• 제목/요약/키워드: Lithium

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금속이온이 치환된 설폰화된 6FDA계 폴리이미드 막의 기체 투과 특성 (Gas Permeation Properties of Sulfonated 6FDA-Based Polyimide Membranes Exchanged with Metal Ions)

  • 임현수;이병성;이보성;윤석원;고형철;이충섭;하성용;정성일;임지원
    • 폴리머
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    • 제33권6호
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    • pp.555-560
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    • 2009
  • 설폰화된 6FDA 계열의 폴리이미드의 설폰간기에 1가 이온($Li^+$, $Na^+$, $K^+$)과 2가 이온($Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Ba^{2+}$)이 치환되어졌으며, 이러한 금속이온의 치환효과가 $CO_2$, $O_2$$N_2$등의 기체 투과도와 선택도에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 설폰화된 폴리이미드의 열적 안정성이 금속이온을 치환함으로써 향상된 것을 열중량기 분석을 통하여 확인되었다. 1가 이온으로 치환된 막의 투과도는 이온반경 [$Li^+$(0.059 nm)>$Na^+$(0.102 nm)>$K^+$(0.138 nm)]의 순서로 감소하며, 2가 이온의 경우 이온반경과 고분자와 금속이온 간의 전기적 가교로 인하여 결정되어짐을 알 수 있었다. 반면에, 금속이온으로 치환된 설폰화된 폴리이미드 막의 선택도는 치환되지 않은 막에 비하여 향상된 것을 알 수 있었다. $K^+$이온으로 치환된 설폰화된 폴리이미드 막의 산소 투과도는 89.98 Barred[$1\times10^{-10}\;cm^3$(STP) $cm/cm^2{\cdot}s{\cdot}cmHg$]을 나타내어 원래의 폴리이미드 막의 산소 투과도인 126.5 Barrer 보다 현저히 줄었으며, $Li^+$으로 치환된 막의 $O_2/N_2$선택도는 12.9를 나타내어 원래의 4.2보다 크게 향상되어졌다.

용융탄산염 연료전지용 in-situ 소결된 Ni-Al 합금 연료극 개발 (Development of in-situ Sintered Ni-Al Alloy Anode for Molten Carbonate Fuel Cell)

  • 천현아;윤성필;한종희;남석우;임태훈
    • 전기화학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.124-131
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    • 2006
  • 기존의 용융탄산염 연료전지용 연료극인 Ni-Cr전극은 제조과정이 복잡하며, 운전조건에서 전극의 소결과 creep현상으로 인하여 전극의 기공률과 두께가 감소하는 문제점이 있어 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 Ni-Cr계 전극보다 creep저항성이 우수하다고 알려져 있는 Ni-Al계 합금을 사용하였다. 또한 공정의 단순화로 비용을 절감시키기 위해, 소성과정을 제외하고 tape casting과 건조과정을 거친 green sheet를 단위전지에 장착하여 전처리 과정 중에 소결시키는 in-situ 소결법에 대해 연구하였다. 그러나 기존의 전처리 방법을 이용한 단위전지 평가에서 Ni-Al 합금의 상분리 현상으로 인해 기대하였던 creep저항성 향상을 확인하지 못했고, 운전중 Ni-Al합금 연료극에 단위전지의 구성요소인 matrix 기공크기보다 작은 기공(${\leq}0.4{\mu}m$)이 다량 생성되어 전해질 재분배를 일으켜 성능이 하락하는 문제점이 나타났다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고자 전처리 조건을 변화시키며 실험을 수행하였다. 그 결과, 비활성 기체인 질소를 일정한 구간에 사용함으로써 기존 전처리에서 발생하였던 Ni-Al 합금의 상분리 현상을 억제할 수 있었으며 이로 인해 creep저항성 또한 향상시킬 수 있었다. 그러나 운전 중 생성되는 matrix기공크기보다 작은 기공(${\leq}0.4{\mu}m$) 형성비율은 억제할 수 없었다. 위의 전처리 조건을 가지고 단위전지 운전실험을 하였고, 전해질 함침비율을 조절함에 따라 성능을 향상시킬 수 있었으며 2000시간 동안 일정하게 유지함을 확인하였다. 이로부터 기존의 소성전극과 비교하여 많은 장점을 가지고 있는 in-situ 소결법의 가능성을 확인할 수 있었다.

Serine 칼륨염 수용액의 이산화탄소 흡수특성 (Absorption of Carbon Dioxide into Aqueous Potassium Salt of Serine)

  • 송호준;이승문;이준호;박진원;장경룡;심재구;김준한
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.505-514
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    • 2009
  • 지구온난화 원인물질인 이산화탄소의 신규 흡수제로 serine 칼륨염을 제안하였고, serine 칼륨염의 이산화탄소 흡수특성을 monoethanolamine(MEA)의 결과와 비교하고 평가하였다. 비분산적외선 방식의 $CO_2$ 분석기를 장착한 스크리닝 장치와 흡수평형 측정장치를 이용하여 각 흡수제의 $CO_2$ 흡수/탈거 성능을 속도론적 양적으로 분석하였다. Serine 칼륨염의 유효 $CO_2$ 부하능은 0.425로써 MEA의 0.230보다 거의 두 배나 높았으며, cyclic capacity는 각각 0.354와 0.298로써 serine 칼륨염이 더 우수하였다. 한편 serine 칼륨염의 반응속도는 $CO_2$ 부하능이 0.1 이상에서 급격히 감소하여 MEA의 절반을 유지하였다. 흡수속도 증대를 위해 반응 촉진제로 plperazme과 tetraethylenepentamine을 흔합한 결과 각 경우 포화 $CO_2$ 부하능이 13.7%, 18.7% 증대되었다. Serine의 카르복실기에 서로 다른 종류의 금속을 치환하였을 때 ($Li^+,\;Na^+\;K^+$), serine 칼륨염의 $CO_2$ 흡수량이 나트륨염과 리튬염에 비해 각각 29.2%, 35.0% 높았다. 비슷한 기본구조를 가진 아미노산인 valine과 isoleucine 칼륨염의 흡수실험 결과, 벌키한 side group의 영향으로 인해 흡수속도가 serine 칼륨염에 비해 다소 느렸다. 반응 중 발생하는 침전과 이의 긍정적 이용 방법을 문헌에 근거하여 제안하였다.

차세대 리튬 금속 전지 연구 및 개발을 위한 코인형 전지의 효율적 설계 (A Rational Design of Coin-type Lithium-metal Full Cell for Academic Research)

  • 이민규;이동현;한재웅;정진오;최현빈;이현태;임민홍;이홍경
    • 전기화학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.65-75
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    • 2021
  • 코인형 전지는 리튬 이차 전지 연구의 주요 평가 플랫폼으로써 새로운 소재 및 개념을 발굴하고 차세대 전지의 기초 연구에도 큰 기여를 하고 있다. 리튬 금속 전지는 500 Wh kg-1 이상의 에너지 밀도를 구현할 수 있어 유망한 차세대 리튬 이차 전지 후보군으로 고려되고 있으나, 덴드라이트 형태의 리튬 전착과 함께 극심한 부피 변화 및 표면적 증가라는 성능 열화에 매우 취약하다. 특히, 리튬 금속 전지의 수명은 전해질 양, 리튬 두께, 내부 압력 등과 같은 전지 설계 및 구조에 매우 의존하기 때문에 코인셀 수준에서의 성능 평가 및 신뢰성에 치명적이다. 따라서, 기존 코인셀 구조를 개선한 리튬 금속 음극 특화 전지 설계 및 규격화가 요구된다. 본 연구에서는 상용수준에서의 주요 전지 설계 인자인 극소량의 전해질과 높은 양극 로딩 레벨, 박막 리튬 사용 등의 환경에서 성능 및 재현성을 확보한 코인셀 구조를 제안한다. 양극과 음극의 면적비를 1에 근접하게 제어하여 비활성 공간을 최소화하고 용량 저하현상을 완화시켰다. 또한, 코인셀 내 압력을 정량화하여 압력의 균일성이 중요한 인자임을 규명하고 유연성 고분자 (PDMS) 필름 도입과 내부 부품의 변화를 통해 기존보다 높고 (0.6 MPa → 2.13 MPa) 균일한 압력(표준편차: 0.43 → 0.16)이 가하도록 개조하였다. 이를 통해 최적의 설계를 정립을 통해 기존보다 향상된 재현성을 확인하였다.

고안정성 리튬이온전지 양극활물질용 Ti 치환형 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 연구 (Study on Ti-doped LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Cathode Materials for High Stability Lithium Ion Batteries)

  • 전용희;임수아
    • 전기화학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.120-132
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    • 2021
  • 기존 LiCoO2의 고전압 사용의 제약에 따른 용량적 한계와 코발트 원료의 높은 가격을 해결하기 위하여 high-Nickel에 대한 개발이 활발히 진행되고 있지만 Ni 함량의 증가에 따른 구조적 안정성의 저하에 의한 전지 특성의 저하는 상용화를 지연시키는 중요한 원인이 되고 있다. 이에 Ni-rich 삼성분계 양극소재 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2의 고안정성을 높이고자 전구체에 균일한 이종원소 Ti를 치환을 위해서 나노크기의 TiO2 서스펜젼 형태 소스를 사용하여 전구체 Ni0.6Co0.2Mn0.2-x(OH)2/xTiO2를 제조하였다. Li2CO3와 혼합하고, 열처리 후 양극활물질 LiNi0.6Co0.2Mn0.2-xTixO2 합성하여 Ti 함량에 따른 물리적 특성을 비교하였다. Field Emission Scanning electron Microscope(FE-SEM) 및 Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) mapping 분석을 통해 Ti 치환된 구형의 전구체와 입자 크기 측정을 통해 균일한 입자크기를 가지는 양극 활물질 제조를 확인하였고, 내부치밀도와 강도가 증가함을 확인 하고, X-ray Diffractometry (XRD) 구조 분석과 Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) 정량분석을 통해 Ti 치환된 양극활물질 제조 및 고온, 고전압에서 충·방전을 지속하더라도 효과적으로 용량이 유지됨을 확인하였다.

울진 보암광산의 조장석-스포듀민 페그마타이트의 광물 지화학 조성 연구 (Mineral Geochemistry of the Albite-Spodumene Pegmatite in the Boam Deposit, Uljin)

  • 박규승;박정우;허철호
    • 광물과 암석
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    • 제35권3호
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    • pp.283-298
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    • 2022
  • 본 연구에서는 경상북도 울진 왕피리에 소재한 보암 Li 광산의 조장석-스포듀민 페그마타이트와 그 주변에 형성된 외영운암(exogreisen)의 광물 지화학 조성을 EDS로 분석하고 그 의미를 고찰하였다. 보암 광산은 화성활동 단계와 영운암화 단계의 두 단계를 거쳐 형성되었다. 전자에서는 조립질 내지 중립질의 스포듀민, 조장석, 석영, K-장석으로 구성된 조장석-스포듀민 페그마타이트가 관입하였으며, 후자에서는 페그마타이트의 조장석화 및 영운암화 과정에서 세립의 조장석 및 이와 공생하는 백운모, 녹주석, 인회석, 컬럼바이트족 광물(CGM, columbite group mineral), 마이크롤라이트, 석석 등이 형성되며 화성활동 단계의 광물을 부분적으로 교대하였다. 이 과정에서 주변암인 장군석회암과 맥의 경계면에는 전기석, 석영, 백운모로 구성된 외영운암이 형성되었다. 광물 지구화학 분석 결과에 따르면 화성활동 단계 대비 영운암화 단계에서 녹주석과 백운모에 Cs 함량이 더 높고 CGM의 Ta/(Nb+Ta) 또한 더 높게 나타난다. 이 같은 사실은 영운암화에 관여한 용융체가 페그마타이트를 형성한 용융체에 비하여 더 많은 분화 과정을 거쳤음을 지시한다. 영운암화 단계에서 형성된 인회석의 조성은 Cl이 결핍되고 F가 부화되어 있어 보암 광산이 S형 화강암 기원의 Li-Cs-Ta(LCT) 페그마타이트에 해당하는 특성을 지닌다. 화성활동 단계에 형성된 중립질의 조장석은 평균 0.28 wt.%의 P2O5를 갖는데 비해 영운암화 단계에 형성된 세립질의 조장석은 EDS 검출한계 미만의 P2O5를 지닌다. 영운암화 단계에 형성되는 인회석과 마이크롤라이트는 화성활동 단계 대비 Ca가 부화되었음을 지시한다. 따라서, 조장석 내 P의 결핍은 용융체에 있던 P가 주변암으로부터 Ca가 공급됨에 따라 인회석의 형태로 소진되어 결핍된 결과로 해석할 수 있다. 외영운암의 전기석은 중심에서 외곽으로 갈수록 Ca를 비롯한 2가 양이온의 함량이 증가하고 그에 따라 Al의 함량이 감소하는 화학적 누대구조를 보인다. 이는 영운암화 단계에서 장군석회암으로부터 용융체에 Ca가 점차 공급되었다는 가설에 부합한다.

전극 혼합 방식의 차이로 인한 특성 변화 최적화 (Optimization of Characteristic Change due to Differences in the Electrode Mixing Method)

  • 김정태;카르로스 타파라 음푸푸니;이범희;유선율
    • 전기화학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-10
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    • 2023
  • 리튬 이차전지의 4 대 구성요소에 포함되는 양극은 배터리의 에너지 밀도를 담당하는 중요한 구성요소에 속하며, 보편적으로 제작되는 양극의 습식 제작 공정에는 활물질, 도전재, 고분자 바인더의 혼합 과정이 필수적으로 이루어지게 된다. 하지만, 양극의 혼합 조건의 경우 체계적인 방법이 갖추어져 있지 않기 때문에 제조사에 따라 성능의 차이가 발생하는 경우가 대다수이다. 따라서, 양극의 슬러리 제작 단계에서 정돈되지 않은 혼합 방법의 최적화를 진행을 위해 보편적으로 사용되는 THINKY mixer와 homogenizer를 이용한 LiMn2O4 (LMO) 양극을 제조해 각각의 특성을 비교하였다. 각 혼합 조건은 2000 RPM, 7 min으로 동일하게 진행하였으며, 양극의 제조 동안 혼합 방법의 차이만을 판단하기 위해 다른 변수 조건들은 차단한 후, 실험을 진행하였다(혼합 시간, 재료 투입 순서 등). 제작된 THINKY mixer LMO (TLMO), homogenizer LMO (HLMO) 중 HLMO는 TLMO보다 더 고른 입자 분산 특성을 가지며, 그로 인한 더 높은 접착 강도를 나타낸다. 또한, 전기화학적 평가 결과, HLMO는 TLMO와 비교하여 개선된 성능과 안정적인 수명 주기를 보였다. 결과적으로 수명특성평가에서 초기 방전 용량 유지율은 HLMO가 69 사이클에서 TLMO와 비교하여 약 4.4 배 높은 88%의 유지율을 보였으며, 속도성능평가의 경우 10, 15, 20 C의 높은 전류밀도에서 HLMO가 더 우수한 용량 유지율과 1C에서의 용량 회복률 역시 우수한 특성을 나타냈다. 이는 활물질과 도전재 및 고분자 바인더가 포함된 슬러리 특성이 homogenizer를 사용할 때, 정전기적 특성이 강한 도전재가 뭉치지 않고 균일하게 분산되어 형성된 전기 전도성 네트워크를 생성할 수 있기 때문으로 간주된다. 이로 인해 활물질과 도전재의 표면 접촉이 증가하고, 전자를 보다 원활하게 전달하여 충전 및 방전 과정에서 나타나는 격자의 부피변화, 활물질과 도전재 사이의 접촉저항의 증가 등을 억제하는 것에 기인한다.

정신과 약물과 요실금의 연관성 (Association Between Psychiatric Medications and Urinary Incontinence)

  • 이재종;이승윤;고혜란;진수임;문영경;송가영
    • 정신신체의학
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    • 제31권2호
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    • pp.63-71
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    • 2023
  • 요실금의 유병률은 전세계적으로 남성에서 3~11%, 여성에서 25~45%에 달할 정도로 매우 흔한 질환이며, 향후 고령화 진행에 따라 요실금은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 요실금은 환자와 가족의 삶의 질을 현저히 떨어뜨리고, 우울감, 스트레스, 자존감 저하를 유발한다. 기존에 정신과 질환을 앓고있는 환자에서 요실금이 새로 발생할 때 정신과적 증상 악화, 치료 순응도 저하, 치료 효과 반감 등에 영향을 줄 수 있어 유의가 필요하다. 요실금은 대부분 방광 저장능력의 결함으로 일과성, 만성 요실금으로 구분된다. 일과성 요실금은 가역적인 요실금으로 delirium, infection, atrophic urethritis/vaginitis, psychological disorders, pharmaceuticals, excess urine output, restricted mobility, stool impaction (DIAPPERS)이 대표적인 원인이다. 만성 요실금은 복압성, 절박, 혼합, 일류성 또는 범람, 기능성, 그리고 지속성 요실금으로 구분된다. 약물 유발 요실금은 일과성 요실금의 한 종류로 임상에서 흔히 볼 수 있으며 여러 가지 정신과 약제에 의해서도 유발될 수 있다. 항정신병 약제가 가장 대표적으로 알려졌으며, 비정형 항정신병 약제의 알파 아드레날린성 차단효과로 인한 요도 괄약근 근긴장도 저하, 항콜린성작용에 의한 요폐, 세로토닌 길항 효과로 인한 pudendal nerve 반사 저하, 심한 진정효과, 약물유발 당뇨, 경련 등 여러가지 메커니즘이 작용하는 것으로 추정된다. 리튬은 요실금과 관련된 증례가 보고된 사례는 미미하나 신성 요붕증으로 인한 일류성 요실금과 연관될 수 있고, 발프로산도 명확하지 않은 기전으로 야뇨증을 유발할 수 있다. 항우울제의 경우 SSRI는 세로토닌 경로와 배뇨근 활성에 영향을 줌으로써, SNRI와 TCA는 요저류를 유발함으로써 요실금을 일으킬 수 있다. 부프로피온과 멀타자핀도 드물지만 요실금 사례가 보고된 바 있다. 벤조디아제핀의 경우 방광의 근이완으로 요저류와 요실금을 모두 유발할 수 있으며 항치매제로 쓰이는 아세틸콜린 분해효소 억제제는 말초의 아세틸콜린을 증가시켜 요실금을 유발한다. 이렇듯 요실금은 여러 정신과 약제로 인하여 발생될 수 있으므로, 요로 증상을 면밀히 확인하여 약물 선택과 조절에 주의해야 하며, 요실금이 약물로 인한 것임이 밝혀졌을 경우 원인 약물의 중단, 감량 또는 분복 변경이 필요하며 약물치료로는 desmopressin, oxybutynin, trihexyphenidyl, amitriptyline을 추가해볼 수 있다.

태(太)·소음인(少陰人), 소양인(少陽人)의 처방(處方)이 Gold thioglucose로 유발(誘發)된 백서(白鼠)의 비만병(肥滿病)에 미치는 효과(效果) (Effects of Taeumin, Soeumin and Soyangin Prescriptions on the Adipocyte Induced by Gold Thioglucose in the Rat)

  • 김경요
    • 사상체질의학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.295-317
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    • 1996
  • 비만(肥滿)은 일반적으로 칼로리 섭취가 신체 활동과 성장에 필요한 에너지 소비량을 초과하여 지방질이 지방조직에 과잉 축척된 열량 불균형 상태로 표현하며, 표준체중의 10% 이상율 과체중이라 하고 20%이상 초과된 경우를 비만이라고 부르고 있다. 이러한 과잉 체지방은 지방세포의 크기가 변함으로써 과잉으로 체내에 축척되게 되고, 극히 심한 경우에는 지방세포의 수가 증가되기도 한다. 아울러 비만은 서구화된 사회에서 가장 혼한 영양 불량 문제이고 빠른 속도로 중가하고 있다. 비만의 원인을 나누어 보면 일반적으로 외적 원인과 내적 원인에 의해 일어나는 것으로 구분한다. 외적 원인으로는 음식의 과잉 섭취와 운동 부족 등이 있으며 내적 원인으로는 유전적 요인, 병적인 요인(시상하부병변, 갑상선 이상, 뇌하수체전엽 이상, 다른 질환의 2차적 합병증)등이 있다. 이 밖에 심리적 요인 등이 있다고 보기도 한다. 비만자의 사망율을 살펴보면, 보통 사람보다 분명히 높게 나타나고 있으며, 이것은 비만자의 심장질환, 동맥경화, 고혈압, 당뇨병 등의 성인질환 유병율이 높기 때문이며, 이로 인해 미국 및 선진 여러 나라에서 비만에 대한 대책이 사회 문제화되고 있는 것을 볼 수 있다. 동양의학에서는 비만을 비(肥), 비인(肥人), 비귀인(肥貴人), 비부성(肥膚盛), 비반 등으로 표현하였고 그 형상에 대하서는 "황제내경(黃帝內經)"에 "연질장대(年質壯大) 혈기충잉(血氣充孕) 부혁견고(膚革堅固)${\cdots}$ 비인지(肥人地)", "괵육견 피수자비(皮綬者肥)"라고 쓰여져 있다. 동양의학에서 비만의 현인에 대하여 고찰해 보연 "황채내경"에 "수식감미(數食甘味)", "고취지질(高聚之疾)", "탐어취여(貪於取與)"라고 쓰여져 있으며, 주로 고량후미(膏梁厚味)한 음식(飮食)의 탐식(貪食), 습담(濕痰), 기허(氣虛)및 간신양허(肝腎陽虛), 비토처약(脾土處弱), 비위적열(脾胃積熱), 비신양허(脾腎陽虛)와 같은 오장육부(五臟六腑)의 기능 조화가 상실돼 비습(肥濕), 즉 지방과 수분이 과잉 축적되기 때문이라고 하였다. 비만의 치법으로는 약물요법 이외에도 한방적 치료 방법으로는 청구요법, 이침요법, 기공과 수기, 운동요법, 절식요법등이 있다. 이중 절식요법, 운동요법은 양한방에서 가장 바람직한 치료법이나 지속적인 치료를 할 수 없다는 어려운 점이 있다. 한의학적 치료의 효과는 식욕 억제와 함께 식사량을 줄이는 데서 오는 심한 공복감, 무기력, 어지러움, 구역감, 변비 등을 최소화하는 것이다, 특히 무기력, 두통, 위장장애등 부작용을 줄여 주는 일에 초점을 두고 있다. 아울러 오장육부의 기능을 활성화하고 인체를 보강하여 식사 및 체중 감량에 따르는 만성질환의 발생이나 저항력 감퇴 등을 막아 준다. 최근 들어 비만에 대한 한의학적 연구들이 많이 시행되고 있으나 사상처방을 이용한 연구 및 실험은 거의 없는 실정이기에, 사상처방이 비만의 치료에 효과가 있으리라 생각하고 본 실험에 착수하게 되었다. 본 실험에 사용된 사상처방은 모두 이제마의 신정방(新定方)으로서 "동의수세보원"에 기재되어 있는 것으로 태음인(太陰人) 태음조위탕(太陰調胃湯), 소음인(少陰人) 십이미관중탕(十二味寬中湯), 소양인(少陽人) 양격산화탕(凉膈散火湯)을 선택하였다. 태음인 태음조위탕은 태음인 표병증에서 식후비만, 퇴각무력(腿脚無力) 등에 사용되며 여러 문헌에서 중풍허증(中風虛證), 식후도포(食後倒飽), 부사음식(不思飮食), 허노(虛勞), 건망(健忘), 자한(自汗), 도한(盜汗) 등에 사용된다고 한 처방으로, 태음인 표병중에서 폐장(肺陽)을 승기시키는 작용을 하는 대표적인 처방중 하나이다. 소음인 십이미관중탕은 소음인 이병중에서 태음병증(太陰病證), 소편부쾌(小便不快), 양도부흥(陽道不興), 장유부종지점자(將有浮腫之漸者)에 사용하는 적백하오관중양(赤白何烏寬中陽)에 후박(厚朴), 지실(枳實), 목향(木香), 대복피(大腹皮) 등을 가하여 통기맥(通氣脈)하는 공력(功力)을 배가시킨 처방으로 여러 문헌에서 중풍(中風), 토사(吐瀉), 곽난(藿亂), 기울(氣鬱), 습울(濕鬱), 담울(痰鬱), 열울(熱鬱), 주적(酒積), 수적(水積), 부종(浮腫), 창만(脹滿), 담음류주(痰飮流注), 소편부리(小便不利), 편폐(便閉), 요통(腰痛), 견비통(肩臂痛) 등에 사용된다고 한 처방으로 소음인 이병증에서 이음강기(裏陰降氣)작용을 하는 대표척인 처방 중 하나이다. 소양인 양격산화탕온 소양인 이병중에서 실열(實熱)이 었고 심화(心火)가 상성(上盛)하거나 중초(中焦)에 조실(燥實)하여, 다갈(多渴), 두혼(頭昏), 목적(目赤), 두발이열(頭發裏熱), 설종(舌腫), 후폐(喉閉), 토혈(吐血), 육혈, 대소편비(大小便秘), 조어(調語), 발광(發狂)등에 사용하는 처방으로, 이열병인 흉격열증(胸格熱症)을 다스라는 소양인 이열병중에 넓게 웅용될 수 있는 처방이다. 각 처방이 gold thioglucose와 고지방식이(食餌)로 유발한 비만 마우스에 미치는 효과를 관찰하기 위하여 각 처방 추출물을 제조하여 ICR계 마우스에 7주간 투여한 후 시료를 채취하여 결과를 검토하였다. 체중에 미치는 영향을 살며보면 gold thioglucose와 고지방식이로만 사육한 대조군에서는 체중의 중가가 뚜렷하였으며, 각 처방을 투여한 실험군에서는 체중의 증가가 억제되는 것을 알 수 있었다. 특히 적은 투여량으로 체중 증가의 감소가 분명하게 나타나는 것을 볼 수 있었다. 혈청 중의 transaminase에 미치는 영향(影響)을 살펴보면 대조군에서는 transaminase가 분명하게 증가하는 양상을 보였으며, 실험군에서는 감소하는 효과를 보여 gold thioglucose와 고지방식이로 인한 transaminase의 변화를 억제하는 효과를 보였다. 혈청지질에 대한 효과는 거의 관찰할 수 없었고 생리적 변화의 범위 안에서의 변동이었다. 간조직내의 지질변화는 대조군은 정상군에 비해 증가하는데 비해 각 처방을 투여한 모든 실험군에서는 저하되는 경향을 보였다. 따라서 각 처방은 간의 지질함량을 저하시키는 효과를 관찰할 수 있었다. 자궁 주위 지방조직에 대해서는 대조군은 정상군에 비하여 확실한 증가를 나타내는데 각 처방을 투여한 실험군에서는 대조군에 비하여 유의한 감소 효과를 보였다. 이러한 결과로 미루어 각 처방의 효과는 간장 등의 기관에서 지방의 축적을 억제하는 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 동물(動物)을 이용한 이러한 in vivo 실험에서 각 처방은 혈청 transamianse의 개선, 체지방의 증가 억제, 간의 지방 축적 억제작용 등을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 각 처방이 임상적으로 비만의 치료에 이용될 수 있다고 사료되어 이에 대한 더 확실한 규명을 할 수 있도록 태음조위탕, 십이미관중탕, 양격산화탕을 선택하여 각 처방의 추출물이 전지방세포의 미분화 상태인 3T3-L1세포의 성장 및 분화에 미치는 영향을 관찰하고 세포내 지방 축적에 미치는 효과를 관찰하였다. 3T3-L1세포주는 비만의 중요한 유도 과정의 하나인 전지방세포의 증식 및 지방세포로의 분화에 영향을 미치는 물질을 탐색하고 그 작용 과정을 밝히는 데에 많이 이용되었으며 연구의 결과로서 지방세포의 분화를 억제하는 것은 retinol, retinoic, acid, vitamin D group, vitamin E, nicotinamide, phobol ester, dihydroteleocidin B, lithium등이며 지방세포의 분화를 촉진하는 것은 ascorbate, hemin, cadium, corticosterone, cAMP 등으로 보고되었다. 최근에는 insulin과 glucocorticoid steroid 호르몬이 지방세포의 분화와 지방생성(脂肪生成) 및 세포내 지질 축적을 유발하며 이러한 지방세포가 결함조직의 세포로부터 분화되어 나오며 분화된 지방세포 내에 존재하는 지방은 지방세포에서 스스로 합성된다고 보고되었다. 각 처방 추출액이 전지방세포의 미분화 상태인 3T3-L1세포의 증식을 억제하는 결과를 보이므로 비만시에 지방세포로 분화하여 비만증을 형성하는 기전의 일부인 세포증식을 각 처방 추출액이 억제할 수 있을 것으로 생각되므로 지방세포의 증식을 직접 억제하는데 본 처방이 유효하게 작용할 수 있을 것으로 생각된다. 배양초기 2일간, 배양 후기 6일간, 전배양기간 8일 동안 각각 지방세포의 분화에 미치는 영향을 고찰할 때 초기 배양 2일간 각 처방 추출액을 처리하여 나타나는 영향을 관찰한 결과 자연분화시에는 각 처방 추출액을 처리하지 않은 대조군에 비하여 분화를 감소시키데 큰 영향을 미치지 못하였다. 그러나 유도분화시에는 분화유도 8일째 배양 상태에서 각 처방 $10{\mu}g/ml$투여 실험군에서 유의성있는 분화 억제효과를 보였으며, $100{\mu}g/ml$ 투여군에서는 6일(日)과 8일(日)에 각각 유의성있는 지방세포 분화의 억제 효과를 나타냈다. 후기배양 6일간 각 처방 추출액을 처리하여 나타나는 효과를 관찰한 결과 자연분화시에는 초기 2일간의 배양에 각 처방 추출액을 투여한 실험과 약간 상이한 결과를 보였다. 즉 세포분화를 약간 증가시키는 결과를 나타냈으나 유의성 있는 결과는 아니었다. 유도분화시에는 각 처방 $100{\mu}g/ml$ 투여군에서 8일에 유의성있는 지방세포분화의 결과를 보였다. 전 실험기간인 8일 동안 각 처방 추출액을 계속 투여하여 나타나는 효과를 관찰한 결과 자연분화시에는 각 처방을 투여한 각 실험군에서 지방세포분화의 억제를 하는 경향을 볼 수 있으나 뚜렷한 결과는 아니며 통계적으로도 의의가 없었다. 유도분화시에는 각 처방 $10{\mu}g/ml$ 투여군에서 8일에 유의성있는 지방세포 분화억제를 보였으며, $100{\mu}g/ml$투여군에서는 6일과 8일에 통계적으로 유의한 지방세포분화억제의 효과를 보였다. 이러한 결과는 대체로 각 처방 추출액이 분화유도물질에 의하여 분화되는 지방세포의 분화는 억제하는 효과를 나타내며, 정상적인 전지방세포의 지방분화는 억제하고 시험관내의 자연분화유도시에는 큰 영향을 나타내지 않는 결과를 보인 것으로 자세한 기전에 대한 연구는 계속 이루어져야 할 것으로 사료된다. 이상과 같이 전지방세포의 변화과정에 각 처방 추출물을 직접 투여함으로서 전지방세포의 증식과 분화를 억제하고 핵산의 합성을 억제하며 세포내 지질 축적을 유도하는 효소와 중성지질의 세포내 축적을 억제하는 효과를 유추하여, 각 처방의 비만치료에의 이용은 유효할 것으로 생각할 수 있었다. 그러나 이러한 효과는 사상처방이 마우스의 정상 생리에서는 어느정도 유의성을 인정할 수 있으나, 인체의 체질에 따른 장부의 강약에 의한 차이점에 미치는 영향에 대해서는 계속 연구해야 할 것으로 생각된다.

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태양인(太陽人), 태음인(太陰人)의 처방(處方)과 약재(藥材)가 지방세포(脂肪細胞)(3T3-L1)의 증식(增殖)·분화억제(分化抑制)에 미치는 영향(影響) (The effects of proliferation and differentiation on adipocyte 3T3-L1 by prescriptions and herbs of Taeyang-In and Taeum-In)

  • 김수범;고병희;송일병
    • 사상체질의학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.533-564
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    • 1998
  • 식생활(食生活)이 향상(向上)되고 생활(生活)이 변화(變化)되며 사회(社會)가 서구화(西歐化)가 됨으로써 우리나라에서도 비만(肥滿)이 하나의 질병(疾病)으로 자리를 잡았다. 많은 사람이 비만(肥滿)을 치료(治療)하기 위하여 노력(勞力)을 하며 최근(最近)에는 비만(肥滿)으로 인하여 고혈압(高血壓), 당뇨병(糖尿病), 동맥경화(動脈硬化), 관상동맥질환(冠狀動脈疾患), 뇌졸중(腦卒中), 퇴행성(退行性), 관절염(關節炎), 중풍(痛風), 담석증(膽石症), 지방간(脂肪肝), 간경병증(肝硬變症), 신장병(腎臟病), 임신중독(姙娠中毒), 불임증(不臨症) 등(等)의 여러 증상(症狀)이 나타난다는 보고가 있다. 비만증(肥滿症)은 "체내(體內)의 지장조직량(脂肪組織量)이 過剩으로 증가(增加)된 상태(狀態)" 라고 정의(定意)하고 대체적(大體的)으로 비만(肥滿)이라 함은 표준체중(標準體重)의 20%이상(以上)을 초과(超過)한 상태(狀態)이거나 체내(體內) 지방(脂肪)이 남자(男子)에서는 체중(體重)의 25%, 여자(女子)에서는 체중(體重)의 30%이상(以上)인 경우(境遇)이다. 원인(原因)에 따라서 유전적(遺傳的) 비만(肥滿), 내분비적(內分泌的) 비만(肥滿), 시상하부성(視床下部性) 비만(肥滿), 교감신경계(交感神經系)의 이상(異常)에 의한 비만(肥滿), 운동부족(運動不足)에 의한 비만(肥滿), 飮食에 의한 비만(肥滿), 약물(藥物)에 의한 비만(肥滿), 사회적(社會的), 경제적(經濟的), 심리적(心理的) 요소(要素)에 의한 비만(肥滿) 등(等)으로 구분(區分)하였으며, 지방세포(脂肪細胞)의 양상(樣相)에 따라 지방세포(脂肪細胞)의 크기가 증가(增加)하는 비대형(肥大型), 비만세포(肥滿細胞)의 수(數)가 증가(增加)하는 증식형(增殖型), 두 가지가 같이 일어나는 혼합형(混合型)으로 구분(區分)하였다. 사상의학(四象醫學)에서는 [동의수세보원(東醫壽世保元) 사단론(四端論)]의 "폐이호(肺以呼) 간이흡(肝以吸) 간폐자(肝肺者) 호흡기액지문호야(呼吸氣液之門戶也) 비이납(脾以納) 신이출(腎以出) 신비자출납수반지부고야(腎脾者出納水般之府庫也)" 라고 하여 태양인(太陽人)과 태음인(太陰人)의 비만(肥滿)은 기액지기(氣液之氣)의 대사과정에서 나오는 병증(病證)이라 할 수 있다. 동의수세보원(東醫壽世保元) 태양인(太陽人) 태음인(太陰人) 병증론(病證論)에서 비만(肥滿)에 대해 언급된 것은 없으나 최근(最近) 식생활(食生活), 사회환경(社會環境)의 변화(變化) 및 체질적(體質的)인 요인으로 비만(肥滿)이 올 수 있다고 보고 태양인(太陽人)과 태음인(太陰人)의 처방(處方)과 약재(樂材)가 비만(肥滿)에 미치는 영향을 검토하였다. 실험에서 사용할 전지방세포(前脂肪細胞)(preadipocyte)인 3T3-L1 세포(細胞)는 3T3 세포(細胞)로부터 유래(由來)된 세포주(細胞柱)로써 그 생물학적(生物學的) 특성(特性)이 잘 밝혀져 있고, 적절한 조건아래에서 배양(培養)하면 지방세포(脂肪細胞)(adipocyte cell)로 분화(分化)하는 성질(性質)을 갖고 있어 비방세포(脂肪細胞)의 대사과정(代謝過程)은 물론 지방축적(脂肪蓄積)과 지방세포(脂肪細胞)의 분화과정(分化過程)을 연구(硏究)하는데 널리 사용(使用)되고 있다. 3T3-L1 세포(細胞)를 이용(利用)하여 실험(實驗)한 결과(結果) retinol, retinoic acid, vitamin D group, vitamin E, nicotinamide, phorbol ester, dihydroteleocidin B, lithium 등은 전지방세포(前脂肪細胞)의 지방세포(脂肪細胞)로의 분화(分化)를 억제(抑制)하지만, 이와는 달리 ascorbate, hemin, cadmium, corticosterone, cAMP 등(等)은 지방세포(脂肪細胞)로의 분화(分化)를 촉진(促進)시킨다는 사실이 밝혀져 지방세포(脂肪細胞)의 분화과정(分化過程)을 자세(仔細)하게 이해(理解)할 수 있는 수준(水準)까지 되었다. 본(本) 연구(硏究)에서는 태양인(太陽人) 처방(處方)과 약재(藥材)의 미후등식장탕 오가피장척탕(五加皮壯脊湯) 오가피(五加皮) 노근(蘆根)과 태음인(太陰人) 처방(處方)과 약재(藥材)의 태음위조탕(太陰調胃湯) 청심연자탕(淸心蓮子湯) 청폐사간탕(淸肺瀉肝湯) 갈근부평탕(葛根浮萍湯) 의이인(薏苡仁) 대황(大黃) 상백피(桑白皮) 유근백피(楡根白皮) 제조 해동피(海桐皮) 마황(麻黃) 백모근(白茅根)을 산출(汕出)하여 전지방세포(前脂肪細胞)인 3T3-L1을 이용하여 증식효과(增殖效果)와 자연분화시(自然分化時)의 분화효과(分化效果)와 재분화효과(再分化效果), 유도분화시(誘導分化時)의 분화효과(分化效果)와 재분화효과(再分化效果)에 관해 실험(實驗)한 바 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 지방세포(脂肪細胞)의 증식효과(增殖效果) 1) 태양인(太陽人) 처방(處方)의 오가피장적탕(五加皮壯脊湯), 미후등식장탕과 약재(藥材)의 오가피(五加皮)에서는 전탕추출과 에탄올추출 모두에서, 노근(蘆根)은 에탄올추출에서 세포증식(細胞增殖)의 억제효과(抑制效果)가 있었다. 2) 태음인(太陰人) 처방(處方)의 청폐사간탕(淸肺瀉肝湯) 갈근부평탕(葛根浮萍湯) 청심연자탕(淸心蓮子湯) 태음위조탕(太陰調胃湯)에서 세포증식(細胞增植)의 억제효과(抑制效果)가 있었다. 약재(樂材)의 전탕추출은 의이인(薏苡仁) 대황(大黃) 상백피(桑白皮) 유근백피(楡根白皮) 마황(麻黃) 해동피(海桐皮), 에탄올추출은 제조 해동피(海桐皮)에서 억제효과(抑制效果)가 있었다. 2. 지방세포(脂肋細胞)의 분화효과(分化效果) 1) 자연분화시(自然分化時)에 태양인(太陽人) 처방(處方)과 약재(藥材)의 경우, 초기분화(初期分化)의 전탕추출은 노근(蘆根), 에탄올추출은 오가피장적탕(五加皮壯脊湯) 오가피(五加皮)에서 세포독성(細胞毒性)의 작용이 나타났다. 2) 자연분화시(自然分化時)에 태음인(太陰人) 처방(處方)과 약재(樂材)의 경우, 초기분화(初期分化)의 전탕추출은 유근백피(楡根白皮) 해동피(海桐皮)에서 세포독성(細胞毒性)의 작용이 나타났다. 재분화(再分化)의 에탄올추출은 청심연자탕(淸心蓮子湯) 마황(麻黃)에서 세포분화(細胞分化)의 억제효과(抑制效果)가 있었다. 3) 유도분화시(誘導分化時)에 태양인(太陽人) 처방(處方)과 약재(藥材)의 초기분화(初期分化)의 경우, 오가피(五加皮)의 에탄올추출은 세포분화(細胞分化)의 억제효과(抑制效果)가 있었다. 오가피장적탕(五加皮壯脊湯) 오가피(五加皮) 노근(蘆根)의 전탕추출은 세포독성(細胞毒性)의 작용이 유추되었다. 4) 유도분화시(誘導分化時)에 태음인(太陰人) 처방(處方)과 약재(藥材)의 초기분화(初期分化)의 경우, 의이인(薏苡仁) 마황(麻黃) 백모근(白茅根)의 전탕추출과 마황(麻黃)의 에탄올추출에서 세포분화(細胞分化)의 억제효과(抑制效果)가 나타났다. 해동피(海桐皮)의 전탕추출과 에탄올추출에서는 세포독성(細胞毒性)의 작용이 나타났다. 이상의 결과로 볼 때에 태양인(太陽人) 태음인(太陰人) 처방(處方)과 약재(藥材)는 증식과정에서 비만(肥滿)이 완전하게 형성되기 전인 지방세포(脂肪細胞)의 증식효과(增殖效果)에서 유의하게 세포증식(細胞增拖)의 억제효화(抑制效果)가 나타났으며 비만치료제로써의 활용가치가 있다고 사려된다. 지방세포(脂肪細胞)의 분화과정(分化過程)에서 생체환경(生體環境)의 조건과 비슷하게 유도분화(誘導分化)된 조건에서는 오가피(五加皮) 마황(麻黃) 의이인(薏苡仁) 백모근(白茅根)에서 유의한 세포분화(細胞分化)의 억제효과(抑制效果)가 있었다. 앞으로 비만(肥滿)의 기전을 밝히기 위하여 동물실험(動物實驗)을 통한 확이니 필요하며, 또한 본 논문이 비만(肥滿)이 억제되는 기전을 유추하는데 도움이 되기를 바란다.

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