다. 시험 기간 중 물과 사료는 자유섭취하도록 하였으며, 일반적인 점등 관리(16L + 8D)를 실시하였다. 시험구로는 대조구, Cu-SP 50(Cu-SP로 Cu 50 ppm), Cu-SP 100(Cu-SP로 Cu 100 ppm), Cu-SP 150(Cu-SP로 Cu 150 ppm) 그리고 Cu-SP 200(Cu-SP로 Cu 200 ppm 첨가) 등 총 5처리구들을 두었다. 일계산란율(hen-day egg production), 산란지수(hen-house egg production), 난중, 연 파란율은 처리구들간에 유의적인 차이가 없었다. 사료 섭취량과 사료 요구율은 Cu-SP 첨가구들이 대조구에 비하여 유의적으로(P<0.01) 낮았다. 난각 두께는 Cu-SP 처리구들이 대조구보다 얇았으나, 난각 강도는 처리들간에 유의한 차이가 없었다. 난황색과 난각 색도는 Cu-SP 100과 200구가 다른 처리구들과 비교하여 높았으나, 난황 내 광물질 함량은 처리구들간에 유의적인 차이는 없었다. 혈액 내 leukocytes와 erythrocytes의 수준에는 차이가 없었다. 결론적으로 Cu-SP로 Cu 50~200 ppm을 채란계 사료에 첨가 시 사료 섭취량과 사료 요구율을 유의하게 감소시켰다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제54권2호
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• pp.4-21
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• 2021

부여 능산리 서고분군 4차 발굴조사(2016년) 과정에서 석제용범이 1점 출토되었다. 석제용범은 초기철기시대의 동침 용범으로 보고되었지만 주형 형태로 보아 동침이 아닌 가랑비녀의 용범으로 추정된다. 이에 본고에서는 능산리 출토 석제용범에 대해 고고학적 분석을 통해 유물의 형태와 시기를 세밀하게 파악하고 자연과학적 분석을 통해 석재 재질 특성과 그 산지를 추정해 보았으며 이를 바탕으로 능산리 일대에서 가랑비녀 석제용범이 사용된 양상도 파악해 보았다. 용범은 평면 장방형(단면 장방형)에 가까운 형태로 석재의 표면에는 4줄로 나란하게 홈이 나 있다. 홈은 2줄씩 단측면 가까이에서 이어져 각각 좁은 ∩형을 이룬다. 주형 형태로 보아 용범은 각부 끝으로 갈수록 좁아지는 ∩형의 가랑비녀를 제작했던 유물로 추정된다. 한반도에서 가랑비녀는 낙랑을 포함하여 원삼국시대부터 나타나 삼국시대(백제)에 소수 나타나고 통일신라시대를 거쳐 고려시대에 상당히 성행한다. 가랑비녀는 시대별 형태 차이가 뚜렷한 편인데, 능산리 용범은 주형 형태로 보아 고려시대에 제작되어 사용된 유물로 판단된다. 능산리 서고분군에서는 이와 관련되는 유구로 고려시대로 추정되는 수혈유구도 확인되었다. 능산리 가랑비녀 용범을 제작한 석재는 녹니석, 각섬석, 활석을 주성분 광물로하는 녹니석편암으로 녹회색의 무르고 부드러운 석재이다. 이러한 암석은 인근의 부여 외산면, 청양, 공주, 예산지역 등에서 산출되는데 현장조사를 통해 능산리 용범과 가장 비슷한 것은 부여 외산면 지선리에서 예산 예산읍 수철리 일대에 이르는 지역에 넓게 분포하는 것으로 확인하였다. 그리고 부여 능산리와 그 주변 지역에서 출토된 고려시대 가랑비녀는 현재까지 70점 정도인데, 그 중 능산리 용범의 주형과 가장 비슷하게 제작했을 것으로 추정되는 유물은 부여 송국리 유적 분묘 출토 청동제 가랑비녀 등이다. 그동안 남한 지역에서 출토된 가랑비녀 석제용범은 10점을 넘지 못하는데, 대부분 통일신라시대 유물이고 확실한 고려시대 유물은 매우 드물다. 능산리 석제용범으로 보아 고려시대에는 다양한 청동기 제작기술이 존재했겠지만 주조공정도 함께 있었음을 알 수 있다. 청동유물을 제작하기 위한 석제용범은 주형을 새기는 작업이 용이한 석재를 우선적으로 선택하고자 했을 것이다. 능산리 출토 가랑비녀 용범은 고려시대(전기)에 20~50km 정도 떨어진 인근 지역(부여 외산면 지선리에서 예산 예산읍 수철리 일대)에서 용범 제작이 용이한 석재를 가져다가 청동유물을 제작한 후 이를 인근 유적(부여 송국리 유적 등) 일대에 공급했던 양상과 함께 이 시기까지도 석제용범을 이용한 주조 기술이 존재했음을 보여준다.

• 한국환경농학회지
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• 제35권2호
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• pp.152-157
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• 2016

바닥재에 의한 토양 내 카드뮴의 부동화기작 구명 및 바닥재 시용에 의한 상추의 카드뮴 흡수량 저감 효과를 확인하고자 카드뮴으로 오염된 토양에 바닥재를 0, 20, 40, 80 kg/ha로 처리 한 후 상추 내 카드뮴 흡수특성과 토양 내 카드뮴의 특성을 조사하였다. 바닥재 시용량 증가에 따른 pH 및 음하전도 값의 통계적 유의차는 없었으나 바닥재 시용량이 증가 할수록 토양의 pH 및 음하전도가 증가하였다. 바닥재 처리에 따른 토양 내 카드뮴의 분획특성을 조사한 결과 수용성 카드뮴의 경우 바닥재 처리량이 증가 할수록 토양 내 수용성, 치환성 및 carbonate 결합태, 유기물 결합태 형태의 카드뮴 함량이 감소되었으며, 특히 Fe/Mn 결합태의 카드뮴의 경우 바닥재 처리량이 증가 할수록 유의하게 감소되어졌다. 반면, 바닥재의 처리량이 증가할수록 광물내 고정태 카드뮴의 경우 유의하게 증가하였다. 상추의 재배기간 동안 가시적인 독성현상 및 생육저해 현상은 나타나지 않았다. 바닥재의 처리량이 증가할수록 상추 내 카드뮴의 농도는 감소하였다. 이는 토양 내 카드뮴 분획특성에서 나타난 것처럼 바닥재 시용량이 증가 할수록 식물이 이용 가능한 카드뮴의 형태가 감소됨에 따라 상추내 캄드뮴의 농도 역시 감소되었다고 판단된다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제14권2호
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• pp.257-290
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• 2005

1980년~2000년의 기간 동안 우리나라의 산업부문 최종에너지 소비량은 수송 가정 상업 기타부문의 최종에너지 소비량에 비해 더욱 가파르게 상승하였으며 외환위기의 영향도 다른 에너지 소비부문에 비해 적게 받고 있는 것으로 나타나고 있다. 본 연구는 꾸준한 증가추세로 나타난 국내 산업부문의 에너지 소비량의 변화 요인 및 산업계의 에너지 저소비형 산업구조 구축을 위한 노력 여부를 산업별로 분석하기 위하여 Chen and Rose(1990)의 two-tier KLEM모형형 구조분해분석(Structural Decomposition Analysis)모형을 확장하여 총 17가지 요인으로 1980년~2000년의 기간 동안의 국내에너지 소비량의 변화를 분석하였다. 본 연구에서 사용한 산업 분류는 2000년도 산업연관표에서 석탄과 석탄제품, 연료유, 전력, 도시가스의 에너지 부문과 대분류를 기준으로 한 28개 산업부문으로 분류하였으며 개별 산업별로 분석함으로써 산업별 에너지소비구조 변화 요인을 확인하고 의미있는 소비구조 변화가 있었던 전기 전자 제조업, 건설업, 제1차금속 제조업을 대상으로 비교분석을 하였다. 분석결과 에너지를 많이 사용하는 산업인 제1차금속제품 제조업, 화학제품 제조업, 비금속광물제품 제조업 등이 1980년~2000년의 20년간 에너지 소비구조를 개선하기 위한 노력을 가장 많이 했다는 결과를 얻을 수 있었다. 이들 산업은 에너지, 재료의 생산성이나 중간수요 수입, 에너지간 대체, 재료간 대체 효과 등에서 고루 에너지 저소비구조로의 개선 노력이 보이고 있으므로 산업의 특성상 에너지 사용량이 많기는 하지만 에너지를 최대한 효율적으로 사용하기 위한 노력을 기울여 왔다고 할 수 있다. 또한 산업별로 에너지 소비량 변화요인의 패턴이 다르게 나타났으며 전기전자산업과 1차금속산업, 건설산업을 비교했을 경우 전기전자산업은 생산성을, 건설산업은 투입 구조를 에너지 저소비구조로 개선하기 위한 노력이 필요한 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 에너지 다소비산업이 에너지 소비구조를 개선하기 위하여 에너지 생산성과 에너지원 대체 요인을 중심으로 상당한 노력을 하였음을 알 수 있으며 산업별로 에너지 소비량 변화요인의 패턴이 다르므로 에너지소비절약을 위한 정책 역시 산업별로 이루어져야 함을 확인할 수 있다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제37권sup2호
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• pp.427-445
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• 2007

임플란트와 골 사이의 결합력을 증가시키기 위하여 타이타늄 표면에 변화를 주기위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 타이타늄의 표면 구조나 미세 지지도의 변화가 임플란트에 대한 세포의 반응에 영향을 미치며, 골아 유사세포는 표면 조도가 높은 타이타늄 표면에 더 잘 부착하며, 세포외 기질의 합성과 광물화 결정이 더 잘 일어난다고 알려져 있다. 그러나 대부분의 연구들은 마이크로 단위의 미세 지지도에 대한 연구들이고 나노 단위의 미세 지지도에 대한 연구들은 미미하다. 이에 본 연구에서는 ROS 17/2.8 cell line을 이용하여 기계적 처리만한 군을 대조군으로 하여 blasting 처리한 마이크로 단위의 미세 지지도 표면과 알칼리 처리된 나노 단위의 미세 지지도 표면에 대한 골아 유사세포의 세포 부착양상, 증식 그리고 골아 유사세포의 표식인자 발현양상 등을 상호 비교하여 골아 유사세포에 미치는 영향을 관찰하고자 하였다. SEM을 이용한 미세 지지도 관찰에서 알칼리 처리군에서는 약 200mm의 초미세 다공성의 양상을 나타내었고, blasting 처리한 군에서는 $10\;{\mu}m$ 이하의 움푹 파인 양상을 보였다. 표면조도 측정에 있어서는 blasting 처리한 군에서 기계적 처리와 알칼리 처리된 군보다 더 높은 표면 조도를 보였으며 이는 통계학적으로 유의한 차이를 나타내었다 (p<0.01). 표면결정성 분석에서는 알칼리처리 군에서 anatase와 rutile결정형이 보였으나, blasting 처리한 군과 기계적 처리 군에서는 관찰되지 않았다. 골아 유사세포 1시간 배양 후의 전자현미경 관찰에서 모든 군의 세포는 부착 및 전개 과정을 보였고, 3시간 배양에서는 모든 군의 세포가 더 많이 전개되었으나, blasting 처리한 군과 알칼리처리 군에서 세포가 다소 더 불규칙한 형태를 나타내었다. 24시간 배양에서는 모든 군의 세포에서 완전히 전개가 일어난 양상을 보였다. 1, 4, 7일간 세포배양 후 세포활성을 평가하기 위한 MTT assay에서는 모든 군에서 시간이 증가함에 따라 세포수가 증가하였으며, 1일째에 blasting 처리한 군과 알칼리처리 군에서 기계적 처리 군에 비해 세포활성도가 통계학적으로 유의한 증가를 보였다(p<0.01). 골아 유사세포 표식인자인 osteopontin, alkaline phosphatase, ${\alpha}\;1(1)$ collagen의 유전자 발현양상을 관찰해 본 결과, osteopontin, alkaline phosphatase, ${\alpha}\;1(1)$ collagen의 유전자 발현양상이 세 군 모두에서 유의한 차이는 관찰할 수 없었으나, blasting 처리한 군과 알칼리처리 군에서 기계적 처리 군에 비해 유전자 발현양상이 다소 증가하는 경향을 보였다. 결론적으로 blasting 처리한 마이크로 단위의 미세 지지도 표면과 알칼리 처리된 나노 단위의 미세 지지도 표면이 기계적 처리 군에 비해 골아 유사세포의 기능을 촉진시키나, 알칼리 처리된 나노 단위의 미세 지지도 표면은 blasting 처리한 마이크로 단위의 미세 지지도 표면이 골아 유사세포의 기능에 미치는 영향을 압도하지는 않는 것으로 사료된다.