• 제목/요약/키워드: preconditioning.

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허혈성 전조건화 유발이 심근보호에 미치는 영향에 관한 실험적 연구 (The Experimental Study for Myocardial Preservation Effect of Ischemic Preconditioning)

  • 이종국;박일환;이상헌
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제37권2호
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    • pp.119-130
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    • 2004
  • 개심술 후 나타나는 심기능 저하는 수술 중 허혈로 인하여 생긴 심근손상에 의한 것으로 심근 허혈 상태가 반복되는 경우에 허혈 상태에 의한 심근기능의 손상이 축적되지 않고 오히려 먼저 온허혈 상태에 의하여 심근세포가 일종의 조건화 상태가 되어 허혈에 견디는 힘이 증가하여 장시간의 허혈이 오는 경우에 허혈에 의한 심근손상을 줄일 수 있다고 하여 이를 허혈성 전조건화라고 하는데, 허혈성 전조건화의 효과는 심근손상을 감소시키고, 재관류 시 심근회복에 좋은 영향을 미치며, 부정맥의 빈도를 감소시킨다고 하였다. 이러한 허혈성 전조건화를 본원에서 사용하는 중외1호 심정지액을 흰쥐의 적출 심장에 이용하여 심근보호 효과를 알아보고자 본 연구를 실시하였다. 대상 및 방법: 실험동물은 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 사용하였으며, 케뉼라를 삽관한 후 modified isolated working heart model에 부착 고정하였다. 관류과정은 비작업성 순환과 작업성 관류로 나누어 실시하였으며, 작업성 관류를 20분간 실시하고 이 때 심박동수, 대동맥압, 대동맥관류량, 관관류량을 측정기록 하였다. 대조군은 적출심장을 작업성 순환 20분 후 대동맥 차단과 동시에 심정지액을 주입하여 60분간 보존 후 재관류를 실시하여 회복시킨 군이며, 비교군은 허혈성 전조건화로 관류액 자체를 저산소증으로 만들어 허혈을 유발시킨 후 심정지액을 주입하여 60분간 보존시킨 군(제I군), 작업성 관류 20분 후 대동맥 차단을 실시하여 허혈을 유발시킨 후 재관류 없이 심근보호액을 45초(제II-1), 1분(제II-2군), 3분(제II-3군) 주입한 군과, 작업성 관류 20분 후 45초(제III-1군), 1분(제III-2군) 및 3분(제III-3군)간 대동맥 차단을 실시한 후 2분간 재관류를 실시하여 심장을 회복시킨 후 다시 동일 방법으로 2회 실시 후 심근보호액을 주입한 군으로 나누었으며, 모든 군에서 60분간 보존시킨 후 재관류를 실시하여 회복정도를 혈역학적 성적만을 측정 비교하였다. 결과: 자연 심박동 출현시간은 대조군에 비해 제I군, 제II-3군, 제III-2군 및 제III-3군에서 매우 늦은 출현시간을 보였고(p<0.01), 제II-1군과 제III-1군에서도 늦은 출현은 보였지만 통계적 유의성은 없었다(p=NS). 심박동수의 비교에서는 대조군에 비해 제III-1군이 가장 좋은 회복을 보였고(p<0.05), 비교군 간의 비교에서도 제III-1군이 제II-1군보다 좋은 회복을 보였다(p<0.05). 대동맥 수축기압에서도 제III-1군(p<0.05)에서 좋은 회복을 보였고, 대동맥 차단 군간에서도 제III-1군이 제II-1군에 비해 가장 좋은 회복을 보였다(1<0.01). 심박출량에서는 대조군에 비해 제III-1군이 좋은 회복률을 보였고(p<0.05), 비교군 간에서는 제III-1군이 제II-1군보다 좋은 회복을 보였으나 통계적 유의성은 없었지만(p=NS), 제III-2군이 제II-2군에 비해 좋은 회복을 보였다(p<0.05). 심부종의 평가에서는 대조군에 비해 제I군(p<0.01)과 제II-3군(p<0.05)에서 심부종이 심한 것을 알 수 있었다. 결론: 적출 심장만으로는 다른 장기의 영향을 배제한 경우에 심근보호액 자체보다 허혈 전조건화를 부여한 심근보호액 군에서 허혈 전조건화 시 심박동의 이상 징후가 출현하기 직전까지 짧은 시간 동안 허혈을 실시한 후 재관류시킨 뒤 심정지액을 주입하여 심장을 보호하는 것이 심기능 회복에 효과가 있는 것으로 생각되며, 앞으로도 계속적인 연구가 필요할 것이다.

허혈성 전처치와 당원 결핍과의 관계 (Ischemic Preconditioning and Its Relation to Glycogen Depletion)

  • 장대영;김대중;원경준;조대윤;손동섭;양기민;라봉진;김호덕
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제33권7호
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    • pp.531-540
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    • 2000
  • 연구배경; 심근세포내 에너지원인 단원 pool의 고갈이나 당대사의증가와 이로 인한 유산의 심근세포내 축적은 허혈 심근세포 손상의 중요한 원인으로 알려져 있다. 그러나 역설적으로 당원이 결핍된 용액으로 짧은 기간 동안 허혈-재관류를 반복(IP)한 경우와 유사한 결과를 가져올 수 있는 가능성을 조사하여 세포내 신호전달체계 중 PKC와의 관련성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 ; Langendorff방법에 따라 관류하여 기준설 혈역학 값이 유지되면 전체허혈(5분)-재관류(10분) 1회 실시로 IP를 유도하고 45분 동안 전체 허혈후 120분 동안 재관류하였다. (IP군. n=13). 허혈 대조군(n=10)에서는 IPdjqt이 45분 동안 전체 허혈후 120 동안 재관류를 실시하였다. Glucose 결핍용액 투여 전처치군(n=12)에서는 기준선 혈역학 값이 유지되면 5분 동안 glucose를 포함하지 않은 관류액으로 관류한 후 10분 동안 표준 관류액으로 측정하였으며 실험 종료후 PKC활성도는 PKC-specific peptide와 32P-${\gamma}$-ATP incorporation으로 PKC활성도(nmol/g tissue)를 측정하였따. PKC 동종효소의 발현정도는 단클론항체($\alpha$,$\beta$,$\delta$,$\varepsilon$,ζ 등)를 사용하여 Western blot로 확인하였다. 심근경색 크기는 1% tetrazolium chloride로 염색하여 형태 계측하였다. 결과; 45분 동안 허혈LVDP(LV developed pressure), dP/dt 등은 다른 실험군에 비하여 IPrns에서 현저히 증가하였으나 glucose 결핍용액 투여 전처치군에서는 허혈 대조군과 큰 차이가 없었으며 관혈류량은 모든 실험군 사이에서 차이를 나타내지 않았다. 그러나 glucose 결핍용액 트여 저너치군(15$\pm$3.9%)과 IP군(19$\pm$1.2%)에서는 허혈 대조군(39$\pm$2.7%)에 비하여 심근경색 범위의 현저한 감소를 볼 수 있었다. (p<0.05). PKC 활성도는 기준선과 비교하여 허혈 대조군에서는 87% 정도를 감소하였으며 (p<0.05), IP 실시한 후와 IP후 45분 동안 허혈을 실시한 결우에는 각각 119, 145%로 현저히 증가하였다. (p<0.01). PKC 동종효소중 $\beta$, $\delta$, ζ 등에서는 발현정도에 유의한 변화가 없었던 반면 $\alpha$$\varepsilon$에서 양적인 변화를 관찰할 수 있었다. PKC-$\alpha$의 세포질분획의 발현은 기준선이나허혈 대조군과 비교하여 IPgn에 증가하는 경향을 나타내었으나, 이외의실험군에서는 큰 변화를 볼 수 없었다. PKC-$\alpha$의 세포막분획은 IP후롸, glucose 결핍용액 투여 전처치후, glucose 결핍용액 투여 전치치후 45분 동안 허혈후에 증가하는 경향을 나타내었다. PKC-$\varepsilon$의 세포질분획의 발현은 기준선이나 허혈 대조군과 비교하여 IPgn나 IPgn 45분 동안 허혈후, glucose 결핍용액 투여 전처치에 증가하는 경향을 나타내었으며 PKC-$\varepsilon$의 세포막분획은 IP후 45분 동안 허혈후, 또는 glucose 결핍용액 투여 전처치후에 발현이 증가하는 경향을 나타내었다. 결론 ; 이상으로 적출 관류 토끼 심장에서 glucose 결핍용액 투여로 전처치할 경우 후속된 장시간 동안의 허혈에 대하여 좌심실기능 회복 증가는 기대할 수 없으나 심근경색 범위가 감소되거나 한정되는 보호효과가 있음을 알 수 있었다.

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NEW ALGORITHMS FOR SOLVING ODES BY PSEUDOSPECTRAL METHOD

  • Darvishi, M.T.
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제7권2호
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    • pp.439-451
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    • 2000
  • To compute derivatives using matrix vector multiplication method, new algorithms were introduced in [1.2]n By these algorithms, we reduced roundoff error in computing derivative using Chebyshev collocation methods (CCM). In this paper, some applications of these algorithms ar presented.

AN ASSESSMENT OF PARALLEL PRECONDITIONERS FOR THE INTERIOR SPARSE GENERALIZED EIGENVALUE PROBLEMS BY CG-TYPE METHODS ON AN IBM REGATTA MACHINE

  • Ma, Sang-Back;Jang, Ho-Jong
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제25권1_2호
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    • pp.435-443
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    • 2007
  • Computing the interior spectrum of large sparse generalized eigenvalue problems $Ax\;=\;{\lambda}Bx$, where A and b are large sparse and SPD(Symmetric Positive Definite), is often required in areas such as structural mechanics and quantum chemistry, to name a few. Recently, CG-type methods have been found useful and hence, very amenable to parallel computation for very large problems. Also, as in the case of linear systems proper choice of preconditioning is known to accelerate the rate of convergence. After the smallest eigenpair is found we use the orthogonal deflation technique to find the next m-1 eigenvalues, which is also suitable for parallelization. This offers advantages over Jacobi-Davidson methods with partial shifts, which requires re-computation of preconditioner matrx with new shifts. We consider as preconditioners Incomplete LU(ILU)(0) in two variants, ever-relaxation(SOR), and Point-symmetric SOR(SSOR). We set m to be 5. We conducted our experiments on matrices from discretizations of partial differential equations by finite difference method. The generated matrices has dimensions up to 4 million and total number of processors are 32. MPI(Message Passing Interface) library was used for interprocessor communications. Our results show that in general the Multi-Color ILU(0) gives the best performance.

예조건화된 오일러 방정식의 수렴특성 (Convergence Characteristics of Preconditioned Euler Equations)

  • 이상현
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.27-37
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    • 2004
  • 예조건화된 오일러 방정식의 수렴특성에 대한 연구를 수행하였다. 지배방정식의 거동을 이해하기 위하여 섭동 해석을 수행하였다. 중앙부에 10% 원호를 가진 2차원 관을 통과하는 다양한 마하수의 비점성 유동장에 대해 수치 계산을 수행하였다. 공간차분은 Roe의 FDS를 사용하고 시간적분은 LU-SGS 기법을 사용하였다. 압력 및 속도의 수렴특성은 마하수와 상관없이 일정하게 유지되었으나, 온도의 수렴성은 마하수가 작아질수록 악화되는 것으로 나타났다. 섭동 해석을 통해 이러한 지배방정식의 수렴특성을 설명할 수 있었으며, 수렴특성이 예조건화 행렬의 거동 특성에 의해 결정된다는 사실을 알 수 있었다.

저속 유동 계산의 수렴성에 미치는 특성 조건수의 영향 II : 나비어스톡스 방정식 (Effects of Characteristic Condition Number on Convergence in Calculating Low Mach Number Flows, II : Navier-Stokes Equations)

  • 이상현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.123-130
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    • 2008
  • 예조건화 나비어스톡스 방정식의 수렴 특성에 미치는 특성 조건수의 영향을 조사하였다. Choi와 Merkle 예조건화를 적용한 경우와 온도 예조건화를 적용한 경우의 수렴 특성을 분석하였다. 공간차분을 위해 예조건화 Roe의 FDS 기법을 적용하였고, 시간적분을 위해 LU-SGS 기법을 적용하였다. 나비어스톡스 방정식의 수렴 특성은 특성 조건수에 크게 영향을 받으며, 최적의 특성 조건수가 존재하는 것을 보였다. 그리고 점성 유동의 최적 특성 조건수는 비점성 유동에 비해 큰 것으로 나타났다.

Hypothermic Preconditioning Lowers the Incidence of Hypothermic Arrest in Neonatal Rat

  • Park, Sung-Sook;Na, Heung-Sik;Nam, Hyun-Jung;Hong, Seung-Kil
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제3권2호
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    • pp.231-236
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    • 1999
  • This study was performed to examine 1) Whether hypothermic cardiac arrest produces myocardial HSP72 expression; 2) And if, whether it serves to protect the heart against the subsequent hypothermic arrest. In the present study, neonatal rats were placed in an icebath to induce hypothermia. To determine whether hypothermic cardiac arrest produces myocardial HSP72, experimental animals were subjected to 10-min hypothermic insult before the extraction of the heart. The intervals between the insult and extraction were 1 (1 HR), 4 (4 HR), 8 (8 HR), 24 (24 HR) or 72 (72HR) hours. A minimal amount of HSP72 was detected in control, 1 HR and 72 HR groups. In contrast, 8 HR and 24 HR groups showed a significant level of HSP72 expressions. To assess the cardioprotective effect of HSP72 against hypothermic cardiac arrest, we compared the proportion of recovery from the arrest between control and preconditioned (PREC) animals. Control animals were subjected to 20-min hypothermic insult, while PREC group was preconditioned by 10-min hypothermic insult 8 hours before the 20-min test hypothermic insult. Resuscitation rate from cardiac arrest induced by the 20-min hypothermic insult in PREC group was significantly higher than that in controls. These results suggest that the cardioprotective effect of hypothermic preconditioning is associated with an increase in HSP72 expression.

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Effects of Linear and Nonlinear Shear Deformation on Measurement for Stickiness of Cosmetics Using Rotational Rheometer

  • Bae, Jung-Eun;Ryoo, Joo-Yeon;Kang, Nae-Gyu
    • Korea Journal of Cosmetic Science
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    • 제2권1호
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    • pp.33-46
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    • 2020
  • Cosmetics are representative complex fluids, and there have been many studies focusing on the correlation between the rheological properties and sensory attributes. Various instrumental measurements have been suggested to evaluate the sensory attributes, and one of the most common instruments is Texture Analyzer (TA). Although it is reported that the adhesiveness measured by TA is related to the stickiness of cosmetics, there exists reproducibility problem because measurements with TA are sensitive to application conditions. In this study, an instrumental protocol using rotational rheometer has been set up to measure the stickiness of cosmetics. This protocol consists of two steps. The first step is a preconditioning step, and various types of shear deformations are applied to the samples. The next step is the extensional flow and the axial force is measured. When the amplitude of the shear flow corresponded to the linear viscoelastic region, the axial force is the same as those without preconditioning. On the other hand, an axial force decreases as variation nonlinearity increases. It is because the effects of microstructure changes caused by nonlinear deformation affects the extensional flow. It is worth noting that a new protocol facilitates to evaluate the stickiness of cosmetics in a more systematic way.

허혈양상화와 KATP 통로가 허혈후 재관류된 흰쥐의 골격근육에서 SOD 활성 및 apoptosis에 미치는 영향 (Effects of ischemic preconditioning, KATP channel on the SOD activation and apoptosis in ischemic reperfused skeletal muscle of rat)

  • 안동춘;백두진;양홍현
    • 대한수의학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.878-895
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    • 1999
  • Ischemic preconditioing (IPC), i.e., a preliminary brief episode of ischemia and reperfusion, has been shown to reduce the cell damage induced by long ischemia and reperfusion. Superoxide radical which is produced during reperfusion after ischemia was recognized as a factor of the ischemic injury and it is dismutated into $H_2O_2$ and $O_2$ by two types of intracellular superoxide dismutase (SOD), Cu,Zn-SOD in cytoplasm and Mn-SOD in mitochondria. Recently oxygen free radicals are suggested to induce the apoptosis, however mechanism of the reduced apoptosis by ischemic preconditioing was unknown, while many studies performed in mammalian heart indicated that ATP-sensitive $K^+$ ($K_{APT}$) channel activation related with the protective effects. The aim of present study is to investigate 1) whether IP upregulate the Cu,Zn-SOD and Mn-SOD activities, and 2) whether ischemic preconditioning decreases apoptosis via $K_{APT}$ channel activation in timely reperfused skeletal muscle after long ishemia. The experimental animals, Sprague-Dawley rats weighing 250~300g, were divided into 8 groups; 1) control group, 2) ischemic preconditioning only groups, 3) pinacidil, a $K_{APT}$ channel opener, treatment only groups, 4) glibenclamide, a $K_{APT}$ channel blocker, treatment only groups, 5) ischemia groups, 6) ischemia after IPC groups, 7) ischemia and pinacidil treatment groups, and 8) IP and ischemia after glibenclamide pretreatment groups. Animals of the control group were administered with the vehicle (DMSO) alone. Pinacidil (1mg/kg) was administered intravenously 5 minutes after initiation of ischemia, and glibenclamide (0.5mg/kg) was injected intravenously 20 minutes before IPC. In rats that were ischemic preconditioned, the left common iliac artery was occluded for 5 minutes followed by 5 minutes of reperfusion by three times using vascular clamp. Ischemia was done by occlusion of the same artery for 4 hours. The specimens of left rectus femoris muscle were obtained immediately (0 hour), 12 hours, 24 hours after drug administrations, IP or ischemia and reperfusion. The immunoreactivities of SOD and its alterations were observed by use of sheep antihuman Cu,Zn-SOD and Mn-SOD antibodies on the $10{\mu}m$ cryosections. The incidencies of apoptosis were observed by TUNEL methods with in situ apoptosis detection kit on $6{\mu}m$ paraffine section. The results obtained were as follows : 1. After IPC, immunoreactivities of Cu,Zn-SOD mainly in the small-sized fibers were increased by 24 hours, that of Mn-SOD at 0 hour and 24 hours. 2. No significant changes in immunoreactivities of SOD was observed in the pinacidil and in the glibenclamide treatment only groups, and in the ischemia only groups. 3. The immunoreactivities of the Cu,Zn-SOD were increased in the ischemia after IPC groups and the ischemia and pinacidil treatment groups. 4. The immunoreactivities of the Cu,Zn-SOD in the IPC and ischemia after glibenclamide pretreatment groups were not increased except for the 12 hours reperfusion group. But, Mn-SOD immunoreactivities were increased in the 0 hours, 12 hours and 24 hours after reperfusion. 5. In the control group, the IPC only groups, and the pinacidil treatment only groups, negative or trace apoptotic reactions were observed, but the positive apoptotic reaction occured in the glibenclamide treatment groups. 6. Moderate or many number of apoptosis were revealed in the ischemia groups, and also the IPC and ischemia after glibenclamide pretreatment group except for 12 hours and 24 hours after reperfusion. However, the incidence of apoptosis was decreased in the ischemia after IPC groups and in the ischemia and pinacidil treatment groups. 7. There is a coincidence between the increase of Cu,Zn-SOD immunoreactivities and the decrease of apoptosis in the presence of ischemia and reperfusion. These results suggest that the protective effects of ishemic preconditioing may related to the SOD activation, and the ischemic preconditioning decreases the apoptosis partially via $K_{APT}$ channel activation in timely reperfused rat skeletal muscle. It is also suggested that inhibition of apoptosis by IPC may related with the SOD activation.

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Effects of remifentanil preconditioning on factors related to uterine contraction in WISH cells

  • Kim, Cheul-Hong;Lee, Sang-Hoon;Kim, Eun-Jung;Ahn, Ji-Hye;Choi, Eun-Ji;Yoon, Ji-Uk;Choi, In-Seok
    • Journal of Dental Anesthesia and Pain Medicine
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    • 제19권6호
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    • pp.343-351
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    • 2019
  • Background: Preterm labor and miscarriage may occur in stressful situations, such as a surgical operation or infection during pregnancy. Pharyngeal and buccal abscess and facial bone fractures are inevitable dental surgeries in pregnant patients. Remifentanil is an opioid analgesic that is commonly used for general anesthesia and sedation. Nonetheless, no study has investigated the effects of remifentanil on amniotic epithelial cells. This study evaluated the effects of remifentanil on the factors related to uterine contraction and its mechanism of action on amniotic epithelial cells. Methods: Amniotic epithelial cells were preconditioned at various concentrations of remifentanil for 1 h, followed by 24-h lipopolysaccharide (LPS) exposure. MTT assays were performed to assess the cell viability in each group. The effects of remifentanil on factors related to uterine contractions in amniotic epithelial cells were assessed using a nitric oxide (NO) assay, western blot examinations of the expression of nuclear factor-kappa B (NF-κB), cyclooxygenase 2 (COX2), and prostaglandin E2 (PGE2), and RT-PCR examinations of the expression of the proinflammatory cytokines interleukin (IL)-1β and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α). Results: Remifentanil did not affect viability and nitric oxide production of amniotic epithelial cells. Western blot analysis revealed that remifentanil preconditioning resulted in decreased expressions of NF-κB and PGE2 in the cells in LPS-induced inflammation, and a tendency of decreased COX2 expression. The results were statistically significant only at high concentration. RT-PCR revealed reduced expressions of IL-1β and TNF-α. Conclusions: Preconditioning with remifentanil does not affect the viability of amniotic epithelial cells but reduces the expression of factors related to uterine contractions in situations where cell inflammation is induced by LPS, which is an important inducer of preterm labor. These findings provide evidence that remifentanil may inhibit preterm labor in clinical settings.