• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제14권1_2호
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• pp.77-88
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• 1992

Recently, diabetic patients are increasing in the field of microvascular surgery. Diabetes melltius is known to be related to arterial damage, platelet malfunction and thrombus formation. After microvascular anastomosis, delayed repair and vascular occlusion occurred more frequently in diabetic state. This study was performed to investigate the patency rate and process of endothelial healing after microvascular anastomosis of femoral artery in diabetic rat by scanning electron microscope. The animals were divided into two groups, 20 diabetic-induced and 20 non-diabetic groups. Diabetes was induced with a injection of Streptozotocin(50mg/kg b.w., Sigma Chemical Co.) to tail vein. The results obtained were as follows: 1. Macroscopically, anastomotic site was intact except a few cases showed minimal inflammatory sign around the wound site. But the inflammatory change was frequently occurred in diabetic-induced group. 2. The patency rate was 95% (19/20) in non-diabetic group and 65% (13/20) in diabetic-induced group. 3. In the non-diabetic group, anstomotic region was mostly endothelized by the alignment along the long axis of vessel but stitchs were not covered with endothelial cells. The thichkening of vessel wall was not observed. 4. In the diabetic-induced group, anastomotic region was not endothelized but covered with blood cellular components and connective tissue instead of endothelial cells. The thickening of the vessel wall was prominent in some diabetic-induced rats. These results suggest that diabetes was related to delayed regeneration of endothelium of vessels after microsurgical anastomosis.

• International Journal of Stem Cells
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• 제17권1호
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• pp.70-79
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• 2024

The efficacy of adipose-derived stem cells (ASCs) on myocardial infarction is limited due to poor survival and engraftment. Integrin-mediated cell adhesion is a prerequisite for its survival and homing. ASCs expressed insufficient integrin 𝛼₄, limiting their homing capacity. This study aims to characterize integrin 𝛼₄⁺ ASC subpopulation and investigate their therapeutic efficacy in myocardial infarction. We used fluorescence-activated cell sorting to harvest integrin 𝛼₄⁺ ASCs subpopulation, which were characterized in vitro and transplanted into myocardial infarction model. Positron emission tomography imaging were performed to measure infarction size. Cardiac cine magnetic resonance imaging was used to evaluate heart contractile function. Compared with the unfractionated ASCs, integrin 𝛼₄⁺ ASCs subpopulation secreted a higher level of angiogenic growth factors, migrated more rapidly, and exhibited a stronger anti-apoptotic capacity. Vascular cell adhesion molecule-1 was obviously up-regulated at 3 days after myocardial infarction, which interacted with integrin α₄ receptor on the surface of ASCs to enhance the survival and adhesion. Thus, we implanted unfractionated ASCs or integrin α₄⁺ ASCs subpopulation into the 3-day infarcted myocardium. Integrin α₄⁺ ASCs subpopulation exhibited more robust engraftment into the infarcted myocardium. Integrin α₄⁺ ASCs subpopulation more effectively decreased infarct size and strengthen cardiac function recovery than did the unfractionated ASCs. Integrin α₄⁺ ASCs subpopulation is superior to unfractionated ASCs in ameliorating ischemic myocardial damage in animal model. Mechanistically, their more robust engraftment into the infarct area, higher migratory capacity and their increased release of paracrine factors contribute to enhanced tissue repair.

• 대한의생명과학회지
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• 제6권2호
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• pp.119-129
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• 2000

피부는 인체의 표면을 보호하는 중요한 기관으로 피부가 손상되었을 경우 상처 재생은 염증기, 상피화기, 수복기의 정상적인 재생 단계를 거치며 치유된다 최근 저강도 레이저의 생물학적 효과로서 상처 재생과의 밀접한 관련성이 알려지고 있다. 본 연구는 저강도 레이저가 상처 재생에 미치는 유의한 효과를 세포 형태학적으로 확인하기 위해 실험적으로 유도한 가토 피부 상처 (2$\times$2 cm)에 12일 동안 5 Hz, 830 nm, 1.6 J/$cm^2$의 자극강도 (10 min/day)로 상처면에 레이저를 적용한 결과, 다음과 같은 곁과를 얻었다. 레이저 조사군의 경우 결합조직의 수복과 상피의 재형성이 대조군과 비교했을 매우 빠르게 진행되는 것으로 관찰되었으며, 특히 섬유아세포의 활성과 육아조직 합성율이 유의하게 증가되는 것으로 확인되었다. 이상의 연구 곁과를 종합해 달 때 유효한 치료강도의 저강도 레이저 자극은 피부의 개방성 창상 및 욕창 등의 상처 치유를 촉진할 수 있는 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제30권7호
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• pp.651-659
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• 2020

허혈성 심혈관질환은 전 세계적으로 치사율이 높은 질병 중 하나이다. 이를 치료하기 위해 수술적 방법이 시행되고 있으나, 손상된 심근조직 회복의 어려움과 수술 후 부작용의 한계가 남아있다. 이러한 한계점을 극복하기 위해, 최근 줄기세포를 기반으로 한 심혈관질환의 세포치료제가 각광받고 있는데 그 중에서도 특히 혈관내피전구세포(EPC)는 높은 증식능과 분화능을 기반으로 손상된 혈관을 재생하고, 주변 조직의 재생을 돕는다는 장점이 있다. 또, EPC는 임상적으로 안전하며, 환자의 심근 기능을 회복시켜주기에 잠재적인 심혈관질환 치료제로서의 가능성이 대두되었다. 하지만, 환자 유래 EPC를 이용한 치료법은, 고령, 흡연 여부, 기저질환 등의 이유로 환자의 EPC 기능이 저하되어 있어, 그 치료 효능을 기대하기 어렵다. 따라서, 최근에는 세포 프라이밍 기법, 오가노이드 배양법과 같이 EPC의 생리학적 활성도를 올리는 체외 배양법의 개발과 3D 바이오프린팅 기법을 이용한 EPC의 이식 효율을 높여 치료 효능을 개선시킬 수 있는 새로운 접근법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 EPC의 특징과 세포치료제로서의 임상적용 가능성에 대해 살펴보고자 한다.

• 대한물리의학회지
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• 제9권2호
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• pp.151-159
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• 2014

PURPOSE: The purpose of this study was to evaluate whether light-emitting diodes (LED) irradiation could be effective in a noninvasive, therapeutic device for the treatment of osteoarthritis(OA). METHODS: Twenty-four male Sprague-Dawley rats were divided into four groups: Vehicle control (saline); monosodium iodoacetate-injection (MIA); LED irradiation after MIA injection (MIA-LED); indomethacin-treatment after MIA injection (MIA-IMT). OA was induced by intra-articular injection of 3 mg MIA through the patellar ligament of the right knee. Vehicle control rats were injected with an equivalent volume of saline. The LED was irradiated for 15 min/day for a week after 7 days of MIA treatment. To compare with the effect of LED irradiation, the indomethacin was administrated 20 mg/kg twice a week orally after 7 days of MIA treatment. Knee joints were removed and fixed overnight in 10% neutral buffered formalin and decalcified by EDTA for 2 week before being embedded in paraffin. The assessment of OA induction were monitored by knee movement and radiographic finding. Histologic analysis were performed following staining with hematoxylin and eosin, safranin O-fast green, or toluidine blue, picrosirius red, and histologic changes were scored according to a modified Mankin system. Apoptotic cell in tissue sections was detected using TUNEL method. RESULTS: Radiographic examination could not show the differences between the MIA-treated and the MIA-LED-treated rats. In the histologic analysis, however, LED irradiation prevented cartilage damage and subchondral bone destruction, and significantly reduced mononuclear inflammatory cell infiltration and pannus formation. LED irradiation also reduced apoptosis of cartilage cells, but it prevented apoptosis of infiltrated inflammatory cells in synovium. In addition, LED irradiation showed an increase of collagen production in the meniscus. CONCLUSION: These results suggest that the 840 nm LED irradiation would be a suitable non-thermal phototherapy for the treatment of OA, as a cartilage protection and anti-inflammatory modality.

• 환경위생공학
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• 제7권2호
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• pp.95-110
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• 1992

Much progress has been made in understanding the subcellular events of the human lung injuries after acute exposure to environmental air pollutants. Host of those events represent oxidative damages mediated by reactive oxygen species such as superoxide, hydrogen peroxide, and the hydroxy, free radical. Recently, nitric oxide (NO) was found to be endogenously produced by endothelial cells and cells of the reticulo-endothelial system as endothelialderived relaxation factor (EDRF) which is a vasoactive and neurotransmitter substance. Together with superoxide, NO can form another strong oxidant, peroxonitrite. The relative importance of exogenous sources of $N0/N0_2$ and endogenous production of NO by the EDRF producing enzymes in the oxidative stresses to the heman lung has to be elucidated. The exact events leading to chronic irreversible damage are still yet to be known. From chronic exposure to oxidant gases, progressive epithelial and interstitial damages develop. Type I epithelial cells become thicker and cover a smaller average alveolar surface area while thee II cells proliferate instead. Under acute damages, the extent of loss of the alveolar epithelial cell lining, especially type II cells appears to be a good predictor of the ensuing irreversible damage to alveolar compartment. Interstitial matrix undergo remodeling during chronic exposure with increased collagen fibers and interstitial fibroblasts. However, Inany of these changes can be reversed after cessation of exposure. Among chronic lung injuries, genetic damages and repair responses received particular attention in view of the known increased lung cancer risks from exposure to several air pollutants. Heavy metals from foundry emission, automobile traffics, and total suspended particulate, especially polycystic aromatic hydrocarbons have been positively linked with the development of lung cancer. Asbestos in another air pollutant with known risk of lung cancer and mesothelioma, but asbestos fibers are nonauthentic in most bioassays. Studies using the electron spin resonance spin trapping method show that the presence of iron in asbestos accelerates the production of the hydroxy, radical in vitro. Interactions of these reactive oxygen species with particular cellular components and disruption of cell defense mechanisms still await further studies to elucidate the carcinogenic potential of asbestos fibers of different size and chemical composition. The distribution of inhaled pollutants and the magnitude of their eventual effects on the respiratory tract are determined by pollutant-independent physical factors such as anatomy of the respiratory tract and level and pattern of breathing, as well as by pollutant-specific phyco-chemical factors such as the reactivity, solubility, and diffusivity of the foreign gas in mucus, blood and tissue. Many of these individual factors determining dose can be quantified in vitro. However, mathematical models based on these factors should be validated for its integrity by using data from intact human lungs.

• 대한기관식도과학회지
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• 제8권1호
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• pp.29-34
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• 2002

Background and Objectives : Sulfur dioxide gas is one of the major airborne Pollutants noxious to human in industrialized countries. The most vulnerable areas in the human respiratory system were the trachea and main bronchi and a gradient of decreasing damage was observed in the peripheral tracheobronchial tree. Induced functional alteration was increased mucosal permeability, and morphological changes were epithelial sloughing, intracellular edema, mitochondrial swelling, widened intercellular spaces, and ciliary cytoplamic extrusions. The laminins are a family of extracellular matrix glycoproteins localized in the basement membrane. Their primary role is cell-matrix attachment, but many additional biologic activities, including Promoting cell growth and migration, tumor growth and metastasis, wound repair, and graft survival, have been demonstrated. Materials and Methods : Histologic changes and expression of laminin in tracheal mucosa sacrificed at 1 day, 2 day, 3 day, 1 week, 2 weeks, and 3 weeks after continued SO2 exposure of 250 ppm for 30 minutes a day(to 7week) were studied in rats. In this study, mild immune reaction for laminin was noted at the apical cytoplasm of epithelial cells and basement membrane one day after a 7 week $SO_2$ exposure. The cilia and nucleoi of epithelial cells were normal and no immune reaction was noted in Goblet cells. The lamina propria of the tracheal tissue was infiltrated by monocytes and lymphocytes. Results : At 24 hours after exposure, all tracheal cells except Goblet cells revealed a mild immune reaction for laminin. No immune reactions were noted in the basement membrane. At 72 hours after exposure, mild or moderate immune reactions for laminin was seen in the tracheal cell cytoplasm. Irregular faint immune reaction for laminin was noted in the basement membrane. At 1 week after exposure, strong immune reaction for laminin was detected over all tracheal cells, and the basement membrane was seen clearly. At 2~3 weeks after exposure, strong immune reaction for laminin was seen in all tracheal epithelial cells except Goblet cells and a mild immune reaction was partly revealed in the basement membrane. Conclusion : Our study suggests that 502 produces histologic damage on the tracheal mucosa. Longer duration after exposure of $SO_2$ makes more progressive healing on the tracheal mucosa and increased immunoreactivity for laminin.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제47권5호
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• pp.650-659
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• 1999

목 적: 산소를 이용하는 세포들은 반응성 산소기(reactive oxygen species, ROS)로 부터 자신을 보호하는 기전을 가지고 있는데, thioredoxin system으로부터 전자를 받아 과산화물을 물로 환원시키는 생화학적 성질을 가진 효모 단백질을 발견하여 이를 thioredoxin peroxidase(TPX)로 명명하였다. 이는 효모 뿐 아니라 체내 여러 장기에 고루 분포되어 있으며, 특허 종양세포에서 유리되는 반응생 산소기를 제거함으로써 종양세포의 발생(initiation), 성장(promotion) 및 전이(metastasis)를 억제하는 역할을 할 것으로 알려져 있으며, 폐암, 유방암 등의 종양세포내에서의 발현이 증가되는 것으로 보고되었다. 한편, 폐암의 치료에 있어서 방사선 치료는 폐암의 국소적 치료 및 증상 경감을 위해 중요한 위치를 차지하고 있으나, 폐의 방사선 치료에 있어 가장 중요한 장애요인은 치료후 발생하는 폐실질의 섬유화로서 방사선 조사후의 산소유리가(free radical) 손상 등에 의한 것으로 알려져 있으며, 이런 섬유화에 관여하는 인자 및 방어기전에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 저자 등은 방사선 조사 후에 백서의 폐조직에서 thioredoxin peroxidase의 아형 및 catalase등이 방사선 조사로 인한 폐손상의 방어기전에 어떤 역할을 하는지 알아보기 위하여 다음과 같은 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: 백서 18마리를 각각 3마리씩 6개 군으로 나누었고, 그 중 15마리에 900cGY와 방사선을 조사하였다. 방사선 조사를 받은 백서를 조사직후, 1주후, 2주후, 3주후 및 6주후에 희생시켜 폐조직을 얻었고, 이들 폐조직과 대조군 3마리의 폐조직을 H&E 염색하여 폐섬유화의 정도를 관찰함과 동시에 TPX 아형 및 catalase에 대한 항체로 Western blot analysis를 시행하여 각각의 단백질의 발현정도를 비교하였다. 결 과: 대조군과 비교하여 볼 때 폐조직에서 H&E 염색상 방사선 조사후 시기별로 폐섬유화의 정도가 점차로 진행됨을 볼 수 있었으나, thioredoxin peroxidase 5가지 아형(TPX-A & B, HS22, MER5, HORF-06) 모두 방사선 조사전과 조사후, 시간경과에 따른 면역반응대(immunoreactive band)의 차이를 보이지는 않았다. Catalase 역시 면역반응대의 차이를 보이지 않았다. 결 론: 체내 여러장기, 특히 폐장에 많이 분포하고, 폐암세포에 의한 반응성 산소기(reactive oxygen species)에 의하여 발현이 증가되는 것으로 알려진 thioredoxin peroxidase가 방사선 조사후에 발생한 백서의 폐섬유화에서는 그 발현의 정도가 변하지 않는 것으로 미루어 방사선으로 인한 폐손상의 복원과정에는 관여하지 않는 것으로 생각된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권4호
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• pp.861-869
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• 1998

연구배경: 조식의 손상에의한 염증반응후 회복과정에서 정상조직으로 환원되지 않고 일부는 결체조직으로 대체되어 섬유화가 일어난다. 이 비정상적 섬유화에 의해 섬유화증이 일어나 조직의 원래 기능을 상설하기도 한다. 이때 염증에 관계되는 세포로부터 분비된 여러종류의 cytokine들이 섬유모세포의 증식과 교원질 합성을 조절한다. 이에 관계된 cytokine들의 상호 관련성과 섬유모세포증식에의 영향을 알아내어 조절함으로써 섬유화증을 예방하고 치료하는데 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 proinflammatory cytokine인 TNF-$\alpha$, IL-1$\beta$, IL-6와 섬유모세포의 증식에 큰 영향을 미치는 TGF-$\beta$의 상호 관련성을 알아보고자 하였다. 방 법: 섬유모세포는 사람 태아의 섬유모세포주인 MRC-5를 사용하였으며, 0, 0.5, 1, 5, 10, 20%의 우태아 혈청을 첨가하여 1, 2, 3, 4, 5일째의 MRC-5 증식을 측정하여, 최소한으로 MRC-5의 증식을 억제하면서 생존을 유지시킬 수 있는 배양액중 혈청농도를 먼저 확정한 후, TGF-$\beta$, TNF-$\alpha$, IL-1$\beta$, IL-6를 각각 RPMI 배지에 첨가하여 $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$ 보온기에서 96 시간동안 배양하여 0.5 % naphthol blue black으로 염색한 뒤, 50mM의 NaOH로 naphthol blue black을 유리시켜 630nm에서의 분광흡수를 잼으로써 MRC-5의 수를 측정하였다. 또한 TGF-$\beta$와 다른 cytokine의 관련성을 알아보기위해 TGF-$\beta$와 함께 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$를 각각 배지에 첨가하여 96 시간 배양 후, 위와 동일한 방법으로 MRC-5의 수를 측정하였으며, TNF-$\alpha$와 IL-1$\beta$, IL-6의 상호 관련성을 알아보기 위해 TNF-$\alpha$와 함께 IL-1$\beta$, IL-6를 각각 배지에 첨가하여 96 시간 배양한 뒤 위와 동일한 방법으로 MRC-5의 수를 측정하였고, 마지막으로 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$의 섬유모세포 증식에 미치는 상호 관련성을 알아보기 위하여 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$를 함께 배지에 첨가하여 96 시간 배양 후, MRC-5의 수를 역시 통일한 방법으로 측정하였다. 결 과: 1. 최소한으로 MRC-5의 증식을 억제하면서 생존을 유지할 수 있는 배양액중 혈청 농도를 측정한 결과, 0.5% 혈청 농도에서 MRC-5의 증식이 50% 증가된 상태로 배양 6일째 까지 유지되었다. 따라서 이후의 실험에서 사용된 배양액에는 0.5%의 우태아혈청을 포함시켰다. 2. 각 cytokine이 MRC-5 증식에 미치는 영향 0.5%의 우태아혈청만이 있는 상태에서의 MRC-5 증식 정도를 100%로 기준하였을 때, IL-1$\beta$는 50 ng/ml의 농도에서만 45%의 증식 촉진효과를 보였고, IL-6는 영향이 없었으며, TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$는 농도에 의존성을 보이며 MRC-5의 증식을 최고 160% 까지 증가시켰다. 3. TGF-$\beta$에 의한 MRC-5 증식능증가에 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$가 미치는 영향 50 ng/ml의 TGF-$\beta$ 단독 자극에 비하여, IL-1$\beta$ 혼합배양시 농도에 의존성으로 보이며 최고 64% 까지, TNF-$\alpha$ 혼합배양시 농도에 의존성을 보이며 최고 159% 까지 MRC-5의 증식을 증가시켰다. IL-6는 약한 억제효과를 보였으나 TGF-$\beta$에 의한 MRC-5 증식능 증가에 영향을 미치지 못하였다. 4. TNF-$\alpha$에 의한 MRC-5 증식능 증가에 IL-1$\beta$, IL-6가 미치는영향 50 ng/ml의 TNF-$\alpha$ 단독자극에 비하여, IL-1$\beta$을 혼합 배양하였을때 농도에 의존성을 보이며 최고 50%까지 MRC-5의 증식을 억제하였고, IL-6는 영향을 미치지 못하였다. 5. TNF-$\alpha$와 TGF-$\beta$의 MRC-5 증식능 증가에서의 상호관련성 50 ng/ml의 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$는 MRC-5의 증식을 각각 89%, 135% 증가시켰으며, TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$ 공존시에는 MRC-5의 증식을 222% 증가시켰다. 결 론: TNF-$\alpha$ TGF-$\beta$, IL-1$\beta$의 순서로 MRC-5에 대한 증식 자극효과가 있으며 IL-6는 증식을 억제하는 효과가 있었다. TGF-$\beta$의 MRC-5에 대한 증식 자극효과는 IL-1과 TNF-$\alpha$에 의해 첨가효과를 관찰할 수 있었고, TNF-$\alpha$의 MRC-5 증식 자극효과는 IL-1$\beta$에 의하여 억제되었다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제29권1호
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• pp.23-31
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• 2011

최근 한반도를 둘러싼 주변 환경이 크게 변화하는 가운데 특히 중국의 유제품 소비가 급증하고 있기 때문에 국내유가공산업은 향후 50년을 설계해야 하는 중요한 기로에 서 있다. 소비 측면에서 유제품의 시장 동향을 살펴보면 신선우유 소비는 감소하고, 발효유 등 유가공품 소비는 증가하고 있다. 원유사용량은 2010년 1,939천 톤을 예상되며, 반면 우유 공급량은 예년도 원유수요량으로 판단할 때 35천 톤 가량 공급 부족이 예상된다. 현재 다자간 협상 중인 미국 및 EU와 FTA 협정이 발효될 경우, 낙농산업분야의 상당한 피해가 예상되고, 수입 개방에 따라 국산 원유의 생산 감축으로 이어질 것이다. 현재 유가공업체가 농가에서 수취하는 원유는 미생물 함량과 체세포수가 매우 낮은 양질의 우유이기 때문에 초고온살균법 대신 유럽처럼 우유 고유 풍미 및 영양성분을 유지한 저온살균우유 생산을 유도하는 정책적 연구가 필요하다. 국내 치즈 시장은 65,423톤 규모로 시장 규모는 매년 확대되고 있으나 대부분을 수입에 의존하고 있는 실정이다. 자연치즈 산업 활성화와 더불어 반드시 해결할 문제로서 부산물(유청) 처리와 "목장형유가공(On-Farm Processing)"의 활성화이다. 이를 위해 규제를 완화하고 몇 가지 당면 문제를 해결한다면 대형 유가공업체와 동반성장이 가능하다고 생각된다. 국내 발효유 시장은 꾸준히 성장을 기록한 유일한 품목으로서 위, 간, 장 건강을 위한 기능성 발효유 제품의 매출이 크게 성장하였다. 인체에 유용한 프로바이오틱 유산균을 이용한 발효유 제품의 연구 개발은 중요한 연구 테마이다. 초유는 위장관 감염증의 치료나 예방에 사용될 수 있는 면역우유 제조에 사용될 수 있으며, 포유동물의 초유를 이용한 다양한 우유 제품의 연구 개발도 가능하다. 우유를 나노분자가공방법과 기능성나노식품소재의 첨가로 제품의 영양과 기호성을 향상시킬 수 있는 우유 제품을 개발할 수 있을 것이다. 국내 기능성 유제품의 효능 및 효과에 대한 표시기준 개정이 유가공업계가 안고 있는 최대의 당면 문제이다. 원유 수급 불균형은 구조적인 문제로서 우유의 적극적인 용도 관리가 선진국형 관리 체계로 바뀌어야 한다. 즉 내수용, 수출용, 수급 조절용으로 세분하는 것이다. 그리고 행정의 전문화를 위해 낙농연구 개발 지휘본부(control tower)의 설립을 건의하는 바이다. 외국의 "낙농위원회(Dairy Board)"처럼 수출용 유가공제품의 연구 개발을 전체적으로 총괄 지휘할 수 있는 기관이 필요하다. 마지막으로 유가공분야 인재육성 정책을 적극 검토해야 한다. 유가공 전공자 및 기술자에 대한 유학 또는 연수 기회를 확대함으로써 학생들의 의욕과 사기를 진작시켜야 한다.