• 한국운동역학회지
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• 제12권2호
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• pp.179-195
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• 2002

본 연구의 목적은 현대 스포츠가 점점 스피디하고 격렬한 상황의 연출을 요구하고 있는 상황에서 순간적으로 신속 정확한 판단력과 그에 따른 재빠르고 민첩한 행동이 필요할 때가 많으므로 준비동작에 대한 운동역학적 메카니즘의 이해가 필요하다고 판단되어 연구를 실시하였다. 따라서 본 연구에서는 준비동작의 형태 변화(open stance & cross stance)에 따른 신체움직임을 운동역학적인 분석을 통하여 바람직한 준비동작의 모델을 제시하는데 있으며, 이러한 연구 목적을 달성하기 위하여 연구대상자는 부산 B대학교 핸드볼 선수인 남학생 5명과 부산 S대학교 사격 선수인 여학생 5명을 선정하여 실험하였다. 준비자세에서의 좌 우 전방향으로 이동시의 동작을 2대의 고속 비디오 카메라와 2대의 지면반력기 그리고 전신반응측정 장비를 이용하여 자료를 수집하였고, 준비자세에서의 좌 우 전방향 이동시의 메카니즘을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 준비자세에서 좌 우 전방향 이동시 cross stance 자세가 open stance 자세 보다 신체중심이동 속도가 빠른 것으로 분석되었으며, Take-off시 슬관절의 굴곡각은 약 $175^{\circ}$의 각도를 유지하고, 고관절의 굴곡각은 약 $172^{\circ}$의 각도를 유지하여 준비자세를 취하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. 둘째, 준비자세에서의 좌 우 전방향으로 이동시 지지시간과 지면반력분석 결과를 종합해 보면 준비동작에서 왼쪽방향으로 이동시 가장 빠른 신체중심이동 속도를 나타냈다. 셋째, 준비자세에서 좌 우 전방향 이동시 지면반력 분석 결과에서도 cross stance 자세가 open stance 자세보다는 왼발과 오른발에 체중을 적절히 분산시켜 준비동작을 수행할 수 있도록 하여 상해를 예방할 수 있으므로 cross stance 준비자세가 바람직한 것으로 분석되었다. 따라서 준비자세의 역학적인 메가니즘은 cross stance 자세가 open stance 자세보다 보다 바람직한 준비자세라고 할 수 있으나 반드시 개인차도 고려되어져야 할 것이다.

• 대한정형외과스포츠의학회지
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• 제8권1호
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• pp.26-32
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• 2009

목적: 사체의 원위 대퇴골을 이용하여 각각의 인대가 붙는 부위의 골 강도를 비교함으로서 재건술이나 인대 보강 술식시 고정에 참고할 수 있는 지표로 삼고자 하였다. 대상 및 방법: 10구의 사체, 15개의 원위 대퇴골을 이용하여 골밀도 측정 후 5 개의 원위 대퇴골에 5.0 mm 유관나사를 각각의 인대 부착부, 즉 전방 십자 인대, 후방 십자 인대, 내측 측부 인대, 외측 측부 인대의 부착부에 삽입하고 최대 인장 강도를 측정하였고(실험 1), 10개의 원위 대퇴골을 이용하여 돼지의 신전건을 각각의 인대 부착부, 즉 전방 십자 인대, 후방 십자 인대, 내측 측부 인대, 외측 측부 인대의 부착부에 삽입하고 흡수성 간섭 나사로 고정 후 최대 인장 강도를 측정하였다(실험 2). 결과: 골밀도 검사는 실험 1이 $1.205{\pm}0.137\;g/cm^2$, 실험 2가 평균 $1.236{\pm}0.089\;g/cm^2$로 양 군간의 차이는 없었으며, 실험 1의 최대 인장 강도는 전방 십자 인대 군이 평균 $519.1{\pm}111.7$ N, 후방 십자 인대 군이 평균 $638.9{\pm}144.4$ N, 내측 측부 인대군이 평균 $169.7{\pm}56.0$ N, 외측 측부 인대 군이 평균 $225.6{\pm}61.5$ N으로 후방 십자 인대 군, 전방 십자 인대 군, 외측 측부 인대 군, 내측 측부 인대 군 순이었고, 실험 2의 최대 인장 강도는 전방 십자 인대 군이 평균 $310.6{\pm}31.0$ N, 후방 십자 인대 군이 평균 $379.9{\pm}47.4$ N, 내측 측부 인대 군이 평균 $104.01{\pm}14.4$ N, 외측 측부 인대 군이 평균 $131.5{\pm}21.9$ N으로 실험 1과 동일한 순이었다. 양 실험 모두 전방 십자 인대 군과 후방 십자 인대 군 간, 내측 측부 인대 군과 외측 측부 인대 군 간 강도의 유의한 차이는 없었으며, 내측 측부 인대 군과 외측 측부 인대 군이 전방 십자 인대 군과 후방 십자 인대 군에 비해 강도가 유의하게 낮았다. 결론: 대퇴 터널과 동일한 두께, 최소 길이의 간섭 나사못 고정은 불충분한 고정력을 제공하므로 전방 십자인대, 후방 십자인대, 내, 외측 측부 인대 재건술시 부가적인 술식이 필요하며 특히 외측 측부 인대와 내측 측부 인대 부착 부위의 강도는 후방십자 인대와 전방 십자 인대 부착 부위의 강도에 비해 현저히 약하므로 외측 또는 내측 측부 인대 재건술 및 보강술시 고정 방법에 대해 주의를 요하며 이를 보강할 수 있는 술식이 필요로 하다고 사료된다.

• Clinics in Shoulder and Elbow
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• 제14권1호
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• pp.35-45
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• 2011

목적: 본 연구의 목적은 고해상도 자기공명영상 장치를 이용하여 젊은 성인에서 병변이 없는 견갑하근의 건 부분의 구조적 특성에 대하여 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2007년 4월부터 2010년 5월까지 상완-관절와 불안정성 및 비특이적 견관절 통증을 평가하기 위해 본원 정형외과 외래를 방문한 20대의 젊은 성인들에서 시행한 총 88예 (88견관절)의 고해상도 자기공명영상을 대상으로 하였다. 모든 예에서 견갑하근의 근-건 단위에서의 병변은 관찰되지 않았다. 자기공명영상에서 견갑하근의 근-건 단위에 대한 횡적 길이를 측정하였으며, 각 근육 내 건가닥의 수를 측정하였다. 결과: 자기공명영상에서 설정된 축상 기준면 상 측정된 견갑하근의 건대의 횡적 길이는 평균 15.0 mm (범위: 8~20 mm)였고, 전체 건 부분의 횡적 길이는 48.9 mm (범위: 40~60 mm)였다. 또한 관상사면을 기준으로 관절와의 가장 내측 면을 지나는 영상에서 측정한 근육 내 건가닥의 수는 20예에서는 3개 (22.72%), 45예에서는 4개 (51.14%) 그리고 23예에서는 5개(26.14%)였다. 또한 관상사면을 따라 견갑하근의 근-건 단위를 추적하였을 때, 외측으로 갈수록 건가닥의 형태가 점진적으로 둥글어지고 두꺼워지는 것을 관찰할 수 있었으며, 상방으로 수렴되는 방향성을 가지는 것이 관찰되었다. 결론: 자기공명영상을 이용하여 견갑하근의 건 부분에 대한 구조와 형태적 특성을 관찰할 수 있었다. 이러한 자기공명영상의 분석과 이해는 견갑하근에 대한 연구의 생역학적 기초를 제공하게 될 것으로 생각하며, 견갑하근의 파열과 정상적인 생역학적 기능을 회복하기 위한 수술적 접근의 근거로 제시될 수 있을 것으로 생각한다.

• 대한소아치과학회지
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• 제31권2호
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• pp.228-235
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• 2004

하악 과두의 발달과 증식은 측두하악관절 부위의 생역학적 환경의 변화에 따라 변경될 수 있다. 이 부위에 전달되는 생역학적 하중은 섭취하는 음식물의 경도를 다르게 함으로써 변화시킬 수 있다. 이번 연구의 목적은 성장 중인 쥐에서 부드러운 음식물의 섭취에 의해 저작력을 변화시키는 것이 하악 과두의 해면골의 형태를 변화시킬 수 있는지 미세전산화 단층촬영을 이용하여 분석하는 것이었다. 생후 21일 된 C57BL/6 쥐 36마리를 무작위로 두 그룹으로 나누었다. 8주 동안 대조군의 쥐들은 일반적인 딱딱한 덩어리의 사료를, 실험군의 쥐들은 덩어리의 사료를 잘게 갈은 후 물과 섞어 부드럽게 만들어 먹였다. 또한 실험군의 쥐들의 하악 절치를 일주일에 두 번씩 잘라서 짧게 만들었다. 8주 후 모든 쥐들을 희생하여 우측 하악 과두를 준비하였다. 미세전산화 단층촬영과 삼차원 영상 분석프로그램을 이용하여 하악 과두 해면골의 bone volume(BV), bone surface(BS), total volume(TV) bone volume fraction(BV/TV), surface to volume ratio(BS/BV), trabecular thickness(Tb. Th.), structure model index(SMI)와 degree of anisotropy(DA)를 측정하고 이들 값으로부터 trabecular number(Tb. N.)와 trabecular separation (Tb. Sp.)을 계산하였다 미세전산화 단층영상을 얻은 후 하악 과두의 조직 표본을 만들었다. 연구 결과는 다음과 같았다. 1. Bone volume fraction(BV/TV), trabecular thickness(Tb. Th.)와 trabecular number(Tb. N.)가 대조군에 비해 부드러운 음식을 먹인 실험군에서 유의하게 감소되었다(p<0.05). 2. Trabecular separation(Tb. Sp.)은 부드러운 음식을 먹인 실험군에서 유의하게 증가하였다(p<0.05). 3. Surface to volume ratio(BS/BV), structure model index(SMI), degree of anisotropy (DA)는 두 군 사이에 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 4. 조직 절편을 관찰한 결과, 부드러운 사료를 먹인 실험군에서 하악 과두의 연골층의 증식 층과 전체 두께가 상당히 감소하였다.

• Clinics in Shoulder and Elbow
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• 제12권2호
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• pp.207-214
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• 2009

목적: 관절경 하 회전근 개 봉합에서 일반적으로 건-봉합간 접촉면 (tenon-suture interface) 에 약한부위 (weak link)가 형성되어 있어 관절경 하 회전근 개 봉합은 개방적 봉합술보다 높은 재파열율을 가진다. 이 연구의 목적은 봉합사를 뼈에 고정할 때 관절경으로 사용할 수 있는 UU (Ulsan University) 봉합과 개방적 변형 MA (Mason-Allen) 봉합의 강도를 비교하는 것이다. 대상 및 방법: 한 구의 사체 극상근 건을 채취하여 절반으로 나눈 후 다시 절반을 나누어 사체의 어깨 관절 한 구당 네 개의 건을 만들어 총 24개의 검체를 만들었다. 두 봉합 형태 (UU, MA)는 무작위로 선택하였으며 각각의 건에 시행하였다. 검체는 0.25 Hz에서 5~30N의 조절된 외력하에서 50회 주기 부하 (cyclic loading)를 받았다. 각 검체는 초당 1mm의 전이가 되는 상황하에서 파열이 발생할 때(ultimate tensile load)까지 부하를 받았다. 조건 이완 (condition elongation), peak-to-peak 전이(displacement), 기울기 (stiffness), 최대 인장력 (ultimate tensile load), 파열 양상 (mode of failure) 등을 기록하였다. 결과: 주기 부하 실험에서 두 봉합 형태 간 유의 있는 차이는 없었다. 최대 장력 실험에서 UU 봉합과 변형 MA (Mason-Allen) 봉합 간에 통계학적으로 유의한 차이는 없었다 (109.4 N, and 110.6 N). 양 봉합 형태에서 가장 흔한 파열 양상은 봉합의 빠짐 (suture pull-out)이었다. 결론: UU 봉합과 변형 MA 봉합은 유사한 생역학적 특성을 가진다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제30권7호
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• pp.883-890
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• 2001

Objectives : An in vitro biomechanical study of posterior lumbar interbody fusion(PLIF) with threaded cage using two different approaches was performed on eighteen functional spinal units of bovine lumbar spines. The purpose of this study was to compare the segmental stiffnesses among PLIF with one long posterolateral cage, PLIF with one long posterolateral cage and simultaneous facet joint fixation, and PLIF with two posterior cages. Methods : Eighteen bovine lumbar functional spinal units were divided into three groups. All specimens were tested intact and with cage insertion. Group 1(n=12) had a long threaded cage($15{\times}36mm$) inserted posterolaterally and oriented counter anterolaterally on the left side by posterior approach with left unilateral facetectomy. Group 2(n=6) had two regular length cages($15{\times}24mm$) inserted posteriorly with bilateral facetectomy. Six specimens from group 1 were then retested after unilateral facet joint screw fixation in neutral(group 3). Likewise, the other six specimens from group 1 were retested after fixation with a facet joint screw in an extended position(group 4). Nondestructive tests were performed in pure compression, flexion, extension, lateral bending, and torsion. Results : PLIF with a single cage, group 1, had a significantly higher stiffnesses than PLIF with two cages, group 2, in left and right torsion(p<0.05). Group 1 showed higher stiffness values than group 2 in pure compression, flexion, left and right bending but were not significantly different. Group 3 showed a significant increase in stiffness in comparison to group 1 for pure compression, extension, left bending and right torsion(p<0.05). For group 4, the stiffness significantly increased in comparison to group 1 for extension, flexion and right torsion(p<0.05). Although there was no significant difference between groups 3 and 4, group 4 had increased stiffness in extension, flexion, right bending and torsion. Conclusion : Posterior lumbar interbody fusion with a single long threaded cage inserted posterolaterally with unilateral facetectomy enables sufficient decompression while maintaining a majority of the posterior elements. In combination with a facet joint screw fixation, adequate postoperative stability can be achieved. We suggest that posterolateral insertion of a long threaded cage is biomechanically an ideal alternative to PLIF.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제30권2호
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• pp.131-136
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• 2001

목적 : 최근 척추 수술에 나사못을 사용하는 빈도와 범위가 넓어 지고 있는데 때로 수술 중 한번 삽입하였던 나사못을 다시 사용하는 경우가 있다. 인체 골과 타이타늄의 탄성계수가 크게 차이 나지만 반복 삽입 과정에서 나사못의 이가 손상될 가능성이 있다. 저자들은 나사못의 반복 삽입이 나사못의 인출 저항에 미치는 영향을 조사하였다. 방법 : 각각 6개의 세가지 다른 종류 cortical lateral mass screw, cancellous lateral mass screw and cervical vertebral body screw의 나사못을 시험하였다. 나사못을 인체의 골과 비슷한 밀도의 인공합성골에 삽입하였으며 삽입 중 삽입력을 측정하였고 그 후 Instron(Model TT-D, Canton, MA)을 이용하여 2.4mm의 속도로 인출하여 인장항력을 digital oscilloscope에 기록하였다. 위의 과정을 3회 반복하여 기록한 뒤 나사못을 광학 현미경으로 확대하여 관찰하였다. 결과 : cortical lateral mass screws의 평균 인장항력(1회인장 시험 $185.66N{\pm}42.60$, 2회 인장시험 $167.10N{\pm}27.01$, 3회인장 시험 $162.52N{\pm}23.83$ : p=0.03)과 cervical vertebral body screws ($386.0N{\pm}24.1$, $360.2N{\pm}17.5$ and $330.9N{\pm}16.7$ : p=0.0024)은 반복하여 삽입, 인장 검사 할 때 마다 감소하였으나 cancellous lateral mass screws의 평균 인장항력($194.00N{\pm}36.47$, $219.24N{\pm}26.58$ and $199.49N{\pm}36.63$ : p=0.24)은 감소하지 않았다. 전자현미경 소견에서 나사이의 끝이 무디어지고 표면이 문드러진 것을 관찰할 수 있었다. 결론 : 일부 나사못을 반복하여 삽입한 후 나사못의 인장항력이 감소되었으므로 수술중 여러번 삽입하였던 나사못은 최종 구조물에 사용되지 않아야 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.86-92
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• 2022

최근 COVID-19 팬데믹 등 다양한 이유로 인해 바이오 헬스케어 시장이 전세계적으로 활성화되고 있다. 그 중, 생체정보 측정 및 분석 기술은 앞으로의 기술적 혁신성과 사회경제적 파급효과를 불러일으킬 것으로 예측된다. 기존의 시스템은 생체 신호를 받아 신호 처리를 하는 과정에서 신호 송×수신부, 운영체제, 센서, 그리고 인터페이스를 구동하기 위한 대용량 배터리를 필수적으로 요구한다. 하지만, 배터리 용량의 한계가 인해 시×공간적인 기기 사용의 제한을 야기하며, 이는 사용자의 헬스케어 모니터링에 필요한 데이터의 단절에 대한 원인으로 작용할 수 있으므로 헬스케어 디바이스의 큰 걸림돌 중의 하나이다. 본 연구에서는 생체정보 측정 장치에 접촉대전 효과(Triboelectric effects)와 전자기유도 효과(Electro-magnetic effects)를 융합하여, 외부 전원을 요구하지 않는 독립 구동이 가능한 시스템을 구성하여 시×공간적으로 사용 제한이 없는 소형 생체정보 측정 모듈을 설계 및 검증했다. 특히, 다양한 헬스케어 모니터링 중 족압 계측을 통해 사용자의 보행 습관 등을 파악할 수 있는 무선 족압 계측 모니터링 시스템을 검증했다. 보행 시 발생하는 접촉×분리 움직임에서 접촉대전 효과를 이용한 효과적인 압력 센서와 압력에 따른 전기적 출력신호를 통해 족압 센서를 만들고, 축전기를 이용한 신호처리 회로를 통해 이의 동적 거동을 계측할 수 있다. 또한, 출력된 전기신호의 무선 송×수신용 전원으로 사용하기 위해 전자기 유도 효과를 이용하여 보행 시 생기는 생체역학적 에너지를 전기에너지로 수확했다. 따라서, 이번 연구는 사용자가 제한적인 배터리 용량 때문에 생기는 충전에 대한 불편함을 줄일 수 있고, 뿐만 아니라 데이터 단절에 대한 문제점을 극복할 수 있는 방법으로서 큰 잠재력을 보여줌을 시사한다.

• 구강회복응용과학지
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• 제24권1호
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• pp.41-56
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• 2008

상용 임플란트의 표면을 개질하기 위해 물리적, 화학적 방법을 이용한 새로운 표면이 증가하고 있으며 이에 대한 골반응도 다를 것으로 예상할 수 있지만 대부분의 연구는 단순히 기계절삭형 임플란트와의 비교만을 하고 있다. 본 연구에서는 4종의 다른 개질된 표면을 가진 상용 임플란트를 가토의 경골에 식립한 후 생역학적, 조직형태학적으로 비교하였다. 연구 결과, 모든 임플란트는 6주 후 안정적인 골유착을 이루고 있었으며 4종의 표면개질의 차이에 의한 공진주파수 및 조직형태학적 골반응의 차이는 없었으며 표면개질을 비교하기 위해 피질골 하방으로 증식한 골을 비교하는 것이 유용하였다. 생역학적, 조직형태학적 골반응에 비해 미세단층촬영(micro-CT)를 이용하는 비교법은 유용성과 정확도가 낮은 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제34권3호
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• pp.250-265
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• 2008

Distraction osteogenesis is a well-established clinical treatment for limb length discrepancy and skeletal deformities. Appropriate mechanical tension-stress is believed not to break the callus but rather to stimulate osteogenesis. In contrast to fracture healing, the mode of bone formation in distraction osteogenesis is primarily intramembranous ossification. Although the biomechanical, histological, and ultrastructural changes associated with distraction osteogenesis have been widely described, the basic biology of the process is still not well known. Moreover, the molecular mechanisms in distraction osteogenesis remain largely unclear. Recent studies have implicated the growth factor cascade is likely to play an important role in distraction. And current reserch suggested that mechanical tension-stress modulates cell shape and phenotype, and stimulates the expression of the mRNA for bone matrix proteins. The purpose of this study is to examine the pattern of expression of growth factors($TGF-{\beta}1$, IGF-I, bFGF) and extracellular matrix proteins(osteoclacin, osteonectin) related to osteogenesis by osteodistraction of the mandible in rabbits. 24 rabbits is used for this experiment. Experimental group are gradual distraction(0.7mm, twice/day), acute distraction(1.4mm, twice/day) and control group is only osteotomized. After 5 days latency, osteotomic site is distracted for each 7 days and 3.5 days. Consolidation period is 28 days. The animal is sacrificed at the 3th, 7th, 14th, 28th. The distracted bone is examined by immunohistochemical analysis and RT-PCR analysis. The results obtained from this study were as follow : No significant difference was found on clinical examination according to distraction rate, but gradual distraction was shown to improve regenerate bone formation on radiographic and histologic examination. Growth factors and extracelluar matrix proteins expression increased in distraction group than control group. From these results, it could be stated that graudal distraction is shown to improve and accelerate bone formation and mechanical stress like distraction has considerable effects on osteogenesis related factors. And rabbit is the most appropriate animal model for further reseach on the molecular mechanisms that mediate osteodistraction. It is believed that understanding the biomolecular mechanisms that mediate distraction osteogenesis may guide the development of targeted strategies designed to improve distraction osteogenesis and accelerate bone healing.