• Journal of Korean Neurosurgical Society
• /
• 제64권5호
• /
• pp.705-715
• /
• 2021

Objective : Through our previous clinical trials, the demonstrated therapeutic effects of MSC in chronic spinal cord injury (SCI) were found to be not sufficient. Therefore, the need to develop stem cell agent with enhanced efficacy is increased. We transplanted enhanced Wnt3-asecreting human mesenchymal stem cells (hMSC) into injured spines at 6 weeks after SCI to improve axonal regeneration in a rat model of chronic SCI. We hypothesized that enhanced Wnt3a protein expression could augment neuro-regeneration after SCI. Methods : Thirty-six Sprague-Dawley rats were injured using an Infinite Horizon (IH) impactor at the T9-10 vertebrae and separated into five groups : 1) phosphate-buffered saline injection (injury only group, n=7); 2) hMSC transplantation (MSC, n=7); 3) hMSC transfected with pLenti vector (without Wnt3a gene) transplantation (pLenti-MSC, n=7); 4) hMSC transfected with Wnt3a gene transplantation (Wnt3a-MSC, n=7); and 5) hMSC transfected with enhanced Wnt3a gene (1.7 fold Wnt3a mRNA expression) transplantation (1.7 Wnt3a-MSC, n=8). Six weeks after SCI, each 5×10⁵ cells/15 µL at 2 points were injected using stereotactic and microsyringe pump. To evaluate functional recovery from SCI, rats underwent Basso-Beattie-Bresnahan (BBB) locomotor test on the first, second, and third days post-injury and then weekly for 14 weeks. Axonal regeneration was assessed using growth-associated protein 43 (GAP43), microtubule-associated protein 2 (MAP2), and neurofilament (NF) immunostaining. Results : Fourteen weeks after injury (8 weeks after transplantation), BBB score of the 1.7 Wnt3a-MSC group (15.0±0.28) was significantly higher than that of the injury only (10.0±0.48), MSC (12.57±0.48), pLenti-MSC (12.42±0.48), and Wnt3a-MSC (13.71±0.61) groups (p<0.05). Immunostaining revealed increased expression of axonal regeneration markers GAP43, MAP2, and NF in the Wnt3a-MSC and 1.7 Wnt3a-MSC groups. Conclusion : Our results showed that enhanced gene expression of Wnt3a in hMSC can potentiate axonal regeneration and improve functional recovery in a rat model of chronic SCI.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제24권5호
• /
• pp.395-409
• /
• 2022

기존 암반 굴착공법이 갖는 한계점을 극복하기 위해 최근 연마재 워터젯 공법을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 연마재 워터젯 암반굴착 공법은 암반에 연속적인 자유면을 형성하여 발파 시 발생하는 진동을 저감하고 굴착효율을 증진시키는 효과가 있다. 그러나 연마재 워터젯 절삭성능은 암반의 물리적 성질에 따라 변화한다. 따라서, 다양한 물리적 성질을 가진 암반이 혼재하는 굴착현장 특성상 효과적인 워터젯 활용을 위해서는 다양한 암종의 절삭성능을 분석하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 현무암과 화강암을 대상으로 수압, 이격거리, 이송속도를 변화시키며 절삭실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 실험결과, 현무암은 화강암보다 평균적으로 약 41% 깊게 절삭되고, 절삭 폭은 약 18.5% 좁게 형성되었다. 본 연구결과는 향후 현무암과 같은 강도가 낮고 공극이 큰 암반 굴착현장에서 연마재 워터젯을 적용할 시 유용한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.153-170
• /
• 2022

워터젯은 콘크리트와 암석 절삭에 적합하며 소음과 진동이 적어 도심지 시공에 널리 활용되는 기술이다. 최근 한국원자력연구원은 처분터널 내 공학적방벽의 열-수리-역학적 복합거동 현장시험의 콘크리트 플러그를 교란 및 손상 없이 해체하기 위해 연마재 워터젯 기술을 채택 및 적용하였다. 본 연구에서는 플러그 해체를 통한 연마재 워터젯의 터널 내 적용성을 평가하였고, 절삭 결과를 개발된 절삭 모델 결과와 비교하였다. 현장 적용성에 관해서는, 워터젯 활용은 경로선택이 용이하였으며 주변부의 추가적인 교란을 발생시키지 않았다. 펌프의 소음은 공회전 시 64.9 dB로 국내 생활소음·진동의 규제기준을 만족하였으나 공중 분사 및 절삭 시에는 터널 내에서 측정되어 그 기준을 상회한 것으로 나타났다. 절삭 모델 검증을 위해 연마재 워터젯의 반복 절삭, 유량, 연마재 투입량 및 이격거리를 주요 변수로 선정하였고 절삭 모델로 계산된 절삭 부피와 측정된 부피의 오차는 1회 절삭 시 12~13%, 2회 절삭 시 16%를 보였다. 절삭 깊이와 폭은 이격거리에 큰 영향을 받았으며, 이격거리가 작을수록 오차가 감소하는 경향을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권spc1호
• /
• pp.1119-1130
• /
• 2021

불안정한 기후와 함께 나타나는 국지적 집중호우로 인한 도시 침수는 끊임없이 발생하고 있으나, 강우량을 포함한 기상정보 현황 또는 예보정보를 활용하여 공간적인 도시홍수 예측정보를 제공할 수 있는 체계는 아직 마련되지 못한 상황이다. 공간적인 홍수정보는 하천의 제방, 도시 하수관거의 통수능, 저류지, 펌프시설과 같은 구조물적 대책에 어려움이 있을 시 발생할 수 있는 최악의 홍수상황을 미리 파악함으로써 피해를 최소화하는데 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구에서는 기상청에서 제공되는 강수량, 도시 유역에 대한 2차원 침수해석 결과, 그리고 기계학습 모형 중 하나인 랜덤포레스트 회귀모형을 활용하여 실시간으로 도시유역에 대한 침수지도를 예측할 수 있는 방법론을 제시하고자 한다. 연구유역은 내수침수가 빈번하게 발생하는 울산시 우정태화지구로 선정하였다. 지속시간 6시간의 총강우량 50 mm, 80 mm 그리고 110 mm 대한 랜덤포레스트 회귀분석 예측 침수면적과 검보정된 2차원 물리모형의 침수해석 결과 비교시 각각 63%, 80%, 그리고 67%의 적합도를 보여주어, 빠른 시간안에 발생하는 도시 침수에 대한 대응, 대피를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제45권3호
• /
• pp.141-153
• /
• 2023

Biological pump processes generated by diatom production in the surface water of the Southern Ocean play an important role in exchanging CO₂ gas between the atmosphere and ocean. In this study, the biogenic opal content of the sediments was measured to elucidate the variation in the primary production of diatoms in the surface water of the Southern Ocean since the last glacial period. A piston core (COR-1bPC) was collected from the Conrad Rise, which is located in the Indian sector of the Southern Ocean. The sediments were mainly composed of siliceous ooze, and sediment lightness increased and magnetic susceptibility decreased in an upward direction. The biogenic opal content was low (38.9%) during the last glacial period and high (73.4%) during the Holocene, showing a similar variation to that of Antarctic ice core ΔT and CO₂ concentration. In addition, the variation of biogenic opal content in core COR-1bPC is consistent with previous results reported in the Antarctic Zone, south of the Antarctic Polar Front, in the Southern Ocean. The glacial-interglacial biogenic opal production was influenced by the extent of sea ice coverage and degree of water column stability. During the last glacial period, the diatom production was reduced due to the penetration of light being limited in the euphotic zone by the extended sea ice coverage caused by the lowered seawater temperature. In addition, the formation of a strong thermocline in more extensive areas of sea ice coverage led to stronger water column stability, resulting in reduced diatom production due to the reduction in the supply of nutrient-rich subsurface water caused by a decrease in upwelling intensity. Under such environmental circumstances, diatom productivity decreased in the Antarctic Zone during the last glacial period, but the biogenic opal content increased rapidly under warming conditions with the onset of deglaciation.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권1호
• /
• pp.37-49
• /
• 2008

지열 냉난방 시스템은 친환경적이며 비고갈성인 지열 에너지를 이용함으로서 에너지 자원이 부족한 우리나라에 유용한 대체 에너지 시스템이다. 본 연구에서는 지중 열교환기의 뒤채움재로 사용되는 그라우트 재료의 열전달 및 점도 특성을 파악하고자, 국내 시공 현장에서 사용 중인 벤토나이트계 그라우트 9종과 충남 보령의 해성점토, 그리고 미국 등 선진국에서 사용 중인 시멘트계 그라우트를 선택하여 열전도도 실험과 점도실험을 수행하였다. 벤토나이트계 그라우트는 벤토나이트의 무게비가 증가 하거나 첨가제(천연규사)의 비율이 증가 할 때 열전도도와 점도가 증가하는 경향이 나타났다. 또한, 첨가제 사용 시 그라우트의 점도가 낮을 경우 그라우트와 첨가제의 재료분리 현상이 나타났다. 해성점토에 대한 실험에서는 해성점토가 벤토나이트에 비해 팽윤성이 낮아 그라우트 재료로는 부적합 하다는 결론을 내렸다. 시멘트계 그라우트의 열전도도 실험에서 습윤 상태의 시멘트계 그라우트가 벤토나이트계 그라우트 보다 높은 열전도도를 가지는 것으로 나타났으며 건조 상태로 변할 때 벤토나이트계에 비해 열전도도 감소폭이 작은 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 그라우트의 함수비 유지가 지중 열교환기의 열전달 효율에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제33권5호
• /
• pp.388-398
• /
• 2023

광산개발에 따른 지하수 유동의 변화는 지반의 소성 변화 및 강도 저하, 붕락과 같은 주요 문제의 발생 원인으로 작용한다. 지속적인 채광 작업이 유지되기 위해서는 계절적인 갱내수 유입량의 변화와 단전이나 펌프의 파손 및 돌발적인 유입량의 증대에 대처할 수 있도록 갱내수 유입에 대한 대책을 마련해야 한다. 본 연구는 연구 대상지와 인근에 있는 석회석 광산과의 수리적 연결성 확인을 통한 갱내 누수의 원인 규명을 목적으로 지하 매질의 연결성 확인을 위한 추적자 시험을 수행하였다. 염료계, 이온계 등 다양한 추적자를 적용한 실내실험을 통해 추적자 물질을 선정하였고, 현장 시험을 통해 대상지역의 수리지질 모델을 구현하였다. 이를 통해 광산 외부 계곡과 갱내수에 대한 수리적 연결성과 갱내 누수의 원인을 규명하였다.

• 한국식품저장유통학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.896-904
• /
• 2023

본 연구에서는 탈지대두분말 식물조직단백(TVP) 제조 시 사용하는 탈지대두분말 원료의 전처리 공정에서 대두의 껍질 제거 정도가 식물조직단백(TVP)의 조직화 특성에 어떤 영향을 미치는지 살펴보았다. 식물조직단백 원료의 배합은 탈지대두분말 50%, 글루텐 30%, 옥수수전분 20%를 기본 배합으로 하였다. 대두껍질은 탈지대두분말 중량 대비 0, 3, 6 및 9% 비율로 첨가하였다. 압출성형은 냉각 다이(die)가 장착된 압출성형기를 이용하여 배럴온도 190℃, 스크루회전속도 250 rpm, 수분은 정량펌프 9 rpm 속도로 주입하였다. 압출성형 탈지대두분말 식물조직단백의 조직감은 껍질 함량이 증가함에 따라 외관으로는 섬유화 구조층이 감소하고, 물성은 경도는 증가하였으나 탄력성과 응집성은 큰 차이가 없었다. pH는 껍질 함량이 증가함에 따라 낮아졌다. 수분함량은 껍질 함량이 증가함에 따라 감소하였으며 수분흡수력, 고형분용출량 및 탁도는 껍질 함량이 증가함에 따라 값이 증가하는 경향을 보였다. 이와 같은 결과는 껍질함량의 증가로 단백질의 비중이 감소하고 껍질의 섬유소가 조직화를 저해하기 때문으로 판단된다. 이상의 결과에서 압출성형에 위한 탈지대두분말 식물조직단백 제조 시 원료 대두의 껍질 함량은 대두 종실의 중량 대비 50% 이상이 되지 않도록 하는 것이 적합하다고 사료된다.

• 설비공학논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.427-446
• /
• 2008

A review on the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2006 has been accomplished. Focus has been put on current status of research in the aspect of heating, cooling, ventilation, sanitation and building environments. The conclusions are as follows. (1) The research trends of fluid engineering have been surveyed as groups of general fluid flow, fluid machinery and piping, etc. New research topics include micro heat exchanger and siphon cooling device using nano-fluid. Traditional CFD and flow visualization methods were still popular and widely used in research and development. Studies about diffusers and compressors were performed in fluid machinery. Characteristics of flow and heat transfer and piping optimization were studied in piping systems. (2) The papers on heat transfer have been categorized into heat transfer characteristics, heat exchangers, heat pipes, and two-phase heat transfer. The topics on heat transfer characteristics in general include thermal transport in a cryo-chamber, a LCD panel, a dryer, and heat generating electronics. Heat exchangers investigated include pin-tube type, plate type, ventilation air-to-air type, and heat transfer enhancing tubes. The research on a reversible loop heat pipe, the influence of NCG charging mass on heat transport capacity, and the chilling start-up characteristics in a heat pipe were reported. In two-phase heat transfer area, the studies on frost growth, ice slurry formation and liquid spray cooling were presented. The studies on the boiling of R-290 and the application of carbon nanotubes to enhance boiling were noticeable in this research area. (3) Many studies on refrigeration and air conditioning systems were presented on the practical issues of the performance and reliability enhancement. The air conditioning system with multi indoor units caught attention in several research works. The issues on the refrigerant charge and the control algorithm were treated. The systems with alternative refrigerants were also studied. Carbon dioxide, hydrocarbons and their mixtures were considered and the heat transfer correlations were proposed. (4) Due to high oil prices, energy consumption have been attentioned in mechanical building systems. Research works have been reviewed in this field by grouping into the research on heat and cold sources, air conditioning and cleaning research, ventilation and fire research including tunnel ventilation, and piping system research. The papers involve the promotion of efficient or effective use of energy, which helps to save energy and results in reduced environmental pollution and operating cost. (5) Studies on indoor air quality took a great portion in the field of building environments. Various other subjects such as indoor thermal comfort were also investigated through computer simulation, case study, and field experiment. Studies on energy include not only optimization study and economic analysis of building equipments but also usability of renewable energy in geothermal and solar systems.

• 설비공학논문집
• /
• 제22권7호
• /
• pp.492-507
• /
• 2010

This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2009. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) Research trends of thermal and fluid engineering have been surveyed as groups of general thermal and fluid flow, fluid machinery and piping, and new and renewable energy. Various topics were covered in the field of general thermal and fluid flow such as an expander, a capillary tube, the flow of micro-channel water blocks, the friction and anti-wear characteristics of nano oils with mixtures of refrigerant oils, etc. Research issues mainly focused on the design of micro-pumps and fans, the heat resistance reliability of axial smoke exhaust fans, and hood systems in the field of fluid machinery and piping. Studies on ground water sources were executed concerning two well type geothermal heat pumps and multi-heat pumps in the field of new and renewable energy. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the heat transfer in thermoelectric cooling systems, refrigerants, evaporators, dryers, desiccant rotors. In the area of industrial heat exchangers, researches on high temperature ceramic heat exchangers, plate heat exchangers, frosting on fins of heat exchangers were performed. (3) In the field of refrigeration, papers were presented on alternative refrigerants, system improvements, and the utilization of various energy sources. Refrigeration systems with alternative refrigerants such as hydrocarbons, mixed refrigerants, and $CO_2$ were studied. Efforts to improve the performance of refrigeration systems were made applying various ideas of suction line heat exchangers, subcooling bypass lines and gas injection systems. Studies on heat pump systems using unutilized energy sources such as river water, underground water, and waste heat were also reported. (4) Research trend in the field of mechanical building facilities has been found to be mainly focused on field applications rather than performance improvements. In the area of cogeneration systems, papers on energy and economic analysis, LCC analysis and cost estimating were reported. Studies on ventilation and heat recovery systems introduced the effect on fire and smoke control, and energy reduction. Papers on district cooling and heating systems dealt with design capacity evaluation, application plan and field application. Also, the maintenance and management of building service equipments were presented for HVAC systems. (5) In the field of architectural environment, various studies were carried to improve indoor air quality and to analyze the heat load characteristics of buildings by energy simulation. These studies helped to understand the physics related to building load characteristics and to improve the quality of architectural environment where human beings reside in.