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오리 부고환(副睾丸) 및 정관(精管)의 주령별(週齡別) 조직학적(組織學的) 및 조직화학적(組織化學的) 연구(硏究) (Histological and Histochemical Studies on the Epididymal Region and Deferent Ducts of the Drakes by the Age in Weeks)

  • 이재홍;하창수
    • 대한수의학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.137-148
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    • 1983
  • This study was made for the better information of the male reproductive system on the meat-type drake, Cherry Belly X White Golden. The epithelium of ductules of epididymal region and deferent duct were observed histologically and histochemically with the progress of their development. India-ink absorbability on the luminal epithelium was also investigated after the administration of India-ink. The results are as follows; 1. Rete testis and various round ductules in immature form appeared in epididymis within 6 weeks after hatching, and simple cuboidal and simple columnar epithelium were found in the epithelia of the ductules within 8 weeks after hatching. Larger ductules were found on epididymal surface which was in the developing stage near to the immature efferent ductule. From 10th to 20th week, various ductules appeared in epididymis, and developing form of efferent ductules were much more increased on epididymal surface. The luminal epithelium of the ductules were composed of ciliated simple columnar and pseudostratified ciliated columnar cells. At the same time, deferent duct appeared. From the 21th week, various ductules in epididymis became abruptly matured. Lumen of rete testis was lined by simple squamous or simple cuboidal epithelium, and that of efferent ductules, having many folds and being larger than any others were lined by pseudostratified ciliated columnar epithelium in which ciliated columnar cells, non-ciliated cells(clear cells) and basal cells were noted. Connecting tubules of star shaped lumen were composed of pseudostratified ciliated columnar epithelium in which ciliated columnar cells, nonciliated cells, and basal cells were observed. The luminal surface of epididymal ducts was smooth and has thick pseudostratified columnar epithelium which was composed of high columnar cells and basal cells. From 26th week after hatching, sperm pooling was started in various ductules. 2. From 4th to 10th week, simple cuboidal epithelium of deferent duct transformed to simple columnar epithelium with the progress of aging. At the basement of epithelium, clear round cells were noted. From 12th to 20th week, high columnar cells with enlongated nucleus were noted on the luminal border of deferent ducts, forming folds of pseuclostratified columnar epithelium. From 20th week, the deferent duct started to have septa in it's lumen and composed mainly of pseudostratified columnar epithelium, and round cells disappeared. From 20th week, the lumen diameter of deferent duct became wider with the progress of aging, but there was no difference among the values of lumen diameter in upper, middle, and lower part of deferent ducts. At 26th week, the pooling period of sperms in deferent ducts, the lumen diameter became rapidly widen, especially in the lower part of deferent ducts. Thickness of muscular layer of ductus deferens showed gradual growth within 24 weeks but did abrupt thickening from 26th week. 3. Saliva resistant PAS granules were dotted on the top of nucleus in efferent ductules epithelium but the amount of the granules were little in the connecting ductules's epithelium. The granules reactive to acid phosphatase were abundant in the some epithelial cells of efferent ductules and connecting ductules, especially above the nucleus of cells. The granules reactive to alkaline phosphatase were noted on the luminal border of efferent ductules. Parts of free border of efferent ductules and middle portion of deferent ducts were stained slightly by alcian blue technique. India ink granules were found mainly in the epithelium of efferent ductules but were few in that of connecting ductules.

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Role of Citrate Synthase in Acetate Utilization and Protection from Stress-Induced Apoptosis

  • Lee, Yong-Joo;Kang, Hong-Yong;Maeng, Pil Jae
    • 한국미생물학회:학술대회논문집
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    • 한국미생물학회 2008년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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    • pp.39-41
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    • 2008
  • The yeast Saccharomyces cerevisiae has been shown to contain three isoforms of citrate synthase (CS). The mitochondrial CS, Cit1, catalyzes the first reaction of the TCA cycle, i.e., condensation of acetyl-CoA and oxaloacetate to form citrate [1]. The peroxisomal CS, Cit2, participates in the glyoxylate cycle [2]. The third CS is a minor mitochondrial isofunctional enzyme, Cit3, and related to glycerol metabolism. However, the level of its intracellular activity is low and insufficient for metabolic needs of cells [3]. It has been reported that ${\Delta}cit1$ strain is not able to grow with acetate as a sole carbon source on either rich or minimal medium and that it shows a lag in attaining parental growth rates on nonfermentable carbon sources [2, 4, 5]. Cells of ${\Delta}cit2$, on the other hand, have similar growth phenotype as wild-type on various carbon sources. Thus, the biochemical basis of carbon metabolism in the yeast cells with deletion of CIT1 or CIT2 gene has not been clearly addressed yet. In the present study, we focused our efforts on understanding the function of Cit2 in utilizing $C_2$ carbon sources and then found that ${\Delta}cit1$ cells can grow on minimal medium containing $C_2$ carbon sources, such as acetate. We also analyzed that the characteristics of mutant strains defective in each of the genes encoding the enzymes involved in TCA and glyoxylate cycles and membrane carriers for metabolite transport. Our results suggest that citrate produced by peroxisomal CS can be utilized via glyoxylate cycle, and moreover that the glyoxylate cycle by itself functions as a fully competent metabolic pathway for acetate utilization in S. cerevisiae. We also studied the relationship between Cit1 and apoptosis in S. cerevisiae [6]. In multicellular organisms, apoptosis is a highly regulated process of cell death that allows a cell to self-degrade in order for the body to eliminate potentially threatening or undesired cells, and thus is a crucial event for common defense mechanisms and in development [7]. The process of cellular suicide is also present in unicellular organisms such as yeast Saccharomyces cerevisiae [8]. When unicellular organisms are exposed to harsh conditions, apoptosis may serve as a defense mechanism for the preservation of cell populations through the sacrifice of some members of a population to promote the survival of others [9]. Apoptosis in S. cerevisiae shows some typical features of mammalian apoptosis such as flipping of phosphatidylserine, membrane blebbing, chromatin condensation and margination, and DNA cleavage [10]. Yeast cells with ${\Delta}cit1$ deletion showed a temperature-sensitive growth phenotype, and displayed a rapid loss in viability associated with typical apoptotic hallmarks, i.e., ROS accumulation, nuclear fragmentation, DNA breakage, and phosphatidylserine translocation, when exposed to heat stress. Upon long-term cultivation, ${\Delta}cit1$ cells showed increased potentials for both aging-induced apoptosis and adaptive regrowth. Activation of the metacaspase Yca1 was detected during heat- or aging-induced apoptosis in ${\Delta}cit1$ cells, and accordingly, deletion of YCA1 suppressed the apoptotic phenotype caused by ${\Delta}cit1$ mutation. Cells with ${\Delta}cit1$ deletion showed higher tendency toward glutathione (GSH) depletion and subsequent ROS accumulation than the wild-type, which was rescued by exogenous GSH, glutamate, or glutathione disulfide (GSSG). Beside Cit1, other enzymes of TCA cycle and glutamate dehydrogenases (GDHs) were found to be involved in stress-induced apoptosis. Deletion of the genes encoding the TCA cycle enzymes and one of the three GDHs, Gdh3, caused increased sensitivity to heat stress. These results lead us to conclude that GSH deficiency in ${\Delta}cit1$ cells is caused by an insufficient supply of glutamate necessary for biosynthesis of GSH rather than the depletion of reducing power required for reduction of GSSG to GSH.

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유근피 추출물이 대식세포 면역조절에 미치는 영향 (Immunomodulatory Activity of Water Extract of Ulmus macrocarpa in Macrophages)

  • 권다혜;강혜주;최영현;정경태;이종환;강경화;현숙경;김병우;황혜진
    • 생명과학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.50-58
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    • 2016
  • 왕느릅나무(Ulmus macrocarpa)의 껍질을 말린 유근피는 오랫동안 부종, 감염 및 염증 제어의 목적으로 사용되어져 왔음에도 불구하고 잠재적 면역조절 효과에 관해서는 연구가 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 전통 약용자원에서 새로운 면역기능 증가 신소재 발굴의 일환으로 유근피 열수 추출물의 면역 조절 효능을 RAW 264.7 대식세포 모델을 이용하여 조사하였다. 이를 위한 대식세포의 활성화 관련 지표로서 NO, TNF-α, IL-1β 및 IL-10의 생성량 변화를 조사하였다. 비록 유근피 추출물이 처리된 RAW 264.7 대식세포에서 IL-1β의 유의적인 유리는 관찰할 수 없었으나, NO, TNF-α 및 IL-10의 생성은 세포독성을 나타내지 않는 범위에서 유근피 추출물 처리 농도 의존적으로 증가되었으며, 이는 또한 iNOS, TNF-α 및 IL-10의 단백질 발현 증가와 연관되어 있었다. 아울러 유근피 추출물은 LPS에 의한 과도한 NO의 생성 억제능도 함유하고 있었으며, 유근피 추출물에 의한 대식세포의 활성화에는 NF-κB와 PI3K/Akt 및 MAPKs 등과 같은 면역 활성을 유도하는 신호전달계의 활성화가 연관되어 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 유근피 추출물이 대식세포 활성화를 통한 면역 증강제로서의 개발 가능성이 매우 높음을 시사한다.

노인(老人) 저혈압(低血壓)에 대(對)한 문헌적(文獻的) 고찰(考察) (A Literature Review of The Senile Hypotension)

  • 곽익훈;김종대;정지천
    • 동국한의학연구소논문집
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    • 제4권
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    • pp.161-187
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    • 1995
  • This study was perfomed to investigate causes of the senile hypotension, pathogenic mechanism, symptoms, and therapies through medical literatures, recent chinese medical literatures and chinese medical journals. The results are as follows ; 1. The senile hypotension has major symptoms of dizziness, weakness, syncope, palpitation, shortness of breath, and deficiency of Qi. Additionally, it has minor symtoms of letharhy, isomnia, tinnitus, amnesia etc... 2. The prodromal symptoms of Kwul and Kwul are relating to the symptoms of tachycardia, facial pallor, sweating, anxietas, ambiguous consciousness, and fainting. Weakness and dizziness due to deficiency make the symptoms of exhaustion, fatigue, vertigo, lethargy, and brachycardia. 3. The most principal cause of the senile hypotension is deficiency of Shen due to aging, congenital deficiency, and chronic illness. The rest of causes are defciency of Qi and blood, phlegm of retention, stagnation of Qi, blood stasis, blood prostration etc... In the view of the occidental meicine, the causes of the senile hypotension came from the reduction of cardiac output, the decretion of cardiovascular system's extention due to aging, hereditary factor, secondary factor due to exsanguination, diabetes mellitus, C.V.A etc..., and factor of neurogenic system's degeneration. 4. The principal pathogenic mechanisms are the insufficiency of Xing-Yang, the deficiency of Qi in middle jiao, and deficiency of Shen-Qi. The rest of mechanisms are the deficiency of both Qi and blood, stagnation of the Gan-Qi, and the deficiency of Gan and Shen. Zang-Pu Organs have something to do with Xing, Bi, and Shen. 5. As principal therapies, there are warming and recuperation the Xing-Yang, strengthing the middle-jiao and replenishing Qi, replenishing vital essence to tonify the Shen, and warming and recuperation the Shen-Yang. Additionally, the therapies of invigorating the Bi and relieving mental stress, strengthning the Bi and tonifing the Shen, invigorating Qi and nourishing Yin, soothing the Gan and regulating the circulation of Qi, and tonifing the Shen and nourishing the Gan help the cure of the senile hypotension. In prescriptions there are Baohe Yuan Tang, Buzhong Yigi Tang, Zuoguei Yin, Yougui Yin, Guipi Tang, Zhu Fu Tang, Shengmai San, Sini San, and Qi Ju Dihuang Wan. The medical herbs of Astragali Radix, Codonopsitis Pilosulae Radix, Ginseng Radix, Aconiti Tuber, Ephedrae Herba, Cinnamomi Ramulus, Cinnamomi Corfex Spissus, Zingiberis Rhizoma, Polygalae Radix, Liriopis Tuber, Polygonati Sibirici Rhifoma, Lycii Fructus, Schizandrae Fructus, and Glycyrrhizae Radix can be treated. 6. According to the clinical report, the principal causes are the deficiency of Qi, and insufficiency of Yang which symptoms are dizziness, vitality fatigue and acratia, amnesia, body cold and alger of extremity, spontaneous perspiration, and therady and weak pulse. It was improved by taking WenYang YiQi Tang, Zhu Fu Tang about 20-30 days. The improvement was shown on disappearance of subjective symptoms or the ascending of blood pressure to normal figure, and the rate of improvement was over 70%. 7. As regimens, taking warming and recuperating food(a sheep mutton, juglans regia, chiness date, longan aril etc...) and pungent food(chinese green onion, fress ginger, pipers fructns etc...), doing physical training, not being ill in bed at a long time, and preventing descent of blood pressure coming from sudden change of posture are needed. Additionally, the usage of diuretic, abirritant, and depressor needs to be extra cautious.

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마우스 C2C12 근관세포에서 AICAR로 유도된 근위축에 미치는 오미자 추출물의 영향 (Ethanol Extract of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill. Reduces AICAR-induced Muscle Atrophy in C2C12 Myotubes)

  • 강영순;한민호;박철;홍수현;황혜진;김병우;김철민;최영현
    • 생명과학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.293-298
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    • 2015
  • 근위축은 근육 단백질 합성의 저하와 근육 단백질의 분해 증가에 따른 근섬유의 감소에 의한 근육량이 감소되는 현상이다. 오미자(Schisandrae Fructus, fruits of Schisandra chinensis (Turcz.) Baillon)는 오랫동안 전통의학에서 강장제로서 널리 사용되어 왔다. 비록 다양한 질병 연관 오미자의 생리활성 효능이 폭넓게 연구되어져 왔으나 근육 질환 관련 연구는 매우 제한적으로 이루어져 왔다. 본 연구에서는 오미자 에탄올 추출물(SF)이 AMPK 활성인자 AICAR 처리에 의한 C2C12 근관세포의 근위축 모델계를 이용하여 근위축 억제 효능을 가지는지의 여부와 관련 기전의 해석을 시도하였다. AICAR 처리는 근단백질 분해 연관 ubiquitin ligase muscle RING finger-1 (MuRF-1)의 발현을 전사 수준에서 증가시켰고, MuRF-1 조절 전사인자의 하나인 forkhead box O3a (FoxO3a) 단백질의 인산화를 증가시켰으며, 이러한 변화는 근위축과 연관된 C2C12 근관세포의 형태적 변형과 동반된 현상이었다. 그러나 SF의 전처리에 의하여, AICAR에 의하여 유도된 근위축성 형태변화를 억제하였으며, MuRF-1의 발현과 FoxO3a의 활성화를 억제시켰다. 본 연구의 결과는 SF가 AICAR 처리에 의한 C2C12 근관세포의 근위축을 AMPK 및 FoxO3a 신호전달계 조절을 통하여 억제하였음을 보여주는 것으로 오미자는 근기능 향상을 위한 식의 약 소재로서의 개발 가능성이 매우 높음을 시사하여 준다.

혼합물 실험계획법에 의한 머위 및 부원료의 혼합비율 최적화 (Optimization Mixture Ratio of Petasites japonicus, Luffa cylindrica and Houttuynia cordata to Develop a Functional Drink by Mixture Design)

  • 정해진;이경필;정헌식;김동섭;김한수;최영환;임동순;성종환;이영근
    • 생명과학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.329-335
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    • 2015
  • 호흡기계 질환에 효과적이라고 알려져 있는 식물성분들을 이용하여 기능성 음료를 개발하고자, 혼합물 실험계획법을 통해 혼합 최적 비율을 찾기 위한 실험을 수행하였다. 즉, 머위 30~70%, 수세미 10~30% 및 어성초 10~30%의 비율로 혼합하여 중앙점 반복을 포함하여 총 12개의 실험점을 설계하였고, 이 설계를 바탕으로 혼합물은 121℃에서 45분간 중탕 추출을 하여 anti-allergy activity 및 anti-microbial activity를 측정하였다. anti-allergy activity 효과는 Response surface와 trace plot을 보면 머위의 함량이 많을수록 좋은 효과를 나타내었고 수세미는 다소약한 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 다중회귀분석 결과 상관계수 R2=82.10%이며 유의적인 회귀식으로 설명이 가능한 것으로 확인되었다. 따라서 최적비율은 머위 0.75, 수세미 0.14 그리고 어성초 0.11의 비율로 결정되었다. anti-microbial activity는 혼합비율에 따른 각 추출물들이 그람양성균인 Staphylococcus aureus (KCCM 40881), Staphylococcus epidermidis (KCCM 35494)에 대해서는 유효하나 그람음성균인 Escherichia coli (KCCM 11234), Pseudomonas aeruginosa (KCCM 11328)에 대해서는 미미하거나 효과가 나타나지 않았다.

한약재 단일 추출물 및 복합 추출물을 이용한 아토피성 피부염 억제 효과 (Medicinal Herb Extracts Attenuate 1-Chloro-2,4dinitrobenzene-induced Development of Atopic Dermatitis-like Skin Lesions)

  • 이문희;한민호;윤정재;송명규;김민주;홍수현;최병태;김병우;황혜진;최영현
    • 생명과학회지
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    • 제24권8호
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    • pp.851-859
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    • 2014
  • 본 연구에서는 1-chloro-2,4-dinitrobenzene (DNCB)에 의해 유도된 아토피성 피부염 마우스 모델에서 고삼, 감초 및 백선피 추출물과 그들 복합 추출물(GGB)의 항아토피 효능을 평가하였다. 아토피성 피부염의 병리학적 형태인 홍반, 귀부종, 부종, 각질과 상처는 복합 추출물 중 고삼, 감초 및 백선피 추출물이 3:1:1로 혼합된 GGB-1 처리군에서 다른 시료 처리군들에 비하여 유의적인 억제 효능을 나타내었다. 또한 면역 기관인 비장의 무게도 GGB-1 처리군에서 감소하였고, 간의 무게는 정상군과 시료 처리군의 값이 유사한 결과를 나타내었다. 아울러 GGB-1 처리군에서 비만 세포의 침윤이 감소되었으며, 혈청 중 IgE의 농도 역시 GGB-1 처리군에서 가장 낮은 값을 보였다. 비록 단일 한약재와 그들의 혼합물 처리군에서는 면역 사이토카인(IFN-${\gamma}$, IL- 1, 4, 5, 6, 13, $1{\beta}$, and TNF-${\alpha}$) 의 값이 유의적으로 감소되었으나, 여러 가지 결과들을 종합하여 볼 때 고삼, 감초 및 백선피 추출물이 3:1:1로 혼합된 복합 추출물인 GGB-1이 아토피성 피부염의 개선에 효과적인 약물로 판단된다.

Hairless mice에서의 대두 홍삼 혼합 분말(APB-03)의 경구 반복 투여 시 피부 주름 생성 예방 효과 (Prevention of Photoaging and Wrinkle Formation in Hairless Mice Dorsal Skin by APB-03)

  • 이지해;이병석;양미숙;변범선;김완기;김배환;이상준
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.989-996
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    • 2005
  • 본 실험은 대두 추출물과 홍삼 농축액 분말 혼합물인 APB-03(AmorePacific Beauty-03)의 경구반복투여에 대한 피부주름개선 효과를 평가하기 위하여 hairless mouse에서 경구 반복투여 및 UV 반복조사를 통한 효능평가시험을 실시하였다. 정상군(Control group)과 UV 대조군(UV control group), UV/APB-03 저용량군(UV/APB-03(XI) group), UV/APB-03 중간용량군(UV/APB-03(X5) group)과 UV/APB-03 고용량군(UV/APB-03(X10) group)을 두고, 경구로 주 5회 반복 투여하며, 광노화를 유발하기 위하여 주 3회 UV를 조사가 병행되었다. 시험 기간 중 임상증상, 체중변화 및 사료 음수 섭취량 등을 관찰하고, 2회의 피부주형을 채취하여 영상 분석을 실시하였으며 실험 종료 후 피부조직을 채취하여 병리조직학적 검사를 실시하였다. 시험물질을 투여한 모든 동물에서 시험 전 기간을 통해 사망한 동물은 없었으며, 본 시험물질에 의한 것이라고 인정되는 임상증상, 행동이상 및 체중변화 등도 관찰되지 않았으며, 부검시에도 본 시험물질의 투여에 기인한 것으로 사료되는 어떠한 육안적 병변도 관찰되지 않았다. UV 조사 기간 중, 육안으로 관찰 시 정상군에 비해 UV 대조군의 피부주름 증가가 뚜렷하였으며, APB-03을 투여한 군은 UV 대조군에 비해 주름 증가가 현저히 감소하였으며, 정상군과 비슷할 정도로 피부주름 상태가 양호하였다. 8주 및 12주에 제작된 replica를 image analyzer 분석평가를 실시한 결과, APB-03을 경구 반복 투여한 실험군은 UV 대조군에 비해 전체적으로 주름이 감소하였으며, 실험 12주의 UV/APB-03 고용량군의 피부주름은 UV 대조군에 비해 통계적으로 유의성 있게 감소하는 것을 알 수 있었다(p<0.01). H&E(Hematoxylin & Eosin) stain을 실시한 결과, UV 조사에 의한 표피 및 진피, 피하지방층에서의 손상에 대해 APB-03의 치유능력을 관찰할 수 있었다. 이상의 실험 결과를 종합해 볼 때, 암컷 hairless mouse에서 APR-03의 경구 반복 투여 시 UV 조사로 유도된 광노화의 억제 및 피부주름예방효과가 확인되었다.

Vegetable Peptones의 세포증식 및 콜라겐생성 촉진효과 (Effects of Vegetable Peptones on Promotion of Cell Proliferation and Collagen Production)

  • 정은선;이종성;이지현;허성란;김영수;황왕택;박덕훈
    • 대한화장품학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.65-72
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    • 2009
  • 피부노화의 주요 원인으로는 타입 I 콜라겐 생합성 저하 및 피부 진피세포의 증식 활성 감소를 들 수 있다. 효과적으로 피부노화를 관리하기 위해서는 안전하면서도 효능이 우수한 소재를 찾는 것이 필요하다. 이를 위해 본 연구진은 항노화소재를 스크리닝하였고, 완두콩과 밀 펩톤이 성체줄기세포의 세포증식을 증가시키는 효능을 관찰하였다. 완두콩과 밀 펩톤을 포함하는 식물성 펩톤은 다양한 크기의 펩타이드와 아미노산을 함유하고 있어 세포배양 시 첨가해 주면 영양공급원이나 growth tactor로 세포 성장과 활성을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 인간 진피섬유아세포를 이용하여 완두콩과 밀 펩톤이 세포증식 및 콜라겐합성에 미치는 영향과 이들의 작용기전을 규명하고자 하였다. 세포증식 실험에서 완두콩과 밀 펩톤은 유의성 있게 농도 의존적으로 세포증식을 유도하였다. 또한 인간 COL1A2 프로모터 루시퍼라아제와 타입 I 프로콜라겐 생합성 실험에서 완두콩 및 밀 펩톤이 COL1A2 프로모터의 활성화를 통해 타입 I 프로콜라겐 생합성을 촉진시키고 있음을 확인하였다. TGF-${\beta}1$ 루시퍼라아제 리포터 실험과 TGF-${\beta}1$ ELISA 실험에서는 완두콩 및 밀 펩톤이 TGF-${\beta}1$ 유전자의 발현을 촉진한다는 사실을 관찰하였고, 이러한 결과를 통해 완두콩 및 밀 펩톤의 콜라겐 생합성 촉진 기전이 TGF-${\beta}$ 신호와 관련이 있음을 제시하였다. 즉 완두콩 및 밀 펩톤은 TGF-${\beta}1$의 발현촉진을 통해 콜라겐 생합성을 유도함을 유추할 수 있다. 완두콩과 밀 펩톤을 포함한 로션을 인체피부에 주 동안 도포하여 피부자극을 관찰한 결과, 어떠한 부작용도 관찰되지 않았다. 이러한 연구결과를 종합해 볼 때 완두콩 및 밀 펩톤이 피부자극이 없으며 피부주름을 개선시킬 수 있는 소재로 사용가능할 것으로 기대된다.

Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 조성 솔더 접합부의 내 충격 신뢰성 평가 (Impact Resistance Reliability of Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In Solder Joints)

  • 유아미;이창우;김정한;김목순;이종현
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.226-226
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    • 2008
  • 지난 10여년 동안 Sn-3.0Ag-0.5(wt%)Cu 합금은 대표 무연솔더 조성으로 다양한 전자제품의 실장 및 접합에 적용되어 왔으며, 그 신뢰성 역시 충분히 검증된 바 있다. 그러나 최근 Ag 가격의 급격한 상승과 솔더 접합부의 내 충격 신뢰성을 보다 향상시키고자 하는 업계의 동향은 Ag의 함량이 낮은 무연솔더 조성의 적용 확대를 유도하고 있다. 이에 따라 본 연구자들은 저 Ag 함유 무연슬더로 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 조성을 제안한 바 있는데, 이는 Sn-3.0Ag-0.5Cu 조성 이상의 solderability를 가지면서도 그 금속원료 가격이 약 20% 가량 저렴한 특징을 가진다. 또한 열 싸이클링 (cycling) 테스트를 통한 슬더 조인트의 신뢰성을 평가한 결과, Sn-3.0Ag-0.5Cu에 크게 뒤떨어지지 않는 양호한 특성이 관찰되었다. 따라서 본 연구에서는 열 싸이클링 테스트와 더불어 최근 그 중요성이 지속적으로 커지고 있는 내 충격 신뢰성 평가 시험을 실시하여 개발된 4원계 무연솔더 조성의 기계적 특성을 기존 무연솔더 조성과 비교, 분석해 보았다. 각 솔더 조성은 솔더 볼 형태로 제조되어 CSP(Chip Scale Package) 상에 범핑 (bumping)되었으며, CSP를 PCB(Printed Circuit Board) 상에 실장하는 공정에서도 Sn-3.0Ag-0.5Cu 및 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In의 두 종류의 솔더 페이스트가 사용되었다. 본 연구에서의 내 충격 신뢰성 시험에는 자체 제작한 rod drop 시험기를 사용하였는데, 고정된 CSP 실장 board의 후면 부위를 일정한 높이에서 추를 반복적으로 자유 낙하시켜 급격한 충격을 주는 방식으로 실험을 실시하였다. 이 때 추의 무게는 30g, 낙하 높이는 10cm 였으며, 추의 낙하 시 측정된 board 의 휨 변위량은 약 0.7mm로 측정되었다. 사용된 CSP와 PCB 는 모두 daisy chain 방식으로 연결되어 있기 때문에 저항측정기를 사용한 간단한 실시간 저항 측정 방법으로 시험 이력에 따른 파단부의 발생 시점과 대략의 위치를 손쉽게 확인할 수 있었다. 솔더 조인트의 파단 기준 저항값으로 $1000\Omega$을 설정하였으며. 각 조건 당 5 개 이상의 샘플에 대해 평가를 실시한 후 그 평균값을 조사하였다. 시험 결과 제안된 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 조성은 대표적인 저 Ag 함유 조성인 Sn-1.0Ag-0.5Cu에 비해서는 떨어지는 내 충격 신뢰성을 나타내었지만, 우수한 연성에 기인하여 Sn-3.0Ag-0.5Cu 조성에 비해서는 약 2 배 이상 우수한 신뢰성이 관찰되었다. 또한 CSP의 실장 시 Sn-3.0Ag-0.5Cu보다 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 조성 솔더 페이스트를 적용한 경우에서 보다 우수한 내 충격 신뢰성을 나타내어 기본적으로 개발된 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 솔더 페이스트가 Sn-3.0Ag-0.5Cu 조성의 기존 솔더 페이스트 보다 내 충격 신뢰성이 우수함을 검증할 수 있었다. 각 조성의 솔더 조인트를 $150^{\circ}C$ 에서 500시간 aging한 후 실시한 내 충격 신뢰성 평가에서는 모든 조성에서 그 신뢰성이 급감하는 경항을 나타내었으나, Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In가 Sn-l.0Ag-0.5Cu보다도 그 상대적인 신뢰성이 우수한 것으로 관찰되었다. 이와 같이 aging 후 실시하는 충격시험은 가장 실제적인 상황과 유사한 조건이므로 상기의 실험 결과는 매우 고무적이었으며, 이에 대한 보다 면밀한 분석이 요청되었다. 마지막으로 파면 및 미세조직 관찰을 통하여 각 조성에서의 충격 파단 특성을 비교, 분석해 보았다.

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