• 제목/요약/키워드: Biomedical materials

검색결과 1,130건 처리시간 0.025초

Lumbar spine 의 뼈와 Interbody cage의 접촉면에서 기계공학적 민감성 고찰 (The Mechanical Sensitivity at Interfaces between Bone and Interbody Cage of Lumbar Spine Segments)

  • 김용
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
    • /
    • 제21권3호
    • /
    • pp.295-301
    • /
    • 2000
  • 뼈의 성장에 미치는 많은 요소들 중에서 implant의 상대적인 미세운동(relative micromotion)은 뼈의 implant와의 접합을 방해하는 것으로 알려져 왔다. 그런데 이러한 상대적인 운동 및 spinal stability에 직접적으로 영향을 주는 하중조건, spinal material의 물성치, spinal geometry 및 뼈와 implant의 접촉면에서의 마찰계수를 고려하기 위하여, 하나의 titanium interbody cage 가 삽입된 human lumbar segments (L4-L5)의 유한요소 모델이 개발되었다. 이러한 유한요소 모델의 해석을 통하여 상대적인 미세운동, Posterior의 수직적인 변위, von Mises 응력 및 마찰력이 예측되었다. Cancellous bone. annulus fibers 및 ligaments의 기계적인 물성치의 감소 또는 접촉면에서의 마찰계수의 감소는 상대적인 미세운동 (relative micromotion or slip distance)을 증가 시켰다. 접촉면에서의 normal force는 뼈의 밀도 (cancellous bone density) 가 감소하거나 접촉마찰계수가 증가하면 감소했다. 특히 하중조건에 있어서, compressive preload에 대한 torsion의 추가는 접촉면의 anterior부위에서 상대적인 미세운동을 증가 시켰다. 하지만 디스크면적이 증가할수록 상대적인 미세운동은 감소했다. 결론적으로, 접촉면의 기계공학적 거동 (Relative micromotion, stress response, posterior axial displacement and contact normal force)은 접촉면의 마찰계수 뼈의 밀도, 하중조건 및 노화에 따른 형상/물성의 변화에 매우 민감함을 보이고있다.

  • PDF

대체혈액을 이용한 인공폐의 평가에 관한 연구 (The Evaluation of Artificial Lung Using Blood Substitutes)

  • 김기범;홍성출;김민호;정경락;이삼철
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
    • /
    • 제21권3호
    • /
    • pp.311-320
    • /
    • 2000
  • 본 연구에서는 새롭게 설계한 인공폐 모듈을 사용하여 인공폐의 효율을 평가하기 위한 압력손실과 산소전달에 대한 실험을 수행하였다. 또한 증류수, 아황산나트륨용액을 혈액대용물질로 사용하여 다른 인공폐의 성능을 평가하였다. 혈액대용물질은 압력손실과 산소운반력을 연구하는데 전혈(whole blood)에 비해 장점이 많다 즉. 이들은 상대적으로 값이 저렴하고 조절하여야 할 변수가 적다. 또한 이 용액을 사용하게 되면 탈산화장치가 필요 없으며 실험결과의 분석이 상대적으로 쉽다. 전혈과 같은 산소분압을 갖는 아황산나트륨용액을 사용하는 경우 아황산나트륨 용액의 산소전달속도는 전혈을 사용하는 경우의 산소전달속도와 거의 일치하였다. 이 실험에서 중공사모듈의 산소전달속도를 측정하는데 아황산나트륨용액이 혈액대용물질로 이용될 수 있음을 보였다. 이 인공폐 모듈에서는 용액이 중공사의 바깥쪽으로 흐르도록 설계하였는데 이 실험용 인공폐는 압력손실이 안쪽으로 흐르도록 하는 흐름에 비해 $1/3\~1/6$였다.

  • PDF

부정형 방사선 조사면에 대한 투과선량 보정 알고리즘 (Transmission Dose Estimation Algorithm for Irregularly Shaped Radiation Field)

  • 윤형근;지의규;허순녕;우홍균;이형구;신교철;김시용;하성환
    • Radiation Oncology Journal
    • /
    • 제20권3호
    • /
    • pp.274-282
    • /
    • 2002
  • 목적 : 방사선치료시 환자에 조사되는 방사선량을 매 치료시마다 간편하게 확인하기 위한 생체내(in vivo) 선량측정의 한 방법으로 투과선량을 이용하는 새로운 시스템에 필요한 알고리즘을 이미 개발한 바 있다. 본 연구에서는 조사면 일부가 차폐된 부정형 조사면에서 적용하기 위한 보정 알고리즘을 개발하고자 하였다. 재료 및 방법 : 알고리즘을 개발하기 위한 기본 자료를 마련하기 위하여 투과선량 측정을 시행하였다. 측정에는 선형가속기의 6 MV 및 10 MV의 X선을 이용하였고, 이온함형 측정기 및 전위계를 사용하였다. 측정조건으로는 조사면의 크기(collimator opening)는 $2\times2\;cm^2$에서 $32\times32\;cm^2$까지 한 변을 2 cm씩 증가시켜 16단계로 하였고, 팬톰 두께(phantom thickness; Tp)는 0, 10, 20 및 30 cm, 팬톰과 측정기간의 거리(phantom chamber distance; PCD)는 10, 30 및 50 cm으로 하였다. 이 때 조사면의 일부를 차폐하였으며 차폐되지 않은 유효조사면(effective field size)의 크기를 $5\times5,\;10\times10,\;15\times15$$20\times20\;cm^2$으로 하였다. 결과 : 조사면의 일부가 차폐체에 의하여 차폐된 경우 종양선량이 감소되며 동시에 투과선량도 감소된다는 물리학적인 추론을 이용하여 방사선조사면 일부 차폐가 투과선량에 미치는 영향을 보정하기 위한 알고리즘을 개발하였으며 조사면 일부가 차폐된 여러 측정 조건에서 알고리즘을 이용한 계산치와 실제측정치 간의 오차는 ${\pm}1.0\%$ 이내이었다. 결론 : 투과선량 계산 알고리즘은 조사면 일부가 차폐된 불규칙 조사면의 경우 ${\pm}1.0\%$ 이하의 오차 범위로 정확히 투과선량을 계산할 수 있음을 확인하였다.

분석측정범위의 실증적 평가 (An Empirical Study of the Analytical Measurement Range in Clinical Chemistry)

  • 장상우;이상곤;김영환;송은영;박용원;박병옥;류재기
    • 대한임상검사과학회지
    • /
    • 제38권2호
    • /
    • pp.117-124
    • /
    • 2006
  • The analytical measurement range (AMR) is the range of analyte values that a method can directly measure on a specimen without any dilution, concentration, or other pretreatment not part of the usual assay process. The linearity of the AMR is its ability to obtain test results which are directly proportional to the concentration of analyte in the sample from the upper and lower limit of the AMR. The AMR validation is the process of confirming that the assay system will correctly recover the concentration or activity of the analyte over the AMR. The test specimen must have analyte values which, at a minimum, are near the low, midpoint, and high values of the AMR. The AMR must be revalidated at least every six months, at changes in major system components, and when a complete change in reagents for a procesure is introduced; unless the laboratory can demonstrate that changing the reagent lot number does not affect the range used to report patient test results. The AMR linearity was total protein (0-16.6), albumin (0-8.1), total bilirubin (0-18.1), alkaline phosphatase (0-1244.3), aspartate aminotransferase (0-1527.9), alanine aminotransferase (0-1107.9), gamma glutamyl transpeptidase (0-1527.7), creatine kinase (0-1666.6), lactate dehydrogenase (0-1342), high density lipoprotein cholesterol (0.3-154.3), sodium (35.4-309), creatinine (0-19.2), blood urea nitrogen (0.5-206.2), uric acid (0-23.9), total cholesterol (-0.3-510), triglycerides (0.7-539.6), glucose (0-672.7), amylase (0-1595.3), calcium (0-23.9), inorganic phosphorus (0.03-17.0), potassium (0.1-116.5), chloride (3.3-278.7). We are sure that materials for the AMR affect the evaluation of the upper limit of the AMR in the process system.

  • PDF

생활 습관, 주거지 주변 녹지 비율 및 지하수 내 라돈 농도 따른 실내 라돈 농도 영향 모델 (Affected Model of Indoor Radon Concentrations Based on Lifestyle, Greenery Ratio, and Radon Levels in Groundwater)

  • Lee, Hyun Young;Park, Ji Hyun;Lee, Cheol-Min;Kang, Dae Ryong
    • Journal of health informatics and statistics
    • /
    • 제42권4호
    • /
    • pp.309-316
    • /
    • 2017
  • 라돈 및 그 자손은 폐암을 일으키는 환경적 위험인자로, 일상 활동 및 수면 등으로 많은 시간을 보내는 실내 라돈 농도 관리는 필수적이다. 이를 위해서는, 주거지를 둘러싼 개인적, 사회적, 환경적 요소에 대한 총체적 접근이 필요하다. 따라서 본 연구는 실내 라돈 농도에 영향을 미치는 다양한 인자를 찾아내고, 이를 활용한 포괄적 모델을 구축하고자 한다. 건축 자재 및 생활 양식을 포함한 주거 환경에 대한 자료를 얻기 위해 설문을 실시하였고, 의사결정트리 및 구조 방정식 모델링을 활용하였다. 그 결과 주거지 주변 녹지 비율, 불 투과성 층 비율, 주택과 지면의 맞닿은 상태, 매일 환기 습관, 난방 습관, 측정 장치 주위의 균열 및 침실여부는 실내 라돈 농도와 유의한 연관성을 보였다. 매일 환기 습관을 가질 경우 실내 라돈 농도가 $200Bq/m^3$ 이상인 비율이 11.6%로 줄었다. 한편 매일 환기습관이 없는 주거자의 주거지 주변 녹지 비율이 65% 이상이면 매일 환기 습관이 있는 주거자와 비교하여 15.3%의 비율이 증가하였다. 구축된 포괄적 모델의 실내 라돈 농도에 직접 영향을 미치는 인자는 주거지 주변 녹지 비율과 환기율이었다. 제시된 모델로 국내 라돈 농도에 대한 개인의 지리적 특성, 지하수 및 생활 양식 요소의 결합된 영향을 확인할 수 있었다.

스마트올인원 심폐순환보조장치의 안전성 및 성능평가에 관한 연구 (A Study on Safety and Performance Evaluation of Smart All-in-one Cardiopulmonary Assist Device)

  • 박준현;호예지;이예림;이덕희;최재순
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
    • /
    • 제40권5호
    • /
    • pp.197-205
    • /
    • 2019
  • The existing Extracorporeal membrane oxygenation(ECMO) and Cardiopulmonary bypass system(CPB) have been developed and applied to various devices according to their respective indications. However, due to the complicated configuration and difficult usage method, it causes inconvenience to users and there is a risk of an accident. Therefore, smart all-in-one cardiopulmonary circulation device is being developed recently. The smart all-in-one cardiopulmonary assist device consists of a blood pump for cardiopulmonary bypass, a blood oxidizer for cardiopulmonary bypass, a blood circuit for cardiopulmonary bypass, and an artificial cardiopulmonary device. It is an integrated cardiopulmonary bypass device that can be used for a variety of purposes such as emergency, intraoperative, post-operative intensive care, and long-term cardiopulmonary assist, combined with CPB used in open heart surgery and ECMO used when patient's cardiopulmonary function does not work normally. The smart all-in-one cardiopulmonary assist device does not exist as a standard and international standard applicable to advanced medical devices. Therefore, in this study, we will refer to the International Standard for Blood Components, the International Standard for Blood, the Guideline for Blood Products, and prepare applicable performance and safety guidelines to help quality control of medical devices, and contribute to the improvement of the health of people. The guideline, which is the result of conducted a survey of the method of safety and performance test, is based on the principle of all-in-one cardiopulmonary aiding device, related domestic foreign standards, the status of domestic and foreign patents, related literature, blood pump(ISO 18242), blood oxygenator (ISO 7199), and blood circuit (ISO 15676) for cardiopulmonary bypass.The items on blood safety are as follows: American Society for Testing and Materials ASTM F1841-97R17), and in the 2010 Food and Drug Administration's Safety Assessment Guidelines for Medical Assisted Circulatory Devices. In addition, after reviewing the guidelines drawn up through expert consultation bodies including manufacturers / importers, testing inspectors, academia, etc. the final guideline was established through revision and supplementation process. Therefore, we propose guidelines for evaluating the safety and performance of smart all-in-one cardiopulmonary assist devices in line with growing technology.

낮은 정자기장 하에서 프리모 시스템 산알의 운동특성 연구 (The Low and Static Magnetic Field Effects on the Motion of Biomolecule Sanals Inside the Primo Vascular System)

  • 이상석;소광섭
    • 한국자기학회지
    • /
    • 제21권6호
    • /
    • pp.219-224
    • /
    • 2011
  • 해부학적 기술로 경락의 실체인 프리모 시스템 내에 존재하는 산알을 획득하여 운동 모습을 광학 현미경으로 분석하였고, 낮은 정자기장하에서 운동 특성을 조사하였다. 토끼 장기 표면으로부터 산알이 다량으로 몰려있는 프리모 소체 내에 약 1 ${\mu}m$ 정도 크기의 산알들을 선택 및 분리시켜, 패트리 디쉬 안에 PBS 용액과 산알을 담았다. 내부 온도 $38^{\circ}C$, 100 Oe 이하 일정한 외부 자기장에 평행방향과 수직방향으로 움직이는 산알의 운동속도를 관찰하였다. 평행방향 외부 자기장이 0 Oe에서 80 Oe까지 20 Oe 증가함에 따라 5개 산알 중 4개는 약 0.9 pixel/s의 평균속도로 감소하는 뚜렷한 경향성을 갖고 있음을 볼 수 있었다. 반면에 수직 방향으로 운동하는 산알의 경우, 외부 자기장이 없을 때와 비슷한 무작위로 운동함을 관찰하였다. 이러한 실험결과로부터 산알 핵 DNA내에 망간(Mn)과 코발트(Co) 등의 다량의 무기물을 함유하는 산알이 회전운동을 하면서 움직일 때, 외부 자기장을 인가함으로써 운동 특성을 약화시키는 자기적 특성이 있는 것으로 사료되었다.

설포베타인 키토산의 실크 블렌드 필름의 제조 및 그들의 성질 (Preparation of Sulfobetaine Chitosan, Silk Blended Films, and Their Properties)

  • 구자성;차재령;오세행;공명선
    • 폴리머
    • /
    • 제38권1호
    • /
    • pp.54-61
    • /
    • 2014
  • Bombyx mori silk fibroin(SF)과 블렌드 필름을 만들기 위하여 키토산에 1,3-propanesultone을 반응시켜 수용성 sulfobetaine chitosan(SCs)을 제조하였다. 여러 가지 비율의 SF/SCs 블렌드 필름을 B. mori SF와 SCs의 수용액을 혼합하여 제조하였다. 수용액으로부터 얻어진 SF/SCs 블렌드 필름의 구조와 형태 변화는 분광학적 및 열적 분석을 통해 규명하였다. SF와 SCs의 혼합 비율에 따른 인공 피부나 화상치료 목적의 비이오재료로서의 물리적 및 기계적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. X-선 분석으로 두 생체고분자 사이에 좋은 친화성을 보여주고 있음을 알 수 있었으며 기계적 성질도 SCs의 함량이 증가하면 크게 증가하였다. $37^{\circ}C$에서 phosphate buffered saline solution 용액 중에서 in vitro 분해 실험을 8주 동안 시행한 결과 46.4%가 분해됨을 알 수 있었다. MC3T3-E1 세포에 의한 독성 실험 결과 무독성을 나타내 주었으며, 3일의 배양 후 SF/SCs 필름의 상대 세포 수는 최적화된 tissue culture plastic보다 약간 낮게 나타남을 알 수 있었다.

누에 실샘 가수분해물의 제조 및 특성 규명 (Manufacture and Characterization of Silkworm Gland Hydrolysate)

  • 황정욱;이희삼;김호진;김규오;최용수
    • 한국잠사곤충학회지
    • /
    • 제50권2호
    • /
    • pp.76-81
    • /
    • 2012
  • 본 연구에서는 인체에 유해한 용매를 사용하지 않고 누에 실샘으로부터 가수분해물을 제조하는 새로운 공정을 개발하였다. 제조된 누에 실샘 가수분해물의 특성 분석을 통해 누에고치 유래 세리신 가수분해물(CSH)과 구성 성분 및 물성이 상이함을 확인하였다. 또한 1 mg/ml 수용성 누에 실샘 가수분해물(SSGH)을 첨가한 경우 10% FBS를 첨가한 대조군과 동등한 세포 증식효과가 있음을 증명하였다. 결론적으로 누에 실샘 가수분해물은 혈청을 대체할 수 있는 우수한 소재임을 확인하였다. 본 연구에서 개발한 제조방법을 통해 생산된 누에 실샘 가수분해물은 향후 화장품 및 의료용 소재로 그 응용범위를 확대할 수 있을 것으로 사료된다.

Initial Experience of Transperineal Biopsy After Multiparametric Magnetic Resonance Imaging in Korea; Comparison With Transrectal Biopsy

  • Yoon, Sung Goo;Jin, Hyun Jung;Tae, Jong Hyun;No, Tae Il;Kim, Jae Yoon;Pyun, Jong Hyun;Shim, Ji Sung;Kang, Sung Gu;Cheon, Jun;Lee, Jeong Gu;Kim, Je Jong;Sung, Deuk Jae;Lee, Kwan Hyi;Kang, Seok Ho
    • 대한비뇨기종양학회지
    • /
    • 제16권3호
    • /
    • pp.110-118
    • /
    • 2018
  • Purpose: The aim of this study is to confirm the detection rate of transperineal biopsy after multiparametric magnetic resonance imaging (mpMRI) and compared it to that of transrectal biopsy. We also examined the role of mpMRI and the rate of complications for each method. Materials and Methods: In a retrospective study, we analyzed 147 patients who underwent mpMRI before prostate biopsy because of elevated serum prostate-specific antigen and/or abnormal digital rectal examination findings at Korea University Hospital, Seoul, Korea from March 2017 to April 2018. Regions on the mpMRI that were suggestive of prostate cancer were categorized according to the Prostate Imaging-Reporting and Data System (PI-RADS v2). For transperineal biopsy, a 20-core saturation biopsy was performed by MRI-TRUS cognitive or fusion techniques and a 12-core biopsy was performed in transrectal biopsy. Results: Sixty-three and 84 patients were enrolled in transperineal group and transrectal group, respectively. The overall detection rate of prostate cancer in transperineal group was 27% higher than that in transrectal group. Classification according to PI-RADS score revealed a significant increase in detection rate in all patients, as the PI-RADS score increased. Frequency of complications using the Clavien-Dindo classifications revealed no significant differences in the total complications rate, but two patients in transrectal group received intensive care unit care due to urosepsis. Conclusions: Our results confirmed that transperineal biopsy is superior to transrectal biopsy for the detection of prostate cancer. From the complication point of view, this study confirmed that there were fewer severe complications in transperineal biopsy.