• 제목/요약/키워드: biomaterials

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근적외선 분광을 이용한 딸기의 당도예측모델 개발 (Development of Prediction Model for Sugar Content of Strawberry Using NIR Spectroscopy)

  • 손재룡;이강진;강석원;양길모;서영욱
    • 산업식품공학
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    • 제13권4호
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    • pp.297-301
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    • 2009
  • 본 연구에서는 딸기의 당도예측모델을 개발하기 위하여 수행하였으며, 딸기의 당도판정에 보다 적합한 조명장치를 설계하기 위해 조명의 영향을 구명하고, 딸기의 당도예측 모델을 개발하였으며, 주요연구 결과는 다음과 같다. 조명방법에 따른 당도 예측 성능을 비교한 결과 4개의 램프로 시료를 직접 조명하는 경우 $r_{SEP}$= 0.603, SEP = 0.502$^{\circ}$Bx으로 나타났으며, 광 화이버로 빛을 유인하여 국부적으로 시료에 점 조명한 경우(광 화이버 3개 사용)에는 $r_{SEP}$= 0.715, SEP = 0.433$^{\circ}$Bx으로서 후자가 더 좋은 성능을 나타내었다. 또한 램프 반사면의 금 코팅 유무에 따른 당도판정 성능시험을 실시한 결과 금 코팅된 할로겐램프를 사용한 경우 $r_{SEP}$= 0.837, SEP = 0.510$^{\circ}$Bx으로서 그렇지 않은 경우의 $r_{SEP}$= 0.756, SEP = 0.580$^{\circ}$Bx보다 양호한 결과가 나타나 금 코팅에 대한 당도판정 효과가 있는 것으로 나타났다. 딸기 당도판정을 위한 최적 회귀모델을 개발하기 위하여 PLSR과 PCR을 이용하였다. 전처리를 하지 않은 경우 $r_{SEP}$= 0.860, SEP=0.498$^{\circ}$Bx로 양호한 결과가 나타났으나, 가장 좋은 결과는 상기에서 언급된 최적의 조명상태에서 측정된 스펙트럼 데이터에 OSC 전처리를 한 경우 $r_{SEP}$= 0.891, SEP = 0.443$^{\circ}$Bx, LV=14로 가장 양호한 결과를 나타내었다. 한편, PCR을 이용한 당도 예측은 전처리를 하지 않은 경우 $r_{SEP}$= 0.845, SEP = 0.520$^{\circ}$Bx, LV=17으로서 DT 전처리에서의 $r_{SEP}$= 0.845, SEP = 0.521$^{\circ}$Bx, LV=17보다 오히려 높게 나타나 전처리에 따른 효과는 없는 것으로 나타났다.

항알레르기에 대한 Pediococcus inopinatus Y2 유산균 발효 두유 커드의 치료 효과 (Therapeutic Antiallergy Effect of Fermented Soy Curd by Pediococcus inopinatus Y2)

  • 강문선;이영근;김한수;정헌식;황대연;김동섭
    • 생명과학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.478-483
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    • 2019
  • 본 실험에서는 Pediococcus inopinatus Y2 (P. inopinatus Y2) 유산균으로 발효시켜 제조한 발효 두유커드가 알레르기성 피부질환의 치료에 미치는 효과를 확인하기 위해 알레르기 유발 ICR 마우스를 대상으로 4주간 경구투여한 이후, 마우스의 체중, 귀 두께, IgE 농도, 면역 기관 중량 및 혈청 IgE 농도 변화를 비교 분석하였다. 대부분의 동물실험 군은 적당한 체중 증가를 보였다. 귀 두께에서, 아무처리를 하지 않은 그룹(No group)이 가장 낮은 두께를 나타냈고, PA 처리 그룹이 알레르기가 유발되어 두꺼워졌다. PA로 유도된 AD 마우스를 육안으로 관찰하였을 때, 발효 두유커드 투여그룹(FSC group)의 피부 상태는 더욱 개선되었다. 이에 따라 유산균에 의한 발효 두유커드가 피부염을 회복시킬 수 있음이 확인되었다. 마우스의 비장과 림프절의 무게와 IgE 농도를 비교 한 결과, 두유를 투여한 그룹(SM group)도 치료 효과를 보였으나 발효 두유커드의 알레르기 치료 효과가 더 우수 하였다. 결과적으로 발효 된 두유커드가 알레르기성 피부질환을 개선 할 수 있음을 확인할 수 있었다.

어린이 음료가 레진계 치면열구전색제의 화학적 분해에 미치는 영향 (The Effect of Children's Beverages on Degradation of Dental Resin-Based Pit and Fissure Sealant)

  • 민희홍;김현진;이혜진
    • 치위생과학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.367-373
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    • 2018
  • 시판 중인 어린이 음료가 레진계 치면열구전색제에 미치는 물리 화학적 영향을 알아보기 위해 판매량이 높은 3종의 어린이 음료와 대조군으로 생수를 선정하였다. 제조사의 지시에 따라 레진 시편을 제작하여 시편의 초기 거칠기 값(Ra)를 측정하였고, 각 음료의 pH를 측정한 후, 레진 시편을 각각의 음료에 침지시켜 $37^{\circ}C$ 배양기에서 72시간 보관하였다. 72시간 후 레진 시편의 표면 거칠기를 측정하였고 시편 표면의 형태변화 관찰을 위해 주사전자현미경으로 관찰하였다. 레진 시편에서 용출된 단량체의 종류 및 용출량은 HPLC를 이용하여 비교 분석하였다. 생수를 제외한 모든 실험음료에 구연산이 첨가되어 있었고 어린이 음료의 평균 pH는 $3.25{\pm}0.17$로 '아이키커'에서 $3.03{\pm}0.01$로 가장 낮았고 '뽀로로'에서 $3.47{\pm}0.02$로 가장 높았다. 어린이 음료에 침지 후 시간 경과에 따른 표면 거칠기가 증가하였고 레진 시편의 표면에 기질의 탈락을 관찰하였다. 모든 실험음료에서 bis-GMA는 유출되지 않았으나 생수를 제외한 어린이 음료에서는 TEGDMA가 유출되었다. 이상의 결과 어린이 음료는 치면열구전색제의 열화와 단량체의 유리를 촉진할 수 있으며 유리된 단량체는 성장 중인 어린이에게 더 큰 영향을 미칠 수 있으므로 어린이 음료를 빈번히 음용하는 것은 주의가 필요하다.

Mineralized Polysaccharide Transplantation Modules Supporting Human MSC Conversion into Osteogenic Cells and Osteoid Tissue in a Non-Union Defect

  • Ge, Qing;Green, David William;Lee, Dong-Joon;Kim, Hyun-Yi;Piao, Zhengguo;Lee, Jong-Min;Jung, Han-Sung
    • Molecules and Cells
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    • 제41권12호
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    • pp.1016-1023
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    • 2018
  • Regenerative orthopedics needs significant devices to transplant human stem cells into damaged tissue and encourage automatic growth into replacements suitable for the human skeleton. Soft biomaterials have similarities in mechanical, structural and architectural properties to natural extracellular matrix (ECM), but often lack essential ECM molecules and signals. Here we engineer mineralized polysaccharide beads to transform MSCs into osteogenic cells and osteoid tissue for transplantation. Bone morphogenic proteins (BMP-2) and indispensable ECM proteins both directed differentiation inside alginate beads. Laminin and collagen IV basement membrane matrix proteins fixed and organized MSCs onto the alginate matrix, and BMP-2 drove differentiation, osteoid tissue self-assembly, and small-scale mineralization. Augmentation of alginate is necessary, and we showed that a few rationally selected small proteins from the basement membrane (BM) compartment of the ECM were sufficient to up-regulate cell expression of Runx-2 and osteocalcin for osteoid formation, resulting in Alizarin red-positive mineral nodules. More significantly, nested BMP-2 and BM beads added to a non-union skull defect, self-generated osteoid expressing osteopontin (OPN) and osteocalcin (OCN) in a chain along the defect, at only four weeks, establishing a framework for complete regeneration expected in 6 and 12 weeks. Alginate beads are beneficial surgical devices for transplanting therapeutic cells in programmed (by the ECM components and alginate-chitosan properties) reaction environments ideal for promoting bone tissue.

목재수피 파티클의 흡음율과 음향투과손실 (Sound Absorption Rate and Sound Transmission Loss of Wood Bark Particle)

  • Kang, Chun-Won;Jang, Eun-Suk;Jang, Sang-Sik;Kang, Ho-Yang;Kang, Seog-Goo;Oh, Se-Chang
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제47권4호
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    • pp.425-441
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    • 2019
  • 목재수피의 음향성능을 파악하고자 6가지 수종의 목재수피를 삭편으로 절삭하여 몇 가지 비중조건과 두께로 만든 후 흡음율과 음향투과손실을 전달함수법과 전달행렬법으로 각각 측정하였다. 그 결과, 편백나무수피가 두께 100 mm 일 때의 100-6400 Hz 평균흡음율은 0.90이며 두께 50 mm 일때의 100-6400 Hz 평균흡음율은 0.84이다. 특히 두께 100 mm 일 때의 경우, 1 KHz의 주파수영역에서의 흡음율은 약 100%에 근접하는 높은 흡음율을 나타내었다. 음향투과손실은 측정주파수범위에서 편백나무수피는 500 Hz에서 15.30 dB의 투과손실을 나타내었고 1000 Hz 수치는 15.73 dB이었다. 10 mm 두께의 합판을 수피파티클 배면에 추가한 후에는 투과손실이 20-30 dB 증가하였다. 목재수피는 친환경적이면서 기존의 석고보드보다 흡음율이 높고 음향투과손실이 크게 나타나서 음향성능이 우수한 건축재료로 고려될 수 있다고 생각된다.

QR 코드를 활용한 투명 교정장치 관리 시스템 설계 및 개발 (Design and development of clear aligner management system using QR code)

  • 장진수;손호정;심지영;강신영;문준모;이태노
    • 디지털융복합연구
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    • 제17권9호
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    • pp.185-192
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    • 2019
  • 스마트 기술의 도입은 의사와 환자 모두에게 정확성, 안전성, 효율성을 제공한다. 투명 교정장치에 대한 관심은 국내외에서 점점 높아지고 있지만, 현재 투명교정 장치로 치열교정을 할 경우, 환자는 1, 2주에 한 번씩 병원을 방문하여 교체하여야 하며, 약 40~80개 정도의 장치가 제작되고 교정장치의 착용 순서 및 기간 등을 고려해서 교정이 이루어지기 때문에 치과 의사와 환자는 매우 번거롭고 혼란스럽다. 또한 이 과정에서 치과 의사와 환자 간 정확한 의사소통이 필요하다. 따라서 본 연구는 투명 교정장치에 QR 코드를 삽입하여 환자와 의료진 간의 커뮤니케이션이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 투명 교정장치 관리 시스템을 설계 및 개발하였다. 개발 결과 QR 코드의 크기는 구강 내에서 사용 가능한 $6{\ast}6mm^2$ 이상이면 100% 인식하였고, 인식 거리는 12cm 이내에서 100% 인식률을 보였다. 제안한 시스템으로 치과의사는 환자를 원격으로 관리하며 교정효과를 높여 주기 때문에 국내의 환자는 물론 해외의 환자 관리가 가능하다.

Relationship between cortical bone thickness and implant stability at the time of surgery and secondary stability after osseointegration measured using resonance frequency analysis

  • Tanaka, Kenko;Sailer, Irena;Iwama, Ryosuke;Yamauchi, Kensuke;Nogami, Shinnosuke;Yoda, Nobuhiro;Takahashi, Tetsu
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제48권6호
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    • pp.360-372
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    • 2018
  • Purpose: It has been suggested that resonance frequency analysis (RFA) can measure changes in the stability of dental implants during osseointegration. This retrospective study aimed to evaluate dental implant stability at the time of surgery (primary stability; PS) and secondary stability (SS) after ossseointegration using RFA, and to investigate the relationship between implant stability and cortical bone thickness. Methods: In total, 113 patients who attended the Tohoku University Hospital Dental Implant Center were included in this study. A total of 229 implants were placed in either the mandibular region (n=118) or the maxilla region (n=111), with bone augmentation procedures used in some cases. RFA was performed in 3 directions, and the lowest value was recorded. The preoperative thickness of cortical bone at the site of implant insertion was measured digitally using computed tomography, excluding cases of bone grafts and immediate implant placements. Results: The mean implant stability quotient (ISQ) was $69.34{\pm}9.43$ for PS and $75.99{\pm}6.23$ for SS. The mandibular group had significantly higher mean ISQ values than the maxillary group for both PS and SS (P<0.01). A significant difference was found in the mean ISQ values for PS between 1-stage and 2-stage surgery (P<0.5). The mean ISQ values in the non-augmentation group were higher than in the augmentation group for both PS and SS (P<0.01). A weak positive correlation was observed between cortical bone thickness and implant stability for both PS and SS in all cases (P<0.01). Conclusions: Based on the present study, the ISQ may be affected by implant position site, the use of a bone graft, and cortical bone thickness before implant therapy.

정중 과잉치 법랑질의 SEM/EDS 분석 (SEM/EDS Analysis of the Enamel in Mesiodens)

  • 오나경;이제식;남순현;권태엽;김현정
    • 대한소아치과학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.101-110
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    • 2019
  • 이 연구는 정중 과잉치 법랑질의 구조학적 및 형태학적 특징에 대하여 주사형 전자현미경(FE-SEM)과 에너지 분산형 분광분석법(EDS)을 이용하여 관찰하고 영구 중절치와 유중절치의 법랑질 구조 및 형태와 차이점에 대하여 평가하고자 하였다. 15개의 정중 과잉치, 영구 중절치와 유중절치를 이용하였으며, 법랑질의 두께와 법랑소주 직경에 대하여 FE-SEM을 이용하여 측정 및 관찰하고, 성분 분석을 위하여 EDS를 이용하였다. 그 결과 법랑소주 두께의 경우 영구 중절치, 정중 과잉치, 유중절치 순으로 나타났다. 법랑소주의 직경의 경우 영구중절치와 정중 과잉치에서는 유의할 만한 차이가 없었으며, 유중절치는 두 그룹에 비해서 작게 나타났다. 성분 분석 시 칼슘의 경우 영구 중절치와 정중 과잉치에 있어서 통계적 유의성이 없었으며, 유중절치는 작게 나타났다. Ca/P ratio의 경우 정중 과잉치와 영구 중절치는 비슷한 수치를 나타내며 통계적 유의성이 없었고, 유중절치보다는 두 그룹 모두 높게 나타났다. Ca/C ratio의 경우 마찬가지로 정중 과잉치와 영구 중절치에서 유중절치보다 높게 나타났다. 이를 통하여 정중 과잉치의 법랑질 특성은 유중절치보다는 영구 중절치와 더 유사함을 알 수 있고, 임상적으로 정중 과잉치의 활용 시 영구 중절치와 비슷한 법랑질 성질을 지님을 유추할 수 있다.

A Comparison of the Effects of Silica and Hydroxyapatite Nanoparticles on Poly(ε-caprolactone)-Poly(ethylene glycol)-Poly(ε-caprolactone)/Chitosan Nanofibrous Scaffolds for Bone Tissue Engineering

  • Hokmabad, Vahideh Raeisdasteh;Davaran, Soodabeh;Aghazadeh, Marziyeh;Alizadeh, Effat;Salehi, Roya;Ramazani, Ali
    • Tissue Engineering and Regenerative Medicine
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    • 제15권6호
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    • pp.735-750
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    • 2018
  • BACKGROUND: The major challenge of tissue engineering is to develop constructions with suitable properties which would mimic the natural extracellular matrix to induce the proliferation and differentiation of cells. Poly(${\varepsilon}$-caprolactone)-poly(ethylene glycol)-poly(${\varepsilon}$-caprolactone) (PCL-PEG-PCL, PCEC), chitosan (CS), nano-silica ($n-SiO_2$) and nano-hydroxyapatite (n-HA) are biomaterials successfully applied for the preparation of 3D structures appropriate for tissue engineering. METHODS: We evaluated the effect of n-HA and $n-SiO_2$ incorporated PCEC-CS nanofibers on physical properties and osteogenic differentiation of human dental pulp stem cells (hDPSCs). Fourier transform infrared spectroscopy, field emission scanning electron microscope, transmission electron microscope, thermogravimetric analysis, contact angle and mechanical test were applied to evaluate the physicochemical properties of nanofibers. Cell adhesion and proliferation of hDPSCs and their osteoblastic differentiation on nanofibers were assessed using MTT assay, DAPI staining, alizarin red S staining, and QRT-PCR assay. RESULTS: All the samples demonstrated bead-less morphologies with an average diameter in the range of 190-260 nm. The mechanical test studies showed that scaffolds incorporated with n-HA had a higher tensile strength than ones incorporated with $n-SiO_2$. While the hydrophilicity of $n-SiO_2$ incorporated PCEC-CS nanofibers was higher than that of samples enriched with n-HA. Cell adhesion and proliferation studies showed that n-HA incorporated nanofibers were slightly superior to $n-SiO_2$ incorporated ones. Alizarin red S staining and QRT-PCR analysis confirmed the osteogenic differentiation of hDPSCs on PCEC-CS nanofibers incorporated with n-HA and $n-SiO_2$. CONCLUSION: Compared to other groups, PCEC-CS nanofibers incorporated with 15 wt% n-HA were able to support more cell adhesion and differentiation, thus are better candidates for bone tissue engineering applications.

RAW 264.7 대식세포에서 MAPKs 신호 전달 경로의 활성화를 통한 침향의 면역 자극 활성 (Immunostimulatory Activity of Agarwood through Activation of MAPK Signaling Pathway in RAW 264.7 Murine Macrophages)

  • 지선영;황보현;이혜숙;구영태;김진수;이기원;노동진;최영현
    • 생명과학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.745-754
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    • 2021
  • 면역 기능의 저하는 각종 감염에 대한 저항력의 부족을 초래하여 다양한 질병 유발에 기여하며, 면역 억제제의 부작용을 감소시키거나 면역력을 높이기 위해 면역 조절 생체 물질이 사용되고 있다. 침향은 침향나무의 방향족수지 부분이며 전통적으로 다양한 질병을 치료하기 위한 목적으로 사용되어왔다. 비록 선행 연구들에 의하여 침향이 신체의 면역력을 향상시킬 수 있다는 사실이 밝혀졌지만 이에 대한 근거는 여전히 부족한 실정이다. 본 연구에서는 인도네시아에서 구입한 A. malaccensisd 침향 메탄올 추출물의 면역 자극 효과를 RAW 264.7 대식세포 모델에서 평가하였다. 본 연구의 결과에 의하면 침향 추출물은 세포 독성이 없는 조건에서 식작용을 현저하게 향상시켰으며다. 또한 침향 추출물 처리된 RAW 264.7 세포는 활성화된 대식세포의 전형적인 형태를 보였으며, iNOS 발현 증가에 따른 NO 생성의 생성을 크게 증가시켰다. 아울러 TNF-α, IL-1β 및 IL-6과 같은 cytokine의 발현과 분비를 증가시켰으며, MAPKs 신호 전달 경로를 활성화시켰다. 따라서 본 연구의 결과는 고대 서적을 기반으로 침향의 효과를 확인하는 데 중요한 의미가 있으며, 침향이 잠재적인 면역 강화 효과가 있다는 근거를 제시하는 것이다.