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3D Bioprinted GelMA/PEGDA Hybrid Scaffold for Establishing an In Vitro Model of Melanoma

  • Duan, Jiahui;Cao, Yanyan;Shen, Zhizhong;Cheng, Yongqiang;Ma, Zhuwei;Wang, Lijing;Zhang, Yating;An, Yuchuan;Sang, Shengbo
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제32권4호
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    • pp.531-540
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    • 2022
  • Due to the high incidence of malignant melanoma, the establishment of in vitro models that recapitulate the tumor microenvironment is of great biological and clinical importance for tumor treatment and drug research. In this study, 3D printing technology was used to prepare GelMA/PEGDA composite scaffolds that mimic the microenvironment of human malignant melanoma cell (A375) growth and construct in vitro melanoma micro-models. The GelMA/PEGDA hybrid scaffold was tested by the mechanical property, cell live/dead assay, cell proliferation assay, cytoskeleton staining and drug loading assay. The growth of tumor cells in two- and three-dimensional culture systems and the anti-cancer effect of luteolin were evaluated using the live/dead staining method and the Cell Counting Kit-8 (CCK-8) method. The results showed a high aggregation of tumor cells on the 3D scaffold, which was suitable for long-term culture. Cytoskeleton staining and immunofluorescent protein staining were used to evaluate the degree of differentiation of tumor cells under 2D and 3D culture systems. The results indicated that 3D bioprinted scaffolds were more suitable for tumor cell expansion and differentiation, and the tumor cells were more aggressive. In addition, luteolin was time- and dose-dependent on tumor cells, and tumor cells in the 3D culture system were more resistant to the drug.

감초 추출물 함유 키토산 나노캡슐의 특성 및 항산화 활성 (Characteristics of Glycyrrhiza uralensis extract-loaded chitosan nanocapsules and their antioxidant activity)

  • 김민정;이지수;이현규
    • 한국식품과학회지
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    • 제53권4호
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    • pp.479-485
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    • 2021
  • 감초 추출물의 항산화 안정성을 증진시키기 위하여 키토산의 ionic gelation 특성을 이용한 감초 추출물을 함유한 키토산/TPP 나노캡슐을 제조하였다. 먼저 반응표면분석을 통해서 감초 추출물의 항산화활성을 최대로 할 수 있는 추출조건을 최적화하였다. 감초의 최적 추출조건은 83.01% 에탄올 농도에서 32.6분 동안 추출하는 것으로 결정되었으며, 최적 조건에서 제조된 감초 추출물의 총 플라보노이드 함량과 항산화 활성은 각각 20.47 ㎍ RE/mg과 22.32%/mg로 관측되어 예측값과 모두 표준편차 범위 내에 있음을 확인하였다. 다양한 감초 추출물과 키토산 농도에서 나노캡슐을 제조한 결과, 약 280-370 nm 범위의 캡슐크기를 나타냈으며 0.3 이하의 PDI를 나타내어 전반적으로 균일한 나노캡슐이 형성 되는 것으로 확인되었다. 포집효율 및 함유효율을 고려하여 감초 추출물과 키토산 농도를 각각 0.8과 2.0 mg/mL로 결정하였다. 지방과산화 억제능을 통한 APF 측정 결과, 나노캡슐화되지 않은 감초추출물은 반응 후에 급격히 상승되어 반응 4시간에 가장 높은 APF를 나타낸 후 급격히 감소된 반면, 감초 추출물 나노캡슐은 초반에는 약한 APF를 나타내다가 꾸준히 증가한 후 유지되어 반응 6시간 이후에는 모든 농도에서 유리 감초 추출물보다 유의적으로 높은 항산화 활성을 나타냈다. 따라서 감초 추출물은 키토산 나노캡슐화에 의해서 산화 안정성이 향상됨으로써 항산화 활성의 유지기간이 증진됨을 확인하였다. 본 연구를 통해서 키토산 나노캡슐화는 감초추출물의 항산화 안정성 증대에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

파일 항타진동이 인접 비탈면에 미치는 영향 (Influence of Pile Driving-Induced Vibration on the Adjacent Slope)

  • 곽창원
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제39권5호
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    • pp.27-40
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    • 2023
  • 말뚝은 상부 구조물의 하중을 지지층으로 전달하는 구조체로 국내외 건설 현장에서 널리 사용되고 있다. 말뚝을 시공하는 방법은 지반조건, 시공위치, 주변현황, 환경적 요소, 공사비 등을 종합적으로 고려하여 결정하며 크게 직항타에 의한 타입방식과 선굴착 후 경타 또는 항타하는 방식으로 나눌 수 있다. 이 중 직항타는 말뚝 두부를 해머로 항타하여 원지반 내 소정의 심도까지 근입시키므로 항타 시 가해지는 에너지가 크고 이에 따른 항타진동 및 소음도 증가한다. 말뚝의 항타진동은 주변 시설물 및 지반에 영향을 미치므로 그 영향을 정량적으로 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 말뚝의 항타진동을 시간영역에서 산정하고, 직항타 시 말뚝과 인접하여 위치한 굴착면 및 가시설에 대하여 항타진동에 의한 영향을 유한차분해석법에 의한 2차원 동적수치해석을 통하여 분석하였다. 그 결과 파의 반사 및 재료감쇠가 적은 지표면에서 표면파에 의하여 지중보다 변위가 현저히 크게 발생하는 경향을 나타내었고 전체 변위 크기는 이격거리 증가에 따라 감소하나 수평방향 변위는 진동원과 먼 사면 상단부에서 연직방향 대비 더 큰 값을 보이며 법면부에 변위가 집중적으로 발생하는 특징을 확인하였다.

Substance P에 의한 가토 회장평활근의 수축기전에 대한 연구 (Studies on the Mechanism of Contraction by Substance P in Rabbit Ileum)

  • 조세헌;정진섭;이상호
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제18권2호
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    • pp.151-162
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    • 1984
  • 가토의 회장평활근에서 substance P의 수축기전을 밝히기 위하여 본 실험을 시행하여 다음과 같이 요약하였다. 1) SP는 $10^{-9}M$부터 수축을 일으켜 $10^{-7}M$에서 최대수축을 나타내었고 그 생도는 $10^{-6}M$ acetylcholine에 의한 수축의 90%에 달하였다. 2) SP를 농도별로 부가적으로 투여할 때는 SP를 각 농도마다 따로 투여함 때보다 수축의 크기가 크게 감소하였다. 3) $10^{-7}M$ SP로 5분간 처리한 회장평활근의 $10^{-8}M$ SP에 글한 반응은 $10^{-7}M$$10^{-8}M$ SP 투여시간의 간격이 클수록 증가하여 20분후 정상으로 회복되었다. 4) $10^{-7}M$ SP로 3분 처리후에도 $10^{-6}M$ acetylcholine에 의한 수축은 영향을 받지 않았다. 5) $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 $10^{-6}M$ atropine에 의해 영향을 받지 않았고 3mM TEA전처치시 $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 정상이거나 약간 감소하였고 SP 전처치시 TEA 수축은 감소하였다. 6) $10^{-8}M$ SP와 3mM TEA에 의한 수축은 Na없는 용액, $10^{-4}M$ ouabain, 100k용액에 의해 완전히 억제되었고 $10^{-6}M$ NE 존재시는 40% 정도 억제되었다. $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 각 조건내서 완전히 억제되지 않았다. K없는 용액에서 $10^{-8}M$ SP 의한 수축은 완전히 억제되고 $10^{-7}M$ SP와 TEA에 의한 수축은 완전히 억제되지 않았다. 7) SP에 의한 수축은 0. 1 mM $Ca^{2+}$존재시 상당히 억제되었고 외부 $Ca^{2+}$증가시 증가하여 1.8 mM $Ca^{2+}$에서 최고에 달하였으며 그 이후는 오히려 감소하였다. SP수축의 감소속도는 0.5mM $Ca^{2+}$에 의해 증가하였으나 1.8mM이상의 $Ca^{2+}$농도에서는 영향을 받지 않았다. 8) $Ca^{2+}$없는 용액에서 $10^{-7}M$ SP는 수축을 일으켰고 그 수축의 크기는 $Ca^{2+}$없는 용액으로 처리시간이 증가함에 따라 감소하며 10분후 완전 소실되었다. 9) $Ca^{2+}$없는 용액으로 처리시간이 길어질수록 0.5mM $Ca^{2+}$에서 $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 감소하였다. 10) $Ca^{2+}$없는 용액에서 10분간 처리한 후 $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 Ca loading time이 길수록 외부 $Ca^{2+}$농도가 높을수록 증가하였다. 이상의 결과로 볼 때 저농도의 SP는 주로 외부 $Ca^{2+}$의 유입에 의해 수축을 일으키는 것으로 생각되며 이 $Ca^{2+}$의 유입에 관여하는 기전은 $K^+$투과도의 감소에 의한 막전위의 탈분극만으로 완전히 설명할 수 없었고 고농도의 SP에 의한 수축에는 세포내부 $Ca^{2+}$의 유리도 관여하고 이 $Ca^{2+}$저장고는 세포막과 밀접하게 연결되어 있는 것으로 생각된다.

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급성 폐렴에 의한 패혈증 환자에서 Aminophylline이 혈중 호중구의 과산화물 음이온 유리에 미치는 영향 (The Effects of Aminophylline on the Superoxide Anion Generation of Neutrophils from Established Human Sepsis Caused by Acute Pneumonia)

  • 김용훈;박준영;차미경;이상무;김현태;어수택;정연태;박춘식
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제40권1호
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    • pp.16-22
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    • 1993
  • 연구배경 : 호중구에 의한 인체내 방어기전으로서의 살균작용 또는 병리기전으로서의 세포독성반응은 호중구의 호흡폭발(respiratory burst)에 의한 과산화물음이온(superoxide anion) 등 각종 산소기의 유리에 크게 의존하고 있다. Theophylline은 adenosine에 길항적으로 작용하지만 이역시 호중구및 혈관내피세포의 cAMP농도를 상승시켜 호중구의 산소기유리및 부착성(adherence)을 억제하는 것으로 보고되고 있다. 그러나 이러한 결과는 정상인에게서 얻어진 말초 호중구나 실험적으로 패혈증상태가 유발된후로부터 수분내의 동물을 대상으로 얻어진 결과로써 이미 세균에 감염되어 수시간이 지나 폐혈증 증상을 보이는 환자에서의 연구는 국내외적으로 아직 보고된 바 없어 패혈증 증상용 보이는 급성폐렴환자에서 aminophylline(AMPH) 정주전후의 말초동맥혈 호중구에서의 과산화물 음이온유리 측정과 동맥혈 산소분압, 맥박 및 혈압을 비교하여 AMPH의 급성 폐렴 환자에게의 임상적 의의를 알아보고자 하였다. 방법 : 패혈증 증상을 보이는 폐렴 환자 11예를 대상으로 AMPH을 정주하기전 및 계속 정주후 60분후의 동맥혈 호중구 $2{\times}10^6/ml$를 분리, 사이토크롬 c 환원법으로 과산화물 음이온을 측정하고 또 각기의 말초호중구수의 변화 및 임상상태를 비교하여 다음의 결과를 얻었다. 호중구의 자극은 PMA 10 ${\mu}l/ml$로 유발하였다. 결과: 1) AMPH 정주 60분후의 AMPH 혈중 농도는 $8.8{\pm}0.6{\mu}g/ml$ 이었다. 2) AMPH 정주전의 과산화물 음이온은 안정상태의 호중구에서 $0.076{\pm}0.034$(OD) 로서 정주후에는 $0.013{\pm}0.004$(OD) 로 유의하게 감소하였다(P<0.05). 3) AMPH 정주전후의 호중구 자극상태에서의 과산화물 음이온은 각기 $0.177{\pm}0.044$(OD), $0.095{\pm}0.042$(OD) 로서 역시 AMPH 정주후 유의하게 감소하였다(p<0.01). 4) AMPH 정주전후의 말초호중구수와 혈압, 맥박 및 동맥혈산소분압은 양군간에 차이가 없었다. 결론: 1) 급성 폐렴환자에서의 AMPH 사용은 호중구의 호흡폭발을 감소시켜 방어기전으로서의 호중구의 역할을 억제할 것으로 생각되며 임상적으로 다장기 부전증의 증거가 없는 한 감염증세가 우세한 폐렴초기에는 가급적 사용을 억제하는 편이 좋으리라 사료된다. 2) AMPH 사용으로 인한 동맥혈산소분압은 호전은 기대할 수 없고 맥박의 상승 및 혈압의 감소경향이 있어 혈류동태가 불안정하거나 심혈관 질환이 있는 환자에서의 사용은 피해야 할 것으로 보인다.

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바인더 강성이 아스팔트 콘크리트의 인장강도와 소성변형 특성에 미치는 영향 분석 (Binder Stiffness Effect on Permanent Deformation and Tensile Strength of Asphalt Concretes)

  • 김현환;유민용;김진철;김광우
    • 한국도로학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.17-23
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    • 2010
  • 상대적으로 강성이 큰 바인더가 높은 소성변형 저항력과 인장강도를 보이므로 바인더 강성이 아스팔트 혼합물의 러팅과 인장강도에 대해 중요한 인자라 할 수 있다. 혼합물의 인장 특성은 $25^{\circ}C$에서 간접인장강도(ITS) 시험으로, 그리고 소성변형 저항성은 가장 보편적으로 $60^{\circ}C$에서 반복주행(WT) 시험에 의해 측정된다. 변형강도($S_D$)는 $60^{\circ}C$에서 아스팔트 콘크리트의 소성변형 저항성 추정을 위해 새롭게 개발된 특성이다. ITS와 $S_D$는 정적재하 시험에 의해 측정되어 매우 간단하지만, WT는 상대적으로 긴 시간과 노력을 필요로 하는 반복 하중에 의해 얻어진다. 이 3가지 특성은 모두 바인더 강성에 의존하기 때문에, 한가지로부터 다른 하나의 특성을 추정하는 것이 가능할 것이다. 본 연구는 ITS 또는 $S_D$시험에 의한 WT 소성변형 특성, 그리고 $S_D$에 의한 ITS 추정의 가능성을 조사하였다. ITS에 의한 WT 추정결과 $R^2{\fallingdotseq}$0.6으로 ITS가 높으면 WT 침하깊이가 낮은 경향을 보이는 것으로 관찰됐다. $S_D$에 의한 ITS 추정은 $R^2{\fallingdotseq}$0.64를, $S_D$에 의한 WT 추정은 $R^2{\fallingdotseq}$0.84를 보여 3가지 중에서 가장 높은 상관관계를 나타내었다. 결론적으로 $S_D$에 의한 소성변형 저항성 추정 가능성이 상대적으로 높으며, 비록 $R^2$이 다소 낮기는 하지만 WT와 ITS 결과 간에도 어느 정도의 상관성이 있다.