• 제목/요약/키워드: Injection System

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표고버섯균사체의 사염화탄소 및 알콜로 처리된 흰쥐 간기능 보호 효과 (Mycelial Culture of Lentinus edodes Alleviates Rat Liver Toxicity Induced by Carbon Tetrachloride and Ethanol)

  • 하영래;김영숙;안채린;권정민;박철우;하영권;김정옥
    • 생명과학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.133-141
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    • 2010
  • LED의 간 보호 기능을 연구하기 위하여 $CCl_4$ 및 ethanol로 SD rat에 간독성을 유발한 다음, LED를 처리하였다. LED의 간 기능 보호효과는 간장치료제인 Silymarin과 비교하였다. $CCl_4$로 간 독성을 유발한 경우, LED는간의 항산화효소인 SOD, catalase, GSH peroxidase 효소활성의 항진을 유도하였고, 산화물인 TBARS의 함량을 감소시켰다. 또한 간 손상의 지표인 혈장의 GOT, GPT 및 LDH의 활성을 감소시켰다. Ethanol로 간 독성을 유발한 경우 LED는 간의 SOD, catalase, GSH preoxidase 효소활성 및 GSH 함량을 항진시켰고, 총 cholesterol, triglyceride 및 TBARS의 함량을 감소시켰다. 또한 ethanol 대사에 관여하는 ADH 효소 활성을 증진시켰고, ROS 생성에 관여하는 CYP2E1 효소의 발현을 감소시킴으로써, 혈장의 GOT, GPT 및 LDH 효소활성이 감소되었다. 또한 LED는 DPPH 및 mouse liver mitochondrial system에서 항산화효과를 보였다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 LED는 in vitro와 in vivo에서 항산화효과에 의한 간 기능 보호효과를 갖는 것으로 추정된다.

Streptozotocin으로 당뇨병을 유발시킨 쥐의 지방세포에 나타나는 $A_{1}$, Adenosine Receptor-Adenylyl Cyclase System의 변화 (Changes in $A_{1}$, Adenosine Receptor-Adenylyl Cyclase System of Rat Adipocytes Fellowing Induction of Experimental Diabetes by Streptozotocin Treatment)

  • 박경선;이명순;김경환
    • 대한약리학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.97-105
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    • 1993
  • 흰쥐의 지방세포에 존재하는 아데노신 수용체는 $A_{1}$, subclass로 알려져 있다. 따라서 효현제 (Agonist)에 의해 자극되면 adenylyl cyclase가 억제되고 결과적으로 지방분해가 억제된다. 본 연구에서는 당뇨병으로 인하여 생기는 쥐의 지방세포의 $A_{1]$, 아데노신 수용체-adenylyl cyclase 시스템의 변화를 규명하고자 하였다. 흰쥐에 streptozotocin을 투여하여 당뇨병을 유발시킨 후 1주일이 되는 날, 굶기지 않은 쥐에 서 collagenase를 사용하여 지방세포를 분리하였다. 분리한 지방세포에 1 unit/ml adenosine deaminase와 $1\;{\mu}M$ isoproterenol을 가한 후 $37^{\circ}C$에서 1시간 동안 incubation하여 생성되는 glycerol을 측정하였을 때, 당뇨병군에서는 대조군에 비해 $A_{1}$, 아데노신 수용체의 효현제인 $(-)-N^{6}-(R-phenylisopropyl)$ adenosine (PIA)에 의해 지방분해가 약 두배 더 억제되었다. 그 기전을 밝히기 위하여 지방세포막의 $[{^3}H]PIA$ binding을 측정하였는데, 친화력이나 수용체의 수는 당뇨병군과 대조군 사이에 통계적으로 유의한 차이가 없었다 (대조군의 $K_{d}$$0.51{\pm}0.09\;nM$이었고 $B_{max}$$1.60{\pm}0.12\;pmoles/mg$ protein이었다. 당뇨병군의 $K_{d}$$0.54{\pm}0.21\;nM$이었고 $B_{max}$$1.72{\pm}10.31\;pmoles/mg$ protein이었다). 그러나 $100\;{\mu}M$ isoproterenol 자극에 의한 adenylyl cyclase activity의 PIA에 의한 억제를 비교하여 보았을 때 당뇨병군에서의 억제는 대조군의 1.9배로 나타났다. 이상의 결과로 보아 당뇨병군의 지방세포에 나타나는 변화, 즉 지방 분해가 PIA와 같은 $A_{1}$, 아데노신 수용체의 효현제에 의해 더욱 억제되는 것은 지방세포막의 수용체 자체의 변화때문이 아니라 수용체 이후의 신호전달 체계의 변화때문인 것으로 생각된다.

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Cas9 단백질/ 가이드 RNA 복합체를 이용한 누에 BmBLOS 유전자 편집 (Biogenesis of Lysosome-related Organelle Mutant Silkworms by Direct Injection of a Cas9 Protein-guided RNA Complex into Bombyx mori Embryos)

  • 김기영;유정희;김수배;김성완;김성렬;최광호;김종길;박종우
    • 생명과학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.537-544
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    • 2019
  • 유전자 가위를 이용한 게놈편집 기술의 등장은 다양한 분야에서 분자육종에 대한 관심을 유발하였으며, 3세대 유전자가위 CRISPR 기술의 개발은 게놈편집을 통한 분자육종 시대를 가속화하고 있다. 본 연구에서는 최근 개발된 3세대 유전자 가위 CRISPR/Cas9을 이용하여 국내 보급품종인 백옥잠의 BmBLOS 유전자를 편집하여 돌연변이를 유도하고 유전형 및 표현형 검사를 통하여 유전자가위를 이용한 누에 분자육종가능성을 분석하고 이용기술을 확보하고자 하였다. 유전자 편집을 위하여 백옥잠의 BmBLOS 유전자의 염기서열을 구명하고, 이를 바탕으로 3종의 가이드 RNA를 합성하였다. 합성된 gRNA는 Cas9 단백질과 복합체를 형성시킨 후 BM-N 누에 세포주에 도입 후 T7 endonuclease I 분석을 통하여 편집효율이 가장 높은 B4N gRNA를 선발하였다. 누에 유전자를 편집하기 위하여 Cas9/B4N gRNA를 누에 초가 배아에 미세주사하고 사육하였다. 미세주사 후 부화율은 18% 가량으로 낮게 나타났으나 생존한 개체 중 돌연변이 발생율은 40% 이상으로 비교적 높게 나타났다. 또한 유전자 편집 G0 세대누에 중 70% 가량에서 표현형의 변화가 관찰되었고, 염기서열 분석결과 대부분의 개체에서 BmBLOS 유전자가 정상과 돌연변이가 같이 존재하는 이형접합자 형태로 나타났으며, 그 유전형 또한 모든 개체에서 다르게 나타났다. 이러한 결과에 비추어 볼 때 CRISPR/Cas9 시스템을 이용한 누에 분자육종의 가능성은 매우 높을 것으로 예상되나, 유전자 편집효율을 개선하고 동형접합자를 얻기 위한 교배 및 선발방법에 대한 지속적인 연구가 필요하다고 판단된다.

가정간호 사업에 대한 의사, 간호사, 진료관련부서 직원 및 환자의 인식 비교 (A Study on Differences of Opinions on Home Health Care Program among Physicians, Nurses, Non-medical personnel, and Patients.)

  • 김용순;임영신;전춘영;이정자;박지원
    • 대한간호
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    • 제29권2호
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    • pp.48-65
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    • 1990
  • The government has adopted a policy to introduce Home Health Care Program, and has established a three stage plan to implement it. The three stage plan is : First, to amend Article 54 (Nurses for Different Types of Services) of the Regulations for Implementing the Law of Medical Services; Second, to tryout the new system through pilot projects established in public hospitals and clinics; and third, to implement at all hospitals and equivalent medical institutions. In accordance with the plan, the Regulation has been amend and it was promulgated on January 9,1990, thus establishing a legal ground for implementing the policy. Subsequently, however, the Medical Association raised its objection to the policy, causing a delay in moving into the second stage of the plan. Under these circumstances, a study was conducted by collecting and evaluating the opinions of physicians, nurses, non-medical personnel and patients on the need and expected result from the home health care for the purpose of help facilitating the implementation of the new system. As a result of this study, it was revealed that: 1. Except the physicians, absolute majority of all other three groups - nurses, non-medical personnel and patients -gave positive answers to all 11 items related to the need for establishing a program for Home Health Care. Among the physicians, the opinions on the need for the new services were different depending on their field of specialty, and those who have been treating long term patients were more positive in supporting the new system. 2. The respondents in all four groups held very positive view for the effectiveness and the expected result of the program. The composite total of scores for all of 17 items, however, re-veals that the physicians were least positive for the- effectiveness of the new system. The people in all four groups held high expectation on the system on the ground that: it will help continued medical care after the discharge from hospitals; that it will alleviate physical and economic burden of patient's family; that it will offer nursing services at home for the patients who are suffering from chronic disease, for those early discharge from hospital, or those who are without family members to look after the patients at home. 3. Opinions were different between patients( who will receive services) and nurses (who will provide services) on the types of services home visiting nurses should offer. The patients wanted "education on how to take care patients at home", "making arrangement to be admitted into hospital when need arises", "IV injection", "checking blood pressure", and "administering medications." On the other hand, nurses believed that they can offer all 16 types of services except "Controlling pain of patients", 4. For the question of "what types of patients are suitable for Home Health Care Program; " the physicians, the nurses and non-medical personnel all gave high score on the cases of "patients of chronic disease", "patients of old age", "terminal cases", and the "patients who require long-term stay in hospital". 5. On the question of who should control Home Health Care Program, only physicians proposed that it should be done through hospitals, while remaining three groups recommended that it should be done through public institutions such as public health center. 6. On the question of home health care fee, the respondents in all four groups believed that the most desireable way is to charge a fixed amount of visiting fee plus treatment service fee and cost of material. 7. In the case when the Home Health Care Program is to be operated through hospitals, it is recommended that a new section be created in the out-patient department for an exclusive handling of the services, instead of assigning it to an existing section. 8. For the qualification of the nurses for-home visiting, the majority of respondents recommended that they should be "registered nurses who have had clinical experiences and who have attended training courses for home health care". 9. On the question of if the program should be implemented; 74.0% of physicians, 87.5% of non-medical personnel, and 93.0% of nurses surveyed expressed positive support. 10. Among the respondents, 74.5% of -physicians, 81.3% of non-medical personnel and 90.9% of nurses said that they would refer patients' to home health care. 11. To the question addressed to patients if they would take advantage of home health care; 82.7% said they would if the fee is applicable to the Health Insurance, and 86.9% said they would follow advises of physicians in case they were decided for early discharge from hospitals. 12. While 93.5% of nurses surveyed had heard about the Home Health Care Program, only 38.6% of physicians surveyed, 50.9% of non-medical personnel, and 35.7% of patients surveyed had heard about the program. In view of above findings, the following measures are deemed prerequisite for an effective implementation of Home Health Care Program. 1. The fee for home health care to be included in the public health insurance. 2. Clearly define the types and scope of services to be offered in the Home Health Care Program. 3. Develop special programs for training nurses who will be assigned to the Home Health Care Program. 4. Train those nurses by consigning them at hospitals and educational institutions. 5. Government conducts publicity campaign toward the public and the hospitals so that the hospitals support the program and patients take advantage of them. 6. Systematic and effective publicity and educational programs for home heath care must be developed and exercises for the people of medical professions in hospitals as well as patients and their families. 7. Establish and operate pilot projects for home health care, to evaluate and refine their programs.

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크립토스포리디움의 활성/감염성 판별법을 이용한 오존 및 자외선 소독능 평가 (Evaluation of Cryptosporidiurn Disinfection by Ozone and Ultraviolet Irradiation Using Viability and Infectivity Assays)

  • 박상정;조민;윤제용;전용성;임연택;진익렬;정현미
    • 생명과학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.534-539
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    • 2006
  • 크립토스포리디움은 염소내성이 매우 강해 일반적인 표준정수처리공정의 소독으로는 제거가 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 오존 및 UV를 이용한 단위소독공정에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였으며, 또한 오존을 이용한 고도산화처리 파일럿에서는 세포배양법을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였다. 오존 소독연구는 50 mL 용량의 piston type batch reactor에서 용존오존을 자동적으로 측정해주는 flow injection analysis (FIA) 시스템을 이용하여 실험한 결과, 1 log 제거에 필요한 CT값은 $25^{\circ}C$에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation에 의해 각각 약 1.8, 2.2 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log 제거에 필요한 CT값은 각각 약 3.2, 3.8 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났다. 또한 $5^{\circ}C$에서 크립토스포리디움 1 log 제거에 필요한 CT값은 DAPI/PI 방법에 의해 약 9.1 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log제거에 필요한 CT값은 14.8 $mg/L{\cdot}min$로 나타나, 같은 소독효과를 나타내기 위해서 저온에서는 상온에서보다 요존 요구량이 약 $4{\sim}5$배 정도 증가하여야 함을 확인하였다. 40 L규모의 오존 반응조를 이용한 파일럿 실험에서는 정수처리공정상 모래여과를 거친 물에 살아있는 크립토스포리디움을 접종한 것을 시료로 하여 연속적으로 흐르게 한 다음, 오존량을 변화시키고 체류시간은 5분으로 고정하여 불활성화를 평가하였다. 실험결과, 8 $mg/L{\cdot}min$의 CT값에서 DAPI/PI 및 excystation과 같은 생사판별법을 이용하였을 경우에는 약 0.2 log정도의 불활성화를 나타내었으며, 세포감염시험법을 이용하였을 경우에는 약 1.2 log정도의 불활성화를 나타냈다. 오존에 의한 크립토스포리디움의 소독능 평가에 단위공정 및 파일럿 실험 모두 2가지 생사판별법(DAPI/PI와 excystation) 사이에는 큰 차이를 나타내지 않았으나, 생사판별법과 세포감염시험법 사이에는 현저한 차이를 나타내었는데, 이는 세포감염시험법으로 측정하는 sporozoite 및 merozoite로의 분화과정이 생사판별법이 근거한 세포벽의 구조와 기능 유지 보다 더 오존 소독에 더 민감함을 알 수 있었다. 파일럿 실험에서의 CT값이 piston batch reactor에서의 CT값 보다 낮게 나타난 것은 파일럿 실험에서 수작업으로 인한 용존 오존 측정이 정밀하지 못하여 IOD가 농도에 반영되지 않았고, 반응조 규모(50 mL vs 40 L) 및 형태(회분식 vs 연속식)의 차이에 기인하는 것으로 여겨진다. 한편, UV를 이용한 단위공정에서는 크립토스포리디움 1, 2 log 제거에 필요한 IT값은 $25^{\circ}C$에서 각각 DAPI/PI 방법에 의해 약 25, 50 $mWs/cm^2$로 나타났으며, $5^{\circ}C$에서의 크립토스포리디움 1, 2 log제거에 필요한 IT값은 약 40, 80 $mWs/cm^2$로 나타났다. 온도 $20^{\circ}C$ 감소 시 약 60% 정도의 IT값이 더 필요한데, 이것은 저온에서는 약한 자외선을 발산하는 저압저출력 UV 램프의 특성 때문인 것으로 사료되었다.

천마의 식품학적 활용을 위한 기초 연구 - 포제천마 열수 추출물이 국소 뇌혈류량과 혈압에 미치는 영향 - (A Study on the Application of Gastrodiae rhizoma for Food Stuffs - Effects of Gastrodiae rhizoma on the Regional Cerebral Blood Flow and Blood Pressure -)

  • 박성혜;조좌형;안병용
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.554-562
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    • 2007
  • 본 연구는 식이 습관병 예방을 위한 건강식품을 개발하기 위한 기초 연구로써 계획되어 선행 연구와 문헌상의 기록을 바탕으로 한 천마의 여러 기능 중 혈류 개선 효과에 중점을 두고 그 기능을 과학적으로 확인하여 보고자 하였다 즉, 쌀뜨물을 주로하여 소화 흡수 및 면역력의 증강을 기대할 수 있고 독성 성분을 제거할 수 있으며, 더불어 활혈(活血) 및 청열량혈(靑熱凉血)기능을 가지는 천궁과 이수(利水) 및 안신(安神)작용을 하는 복령을 포제에 함께 이용하여 뇌혈류와심혈관 기능을 증진시키고자 하였다. 따라서 흰쥐를 대상으로 Laser-Doppler flowmeter system(LDF)을 이용하여 천마가 국소 뇌혈류량과 혈압에 미치는 효과를 관찰한 결과는 다음과 같다. 1. 천마를 0.1mg/kg, 1.0mg/kg 및 10.0 mg/kg 농도로 주사 시 농도 의존적으로 국소 뇌혈류량이 증가되었다. 2. 천마가 국소 뇌혈류량을 증가시키는 기전을 확인하기 위해 propranolol, atropine, methylene blue, indomethacin으로 전처리한 후 천마를 주사했을 때는 국소뇌혈류량에 유의한 변화를 관찰할 수 없었으나, anti-nitric oxide synthetase를 전처리한 후 천마를 주사했을 때는 국소 뇌혈류량이 유의적으로 증가함을 관찰할 수 있었다. 3. 천마를 0.1 mg/kg, 1.0 mg/kg 및 10.0 mg/kg 농도로 주사 시 농도 의존적으로 혈압이 저하되었다. 4. 천마가 어떤 기전으로 혈압의 변화를 초래하는지를 확인하기 위해 propranolol, atropine, methylene blue, indomethacin으로 전처리한 후 천마를 주사했을 때는 혈압에 유의한 변화를 관찰할 수 없었으나 anti-nitric oxide synthetase로 전처리한 후 천마를 주사했을 때에는 혈압이 유의적으로 저하되는 변화가 나타났다. 이상의 결과에서 포제 천마는 뇌혈류량을 증가시키고 혈압을 강하시키는 작용이 있음을 확인하였고, 그 기전은 nitric oxide 생성과 관련되어 나타나는 결과로 판단된다. 따라서 혈관 질환을 포함한 식이 습관병과 관계된 질환의 예방 및 치료의 보조 식이물로써 활용이 가능하다고 판단되며, 향후 포제 천마를 이용한 건강식품을 개발하고 완제품에 대한 유효성에 대한 연구를 수행할 때 기초 자료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

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식이 Vitamin E 수준이 Cadmium 중독된 흰쥐 뇌조직의 지질과산화와 항산화효소활성에 미치는 영향 (Effect of Dietary Vitamin E Levels on Lipid Peroxidation and Enzyme Activities of Antioxidative System in Brain of Cadmium Administered Rats)

  • 정선영;이순재;양정아
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.575-580
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    • 1996
  • 식이 vitamin E 수준이 Cd 중독된 휜쥐 뇌조직 내의 지질과산화와 항산화계에 미치는 영향을 알아보기 위해 체중 $60\pm5g되는$ Spraue-Dawley종 흰쥐 숫컷을 식이내 vitamin E 함량을 0, 40, 400mg/kg of diet로 나누어 각각 2주 및 4주간 사육한 후 체중 kg당 2.5mg Cd을 하루에 한번씩 4회 투여하여, 실험 종료 후 쥐를 희생시켜 뇌조직내의 SOD, GSH-Px, GST의 항산화 효소활성 및 지질과산화가를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 전 실험기간 동안 체중변화를 관찰한 결과 대조군에 비해 실험군들이 모두 유의적으로 감소하였고, 식이 섭취량은 2주간 사육한 대조군과 각 실험군간에 차이가 없었으나, 4주간 사육한 대조군에 비해 Cd-0E군만이 유의적으로 낮았다. 식이 효율도 2주 및 4주 모두 대조군에 비해 실험군들이 모두 낮았다. 뇌, 간장 및 신장의 무게는 대조군과 실험군 간에 유의적인 차이가 없었다. SOD의 활성을 관찰한 결과 대조군에 비해 Cd-0E군이 유의적으로 낮았으나 Cd-40E와Cd-400E군과는 차이가 없었다. GSH-Px 활성은 대조군에 비해 실험군이 Cd-400E, 40E, Cd-0E순으로 낮았다. G57 활성을 측정한 결과는 대조군에 비해 Cd-0E, Cd-40E군에서는 유의적으로 낮았으며, Cd-400E와는 차이가 없었다. 뇌조직의 지질과산화가를 측정한 결과, 대조군에 비하여 Cd-0E, Cd-40E, Cd-400E 군은 각각 2.5배, 1.8배, 1.4배 증가하였다. 그리고 Cd-40E, Cd-400E는 Cd-0E군에 비해 각각 28.8%, 44% 지질과산화가가 각각 낮았다. 2주 및 4주 동안 실험구간의 효소활성 및 과산화지질 함량은 유의적인 차이가 없었다. 결론적으로 Cd 중독된 흰쥐 뇌조직에서는 대조군에 비해 지질과산화 반응이 촉진되었으나 식이내 vitamin E의 적절한 첨가는 항산화계를 강화시킴으로써 뇌조직의 과산화적 손상을 완화시키는데 기여함을 알 수 있었다.

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서울시 간호사회 가정간호시범사업 서비스 내용 및 만족도 분석 (The Contents and Satisfation of Home Care Progral Delivered by Seoul Nurses Association)

  • 임난영;김금순;김영임;김귀분;김시현;박호란
    • 대한간호
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    • 제36권1호
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    • pp.59-76
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    • 1997
  • The purposes of this study were to identify the contents and satisfaction level of the patients received home care service, and to compare the differences of the contents by the characteristics of the patients. Seventy eight patients received home care service from 1st Jan. to 30th Sept., 1996 were data-collected to analyze the contents and outcomes of home care service. Sixty-nine patients currently receiving home care service were participated to evaluate the satisfaction level of home care service. The data were analyzed using mean, standard deviation, $x^2$ test, and ANOVA by SPSS $PC^+$ program. The findings of this study were as follow : 1. The contents & outcomes of home care service 1) The mean age of the subjects was 64.4 years: 58% of them were female. Those who living in Seoul were 83% and the rest of the subjects was living in Kyung-Gi. 2) The subjects who had one diagnosis were 41%. Over 60% of them had the disease of neurologic & sensory system. 3) The mean number of visit was 6. Only one visit was 22%. The mean time of care was 79 minutes. Duration of visit from 31 minutes to 60 minutes were 47 %. The subjects who terminated the visit because of death were 67.3%. 62% of the persons who referred them to the home care service were nurses. 4) The pain after the service was more relieved than before. The amounts of intake, the degree of bed sore, edema & fracture after the service were more improved than before. Health status after the service was improved in general. 5) There were significant differences between initial and last conscious level in tracheostomy care & oxygen inhalation care. There was significant difference between initial and last degree of activity in blood sugar check. 6) There were significant differences on the number of visit in assessment of the status, evaluation & observation, vital sign check, skin care, injection, medication, bed sore care, colostomy care, relaxation therapy for pain relief, patient education, family care, exercise therapy, position change, supply of disinfected equipments and infection control. There were significant differences on visiting time in nasogastric tube care, drainage tube care and oxygen inhalation care. 2. The satisfaction level of home care service 1) 50% were male. Over 60 years of the subjects was 61 %. Those who living in Seoul were 82%. 2) The subjects who had one or two diagnosis were 32% respectively. 55% of the persons who referred them to the home care service were nurses. 3) Total level of satisfaction of home care service was very high. 4) The older the age, the higher the satisfaction level. The larger the number of visit, the higher the satisfaction level. 5) The subjects who were in cloudy state were higher level of satisfaction than in alert or coma state. The subjects whose activity were normal or who needed assistance were higher level of satisfaction than bedridden or immobilized subjects. These findings suggested that the patients had substantial need for posthospital care. They tended to be elderly and to have experienced the wide range of health problems associated with aging, chronicity, including limitations in activities, and other serious health problems. So, the nationwide home care systems beyond the limit of demonstration program by local association and the development of the effective financial system of home based health care are necessary for the clients who are in need of home care.

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유동성 단열 파악을 위한 암반 내 단열특성 규명 (Identification of Conductive Fractures in Crystalline Recks)

  • 채병곤;최영섭;이대하;김원영;이승구;김중렬
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.88-100
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    • 1998
  • 결정질 암반내에 발달하는 단열은 지하수유동의 주요 경로가 되므로, 유동성 단열의 특성 규명은 유동체계를 해석하는데 매우 중요하다. 암반 내 단열 중 유동성 단열을 추출하기 위해 편마암 지역내 폐광산을 대상으로 단열특성을 파악했다. 연구지역내 지표 노두와 항내에 발달하는 단열 중, 단층은 방향성, 단층폭, 연장성, 운동감각, 충전물질, 절리의 경우는 방향성, 길이, 간격, 틈(aperture), 충전물질, 조도(roughness), 타 절리들과의 교차 및 연결성을 조사했다. 한편, 지표 하에 발달하는 단열특성 파악을 위해 연구지역내 5개 지점에 시추를 실시하여 이를 통해 회수된 코아시료를 정밀 로깅했다. 그 중, 3개 시추공을 대상으로 초음파주사검층을 실시하여 단열의 방향성과 단열종류를 구분하고 획득한 자료를 처리.분석하였다. 조사결과에 따르면 지표상에 발달하는 대표 단열군은 GSet 1: N50-82$^{\circ}$E/55-90$^{\circ}$SE, GSet 2: N2-8$^{\circ}$E/56-86$^{\circ}$SE, GSet 3: N46-72$^{\circ}$W/60-85$^{\circ}$NE, GSet 4:Nl2-38$^{\circ}$W/15-40$^{\circ}$SW 단열군으로 나타났다. 이에 대응되는 지표하 단열군은 HSet 1: N50-90$^{\circ}$E/55-90$^{\circ}$SE, HSet 2: N10-30$^{\circ}$E/50-70$^{\circ}$SE, HSet 3: N20-60$^{\circ}$W/50-80$^{\circ}$NE, HSet 4: N10-50$^{\circ}$E/$\leq$40$^{\circ}$NW로 분류되었다. 이 단열군들 중 GSet 1 및 GSet 3, 그리고 HSet 1 및 HSet 3은 연구지역내 가장 우세하게 발달하는 단열군이다. HSet 1은 평균 단열간격이 30~47 m이며, 이 단열 중 등급(code) 1 단열(단층, 열린단열) 등이 21.0~42.9%를 구성한다. HSet 3은 55~57 cm의 평균 단열간격을 보이고, 등급 1 단열이 15.4~26.9%를 차지한다. HSet 4는 239 cm의 평균 단열간격을 보여 연구지역내 우세 단열군 중 가장 넓은 단열간격을 가지나, 등급 1 단열의 비율이 54.5%에 이른다. 등급 1 단열과 유사한 특성을 갖는 단층이나 열린단열은 다른 성질의 단열에 비해 상대적으로 수리전도성이 큰 것으로 알려져 있음을 통해, N55-85$^{\circ}$E/50-80$^{\circ}$SE 단열군과 N20-60$^{\circ}$W/50-75$^{\circ}$NE 단열군, 그리고 N10-30$^{\circ}$E/$\leq$30$^{\circ}$NW 단열군이 연구지역 내에서 지하수 유동성이 가장 높은 단열군으로 추정된다. 이러한 사실은 3개 시추공을 대상으로 실시한 시추공 내 물리검층과 정압주입시험에서도 확인된다.

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벤토나이트 완충재에서의 기체 팽창 흐름 수치 모델링: DECOVALEX-2019 Task A (Numerical Modelling for the Dilation Flow of Gas in a Bentonite Buffer Material: DECOVALEX-2019 Task A)

  • 이재원;이창수;김건영
    • 터널과지하공간
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    • 제30권4호
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    • pp.382-393
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    • 2020
  • 고준위방사성폐기물을 처분하기 위한 심층처분시스템의 공학적 방벽은 처분 용기에서 방사성 핵종 누출이 발생하더라도 주변 암반으로의 누출 속도를 늦춰주는 역할을 수행해야하기 때문에 장기적으로 그 성능을 유지하여야 한다. 특히 벤토나이트 완충재와 같이 점토 물질을 다량 함유한 매질에서만 나타나는 기체 흐름 현상인 팽창 흐름은 벤토나이트 완충재의 장기 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문에 이 현상을 명확히 규명하는 것이 매우 중요하다. 이에 따라 DECOVALEX-2019 Task A에서는 팽창 흐름에 대한 수리-역학적 메커니즘을 규명하고, 기체 이동 현상의 정량적 평가를 위한 새로운 수치 해석 기법 개발 및 검증을 수행하고자 진행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 기존의 전통적인 다공성 매질에서의 2상 유동 및 유효응력 개념을 고려한 역학 모델을 기반으로, 손상도 개념을 적용함으로써 매질의 변형에 의한 기체의 팽창 흐름을 모사할 수 있는 수리-역학적 상호작용을 고려한 해석 모델을 개발하였다. 또한 개발된 모델을 이용하여 1차원 및 3차원 기체 주입 시험 결과와의 비교를 통해 모델 검증 및 적용성 검토를 수행하였다. 수치 해석 결과 기체 압력에 의한 팽창 흐름으로 인한 갑작스러운 공극 수압, 응력, 기체 주입량 및 유출량 증가 현상을 확인할 수 있었지만, 개발된 해석 모델에서 수리-역학적 상호작용의 영향이 과소평가 되는 한계를 확인할 수 있었다. 그럼에도 불구하고 본 연구는 팽창 흐름에 대한 예비 모델을 제공하고 후속 연구의 발전된 모델을 개발하기 위한 기반을 제공한다는 점에서 의의가 있다. 또한 본 연구에서 개발된 수리-역학적 상호작용을 고려한 수치 모델은 향후 실험실 및 현장 시험 결과 데이터 분석에 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 실제 고준위방사성폐기물 심층처분시스템의 장기 성능평가에도 활용될 수 있을 것으로 판단된다.