• Title/Summary/Keyword: tissue optics

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p-Phenylenediamine이 흰쥐의 피부 조직에 미치는 영향 (Effect of p-Phenylenediamine to Rat Skin)

  • 이상희;조현국;이상일
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권9호
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    • pp.1330-1335
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    • 2005
  • 붉은 갈색계통 염색제 성분 중의 하나인 p-phenylenediamine(PPD)는 일반적으로 여성들이 사용하는 염색제의 주요 성분으로 시야 흐림 및 구토와 같은 전신적 아나필락시스, 피부염 또는 방광암 등이 유발된다고 한다. 그러나 PPD의 피부 독성과 유해산소와 관련된 연구는 아직까지 미흡한 실정이다. 본 실험에서는 체중 $230\pm20g$의 Sprague-Dawley 종의 흰쥐의 피부에 PPD을 도포하였을 때 조직의 손상정도를 상호비교하고 조직의 손상 원인을 구명하고자 실험동물에 PPD($2.5\%$ PPD in $2\%\;NH_{4}OH$)을 표면적 $25 mg/16.5\;cm^2$씩 2일 간격으로 3회 및 5회 도포하였다. PPD 3회보다 5회 도포군에서 피부조직 의 표피 및 케라틴 층의 비후, glucose 5-phosphatase 활성의 감소 및 acid phosphatase 활성의 증가 정도가 높게 나타났다. 또한 유해산소의 생성계 및 해독계와 관련하여 피부조직의 손상정도를 확인한 결과, 유해산소 생성계인 xanthine oxidase의 활성은 PPD 3회 보다5회 도포군에서 유의하게 증가하였다. 그러나 유해산소 해독계인 superoxide dismutase, catalase, glutathione S-transferase 활성 및 reduced glutathione 함량은 대조군보다 PPD 도포군에서 감소하였다. 한편, xanthine oxidase의 활성이 3회 PPD 도포군에서는 별다른 변동이 없음에도 불구하고 oxygen free radical system의 감소와 피부조직의 손상이 나타난 것은 흰쥐의 피부조직 에서 PPD를 대사하는 동안 생성된 대사산물에 의한 것으로 생각된다. 이상의 실험 결과를 종합해 볼 때 PPD 도포에 의한 피부조직의 손상은 PPD 도포 횟수에 비례하여 유해산소 생성율이 증가하여 나타난 결과로 생각된다.

Non-ablative Fractional Thulium Laser Irradiation Suppresses Early Tumor Growth

  • Yoo, Su Woong;Park, Hee-Jin;Oh, Gyungseok;Hwang, Soonjoo;Yun, Misun;Wang, Taejun;Seo, Young-Seok;Min, Jung-Joon;Kim, Ki Hean;Kim, Eung-Sam;Kim, Young L.;Chung, Euiheon
    • Current Optics and Photonics
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    • 제1권1호
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    • pp.51-59
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    • 2017
  • In addition to its typical use for skin rejuvenation, fractional laser irradiation of early cancerous lesions may reduce the risk of tumor development as a byproduct of wound healing in the stroma after the controlled injury. While fractional ablative lasers are commonly used for cosmetic/aesthetic purposes (e.g., photorejuvenation, hair removal, and scar reduction), we propose a novel use of such laser treatments as a stromal treatment to delay tumorigenesis and suppress carcinogenesis. In this study, we found that non-ablative fractional laser (NAFL) irradiation may have a possible suppressive effect on early tumor growth in syngeneic mouse tumor models. We included two syngeneic mouse tumor models in irradiation groups and control groups. In the irradiation group, a thulium fiber based NAFL at 1927 nm was used to irradiate the skin area including the tumor injection region with 70 mJ/spot, while no laser irradiation was applied to the control group. Numerical simulation with the same experimental condition showed that thermal damage was confined only to the irradiation spots, sparing the adjacent tissue area. The irradiation groups of both tumor models showed smaller tumor volumes than the control group at an early tumor growth stage. We also detected elevated inflammatory cytokine levels a day after the NAFL irradiation. NAFL treatment of the stromal tissue could potentially be an alternative anticancer therapeutic modality for early tumorigenesis in a minimally invasive manner.

일상생활 속 안경렌즈 흠집에 의한 교체주기 분석 (Analysis of Replacement Cycle by Eyeglasses Scratches in Daily Life)

  • 정미아;이은희
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.447-451
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    • 2019
  • 본 연구는 일상생활 속 개인적 특성에 따른 안경렌즈 흠집과 교체주기를 조사해 보고자 하였다. 본 연구에 자발적으로 참여한 58명을 연구대상자로 하였으며, 안경착용 시 속눈썹의 안경렌즈 접촉 여부, 1일 안경렌즈 닦는 횟수, 안경렌즈를 닦는 종류에 따른 안경렌즈 교체주기를 분석하였다. 통계분석은 X2 검정과 Fisher의 정확도 검정을 하였다. 안경렌즈의 평균 교체주기는 남자보다 여자가 긴 것으로 나타났으며, 속눈썹이 안경렌즈에 접촉되는 경우, 안경수건이 아닌 휴지나 옷 등을 사용하여 안경렌즈를 닦는 경우에 안경렌즈 교체주기가 유의하게 짧게 나타났다. 안경렌즈의 코팅막은 속눈썹이나 일상생활 속의 사소한 부주의등과 같이 융복합적 영향으로 손상이 발생할 수 있다는 것을 확인한 바, 이 결과에 대한 후속연구를 이어가고자 한다.

고속 내시경적 OFDI 시스템 개발과 이를 이용한 3차원 생체 혈관 내부 이미징 (Development of a High-Speed Endoscopic OCT System and Its Application to Three-Dimensional Intravascular Imaging in Vivo)

  • 조한샘;장선주;오왕열
    • 한국광학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.67-71
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    • 2014
  • 혈관 내 OCT (optical coherence tomography) 는 혈관 벽 내부의 3차원적 미세구조를 영상화할 수 있어서 임상에서 각광을 받고 있다. 하지만 아직도 충분하지 못한 이미징 속도, 특히 내시경 프로브의 이미징 광 스캐닝 속도의 부족으로 혈관 길이 방향의 이미징 간격이 실제 시스템의 광학적 해상도보다 5배 이상 커서 혈관 종방향으로의 고해상도 이미징이 얻어지지 못하고 있는 상황이다. 본 논문에서는 초당 350장의 혈관 벽 단층 영상을 제공하는 고속 혈관 내 OCT 시스템을 기술한다. 본 시스템과 내시경 장치를 이용하여 47 mm 길이의 살아있는 토끼 대동맥을 3.7초만에 34 micron의 혈관 종방향 간격으로 얻는데 성공하였다. 34 micron의 종방향 간격은 실제 내시경의 그 방향 광학적 해상도와 비슷한 정도로서 3차원 모든 방향으로의 고해상도 이미징을 구현하였음을 보여준다. 얻어진 이미징 데이터의 3차원 영상 구현을 통해 혈관의 미세구조 및 이미징 전 삽입된 스텐트의 자세한 구조를 보였다.

Simulation Studies for Noninvasive Optical Measurements of Blood-Scattering Changes in a Skin Model with a Large Blood Vessel

  • Zephaniah, Phillips V;Paik, Seung-ho;Nam, Jungyong;Chang, Ki Young;Jung, Young-Jin;Choi, Youngwoon;Lee, Joonhyung;Kim, Beop Min
    • Current Optics and Photonics
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    • 제3권1호
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    • pp.46-53
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    • 2019
  • Monte Carlo simulations were performed for a three-dimensional tissue model with and without an embedded large vessel, to understand how varying vessel geometry affects surface light distribution. Vessel radius was varied from 1 to 5 mm, and vessel depth from 2 to 10 mm. A larger difference in surface fluence rate was observed when the vessel's radius increased. For vessel depth, the largest difference was seen at a depth of approximately 4 mm, corresponding to human wrist region. When the vessel was placed at depths greater than 8 mm, very little difference was observed. We also tested the feasibility of using two source-detector pairs, comprising two detectors distinctly spaced from a common source, to noninvasively measure blood-scattering changes in a large vessel. High sensitivity to blood-scattering changes was achieved by placing the near detector closer to the source and moving the far detector away from the source. However, at longer distances, increasing noise levels limited the sensitivity of the two-detector approach. Our results indicate that the approach using two source-detector pairs may have potential for quantitative measurement of scattering changes in the blood while targeting large vessels near the human wrist region.

미역포자엽추출 푸코이단의 X-선 조사 흰쥐 폐장상해에 대한 방오기능 평가 (Protection Effect of Undariia pinnatifida sporophylls-derived Fucoidan in Rat Lung Injury from X-ray Irradiation)

  • 김홍태;정의숙;정덕수;김기홍;김종기
    • 한국수산과학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.131-138
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    • 2009
  • The radioprotect effects of fractinated fucoidan, derived from Undaria pinnatifida sporophylls, were examined in lung injured rats treated with partial body irradiation. The right lung of Sprague-Dawley rats, eight separately grouped by including radiation only control group (ROG) and fucoidan+radiation treated group (FRG), were treated with various fraction of Undaria-derived fucoidan every other day by intraperitoneal injection 6 days prior to irradiation and during monitoring at 24 hours, 48 hours, 2 weeks, 4 weeks and 12-weeks post-irradiation of 6 Mev/2 Gy. The rats were euthanized at completion of the treatment. Tissue samples from the injured lung, fixed in formaldehyde using lung perfusion prior to extraction, were H/E stained for histological analysis using optical microscopy. Interstitial congestion (IC), hemorrhage in alveolar sac (HM), number of macrophage (MP) and alveolar wall thickness (AWT) as a measure of early indication of fibrosis were measured. AWTs in 24 hrs post-irradiation rats increased in comparison with $2.49{\pm}0.06{\mu}m$ of control group by $3.67{\pm}0.09{\mu}m$, $3.21{\pm}0.08{\mu}m$ (p=0.013), $2.98{\pm}0.08{\mu}m$ (p=0.00) in ROG, F1-fucoidan+radiation, and F3-fucoidan+radiation group, respectively. AWT of the ROG was further increased by $4.30{\pm}0.13{\mu}m$ in the 12 weeks post-irradiation group, but AWT on average was $2.56{\pm}0.05{\mu}m$ in the FRG. MP in the 24 hrs post-irradiation group markedly increased in comparison with $2.6{\pm}0.34/0.14\;mm^2$ of the control group by $8.0{\pm}1.48/0.14\;mm^2$ in the ROG, but it was only $3.6{\pm}0.48/0.14\;mm^2$ in F3-FRG. MP in the 12 weeks post-irradiation group was $7.2{\pm}1.28/0.14\;mm^2$ in ROG, but it was $2.8{\pm}0.37/0.14\;mm^2$ or $2.4{\pm}0.4/0.14\;mm^2$ (p<0.05) in the FRG. In addition, increased IC and HM in ROG were relatively smaller in FRG of the 24 hr and 12 weeks post-irradiation rats. In conclusion, Undaria pinnatifida sporophylls-derived fucoidan fractions exhibited radioprotectant activity on injured rat lung subjected to X-ray irradiation. However, success was variable according to the fractions and also time of injection post injury.

Kubelka-Munk 모델을 이용한 피부 분광반사율 연구 (A Study of Skin Reflectance Using Kubelka-Munk Model)

  • 조아라;김수지;이준배;심건영;백민;조은슬;장지희;장은선;김연준;유권종;한정우
    • 대한화장품학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.45-55
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    • 2016
  • 빛은 피부에서 개개인마다 상이한 반사, 흡수 및 산란 등의 광학적 거동을 보여준다. 특히, 피부에서 빛의 반사는 분광반사율이라는 물리량 측정을 통해 개인의 피부 밝기지표로 널리 활용되어 왔다. 따라서 피부에서 빛의 반사 거동 연구는 개인 맞춤형 화장품, 특히 메이크업 제품 개발에 있어 좀 더 효율적인 처방 개선에 기여하거나 새로운 평가법에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 Kubelka-Munk 모델을 이용하여 개인의 피부 특성에 따른 빛의 분광반사율 거동에 대해 다각적인 분석을 수행하였다. 또한, 상기 모델과 기존에 알려진 문헌 정보를 이용하여 개인의 피부 분광반사율에 영향을 줄 수 있는 피부 두께 및 헤모글로빈 등의 다양한 파라미터들에 대한 기여도 분석을 수행하였다. 이를 통해, 일반적인 여성의 피부에서의 분광반사율 이론치를 계산하였고, 분광반사율 실측을 통해 이론치와 실측치 간의 유사성을 확인하였다. Kubelka-Munk 모델을 이용한 피부 분광반사율 연구는 향후 새로운 개인 맞춤형 메이크업 화장품 개발에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

편광 민감 광결맞음 단층 촬영 장치를 이용한 자궁경부의 조기 진단(A Preliminary Study) (Early-Stage Diagnosis of Cervix using the Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography(A Preliminary Study))

  • 강진호;이상원;유지영;강문식;김법민;윤보성;김영태;조남훈
    • 한국광학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.367-372
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    • 2007
  • 자궁경부 상피이형성증(cervical dysplasia)은 세포핵/세포질(nuclear/cytoplasmic, N/C) 면적비의 변화를 포함하는 자궁경부 상피에서의 형태학적 변화를 일으킨다. 세포핵은 중요한 산란 원인중에 하나이기 때문에 N/C 면적비의 변화는 깊이에 따른 원형 편광장도를 반영한다. 따라서 우리는 편광 민감 광결맞음 단층촬영장치(polarization-sensitive optical coherence tomography, PS-OCT)를 이용하여 산란에 의해 발생하는 편광의 변화를 측정하였다. 자궁 경부 조직 샘플은 고등급 상피내종양(high-grade squamous intraepithelial, H-SIL)을 가진 한 명의 환자와 정상인 네 명의 환자에게서 얻어졌다. 우리는 자궁경부의 깊이에 따른 원형 편광의 유지 정도(degree of circular polarization, DOCP) 평균을 구하였고, 상피층의 깊이에서 최소 제곱 1차 선형 함수(least-square linear fit)를 사용하여 기울기를 획득하였다. 획득된 기울기를 가지고 DOCP의 변화율을 정량화 하였다. 그 결과 H-SIL에서의 DOCP의 감쇄가 정상 조직에서 보다 빠르게 나타남을 확인할 수 있었다. 이는 PS-OCT를 이용하여 산란 변화에 따른 DOCP의 변화율을 측정하는 것이 자궁경부상피 이형성증의 진단을 하는데 있어서 유용한 진단법이 될 수 있음을 의미한다.

Interleukin-1의 기관지 투여 후 나타나는 폐세척액 내 대식세포의 수적변화에 따른 Xanthine Oxidase의 활성변화 (Increase of Alveolar Macrophages Contributes to the Enhanced Xanthine Oxidase Activity in the Bronchoalveolar Lavage Fluid of Rats Given IL-1 Intratracheally)

  • 조현국;윤종국;최정목;박원학;이영만
    • Applied Microscopy
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    • 제31권3호
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    • pp.275-285
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    • 2001
  • 폐포강 대식세포는 사이토카인, 유해산소 대사물을 포함한 그들이 분비하는 물질들로 인해 급성 폐손상에 있어서 직접, 간접적으로 폐손상의 초기반응에 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 $interleukin-1\alpha$(IL-1)로 유도된 급성 폐손상에서 폐포강 대식세포의 역할을 알아보고자 하였다. 실험군은 대조군과 IL-1투여 후 1시간, 2시간, 3시간, 4시간 그리고 5시간군으로 나누었으며, 폐포강 대식세포와 XO와의 관계를 분석하기 위해 폐세척액 내 XO의 활성도와 폐포강 대식세포, 단핵구, 그리고 호중구의 수적 변화를 측정하였다. 그리고 각 군의 미세구조 변화를 관찰하였다. 실험 결과, 폐포강 내 단핵구의 수는 IL-1투여 후 1시간군에서 대조군과 비교하여 현저히 증가되었으며 (p<0.001), 폐포강 대식세포의 수는 IL-1 투여 2시간 후에 가장 높았고, 폐세척액 내 XO의 활성도는 IL-1 투여 후 점차적으로 증가되다가 3시간 후에 현저히 증가되었다(p<0.05). 폐포강 내 호중구의 수는 IL-1투여 3시간 후부터 뚜렷이 증가되기 시작하였다. 이러한 결과로 보아 IL-1을 기관지 내로 투여한 후 유도된 급성 폐손상에서 폐포강 대식세포에서 유리된 XO는 호중구의 축적에 의한 손상보다 더 초기단계에서 폐손상을 유도하는 인자인 것으로 추정된다.

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피부 화상으로 유도된 간 손상에서 Allopurinol의 효과 (Allopurinol Decreases Liver Damage Induced by Dermal Scald Burn Injury)

  • 조현국;윤종국;박원학
    • Applied Microscopy
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    • 제31권1호
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    • pp.37-47
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    • 2001
  • 화상에 의한 피부 손상이 간에 미치는 영향을 알아보기 위하여 흰쥐를 이용하여 피부 화상을 유도한 다음 각각 5시간, 24시간 후 생화학적 정량법과 형태학적 관찰을 통해 간 조직 손상의 발병기전을 검토해 보고자 하였다. 흰쥐의 화상 유발은 등쪽면의 털을 깎고(total burn surface area $20\sim25%$) $100^{\circ}C$ 물로 10초간 흡입손상 없이 피부 화상만을 가하였다. 생화학적 정량으로는 혈청 내 xanthine oxidase(XO)와 aniline aminotransferase (ALT)의 활성변화, 그리고 혈장 단백질 함량 변화를 측정하였고, 형태학적 관찰은 혈액 중 다형핵 백혈구 수의 산정과 간 세포의 미세구조 변화를 관찰하였다. 실험 결과, 화상 후 혈청 내 XO의 활성 증가(P<0.01)와 함께 체중 당 간 무게(p<0.05)와 혈청 내 ALT의 활성이 증가되었다. 화상 직후 allopurinol의 복강투여로 XO활성, 간 무게, 그리고 ALT의 활성은 모두 감소되었다. 화상 손상에 의한 간 조직의 미세구조적 변화로는 소포체 종창, 리보솜 탈락, 지방소적의 축적, 그리고 담모세관과 세포간질의 확장이 관찰되었다. 뿐만 아니라 염증세포인 호중구의 침윤과 함께 혈관 내피세포의 손상, 쿠퍼세포의 활성화, 그리고 미세융모의 손상들이 관찰되었다. 또한 혈 중 다형핵 백혈구의 수적인 변화에서 화상 유발 5시간 후에 현저히 감소되어 내부 장기에 호중구 침윤의 가능성을 알 수 있었다. 하지만 allopurinol의 투여로 이러한 미세구조의 변화를 예방할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, 피부 화상으로부터 간 손상을 유발하는데 있어서 혈 중 XO의 활성증가가 매우 핵심적인 역할을 담당하는 것으로 사료되었다.

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