• 제목/요약/키워드: fracture injection

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Alloxan 투여 가토(家兎)에 대한 골절치유 실험 (Studies on the Fracture Healing in the Alloxan treated Rabbits)

  • 김성준
    • 대한약리학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.53-65
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    • 1971
  • It is well known that diabetes mellitus is associated with metabolic derangements, such as hyper-glycemia, ketosis, glycosuria, and also widespread alterations in the blood vessels, kidneys, eyes, peripheral nerves and heart. It is also recognized that healing of skin wound is delayed in diabetics. In bone, according to Aegerter, osteopenia develops in diabetes mellitus and it is chiefly ascribed to overutilization of protein. Shim claims that total blood flow to the entire skeletal system is approximately 4 to 8 percent of resting cardiac output and blood supply to the skeletal system would be decreased on account of secondary arteriosclerotic changes in the diabetics. An adequate blood supply is an essential factor in the healing process of fracture, and disturbed blood flow, either local or systemic, will invariably delay union of the fragments or the fragments from being fused. As the author has encountered several cases of diabetics in whom healing of fracture was delayed or incomplete, this experimental study was undertaken to elucidate the effects of hyperglycemia and diabetes mellitus on the healing process of fracture. In this experiment adult albino rabbits, weighing about 2 kg. were used and divided into 6 groups. The femur of each animal was fractured surgically, and then the healing process of fracture was periodically checked by radiography at an interval of one week for a period of 6 weeks. Thereafter, all the rabbits were killed to obtain tissue preparation of the femur. The experimental groups were as follows; 1) Control group: Six rabbits sustained a surgical fracture to the femur, without being given any other treatment or drug. 2) Alloxan-treated group: For inducing diabetes, alloxan was given intravenously to 17 rabbits in various dose as follows; to 7 of them 40 mg/kg, to 6 rabbits 80 mg/kg and to 4 rabbits 120 mg/kg of body weight, respectively. 3) Insulin-treated group: Protamine-zinc insulin was injected subcutaneously to each of 6 rabbits in a daily dose of 1 unit per kilogram of body weight. 4) Group treated with insulin after alloxan: Four rabbits were given 80 mg of alloxan once and than 1 unit of insulin per kilogram of body weight daily. Another 5 rabbits were injected 1 unit of insulin per kg of body weight daily following administration of alloxan in a dose of 120 mg/kg. 5) Homotransplantation group: Following intravenous injection of alloxan in a dose of 120 mg/kg, 10 rabbits underwent homotransplantation of a short bone segment to the femur. Five of them were subsequently given 1 unit/kg of insulin daily. 6) Sugar-treated group: six rabbits were fed $15{\sim}20$ gm of sugar daily throughout the period of experiment. The results obtained are summarized as follows; 1. Blood sugar level and damage to the pancreatic islet increased proportionately when alloxan was given to the rabbits in various doses. No appreciable change could be observed in the islets when the blood sugar level was altered by either oral administration of sugar or subcutaneous injection of insulin. 2. Comparing with the control group, healing of fracture was delayed in the alloxan-treated group, while callus formation and periosteal reaction were shown to be more prominent in this group and subsequently, the ultimate osseous tissue formed at the fracture site was significantly smaller in amount and less compact. These findings were more marked as the amount of alloxan increased. 3. Administration of insulin prevented the delay in healing process of fracture in the rabbits with alloxan-induced hyperglycemia. In this case, the course and progression of fracture healing were almost similar to those of control group. 4. Union between the host bone and the fragment transplanted from other rabbit of the same species was more delayed in the group treated with alloxan alone than in the group to which insulin was administered after development of alloxan-induced diabetes. In both groups periosteal new bone developed from the ends of the host bone, above and below the transplanted fragment, and directly fused with failure of periosteal callus to bridge the adjacent ends of the host bone and the transplanted fragment. 5. The healing process of fracture was not inhibited by alteration in blood sugar level when the blood sugar was abnormally increased by excessive sugar intake or lowered by administration of insulin alone. The healing of fracture in these groups progressed similarly as in the control group. In brief summary, it appears that the healing process of fracture would be definitely disturbed in diabetic state brought about by damage to the pancreatic islet. As such an inhibition could be overcome with insulin, it seems that insulin plays an important role in healing of fracture, but alteration in blood sugar level alone does not modify healing process of fracture to significant degree.

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전이성 골암으로 인한 골질 변화와 이로 인한 골절 위험성 분석 (Analysis of Fracture Risk due to Alterations of Bone Quality by Metastatic Bone Tumor)

  • 임도형
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.213-222
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    • 2012
  • While much has been learned about the mechanisms of metastatic spread of cancer to bone, there has been little headway in establishing guidelines for monitoring the alteration in bone quality and estimating fracture risk. The aims of this study are, therefore, 1) to evaluate bone quality induced by metastatic bone tumor by analyzing the characteristics on bone microarchitecture and degree of bone mineralization and 2) analyze fracture risk increased secondary to the bone quality changes by metastatic bone tumor through calculating mechanical rigidities based on in-vivo micro CT images. For this study, eighteen female SD rats (12 weeks old, approximate 250 g) were randomly allocated in Sham and Tumor groups. W256 (Walker carcinosarcoma 256 malignant breast cancer cell) was inoculated in the right femur (intraosseous injection) in Tumor group, while 0.9% NaCl (saline solution) was injected in Sham group. The right hind limbs of all rats were scanned by in-vivo micro-CT to acquire structural parameters and degree of bone mineralization at 0 week, 4 weeks, 8 weeks, and 12 weeks after surgery. At the same time, urine was collected by metabolic cages for a biochemical marker test in order to evaluate bone resorption. Then, bone metastasis had been directly identified by positron emission tomography. Finally, axial, bending and torsional rigidities had been calculated based on in-vivo micro CT images for predict fracture risk. The results of this study showed that metastatic bone tumor might induce significant decrease in bone quality and increase of fracture risk. This study may be helpful to monitoring a degree of bone metastasis and predicting fracture risk due to metastatic bone tumor. In addition, this noninvasive diagnostic methodology may be utilized for evaluating other bone metabolic diseases such as osteoporosis.

여수 북부지역 화산암의 단열특성과 수리전도도와의 관계 (The Relation of Fracture Properties to Hydraulic Conductivity in Volcanic Rocks of the Northern Yosu Area)

  • 조성일;송무영;김경수;이은용
    • 지질공학
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    • 제9권3호
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    • pp.227-241
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    • 1999
  • 단열암반 내의 지하수 흐름은 단열의 분포특성과 밀접한 관계를 갖고 있으며, 수리전도도와 직접적인 관계를 갖는 인자로서 단열 틈의 크기와 단열 교차빈도가 고려된다. 본 연구는 여수반도 북부지역의 화산암에 분포하는 단열의 간격과 틈의 크기에 대한 확률밀도함수의 유형과 단열의 분포특성이 수리전도도 값에 미치는 영향 및 상관관계를 분석하였다. 단열의 분포특성은 core logging과 초음파주사 검층을 통하여 조사되었으며, 일정구간별 수리전도도는 이중패커를 이용한 정압/압력강하 시험으로서 산출되었다. 연구지역에 분포하는 단열간격과 단열조별 틈의 크기는 대수정규분포를 나타내지만, 개구성 단열 틈의 크기는 정규분포에 가깝다. Core logging에 의한 투수성 단열, 텔레뷰어 검층에 의한 개구성 단열군, 그리고 Set 1에 속하는 단열들이 교차되는 수리시험 구간에서는 수리전도도 값과 양의 상관관계를 보였다. 단열암반의 수리전도도는 투수성 단열 틈의 크기에 1차적인 영향을 받으며 단열의 교차정도 및 크기에 2차적인 영향을 받는 것으로 해석된다.

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딥러닝 기반 균열 추출 기법을 통한 수압 파쇄 균열 형상 분석 (Morphological Analysis of Hydraulically Stimulated Fractures by Deep-Learning Segmentation Method)

  • 박지민;김광염;윤태섭
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제39권8호
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    • pp.17-28
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    • 2023
  • 본 연구에서는 화강암 시편을 대상으로 파쇄 유체의 점성과 주입 속도를 변화시키며 실내 수압 파쇄 실험을 수행하였고, 3D X-ray CT 촬영을 통해 파쇄 후 시편 내부를 관찰하였다. 이미지 처리에 탁월한 성능을 보이는 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN) 기반 Nested U-Net 모델 구조를 활용하여 CT 이미지 내 수압 파쇄 균열 추출을 수행하였고, 복잡한 형상의 미세균열을 정교하게 추출할 수 있었다. CNN 기반 모델로 추출된 균열을 3차원으로 재구성하여 균열의 부피, 두께, 굴곡도, 균열면 거칠기를 분석하였다. 그 결과 파쇄 유체의 점성이 클수록 균열 부피와 두께가 증가하였고, 굴곡도와 균열면의 거칠기가 감소하는 경향을 보였다. 또한 균열면의 굴곡도와 거칠기 이방성이 존재함을 확인할 수 있었다. 본 연구는, CNN 기반의 균열 추출 모델을 활용해 전통적인 이미지 처리 방법보다 정교한 균열 추출을 수행하고, 이를 기반으로 수압 파쇄 균열의 정량 분석을 성공적으로 수행하였다.

시멘트 누출 위험성이 높은 환자에서의 풍선 척추몸통뼈 복원술 -증례보고- (A Case of Balloon Kyphoplasty in High Risk under Cement Leakage -A case report-)

  • 최윤숙;이미금;이효민;조지연;정희진;이철중;이상철;김용철;심성은
    • The Korean Journal of Pain
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    • 제19권2호
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    • pp.261-265
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    • 2006
  • A vertebral compression fracture can cause chronic back pain, and may also result in progressive kyphosis. The traditional treatments of a vertebral compression fracture include bed rest, analgesics and bracing. Balloon kyphoplasty can restore the vertebral height and allow safe bone cement injection into the cavity made by the balloon, which significantly reduces the risk of cement leakage compared to vertebroplasty. An 82-year-old female patient suffered from severe low back pain. Due to the intractable pain and immobility, which could not be relieved by conventional care, as well as the empty vertebral body associated with communicated fractures of the vertebral surfaces, balloon kyphoplasty, with a thicker bone cement injection than usual with balloon kyphoplasty, was chosen. The preoperative intractable pain and immobility were dramatically relieved soon after the procedure, without any complications.

입자기반 개별요소모델을 이용한 암석 균열의 수리역학 거동해석: 국제공동연구 DECOVALEX-2023 Task G (Benchmark Simulation) (Hydro-Mechanical Modeling of Fracture Opening and Slip using Grain-Based Distinct Element Model: DECOVALEX-2023 Task G (Benchmark Simulation))

  • 박정욱;박찬희;이창수
    • 터널과지하공간
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    • 제31권4호
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    • pp.270-288
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    • 2021
  • 본 연구에서는 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 암석 균열의 역학적, 수리적 거동을 평가할 수 있는 수치해석기법을 제시하고 해석해와의 비교를 통해 검증하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 일환으로 수행된 벤치마크 모델링 연구로, Task G는 결정질 암반 내 균열의 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. 본 연구에서는 사면체 개별 입자들을 이용하여 해석모델을 생성하고 3DEC을 이용하여 입자와 접촉에서의 거동을 해석하였다. 이 과정에서 등가연속체 개념을 적용해 입자기반모델의 미시물성을 산정할 수 있는 새로운 기법을 제시하였다. 한편, 균열 경사각과 거칠기, 경계응력조건 및 압력 조건에 따른 해석을 실시하여 각 해석조건이 균열의 수직, 전단방향 거동에 미치는 영향을 살펴보았다. 해석 결과, 제안된 수치모델은 경계응력에 따른 균열의 미끄러짐(fracture slip)과 유체 압력에 따른 균열의 개방(fracture opening), 균열 경사에 따른 응력 분포, 거칠기로 인한 전단변위의 구속 등을 합리적으로 재현하고 있음을 확인하였다. 수치해석을 통해 계산된 균열의 수직방향, 전단방향 변위는 모두 해석해를 통해 계산된 값과 거의 일치하는 결과를 보였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 다양한 조건의 실내시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

포천 화강암의 결 이방성이 수압파쇄거동에 미치는 영향 (Influence of the Cleavage Anisotropy of Pocheon Granite on Hydraulic Fracturing Behaviour)

  • 정성규;장리;염선;김광염;민기복
    • 터널과지하공간
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    • 제26권4호
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    • pp.327-337
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    • 2016
  • 본 연구에서는 화강암 내부의 미세균열 분포에 따른 이방성이 수압파쇄실험 결과에 미치는 영향을 평가하였다. 압력증가율을 일정하게 설정하여 수압파쇄실험을 수행한 결과, 원주방향(주입정 방향과 직교)으로 리프트면이 분포한 시료의 파쇄압력이 가장 낮게 측정되었고, 이는 미세균열의 밀도가 높기 때문이다. 수압파쇄실험과정에서 시료 내부의 변화가 발생하는 주입압력의 크기와 유체 주입속도의 변화 또한 결방향에 따라 분포한 미세균열의 밀도와 관계가 있는 것으로 판단된다. 유체주입속도를 일정하게 설정하여 수압파쇄실험을 수행하였을 경우, 상대적으로 미세균열의 밀도가 높은 리프트면이 원주방향으로 분포된 시료에서 주입압력증가율이 낮게 나타났고, 유체가 침투될 수 있는 균열망이 상대적으로 적게 형성된 그레인면 및 하드웨이면이 원주방향으로 분포된 시료에서는 압력증가율이 높게 나타났다. X-ray CT 촬영을 통해 시료 내부에 생성된 균열의 방향을 확인한 결과, 대부분의 시료에서 리프트면 혹은 그레인면과 평행한 방향으로 균열이 생성된 것을 확인하였고, 이는 암석 내에 상대적으로 미세균열의 밀도가 높아서 분리성이 크기 때문이다.

세라믹 사출공정에서 시편의 두께에 따른 기계적 강성 연구 (Study for Mechanical Strength according to Thickness of Specimen in the Ceramic Injection Molding Process)

  • 김진호;홍석무;황지훈;이종찬;김낙수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.3396-3402
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    • 2014
  • 세라믹 사출공정(CIM)으로 성형되는 전자제품 케이스와 같은 판상 제품은 강도 보장을 위한 형상설계가 매우 중요하다. 본 연구에서는 CIM으로 성형된 판상 시편의 두께에 따른 3점 굽힘 시험을 통해 굽힘 강도 및 탄성계수를 도출하여 기계적 특성을 분석했다. 두께 0.48mm 시편은 파단하중이 82.9~94.5N이고, 1.0mm 시편은 233.6~345.8N으로 측정되었다. 시편의 두께가 0.5mm 증가했을 때, 파단하중은 3배가 증가하고 탄성계수는 20%가 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 또한 비커스 경도시험을 통해 시편의 두께가 두꺼워질수록 상대밀도와 표면경도가 작아지는 것을 보였다. 이러한 현상은 두께가 두꺼울수록 소결공정 이후 세라믹 혼합물 중 세라믹 분말의 체적분율이 작아지기 때문으로, 이에 따라 기계적 물성이 부분적으로 변할 수 있음을 실험과 해석결과 비교 분석을 통해 밝혔다.

족관절 골절 수술에서의 유착방지제(Guardix®)의 효과 연구 (Clinical Application and Effects of Sodium Hyaluronate-Carboxymethylcellulose (Guardix®) in Surgery of Ankle Fractures)

  • 김갑래;권환진
    • 대한족부족관절학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.151-155
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    • 2017
  • Purpose: Reducing tenderness or pain on the ankle joint and improving the range of motion are thought to be possible using hyaluronate-based anti-adhesive agents. On the other hand, there are more aspects to be studied regarding the incidence of complications, such as resting pain, tenderness, and stiffness, after surgery. Therefore, the aim of this study was to prove the effectiveness of the agents after ankle fracture surgery. Materials and Methods: Patients, who underwent open reduction and internal fixation surgery due to ankle joint fractures from June 2015 to May 2016, were studied prospectively. Thirty patients of them received a $Guardix^{(R)}$ injection during their surgeries and were included in the injection group. The other 30 patients were included in the control group. Postoperatively, tenderness on the scar, a delay in wound healing, and the active range of motion were evaluated at 2, 6, and 12 weeks after surgery. Results: A significant difference in tenderness on the scar was observed 2 weeks after surgery. On the other hand, there was no significant difference at 6 and 12 weeks after the surgery. The agent-using group showed a 6.7% delay in wound healing and a 93.3% nondelaying. In the non-using group, the delay was 63.3%, while non-delay was 36.7% (p<0.001). The group that underwent $Guardix^{(R)}$ usage showed an effective result in the visual analogue scale, which was statistically significant (p<0.001). The result at 6 and 12 weeks after surgery showed a significant difference. Conclusion: Improvement was observed in the patients who underwent a $Guardix^{(R)}$ injection, regarding the range of motion, visual analog scale, and healing of the wound postoperatively.

등연속체매질로서의 화강암지역의 유효수리전도도 산출 (Estimation of the Effective Hydraulic Conductivity in the Granite Area as an Equivalent Continuum Medium)

  • 김경수;김천수;배대석
    • 지질공학
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    • 제12권3호
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    • pp.319-332
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    • 2002
  • 본 연구는 화강암이 분포하는 연구지역을 대상으로 수리지질 단위층을 등연속체매질로서 설정하고, 각 단위층의 유효수리전도도를 산출하기 위한 것이다. 이를 위하여 3"직경의 4개 시추공과 다중패커시스템을 설치하였으며, 단열분포특성조사, 정압주입/수위강하시험, 전공 순간충격시험, 그리고 격리구간 내 펄스시험이 수행되었다. 수리지질 단위층을 정의하기 위하여 단열분포특성을 기초로 하여 일차적으로 상하부 단위층의 경계설정을 시도하였고, 수리전도도 변화특성을 이차적인 요소로 대비하였다. 연구에 적용된 수리시험 결과의 차이와 효과적인 암반 투수성 평가방법에 대한 논의도 이루어졌다. 상부 수리지질 단위층의 유효수리전도도는 정압주입/수위강하시험의 경우 5.27E-10 m/s~7.57E-10 m/s의 범위를 가지며, 하부 영역에서는 2.45E-10 m/s~6.81E-10 m/s의 범위를 갖는다.