• 대한약리학회지
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• 제24권1호
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• pp.63-70
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• 1988

문맥 고혈압 동물에서 내장장기의 혈류역동학적 변동으로서 문맥압의 증가와 동반하여 장간의 혈류량 증가와 혈관저항의 감소뿐만 아니라 전신 혈관저항의 감소가 특징적으로 야기된다. 문맥고혈압에 있어서 propranolol이 beta 1과 beta 2 수용체의 봉쇄작용으로 문맥고혈압을 저하시킨다는 점에서 사용되기도 한다. 본 실험에서는 흰쥐에서 문맥을 부분적으로 결찰하여 문맥고혈압을 야기하고 10일 후에 내장장기의 혈류역동학적 변동과 혈관 수축성 약물에 대한 반응성의 변동을 관찰하였다. 동시에 이에 대한 propranolol의 효과도 검토하였다. 문맥 결찰 후에는 비 펄프압의 증가와 동반하여 내장장기의 혈류량과 모세혈관압 증가가 야기되었고 동시에 모세혈관 전 저항(Ra)과 모세혈관 후 저항(Rv)은 저하되었다. Noradrenaline에 대한 Rv의 증가반응, adrenaline에 대한 Ra와 Rv의 증가반응, 및 phenylephrine에 대한 상장간막 동맥압, Ra및 Rv의 증가반응이 특징적으로 문맥결찰군에서 대조군에 비하여 현저히 약화되었다. Propranolol 처치군(PPL-3)에서 장간막 혈류량의 감소가 초래되었고, 문맥결찰군에서 저하된 Ra와 Rv가 propranolol투여로 대조군 수치로 회복되 었다. 이러한 성적의 결과로 문맥 결찰에 의하여 장간막 혈류량 증가와 동반된 Ra와 Rv의 저하는 비 펄프압 증가로 야기된 것으로 추측되며 내장장기 혈류역동학적 및 혈관 반응도의 변동은 장기적인 propranolol 처치로 효과있게 교정되는 점으로 미루어 내장장기의 과혈류역동은 내장장기 혈관의 아드레나린성 수용체의 기능변동과 밀접한 관련이 있다고 사료되었다.

• 멤브레인
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• 제17권4호
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• pp.302-310
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• 2007

이산화황 흡수 수용액이 다공성 분리막 접촉기를 연속적으로 순환하는 시스템에서 다양한 운전변수에 따른 이산화황의 분리 효율을 고찰하였다. 공급 기체로는 이산화황/공기 혼합 기체를 사용하였으며 흡수제로는 $Na_2SO_3$ 수용액을 사용하였다. 운전 변수들인 흡수제 농도와 공급 기체 내의 이산화황 농도, 분리막 재질, 흡수제 유속 변화에 따른 분리 효율에 대한 영향을 확인하고자 하였다. 흡수제의 농도 0.05 M에서 0.2 M로 증가할수록 이산화황 제거 효율은 74%에서 100%로 증가하였다. 이산화황 농도가 700 ppm에서 2,500 ppm으로 증가할수록 제거 효율은 100%에서 75%로 감소하였다. 또한 흡수제의 유속이 2.5 mL/min에서 15 mL/min으로 증가할수록 제거 효율은 85%에서 100%로 증가하였고, 분리막은 기공률이 클수록 제거 효율이 증가함을 확인할 수 있었다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제33권6호
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• pp.445-468
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• 2000

Background: Retrograde cerebral perfusion(RCP) is currently used for brain protection during aorta surgery, however, for the safety of it, various data published so far are insufficient. We performed RCP using pig and investiaged various parameters of cerebral metabolism and brain injury after RCP under deep hypothermia. Material and Method: We used two experimental groups: in group I(7 pigs, 20 kg), we performed RCP for 120 minutes and in group II (5 pigs, 20 kg), we did it for 90 minutes. Nasopharyngeal temperature, jugular venous oxygen saturation, electroencephalogram were continuously monitored, and we checked the parameters of cerebral metabolism, histological changes and serum levels of neuron-specific enolose(NSE) and lactic dehydrogenase(LDH). Central venous pressure during RCP was mainained in the range of 25 to 30 mmHg. Result: Perfusion flow rates(ml/min) during RCP were 130$\pm$57.7(30 minutes), 108.6$\pm$55.2(60 minutes), 107.1$\pm$58.8(90 minutes), 98.6$\pm$58.7(120 minutes) in group I and 72$\pm$11.0(30 minutes), 72$\pm$11.0(60 minutes), 74$\pm$11.4(90 minutes) in group II. The ratios of drain flow to perfusion flow were 0.18(30 minutes), 0.19(60 minutes), 0.17(90 minutes), 0.16(120 minutes) in group I and 0.21, 0.20, 0.17 in group II. Oxygen consumptions(ml/min) during RCP were 1.80$\pm$1.37(30 minutes), 1.72$\pm$1.23(60 minutes), 1.38$\pm$0.82(90 minutes), 1.18$\pm$0.67(120 minutes) in group I and 1.56$\pm$0.28(30 minutes), 1.25$\pm$0.28(60 minutes), 1.13$\pm$0.26(90 minutes). We could observe an decreasing tendency of oxygen consumption after 90 minutes of RCP in group I. Cerebrovascular resistance(dynes.sec.cm-5) during RCP in group I incrased from 71370.9$\pm$369145.5 to 83920.9$\pm$49949.0 after the time frame of 90 minutes(p<0.05). Lactate(mg/min) appeared after 30 minutes of RCP and the levels were 0.15$\pm$0.07(30 minutes), 0.18$\pm$0.10(60 minutes), 0.19$\pm$0.19(90 minutes), 0.18$\pm$0.10(120 minutes) in group I and 0.13$\pm$0.09(30 minutes), 0.19$\pm$0.03(60 minutes), 0.29$\pm$0.11(90 minutes) in group II. Glucose utilization, exudation of carbon dioxide, differences of cerebral tissue acidosis between perfusion blood and drain blood were maintained constantly during RCP. Oxygen saturation levels(%) in drain blood during RCP were 22.9$\pm$4.4(30 minutes), 19.2$\pm$4.5(60 minutes), 17.7$\pm$2.8(90 minutes), 14.9$\pm$2.8(120 minutes) in group I and 21.3$\pm$8.6(30 minutes), 20.8$\pm$17.6(60 minutes), 21.1$\pm$12.1(90 minutes) in group II. There were no significant changes in cerebral metabolic parameters between two groups. Differences in serum levels of NSE and LDH between perfusion blood and drain blood during RCP showed no statistical significance. Serum levels of NSE and LDH after resuming of cardipulmonary bypass decreased to the level before RCP. Brain water contents were 0.73$\pm$0.03 in group I and 0.69$\pm$0.06 in group II and were higher than those of the controls(p<0.05). The light microscopic findings of cerebral neocortex, basal ganglia, hippocampus(CA1 region) and cerebellum showed no evidence of cerebral injury in two groups and there were no different electron microscopy in both groups(neocortex, basal ganglia and hippocampus), but they were thought to be reversible findings. Conclusion: Although we did not proceed this study after survival of pigs, we could perform the RCP successfully for 120 minutes with minimal cerebral metabolism and no evidence of irreversible brain damage. The results of NSE and LDH during and after RCP should be reevaluated with survival data.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권4호
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• pp.379-384
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• 1998

본 연구에서는 초음파를 이용하여 피부 혈관에서 그 위치에 대한 혈류 신호정보를 얻을 수 있는 펄스파(pulsed wave) 시스템을 이 분야에 응용하기 위한 가능성을 고찰하였다. 20MHz의 변환자로 수신된 신호들은 시간 영역에서 서로 비교하여 편이량을 cross-correlation방법을 사용하여 혈류속도를 구하였다. 피부의 매우 작은 혈관에서 혈류속도 거출시 발생되는 문제점에 대해 in-vitro와 in-vivo 실험을 통해서 이 방법의 효용성을 보이고 그 문제점에 대한 해결 방법을 제시한다. 시간 편이량 측정은 cross-correlation방법에 의해 정규화된 계수에서 최대점을 찾는 것이며 송신주기에 따라 반사된 수신 신호에서부터 cross-correlation방법을 사용하여 속도를 구한다. In-패패 실험을 통해 작은 튜브 내의 깊이에 대한 속도 정보를 주는 속도 profile과 이론적으로 계산된 속도 rpofile을 비교하였으며 토끼 귀 부분의 auriculares caudales에서 소동맥과 소정맥에 대한 혈류속도 profile을 구하였다. 수신 신호에서 진동에 의한 오차는 DFT를 사용하여 보정하였고 클루터 신호는 전체 수신 신호를 평균하여 하나의 기준 수신 신호를 정하여 이것에서 다른 수신 신호 값을 뺌으로써 감소시켰다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제30권5호
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• pp.471-478
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• 1997

토끼는 심폐바이패스(CPB) 실험동물로서 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 토끼에서 CPB운용법의 확립은 기술적으로 대단히 어려운 것으로 알려져 있다. 한편 저체온 순환정지법은 심장수술에서 유용하게 사용되고 있으나 뇌 보호상의 문제점이 지적되고 있다. 스테로이드는 일반적으로 뇌부종 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 있으나 순환정지시 뇌보호에 미치는 영향에 관해서는 아직 명확하게 규명되지 못하고 있다. 이런 관점에서 본 연구는 첫째 토끼에서 CPB운용법을 확립하고 둘째 이를 바탕으로 순환정지시 스테로이드에 의한 뇌보호 효과를 분석할 목적으로 시행하였다. 흰 토끼 15마리(평균 체중 3,5kg)를 3군의 실험군에 각각 5마리씩 사용하였다. 제 1실험군(대조군)은 순환 정지시 토끼를 수술대와 평행된 자세로 유지하였으며, 제 2실험군에서는 대조군과 다른 실험방법은 동일하나 순환정지시 토끼를 트렌델렌부르그 자세로 유지하였다. 제 3실험군에서는 트렌델렌부르그 자세와 함께 순환정지전 스테로이드(methylprednisolone 30 mg/kg)를 투여하였다. 실험방법은 토끼를 마취시킨후 정중흉골절 개술로 심장을 노출시키고 상행대동맥 및 \ulcorner심방부속지에 각각 3.3mm 동맥캐늘라 및 14 Fr 단일 정맥캐늘라를 삽관하였다. CPB 회로에는 롤러 펌프와 기포형 산화기를 사용하였다. 충전액은 토끼혈액 120-150cc를 포함하여 약 450cc를 사용하였다. 전체 실험시간은 70분으로 심폐바이패스 시작후 10일 동안 관류 및 표면냉각법으로 체온을 20도(직장)까지 감소시킨뒤 40분 동안 순환정지를 시켰다. 순환정지후 관류를 재개하여 20분 동안 재가온으로 체온을 정상화시키면서 심장 박동이 되돌아오는 것을 확인하였다. 관류 유속은 80~ 90mg/min 으로 시작하였고 체온 하강에 따라 유속을 조절하였다. 실험후 토끼를 희생시킨뒤 바로 부검을 시행하여 뇌, 척수, 신장, 십이지장, 폐, 심장, 간장, 비장, 췌장, 위장의 일부를 채취하여 수분함유량을 조사하였다. 각 실험군간의 수분양 비교는 Kruskal-Wallis 비모수 검정법에 의해 분석하였다. CPB 중 관류 유속 변화는 60~l00ml/kg/min 이었다. 동맥압은 대부분 35-55mmhg 사이에서 유지되었다. 재가온후 심장은 전례에서 박동을 재개하였다. 동맥혈가스분석 결과 심한 조직 허혈을 의미하는 정도의 대사 성 산증은 발견되지 않았다. 각 실험군별 조직수분양 측정 결\ulcorner 뇌를 포함한 각 장기들에서 실험군간체 유의 한 차이는 발견되지 않았다. 이러한 실험결과를 통하여 저자들은 (1) 적절한 기법하에서는 토끼에서도 정상 적인 심폐바이패스 운용이 가능하다는 것과, (2) 본 실험 범주에서는 저체온 순환정지시 트렌델렌부르그 자 세에 의한 뇌부종 발현에 대한 스테로이드의 예방효과를 검정할 수없다는 결론을 얻었다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제30권3호
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• pp.247-252
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• 1997

심장이식시에 가교 역할을 담당하거나 수술 후 심부전에 빠진 심장을 보조할 공압식 심실보조장치를 개발하여 동물실험을 시행하였다. 실험 에 이용한 심실보조장치는 소아용과 성 인용의 두 가지 종류로서 박동장이 각각 34cc와 70cc이다. 심실 재료는 폴리우레탄으로 제작하여 항혈전성을 높였다. 총 10마리의 동물실험을 시행하였다. 심실보조장치의 혈액펌프는 좌심방과 대동맥에 연결관을 이용하여 이식하였다. 심실보조장치의 평균 박출량은 펌프 박동수가 60회일 때 성 인의 경우 2.38 L/min였고 소아용의 경우 0.41 L/min였다. 생존시간은 최고 26시간이었다. 가장 큰 합병증은 출혈이었고 주 사망원인은 심부전 및 폐부전이었다. 심실보조장치 자체 에 대한 결함때문에 일어난 실패는 없었다. 현재까지의 실험 결과를 토대로 심실보조장치를 발전시키면 임상에서도 사용 가능할 것으로 보인다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제28권2호
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• pp.115-126
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• 1995

The effects of energy-yielding substrates on coronary circulation, myocardial oxygen metabolism, and intramyocytic adenylates of perfused Wistar control rat(WC) and spontaneously hypertensive rat(SHR) hearts were examined under basal and $\beta$-adrenergic stimulation conditions. The perfusion medium (1.0mM Ca2+) contained 5mM glucose (+5U/l insulin) in combination with 5mM pyruvate, 5mM lacate, 5mM acetate, or 5mM octanoate as energy substrates. Hearts were perfused with each substrate buffer for 20min under basal conditions. Coronary functinal hyperemia was induced by infusing for 20min isoproterenol (ISO, 1uM), a $\beta$-receptor agonist. Cardiac adenylates, glycolytic intermediates, and coronary venous lactate were measured by using an enzymatic analysis technique. Under basal conditions, acetate and octanoate significantly increased coronary flow(CF) of WC in parallel with myocardial oxygen consumption. However, CF of SHR was partly attenuated by coronary vasoconstriction despite metabolic acidosis. In addition, pyruvate and lactate depressd ISO-induced coronary functional hyperemia in SHR. It should be noted that octanoate exhibited coronary dysfunction under ISO conditions. On the other hand, fat substrates depleted myocardial high energy phosphate pool and accumulated breakdown intermediates. In SHR with coronary vasoconstriction under basal conditions, and with depressed coronary functional hyperemia, high energy phosphates were greatly depleted. These results suggest that energy substrates in the myocardium and coronary smooth muscle alter remarkably coronary circulation, and that coronary circulatory function is associated with a reserve of high energy phosphates and a balance between breakdown and nono synthesis of energy phosphates. These findings could be explained by alterations in the cytosolic redox state manipulated by LDH and hence in the cytosolic phosphorylation potential, which might be involved in hypertension of SHR.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권1호
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• pp.103-109
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• 2016

With the rapid increase in the number of patients with cardiopulmonary diseases, more cardiopulmonary circulatory assist devices are also needed. These devices can be employed when heart and/or lung function poorly. Due to the critical role they take, these devices have to be designed optimally from both mechanical and biomechanical aspects. This paper presents the CFD results of a baseline model of a centrifugal blood pump for the ECMO condition. The details of flow characteristics of the baseline model together with the performance curves and the modified index of hemolysis(MIH) are investigated. Then, the geometry of baseline impeller and the volute are modified in order to improve the biomechanical performance and reduce the MIH value. The numerical simulations of two cases represent that when impeller radius and prime volume decrease the MIH value also decreases. In addition, the modified geometry shows more uniform pressure distribution inside the volute. The findings provide valuable information for further modification and improvement of centrifugal blood pumps from both mechanical and biomechanical aspects.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1191-1198
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• 2011

심실보조장치는 말기 심부전환자에게 심장이식수술 없이 1 년 생존율을 25%에서 52%까지 증가 시킬 수 있는 유일한 장치이다. 하지만 심실보조장치 이식 후 1 년이 이내에 사망하는 원인 중 기기의 고장으로 인한 사망률이 6%를 차지하기 때문에 심실보조장치의 고장이 환자의 심장 움직임과 혈류 역학적인 상태에 영향을 주지 않는 새로운 방법이 필요하다. 기존의 심실보조장치는 원심형, 축심형으로 혈액을 박출해 주는 방식이어서 동맥압 보다 박출하는 압력이 낮을 때 혈액의 역류가 일어나는 문제점이 있다. 본 논문에서는 박출 압력이 약할 때, 2 개의 밸브에 의하여 혈액의 역류를 방지하고 관형태의 구조에 의해 혈액의 정체량을 줄일 수 있는 새로운 박동형 관형 심실보조장치를 개발하였으며, 체외실험과 동물실험으로 박출량과 펌프의 압력을 측정하여 그 특성을 평가하였다.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제27권1호
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• pp.111-117
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• 2004

Hepatic microcirculatory failure is a major component of reperfusion injury in the liver. Recent data provided some evidence that endothelium-derived vasoconstrictors and vasodilators may be functionally important to the control of the total hepatic blood flow under these conditions of circulatory failure. Since Kupffer cells provide signals that regulate the hepatic response in ischemia/reperfusion (I/R), the aim of this study was to investigate the role of Kupffer cells in the I/R-induced imbalance of vasoregulatory gene expression. Rats were subjected to 60 min hepatic ischemia, followed by 5 h of reperfusion. The Kupffer cells were inactivated by gadolinium chloride ($GdCl_3$, 7.5 mg/kg body weight, intravenously) 1 day prior to ischemia. Liver samples were obtained 5 hrs after reperfusion for RT-PCR analysis of the mRNA for genes of interest: endothelin-1 (ET-1), its receptors $ET_A and ET_B$, endothelial nitric oxide synthase (eNOS), inducible nitric oxide synthase (iNOS) and heme oxygenase-1 (HO-1). ET-1 mRNA expression was increased by I/R. mRNA levels for $ET_A$ receptors showed no change, whereas $ET_B$ receptor transcripts increased in the I/R group. The increases in ET-1 and $ET_B$ mRNA were not prevented by the $GdCI_3$ pretreatment. The mRNA levels for iNOS and eNOS significantly increased within the I/R group with no significant difference between the I/R group and the $GdCl_3$-treated I/R group. HO-1 mRNA expression significantly increased in the I/R group and this increase was attenuated by $GdCI_3$. In conclusion, we have demonstrated that an imbalance in hepatic vasoregulatory gene expression occurs during I/R. Our findings suggest that the activation of Kupffer cells is not required for I/R-induced hepatic microvascular dysfunction.