In spite of much progress in vitro fertilization and embryo transfer (IVF-ET) program, the pregnancy rate remains at 20-30%, and the endometrial implantation rate per embryo transferred at 10-15%. As a result, about 90% of embryos may fail to implant to the endometrium, and many attempts such as optimization of follicular development, improvement of in vitro culture system including coculture, and micromanipulation of zona pellucida have been made to improve embryonic implantation after IVF-ET. Recently, several procedures of assisted hatching (AH) using micromanipulation have been introduced, and pregnancies and births have been obtained after AH. To develop and establish AH as an effective procedure to improve embryonic implantation, AH with partial zona dissection (PZD) was performed in 116 cycles of 89 infertile couples who had previous repeated failures of standard IVF-ET more than two times (Group I: 71 cycles in 54 patients), or who had implantation failure of embryos with good quality (Group II: 15 cycles in 13), or who had undergone AH without specific indication (Group III: 30 cycles in 22) from January, 1995 to Februry, 1996, and the outcomes of AH were analyzed according to pregnancy rate. The number of oocytes retrieved after controlled ovarian hyperstimulation (COH) was $9.9{\pm}7.1$ in Group I, $11.5{\pm}4.5$ in Group II, and $7.9{\pm}6.4$ in Group III. The number of embryos transferred after AH was $4.7{\pm}1.8$ in Group I, $5.3{\pm}1.3$ in Group II, and $3.5{\pm}2.4$ in Group III. The mean cumulative embryo score (CES) was $56.8{\pm}30.0$ in Group I, $76.1{\pm}35.9$ in Group II, and $38.5{\pm}29.9$ in Group III. The overall clinical pregnancy rate per cycle and per patient was 12.7% (9/71) and 16.7% (9/54) in Group I, 33.3% (5/15) and 38.5% (5/13) in Group II, and 6.7% (2/30) and 9.1% (2/22) in Group III, respectively. There were significant differences in the numbers of oocytes retrieved and embryos transferred, CES, and the clinical pregnancy rate per cycle among three groups. There was a significant inverse correlation between basal serum FSH level and CES, and no pregnancy occurred in patients with CES less than 20. In conclusion, AH of human embryos with PZD prior to ET has improved the implantation and pregnancy rates in IVF-ET patients with the past history of repeated failures, especially in spite of transfer of embryos with good quality, and AH will provide a range of novel techniques which may contribute much to effective management of infertile couples.
본 원고는 소프트 로봇용 4D 프린팅 소재와 어그제틱 구조체에 대한 연구 동향을 정리한 것이다. 먼저 4D 프린팅 소재의 형상 변화 거동을 형상 변화와 형상기억 소재, 이중, 삼중, 다중 형상기억 효과, 접힘과 굽힘, 표면지형별로 구분하여 알아보았다. 형상 변화와 형상기억 소재 등 열이나 수분의 자극에 가역적/비가역적 혹은 규칙적/불규칙적 형상 변형이 가능할 수 있다. 다음으로, 차원별 형상이동 유형에 따른 특성과 물성에 대해 알아본 바, 1차원에서 다차원으로의 형상이동을 1D-1D 팽창/수축, 1D-2D 접힘/굽힘, 1D-3D 접힘 (1D-to-3D folding)으로 구분할 수 있다. 2차원에서 형상이동은 2D-2D 굽힙, 2D3D 굽힘/접힘/꼬임/표면말림/표면지형변화/굽힘과 꼬임, 3차원에서 다차원으로의 형상이동은 3D-3D 굽힙과 3D-3D 선형/비선형 거동으로 구분할 수 있다. 마지막으로 4D 프린팅 메타구조체 중 힌지 구조체를 적용한 KinetiX는 단일단위 터셀레이션과 다중단위 터셀레이션으로 모델링할 수 있고, 평면 및 공간 변환이 용이하고, 컨포머블 헬멧에 적용할 수 있다. 키리가미 구조체를 기본으로 한 공압형 어그제틱 구조체는 역설계 기반 구조체로써 굽힘각도를 제어하는 알고리즘으로 설계할 수 있다. 설계 후 3D 프린팅하여 TPU 멤브레인으로 프로토 타입을 제조하였고, 압력을 낮추면서 원하는 3차원 형상으로 완성될 수 있음을 확인하였다. 온도나 습도 등의 외부자극요소에 따라 형상이나 물성을 변화할 수 있는 재료를 사용하여 변형가능한 3차원 구조체로 성형한 4D 프린팅 소재를 이용하여 상지, 하지, 손, 발 등 소프트 로봇의 외골격(exoskeleton) 소재에 적용할 수 있을 것이다. 즉 자세제어, 상황인식, 동작신호 생성 등 다양한 환경에 대응하여 착용자의 움직임에 고하중, 고기동성, 운동지속성을 지원하는 기능을 갖는 소프트 로봇용 4D 프린팅 소재는 헬스케어 웨어러블 의류 제품화 개발로의 용도 전개가 가능할 것이다. 특히 4D 프린팅 소프트 소재 및 공정개발 분야는 일상 생할 보조용이나 재활치료용 의류를 개발하기 위한 3D 프린팅 소재 및 공정의 원천 기술에 해당하므로 이와 관련한 연구의 기초 자료로서 활용되기를 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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