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Integrated RT-PCR Microdevice with an Immunochromatographic Strip for Colorimetric Influenza H1N1 virus detection

  • Heo, Hyun Young;Kim, Yong Tae;Chen, Yuchao;Choi, Jong Young;Seo, Tae Seok
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.273-273
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    • 2013
  • Recently, Point-of-care (POC) testing microdevices enable to do the patient monitoring, drug screening, pathogen detection in the outside of hospital. Immunochromatographic strip (ICS) is one of the diagnostic technologies which are widely applied to POC detection. Relatively low cost, simplicity to use, easy interpretations of the diagnostic results and high stability under any circumstances are representative advantages of POC diagnosis. It would provide colorimetric results more conveniently, if the genetic analysis microsystem incorporates the ICS as a detector part. In this work, we develop a reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) microfluidic device integrated with a ROSGENE strip for colorimetric influenza H1N1 virus detection. The integrated RT-PCR- ROSGENE device is consist of four functional units which are a pneumatic micropump for sample loading, 2 ${\mu}L$ volume RT-PCR chamber for target gene amplification, a resistance temperature detector (RTD) electrode for temperature control, and a ROSGENE strip for target gene detection. The device was fabricated by combining four layers: First wafer is for RTD microfabrication, the second wafer is for PCR chamber at the bottom and micropump channel on the top, the third is the monolithic PDMS, and the fourth is the manifold for micropump operation. The RT-PCR was performed with subtype specific forward and reverse primers which were labeled with Texas-red, serving as a fluorescent hapten. A biotin-dUTP was used to insert biotin moieties in the PCR amplicons, during the RT-PCR. The RT-PCR amplicons were loaded in the sample application area, and they were conjugated with Au NP-labeled hapten-antibody. The test band embedded with streptavidins captures the biotin labeled amplicons and we can see violet colorimetric signals if the target gene was amplified with the control line. The off-chip RT-PCR amplicons of the influenza H1N1 virus were analyzed with a ROSGENE strip in comparison with an agarose gel electrophoresis. The intensities of test line was proportional to the template quantity and the detection sensitivity of the strip was better than that of the agarose gel. The test band of the ROSGENE strip could be observed with only 10 copies of a RNA template by the naked eyes. For the on-chip RT-PCR-ROSGENE experiments, a RT-PCR cocktail was injected into the chamber from the inlet reservoir to the waste outlet by the micro-pump actuation. After filling without bubbles inside the chamber, a RT-PCR thermal cycling was executed for 2 hours with all the microvalves closed to isolate the PCR chamber. After thermal cycling, the RT-PCR product was delivered to the attached ROSGENE strip through the outlet reservoir. After dropping 40 ${\mu}L$ of an eluant buffer at the end of the strip, the violet test line was detected as a H1N1 virus indicator, while the negative experiment only revealed a control line and while the positive experiment a control and a test line was appeared.

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20년전 악교정수술을 받았던 환자의 심한 전치부 반대교합의 해결을 위한 임플란트 치료 증례 (Implant treatment on anterior cross-bite of a patient who had orthognathic surgery 20 years ago)

  • 박광만;이성복;이석원
    • 대한치과보철학회지
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    • 제57권3호
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    • pp.245-253
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    • 2019
  • 골격성 3급 부정교합의 악교정 수술로 구강기능과 안모를 개선할 수 있다. 악골부조화가 클수록 술전 교정치료에 의한 치아 이동량이 더욱 커지기 때문에 치주조직에도 큰 변화를 줄 수 있는데, 특히 하악 전치부 치주조직의 파괴가 주로 발생된다. 이 보고는 20년전 골격성 3급 부정교합과 하악전돌로 악교정수술을 받은 후 하악 전치부의 심한 동요 및 반대교합의 해결을 위해 내원한 49세 여성환자의 증례로, Face Hunter, Plane System 및 ARCUS digma II를 이용하여 Top-Down concept의 개인 맞춤형 분석으로 치료계획을 수립하였다. 하악 전치부 발치를 동반한 순측 치조골 성형술과 임플란트 식립 후 즉시임시치관에 의한 즉시부하를 시행하였다. 최종 보철물은 CAD/CAM에 의한 Zirconia 수복물로 제작 후 구강 내에서 나사유지형으로 장착하였다. 6개월이 경과한 현재까지 보철물의 파절과 동요 등은 관찰되지 않았으며, 기능 및 심미적으로 만족스러운 결과를 얻었기에 보고하고자 한다.

가거초 자켓 구조물의 허용응력비를 고려한 구조 최적설계 (Structural Design Optimization of Gageocho Jacket Structure Considering Unity Check)

  • 김병모;하승현
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.205-212
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    • 2021
  • 가거초 해양과학기지 자켓 구조물 내 콘크리트를 배제하고 강재로만 이루어진 최적설계를 제시한다. 50년 재현주기 극한하중조건에서 허용응력 및 허용응력비 조건을 모두 만족하는 안전한 경량 설계를 목표하였다. 역할에 따라 부재를 세 그룹으로 나눈 설계 조건(Case-1)과 보다 세분화한 설계 조건(Case-2)에 대해 각 부재그룹별 현재 단면 두께 대비 두께 변화율을 설계변수로 설정한 유전 알고리즘을 통해 최적설계를 탐색하였다. 그 결과 Case-1의 결과로 현재 가거초 해양과학기지보다 약 217톤 더 가벼운 설계(OPT-1)를 찾았고, Case-2에서는 추가적으로 약 84톤을 경량화하여 현재 대비 약 45%의 무게를 절감한 설계(OPT-2)를 얻을 수 있었다. 결론적으로 레그 내 콘크리트 보강 없이도 극한조건에서 허용응력 및 허용응력비를 모두 만족시킬 수 있는 경량화된 가거초 해양과학기지 설계를 제시하였다.

식습관 관리 애플리케이션의 적용 가능성에 대한 설문지 개발 및 타당성 연구 (Development and Validation of a Questionnaire on the Feasibility of a Mobile Dietary Self-Monitoring Application)

  • 이희진;안정선;이정은
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.146-157
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    • 2022
  • Objectives: This study aimed to develop and assess the content validity and internal consistency of a questionnaire on the feasibility of mobile dietary self-monitoring applications. Methods: We developed a feasibility questionnaire to assess the overall usage, convenience, usefulness, and satisfaction of mobile dietary applications. The initial draft of the questionnaire contained 17 items with yes/no, multiple-choice, and open-ended questions and 52 items on 5-point Likert scales. To validate the content, ten experts evaluated the relevance of the items for each subscale using a 5-point scale. We calculated the item-level content validity index (I-CVI) and scale-level content validity index (S-CVI). A total of 102 adults answered the questionnaires which reflected the experts' reviews. We conducted an exploratory factor analysis to determine the underlying structure of responses and categorized convenience, usefulness, and satisfaction. We also calculated Cronbach's alpha coefficient to examine the internal consistency of items in each subscale. Results: The S-CVI score of the items was 0.86, and we removed items with an I-CVI score of < 0.80. We combined, revised, or separated some remaining items and added one item as per the experts' comments. As a result, we included 16 items about overall usage and 42 sub-questions. Based on the responses of the 102 adults, we performed exploratory factor analysis using the principal axis method. We retained items with a factor loading of > 0.40, resulting in a final set of 35 questions (convenience: 15, usefulness: 12, satisfaction: 8 items). The Cronbach's alpha values of the three scales were 0.93, 0.91, and 0.91 for 1) usefulness, 2) convenience, and 3) satisfaction, respectively. Conclusions: We developed a feasibility questionnaire for mobile dietary self-monitoring applications and examined its content validity and internal consistency. Our questionnaire has the potential to measure the feasibility of mobile dietary self-monitoring applications.

휨하중을 받는 스마트 초고강도 섬유보강 콘크리트의 전기역학적 거동 조사 (Investigation of the Electromechanical Response of Smart Ultra-high Performance Fiber Reinforced Concretes Under Flexural)

  • 김태욱;김민경;김동주
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.57-65
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    • 2022
  • 본 연구에서는 smart ultra-high performance fiber reinforced concretes (S-UHPFRCs)의 자기감지 능력을 검증하기 위해 인장과 압축 영역에서 휨 하중에 따른 S-UHPFRCs의 전기역학적 거동을 조사하였다. 휨 하중 하에서 S-UHPFRCs의 전기저항률은 초기균열 이후 다수의 미세균열을 보이는 변형-경화 거동으로 인해 계속해서 변화된다. 압축 영역에서 S-UHPFRCs의 전기저항률은 등가 휨 응력이 증가함에 따라 976.57에서 514.05 kΩ-cm로 (47.00%) 감소하였으며, 인장 영역에서는 979.61에서 682.28 kΩ-cm로 (30.40%) 감소하였다. S-UHPFRCs의 응력 민감도 계수는 압축 영역과 인장 영역이 각각 1.709와 1.098 %/MPa이다. S-UHPFRCs의 처짐 감지 능력은 압축 영역 (30.06 %/mm)이 인장 영역 (19.72 %/mm)보다 높았다. 초기 처짐 감지 능력은 측정 영역과 관계없이 처짐 감지 능력의 약 50%로 초기 처짐에 대한 우수한 감지 능력을 가지는 것으로 확인되었다. 휨 하중 하에서 S-UHPFRCs의 자기감지 능력은 압축 영역에서 더 높았으나 S-UHPFRCs는 건설 현장에 적용할 자기 감지 재료로 충분하다.

양측성 단일 임플란트 지지 서베이드 크라운을 이용한 하악 임플 란트 보조 국소의치 수복 증례 (Implant assisted removable partial denture using bilateral single implant-supported surveyed crown: a case report)

  • 최서준;문홍석;김재영
    • 대한치과보철학회지
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    • 제62권2호
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    • pp.146-156
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    • 2024
  • 임플란트 보조 국소의치의 치료는 오래전부터 여러 형태로 시도되어 왔으며, 이 중 임플란트 서베이드 크라운 국소의치의 경우 점차 예지성을 얻고 있으며, 특히 경제적, 해부학적으로 불리한 부분 무치악 환자에게 한 가지 치료 방법이 될 수 있다. 이때 임플란트의 식립 위치는 치료 목적에 따라 전방 식립과 후방 식립으로 분류될 수 있는데, 이는 환자의 치조제, 잔존치 예후, 대합치 등 여러 상황을 고려하여 결정되어야 한다. 본 증례에서는 하악 Kennedy 1급 부분 무치악 환자에게 두 개의 임플란트 서베이드 크라운을 활용한 하악 임플란트 보조 국소의치를 통해 수복하였다. 본 환자에게 후방 식립이 어렵다는 점과 잔존치의 예후를 고려하여 임플란트를 잔존치에 근접한 부위에 두 개를 식립하는 것이 계획되었으며, 가이드 수술을 통해 계획한 위치, 각도, 깊이에 식립되었다. 고정성 보철물 제작 과정은 상악 무치악 치아 배열 과정과 병행하여 예지성을 높였고, 국소의치를 제작 시에는 임플란트가 최후방 지대치로서 과도한 하중이 가하지 않도록 기능 운동을 허용하는 형태로 디자인되고, 이차 인상 과정을 거쳐 제작되었다. 각 치료 과정을 계획한대로 진행하여 환자와 술자 모두 심미적, 기능적으로 만족스러운 결과를 얻었기에 이를 보고하는 바이다.

전과정평가를 이용한 유채재배의 환경영향 평가 (Environmental Impact Assessment of Rapeseed Cultivation by Life Cycle Assessment)

  • 홍승길;남재작;신중두;옥용식;최봉수;양재의;김정규;이성은
    • 한국환경농학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.24-30
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    • 2011
  • 유채 재배 전과정이 환경에 미치는 영향을 전과정평가 기법으로 분석하였다. 유채재배 과정을 평가하기 위해 비료, 농약, 농기계 사용에 따른 에너지 소비량, 작업시간 등을 조사하여 평가의 기능 단위인 유채 1톤을 기준으로 분석하였다. Eco-Indicator 95방법으로 8개 영향범주에 대해 전과정영향을 평가한 결과 유채 1톤을 생산하는데 온실가스 216 kg $CO_2$-eq., 오존층 고갈 3.98E-05 kg CFC-11-eq., 산성화 1.78 kg $SO_2$-eq., 부영양화 0.28 kg $PO_4$-eq., 중금속 5.23E-03 kg Pb-eq., 발암 물질 2.51E-05 kg B(a)p-eq., 스모그 1.24 kg SPM-eq., 에너지자원 6,460 MJ LHV의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이 중 90%가 화학비료에서 기인하는 것으로 분석되었다. 유채 생산량이 1 톤 증가하였을 경우에 대한 민감도 분석에서는 배출량은 동일하였으나 단위 면적당 생산량이 증가하여 유채 1톤에 대한 환경 부하는 22% 감소하는 것으로 평가되었다. 따라서 친환경농업 또는 자원순환농업을 통하여 화학비료의 사용량을 줄이면 유채 재배에 있어 농업부문 온실가스 배출량이 상당부분 감소될 것으로 판단되었다.

조임회전력이 임플랜트-지대주 나사 연결부의 안정성에 미치는 영향 (Influence of Tightening Torque on Implant-Abutment Screw Joint Stability)

  • 신현모;정창모;전영찬;윤미정;윤지훈
    • 대한치과보철학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.396-408
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    • 2008
  • 연구목적: 임플랜트 치료에서 가장 흔히 발생하는 기계적 문제점 중 하나는 나사의 풀림이다. 지대주 나사에 조임회전력을 가하는 목적은 나사를 신장시켜, 신장된 나사의 인장력에 의한 지대주와 고정체간의 압축력을 통해 연결부의 안정성을 부여하는 데 있다. 조임 회전력의 결과로 나타나는 전하중의 크기는 다양한 요소에 의해 영향을 받기 때문에, 동일한 조임회전력을 적용하였다 할지라도 임플랜트 시스템의 종류에 따라 전하중의 크기가 달라질 수 있다. 따라서 지대주 나사 연결부의 안정성을 위한 다양한 임플랜트 시스템의 적정 조임회전력 크기에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 external butt joint와 두 가지 internal cone 연결형태를 갖는 임플랜트 시스템들에서 지대주 나사의 조임회전력이 임플랜트-지대주 나사 연결부의 안정성에 미치는 영향을 하중 전후의 풀림회전력 측정을 통해 알아보고자 하였다. 연구재료 및 방법: External butt joint 형태를 가지는 US II 시스템과 $8^{\circ}$ internal cone 연결형태의 SS II 및 $11^{\circ}$ internal cone 연결형태의 GS II 시스템에서 20 Ncm, 30 Ncm, 그리고 40 Ncm의 각기 다른 조임회전력을 적용한 후 초기 풀림회전력 및 상실률과 $10^5$회의 반복하중 후의 풀림회전력 및 상실률을 비교 분석하였다. 연구결과 및 결론: 1. 초기 풀림회전력과 하중 후 풀림회전력은 조임회전력의 크기가 증가할수록 크게 나타났다 (P < .05). 2. 초기 풀림회전력 상실률은 SS II 시스템에서는 조임회전력 크기에 따른 차이가 없었으나 (P > .05), GS II와 US II에서는 20 Ncm 보다 40Ncm의 조임회전력에서 더 낮게 나타났다 (P < .05). 3. 하중 후 풀림회전력 상실률은 세 시스템 모두 30 Ncm의 조임회전력을 가했을 때 가장 낮게 나타났다 (P < .05). 4. 하중 후 풀림회전력 상실률은 SS II, GS II, 그리고 US II 순으로 높아지는 경향을 보였다. 5. 초기 풀림회전력과 하중 후 풀림회전력 상실률 간에는 상관관계가 없었다 (P > .05). 이상의 결과로부터 임플랜트 시스템의 종류뿐만 아니라 조임회전력의 크기 또한 지대주 나사의 풀림회전력 상실에 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 따라서 임플랜트-지대주 나사 연결부 안정성 유지를 위해서는 임플랜트 시스템마다 적정 조임회전력이 제시되어야 하고, 또한 임상에서 이를 준수하는 것이 매우 중요하다고 생각된다.

Zinc 대사와 관련된 Paneth 세포활성의 변화에 관한 조직화학적 연구 (Do Paneth Cells Regulate the Zinc Body Burden?)

  • 조승묵;김성준;박승국;강태천;원무호
    • Applied Microscopy
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    • 제30권4호
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    • pp.357-365
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    • 2000
  • 포유류 장생 상피세포의 하나인 파네스세포(Paneth cell)는 여러 가지 금속류를 함유하고 있으며, 생체가 과잉의 이들 금속류에 노출되거나 부족할 때에 장 내강을 통해 제거하거나 흡수함으로써 금속류의 항상성에 기여한다고 알려져 있다. 이번 연구는 이러한 연구보고에 근거하여 금속류중에서 zinc를 실험적으로 과량투여한 후 파네스세포내 zinc의 분포에 어떤 변화가 초래되는 지를 광학 및 전자현미경적 autometallography(AMG)로 관찰함으로써 파네스세포의 zinc와 관련된 세포생물학적 기능을 규명하고자 하였다. Wistar 랫드에 체중 당 20mg의 zinc chloride를 생리식염수 5ml에 녹여 복강주사한 후 2시간에 이르러 0.1 M phosphate buffer(PB)에 녹인 0.5% sodium sulphide-3% glutaraldehyde 흔합액으로 관류고정하였다. 회장(ileum)의 일부를 Dry Ice나 $CO_2$ gas로 얼린 후 cryostat을 이용하여 $20{\mu}m$ 두께의 조직절편을 만들어 및 단계의 AMG법을 시행하였다. 이와는 별도로 EM용으로 선택된 회장절편은 일련의 전자현미경 표본제작과정을 거쳐, 100nm두께의 thin section을 만들어 uranyl-lead 이중염 색 추 전자현미경으로 관찰하였다. Zinc를 투여한 동물에서 관찰된 소견은 생리식염수만을 투여한 대조군의 것과 비교할 때 큰 차이를 보였다. 우선 대조군에서는 파네스세포의 꼭대기(apex)부위에서 낱알모양을 띤 AMG양성반응 구조물(AMG grain)들이 분비과립과 사이토졸(cytosol)에서 관찰되었고, 세포사이공간에서도 적은 양의 grain이 분포하고 있었다. 반면 zinc를 투여한 랫드의 파네스세포에서는 AMG 입자가 이상의 부위에서 훨씬 많은 양의 grain이 분포해 있었으며, 특히 분비과립에서는 가장 높은 농도로 관찰되었다. 더욱이 대조군에서 관찰되지 많았던 장샘의 분비관(Lieberkuhn crypt)및 고유판 혈관의 내에서도 많은 grain이 관찰되었다. 이상의 결과를 요약하면 과량의 zinc에 노출된 생체는 혈관을 경유하여, 파네스세포의 분비과립을 매개로 하여, 장관의 내강쪽으로 과잉의 zinc 를 피내고 있는 모습을 보인다. 따라서 연구자는 파네스세포가 생체내 zinc의 양을 조절하는데 중요한 역할이 있을 것으로 본다.

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의료영상 분석과 유한요소법을 통한 추체 성형술의 다양한 인자들에 대한 생체 역학적 효과 분석 (A Biomechanical Study on the Various Factors of Vertebroplasty Using Image Analysis and Finite Element Analysis)

  • 전봉재;권순영;이창섭;탁계래;이권용;이성재
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.171-182
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    • 2004
  • 본 연구에서는 의료 영상과 유한요소 해석을 이용하여 골절된 척추체의 치료를 위해 골 시멘트를 주입하는 추체 성형술(vertebroplasty)에 영향을 미치는 여러 인자들에 대해 생체 역학적으로 분석하여 평가하고자 하였다. 의료 영상을 통해 구현된 모델들은 분석하고자 하는 인자에 대하여 크게 단분절과 다분절 유한요소 모델의 2 가지 형태로 구분하였다. 단분절 유한요소 모델을 통해 골다공증의 정도, 주입된 골 시멘트의 양, 골 시멘트의 주입량 및 환자에게 주입된 골 시멘트 양의 적절성을 평가하였으며, 골 시멘트의 주입이 척추체의 구조적 안정성에 미치는 효과를 분석하기 위하여 척추체 상종판에 수직 압축하중을 가하여 이때의 최대 수진 변위량을 분석하였다. 또한 단분절 척추체의 강성도(stiffness) 값을 산출한 뒤, 정상 상태의 척추체의 강성도 값으로 정규화 하였다. 다분절 유한요소 모델의 경우, 압박 골절 상태를 적용하여 척추 만곡의 변화가 인체에 미치는 영향을 분석하기 위하여 골절의 정도를 3 가지로 구현하였으며, 모델의 최상부에 압축 하중을 가한 후의 척추 만곡의 변화 정도를 분석하였다. 추체 성형술에 대한 다양한 인자들에 대한 분석 결과, 추체 성형술을 통해 환자의 골밀도가 상대적으로 높은 경우(BMD 50mg/$m\ell$이상)와 환자의 척추체 망상골 부피의 약 15%에 해당하는 골 시멘트 주입 시 가장 큰 척추체의 구조적 안정성의 증가 효과를 가져올 것으로 예측되었다. 또한 척추 골절이 미치는 영향에 대한 분석 결과, -2.8$^{\circ}$의 정상적인 후만곡을 가지는 T12∼L2 운동 분절이 골절의 모델링 후 약 9∼17$^{\circ}$의 큰 전만곡을 가지게 되었으며 이러한 척추 만곡의 변화는 동일한 하중 하에서 급격한 척추 만곡의 변화를 야기하는 것으로 나타났다. 또한 골절의 정도가 심할수록 척추 변형은 더욱 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과들로부터, 전반적으로 추체 성형술은 골 시멘트의 주입량 또는 골밀도에 상관없이 약화된 척추체의 자체의 구조적 안정성의 증가 효과를 가져왔으며 골절로 인해 추체의 높이가 손상되었을 경우 이를 회복하는 것이 중요한 인자의 하나임을 나타내는 결과로 사료되어진다.