• 대한방사성의약품학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-16
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• 2023

Liposomes as drug delivery system have proved useful carrier for various disease, including cancer. In addition, perfluorocarbon cored microbubbles are utilized in conjunction with high-intensity focused-ultrasound (HIFU) to enable simultaneous diagnosis and treatment. However, microbubbles generally exhibit lower drug loading efficiency, so the need for the development of a novel liposome-based drug delivery material that can efficiently load and deliver drugs to targeted areas via HIFU. This study aims to develop a liposome-based drug delivery material by introducing a substance that can burst liposomes using ultrasound energy and confirm the ability to target tumors using PET imaging. Liposomes (Lipo-DOX, Lipo-DOX-Au, Lipo-DOX-Au-RGD) were synthesized with gold nanoparticles using an avidin-biotin bond, and doxorubicin was mounted inside by pH gradient method. The size distribution was measured by DLS, and encapsulation efficiency of doxorubicin was analyzed by UV-vis spectrometer. The target specificity and cytotoxicity of liposomes were assessed in vitro by glioblastoma U87mg cells to HIFU treatment and analyzed using CCK-8 assay, and fluorescence microscopy at 6-hour intervals for up to 24 hours. For the in vivo study, U87mg model mouse were injected intravenously with 1.48 MBq of ⁶⁴Cu-labeled Lipo-DOX-Au and Lipo-DOX-Au-RGD, and PET images were taken at 0, 2, 4, 8, and 24 hours. As a result, the size of liposomes was 108.3 ± 5.0 nm at Lipo-DOX-Au and 94.1 ± 12.2 nm at Lipo-DOX-Au-RGD, and it was observed that doxorubicin was mounted inside the liposome up to 52%. After 6 hours of HIFU treatment, the viability of U87mg cells treated with Lipo-DOX-Au decreased by around 20% compared to Lipo-DOX, and Lipo-DOX-Au-RGD had a higher uptake rate than Lipo-DOX. In vivo study using PET images, it was confirmed that ⁶⁴Cu-Lipo-DOX-Au-RGD was taken up into the tumor immediately after injection and maintained for up to 4 hours. In this study, drugs released from liposomes-gold nanoparticles via ultrasound and RGD targeting were confirmed by non-invasive imaging. In cell-level experiments, HIFU treatment of gold nanoparticle-coupled liposomes significantly decreased tumor survival, while RGD-liposomes exhibited high tumor targeting and rapid release in vivo imaging. It is expected that the combination of these models with ultrasound is served as an effective drug delivery material with therapeutic outcomes.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.427-433
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• 2018

비침습적 치료 효과에 대한 기대로 집속 초음파를 이용한 하지정맥류 치료에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 초음파 정맥류 정맥 치료 효과 평가에 적용할 수 있는 생체 조직 팬텀과 조직 등가 팬텀을 제시 하였다. 제작된 팬텀은 음향학적 특징과 초음파 조사에 따른 수축률을 평가함으로써 유용성을 평가하였다. 하지정맥류가 발생하는 조직의 구조를 고려하여 피부, 지방, 근육의 세 층으로 된 다층 구조 팬텀을 제작하였으며, 각 층을 구성하는 물질은 인체와 유사한 특성을 갖도록 제작하였다. 또한 혈관 유사물질을 매식한 다층 구조 팬텀과 동물 혈관을 이용한 다층 구조 팬텀, 동물 조직을 이용한 다층 구조 팬텀을 제작하였으며, 초음파 조사에 따른 혈관 유사 물질 및 혈관 조직의 수축 정도를 B-mode 영상을 이용하여 평가하였다. 본 연구의 결과를 통하여 제시된 팬텀이 초음파 하지정맥류 치료 평가에 유효하게 활용될 수 있을 것으로 판단되었다. 또한, 집속 초음파를 이용한 하지정맥류 치료 장비 개발 및 치료 효과 검증에 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.435-441
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• 2018

본 연구에서는 집속초음파에 의한 하지정맥류 치료에서 치료의 효율과 안전성을 높이기 위한 영상유도 알고리즘을 제안하고자 하였다. 하지정맥류가 발생한 위치에 따라 영상 유도 기법을 달리하여 알고리즘을 수립 하였다. 심부성 하지정맥류의 경우는 획득된 초음파영상에서 혈관의 가로 단면 영상을 추출하고 혈관 중심부의 목표영역을 표시하도록 하였으며, 표재성 하지정맥류의 경우에는 인체의 표재정맥에서 획득한 CCD 카메라 영상에서 혈관 영역을 분리한 영상을 기반으로 한 영상 유도 시스템을 제작하고 하지정맥류 진행 정도에 따라 각기 다른 알고리즘을 설계 하였다. 실험결과 초음파 영상 기반의 알고리즘은 전체적으로 최대 $830{\mu}m$ 정도의 낮은 오차를 보였으나 CCD 영상 기반의 알고리즘은 일부 데이터에서 최대 8.3 mm 정도의 오차를 보였다. 이에 표재성 하지정맥류 영상 유도 알고리즘에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 예상되며 이후 간단한 시스템을 구성함으로써 혈관 추적의 정확도를 평가할 필요성이 있을 것으로 예상된다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제13권12호
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• pp.6257-6261
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• 2012

Objective: To investigate the safety and efficacy of transcatheter arterial chemoembolization (TACE), combined with portal vein embolization (PVE), and high intensity focused ultrasound (HIFU) sequential therapy in treating patients with hepatocellular carcinoma (HCC). Methods: Patients with inoperative HCC were treated by two methods: in the study group with TACE first, then PVE a week later, and then TACE+PVE every two months as a cycle, after 2~3 cycles finally HIFU was given; in the control group only TACE+PVE was given. Response (CR+PR), and disease control rate (CR+PR+SD), side effects, overall survival and time to progress were calculated. Results: Main side effects of both groups were nausea and vomiting. No treatment related death occurred. In the study group, 32 patients received TACE for overall 67 times, PVE 64 times, and HIFU 99 times; on average 2.1, 2 and 3.1 times for each patient, respectively. In the control group, 36 patients were given TACE 78 times and PVE 74 times, averaging 2.2 and 2.1 times per patient. Effective rate: 25.0% in study group and 8.3% in control group (p>0.05). Disease control rates were 71.9% and 44.4%, respectively (p<0.05). In patients with portal vein tumor thrombus, the rate reduced over 1/2 after treatment was 69.2%(9/13) in the study and 21.4%(3/14) in the control group (p<0.05). Rate of AFP reversion or decrease over 1/2 was 66.7%(16/24) in study and 37%(10/27) (p<0.05) in control group. Median survival time: 16 months in study and 10 months in control group. PFS was 7months in study and 3 months in control group. Log-rank test suggested that statistically significant difference exists between two groups (p=0.024). 1-, 2- and 3-year survival rates were 56.3%, 18.8% and 9.3% in study, while 30.6%, 5.6% and 0 in control group, respectively, with statistically significant difference between two groups (by Log-rank, p = 0.014). Conclusions: The treatment of TACE+PVE+HIFU sequential therapy for HCC increases response rate, prolong survival, and could thus be a safe and effective treatment for advanced cases.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.477-484
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• 2022

본 연구는 집속형초음파자극시스템의 카트리지부를 시료로 사용하여 의료기기 안전성 평가 기준인 GLP(Good Laboratory Practice)에 관한 시험 중 동물실험을 통한 피부 자극 시험 및 피부 감작성시험을 진행하였다. New Zealand White Rabbit 암컷 6마리를 이용하여 IACUC 승인 후 시험을 진행하였으며, 실험기간 동안 사망한 개체 수는 없었으며, 실험동물에서 어떤 이상 증상도 관찰되지 않았다. 극성, 비극성 자극 지수는 모두 '0.0'으로 나타났다. 또한, 피부감작성 평가의 경우 IACUC 승인을 통한 기니피그 30마리를 통하여 대조군 및 실험군으로 나누어 시험검체 및 공시험액을 별도의 희석 없이 용출액 자체를 사용하여 모든 유도 및 유발단계를 적용하였다. 실험결과대조동물의 피부반응 등급은 0등급이었으며, 시험동물의 피부반응에서 1등급 이상을 나타내는 동물은 없었다. 두 시험 결과에서 피부의 이상 증상은 발견되지 않았으며, 인체에 적용하여 환자를 치료할 경우 시험에 사용된 시험재료로부터 피부의 이상 증상이 생기는 질환 등은 나타나지 않는지에 관하여 안정성을 알아 보고자 하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권4호
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• pp.281-288
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• 2011

초음파 기술은 공동현상(cavitation)에 의한 산화분해 및 열분해 과정을 이용해 오염물질을 저감시키는 활발한 연구가 진행되고 있으나 대부분 저용량 소규모(Lab scale) 실험에 그치고 있다. 본 연구에서는 대용량 연속식 처리가 가능한 Pilot Scale의 초음파 시스템을 개발하고, 분해 대상물질로 나프탈렌을 선정하여 개발된 시스템의 처리효율을 비교 검증하였다. 전반사가 유도된 최적의 다주파 조사 조건으로 V-$120^{\circ}$ 형태가 일반형에 비해 약 1.4~2.2배 우수한 효율을 나타내었다. V-$120^{\circ}$ 초음파 조사 형태, 연속식 처리가 가능하기 위한 유입 유출수 설치, 보조제 첨가부 및 외곽 냉각 순환시스템을 적용하여 총 3가지 형태의 pilot scale(20~40 L) 반응조를 제작하였다. 세 반응조의 나프탈렌 처리 결과는 모두 EPA의 나프탈렌 음용수 권고기준을 만족하였으며, 특히, 전반사 조건이 유도된 PS1과 PS2 type이 약 97% 이상의 우수한 분해효율을 보였다. 연속식(CSTR형) 처리 방식에서도 2.5~10 mg/L의 나프탈렌을 시간당 10~20 L를 처리한 결과 약 84~96%의 우수한 분해효율을 나타내었다. 인공 현장 지하수 조건에서의 초음파 적용시 초음파 효율의 큰 차이를 보이지 않아 개발된 본 시스템의 현장 적용 가능성을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제58권6호
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• pp.575-579
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• 2014

종양 조직으로 약물을 효과적으로 전달하기 위하여 리포솜의 개발이 활발이 연구되고 있다. 그러나 리포솜이 종양조직에 효과적으로 축적됨에도 불구하고, 낮은 약물 방출 때문에 리포솜의 치료 효과가 제한적이다. 따라서 우리는 외부 자극에 의하여 약물방출을 최대화 시킬 수 있는 온도민감성 리포솜을 개발하였다. 모델약물인 독소루비신은 pH 전위차 방법에 의하여 리포솜 내부에 봉입하였다. 리포솜의 입자 크기는 $142.0{\pm}6.24nm$ 이었고, 표면전하는 $-10.55{\pm}1.12mV$ 이었다. 온도민감성 리포솜으로부터 약물의 방출은 형광광도계로 측정하였으며 $42^{\circ}C$ 이상에서 5분 이내에 80% 이상의 방출률을 나타냈다. 초음파에 의해 온도민감성 리포솜으로부터 방출된 독소루비신의 세포독성은 초음파를 조사하지 않은 온도민감성 리포솜보다 월등히 우세하였다. 이번 연구에서 우리는 초음파에 의하여 온도민감성 리포솜으로부터 온도에 민감한 약물방출을 증명하였고, 이것은 외부 자극에 의한 종양조직의 약물 농도를 증가시킬 수 있는 암치료에 효과적일 것이다.

• 여성건강간호학회지
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• 제26권2호
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• pp.151-160
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• 2020

Purpose: The purpose of this study was to examine the effects of a video education program in women receiving high-intensity focused ultrasound (HIFU) treatment. Methods: This was a quasi-experimental study with a nonequivalent control group non-synchronized design. The participants were 54 patients who had benign uterine tumors and adenomyosis. The data were collected from June to August 2018. A 10-minute video education program on HIFU and post-procedural care was developed based on the literature. The experimental group was provided the video education program with a question-and-answer session for 10 minutes after viewing the video. The control group received usual care (i.e., verbal instructions on post-procedural self-care). The questionnaire survey was conducted twice: before the educational program and before being discharged from the hospital. Differences in uncertainty, emotions, and self-efficacy among patients were analyzed. Data were analyzed using the chi-square test, Shapiro-Wilk test, paired t-test, and t-test with SPSS version 23.0. Results: The participants in the experimental group showed a decrease in uncertainty (t=4.33, p<.001), improvements in anxiety (t=-4.07, p<.001) and depression (t=-3.55, p<.001), and an enhancement of self-efficacy (t=-4.39, p<.001) compared to the control group. Conclusion: This nursing intervention was effective at reducing uncertainty, improving emotions, and enhancing self-efficacy. This intervention is feasible for use in nursing practice as an aid for patients when considering treatment methods.

• 폴리머
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• 제26권3호
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• pp.353-359
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• 2002

본 연구에서는 고강도 초음파를 이용하여 분자량이 다른 poly(ethylene oxide) (PEO)를 증류수에 분산시켜 초음파 가진(加振) 시간이 PEO의 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 고강도 초음파는 PEO 수용액 상에서 동공 형성 및 파괴를 일으켜서 PEO 거대 라디칼을 형성하였으며 이로인하여 PEO 자체의 유변학적 성질, 화학 구조 그리고 용융 거동이 현저하게 변화되었다. 초음파 가진에 의하여 PEO의 용융 점도는 감소되었고, 물과 PEO 사슬에서 비롯된 여러 종류의 라디칼들의 상호 작용으로 말미암아 새로운 말단기들이 생성되었다. 아울러 분자량에 따라 상이한 용융 거동을 나타내었는데, 상대적으로 분자량이 큰 경우에는 가진되지 않은 PEO에 비하여 결정화 속도가 느려지고 용융 피크의 강도가 감소되는 특성을 나타내었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권5호
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• pp.39-45
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• 2013

Many researchers have studied the effectiveness of ultrasound in chemical and environmental engineering fields including material synthesis, pollutant removal, cleaning, extraction, and disinfection. Acoustic cavitation induced by ultrasound irradiation in aqueous phase can cause various sonophysical and sonochemical reactions without any chemicals. However most of the previous studies focused only on the relationships between ultrasonic conditions and the results of sonochemical reactions in lab-scale sonoreactors. As a results of this, only a few studies have been devoted to design and optimization of industrial scale sonoreactors. In this study, the effect of the distance between two opposite transducer modules on sonochemical reactions was investigated in single and dual irradiation systems (334 kHz) for four distances including 50, 100, 150, and 200 mm using KI dosimetry. It was found that the dual irradiation systems provided higher performance in terms of the zeroth reaction coefficient and the cavitation yield compared to the single irradiation systems. The sonochemiluminescence (SCL) images for the visualization of the cavitation field showed that cavitation active zone was larger and sonochemical reaction intensity was much higher in the dual irradiation system than in the single irradiation system.