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An Experimental Study on the Biomechanical Effectiveness of Bone Cement-Augmented Pedicle Screw Fixation with Various Types of Fenestrations

  • Yoon, Sang Hoon;Lee, Sang Hyung;Jahng, Tae-Ahn
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제65권6호
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    • pp.779-789
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    • 2022
  • Objective : To analyze the effects of the number and shape of fenestrations on the mechanical strength of pedicle screws and the effects of bone cement augmentation (BCA) on the pull-out strength (POS) of screws used in conventional BCA. Methods : For the control group, a conventional screw was defined as C1, a screw with cannulated end-holes was defined as C2, a C2 screw with six pinholes was defined as C3, and the control group type was set. Among the experimental screws, T1 was designed using symmetrically placed thru-hole type fenestrations with an elliptical shape, while T2 was designed with half-moon (HM)-shaped asymmetrical fenestrations. T3 and T4 were designed with single HM-shaped fenestrations covering three pitches and five pitches, respectively. T5 and T6 were designed with 0.6-mm and 1-mm wider fenestrations than T3. BCA was performed by injecting 3 mL of commercial bone cement in the screw, and mechanical strength and POS tests were performed according to ASTM F1717 and ASTM F543 standards. Synthetic bone (model #1522-505) made of polyurethane foam was used as a model of osteoporotic bone, and radiographic examinations were performed using computed tomography and fluoroscopy. Results : In the fatigue test, at 75% ultimate load, fractures occurred 7781 and 9189 times; at 50%, they occurred 36122 and 82067 times; and at 25%, no fractures occurred. The mean ultimate load for each screw type was 219.1±52.39 N for T1, 234.74±15.9 N for T2, 220.70±59.23 N for T3, 216.45±32.4 N for T4, 181.55±54.78 N for T5, and 216.47±29.25 N for T6. In comparison with C1, T1, T2, T3, T4, and T6 showed significantly different ultimate load values (p<0.05). However, when the values for C2 and the fenestrated screws were evaluated with an unpaired t test, the ultimate load value of C2 significantly differed only from that of T2 (p=0.025). The ultimate load value of C3 differed significantly from those of T1 and T2 (C3 vs. T1 : p=0.048; C3 vs. T2 : p<0.001). Linear correlation analysis revealed a significant correlation between the fenestration area and the volume of bone cement (Pearson's correlation coefficient r=0.288, p=0.036). The bone cement volume and ultimate load significantly correlated with each other in linear correlation analysis (r=0.403, p=0.003). Conclusion : Fenestration yielded a superior ultimate load in comparison with standard BCA using a conventional screw. In T2 screws with asymmetrical two-way fenestrations showed the maximal increase in ultimate load. The fenestrated screws can be expected to show a stable position for the formation of the cement mass.

1형 당뇨병 환자에서 갑상선 질환이 발생한 경우의 임상적 특성 (Clinical Characteristics of Autoimmune Thyroid Disease Developed in Patients with Type 1 Diabetes Mellitus)

  • 이세민;정혜림;홍수영;신충호;양세원
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제48권3호
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    • pp.292-297
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    • 2005
  • 대 상 : 1981년 1월부터 2004년 7월까지 서울대학교병원 소아과에서 추적 중인 1형 당뇨병 환자 일부에서 후향적으로 의무기록 분석을 시행하였다. 방 법 : Anti-TG Ab, anti-TPO Ab를 방사면역방법으로 측정하였으며, 둘 중 하나라도 양성인 경우에는 자가면역성 갑상선염이 있는 군(갑상선 질환군)으로 정의하였다. 두 항체 모두 음성이며, 갑상선 수용체 항체(TSHRAb)가 음성인 경우는 자가면역성 갑상선 질환이 없는 군(갑상선 비질환군)으로 정의하였다. TSHRAb가 양성인 Graves병 환자는 갑상선 질환군에 포함시켰다. 결 과 : 총 139명에서 검사를 시행하였으며, 남아 44명(연령 $14.4{\pm}4.8$, 5.9-26.6세), 여자 95명(연령 $13.6{\pm}5.4$세, 3.6-30세)이었다. 갑상선 질환군과 비 갑상선 질환군에서 성비, 당화혈색소, 체질량지수, 당뇨병의 발병연령, 갑상선 질환의 가족력에서 두 군 간에 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 갑상선 질환은 남자에서는 역연령 5.0-9.9세 사이에서 검사한 환자의 42.8%에서 발견되었고 여자에서는 역연령 10-14.9세, 15-19.9세에서 각각 56.5%와 50.0%에서 발견되어 남자가 여자에 비해 상대적으로 낮은 연령에서 흔하게 발생하였다. 자가면역성 갑상선 질환은 갑상선종이 있는 경우에서 없는 경우보다 흔하게 발견되었고 갑상선종이 동반된 경우에 남녀간의 발생빈도의 차이는 없었다. 갑상선 기능은 정상 기능을 유지하는 경우가 74%였고, 기능저하와 기능항진은 각각 13%로 동일한 비율을 보였다. 결 론 : 1형 당뇨병 환자에서는 10세 이상의 연령에서 갑상선 기능검사와 자가항체검사가 필요한데 특히, 갑상선종이 발견되거나 남아에서는 최소 8세가 되면 갑상선 기능검사와 항체검사를 시행하고 지속적으로 추적하는 것이 바람직할 것으로 생각된다.

MMPI를 이용한 악교정 수술환자의 인성에 관한 연구 (A study on the personality characteristics of orthognathic surgery patients through the MMPI.)

  • 박우경;박재억;박수병
    • 대한치과교정학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.741-750
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    • 1998
  • 이 연구에서는 악교정 수술환자의 술전, 술후 인성의 특성 및 술후 변화를 알아보기 위해 실시되었으며 객관적인 인성검사의 한가지인 MMPI를 이용하였다. 악교정 수술환자들의 수술동기와 술후 만족도는 질문지를 통하여 조사하였다. 연구대상은 술전교정 중인 환자50명과 악교정 수술을 받은 환자 22명으로 이루어졌다. 이 연구에서 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 술전 환자군에서 K척도를 제외한 모든 T-scores는 정상적인 범주에 놓여 있었다. K척도값은 57.7이었으며 이것은 이 환자들이 다소 스트레스를 많이 받고 있음을 보여주었다. 2. 술후 환자군은 모든 척도에서 정상범주에 놓여 있었다. 3. 술전, 술후 환자군을 비교했을 때, 단지 K-score만이 수술 후에 통계학적으로 유의성있는 증가를 보였다. (p<0.05) 4. 남성환자는 술전 K 척도를 제외한 모든 척도에서 정상적이었으며, 술후에 K, Hs 척도에서 통계학적으로 유의성있는 증가를 보였다. (p<0.05) 5. 여성환자는 모든 T-score가 정상적인 범주에 놓여 있었다. 6. 수술동기는 크게 심미적, 기능적, 악관절문제, 정신사회학적 동기로 나눌 수 있었으며, 각각 28.2, 32.1, 9.0, $30.7\%$였다. 7. 수술 후 수술 동기에 대한 만족도는 매우 만족하는 환자가 전체의 $14.3\%$, 만족하는 환자가 $71.4\%$, 그저 그렇다고 답한 환자가 $9.5\%$였으며, 매우 불만족스러움을 답한 환자가 $4.8\%$였다.

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Bioleaching에 사용되는 Thiobacillus ferrooxidans의 철산화 속도에 미치는 금속 이온의 영향 (Effect of Metal Ions on Iron Oxidation Rate of Thiobacillus ferrooxidans Used in a Bioleaching Process)

  • 최문성;조경숙
    • KSBB Journal
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    • 제16권1호
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    • pp.54-60
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    • 2001
  • 저품위 광석으로부터 유가 금속을 회수하기 위한 생물용출법의 적용에 있어 미생물의 활성은 매우 중요하며, 제련미생물은 금속이온에 대해 어느 정도 내성을 가지고 있어야 한다. 본 연구에서는 대표적인 제련미생물인 Thiobacillus ferrooxidans의 철산화속도에 미치는 단독 혹은 혼합 금속이온의 영향을 조사하여, T. ferrooxidans의 금속이온에 대한 내성 특성을 조사하였다. 생장 배지에 $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, 및 $Cd^{2+}$를 단독으로 첨가한 경우(첨가농도범위, $Zn^{2+}$ 60g/L이하, $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, 및 $Cd^{2+}$ 6 g/L 이하)에는 T. ferrooxidans에 의한 철산화속도는 금속이온의 첨가량에 크게 저해 받지 않았다. $Zn^{2+}$를 제외한 $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, 및 $Cd^{2+}$의 2 성분 혹은 3 성분의 혼합금속이온을 첨가한 경우에는 T. ferrooxidans의 철산화 활성에 대한 혼합 금속이온의 저해 효과는 최대 50% 정도로 크게 나타나지는 않았다. 그러나, $Zn^{2+}$을 타 금속이온과 2 성분 혹은 3 성분을 혼합하여 생장 배지에 첨가한 경우에는 T. ferrooxidans의 철산화 활성 저해에 대한 혼합 금속이온의 상승 효과가 큰 것을 밝혔다.

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배, 파인애플 및 키위 농축액을 첨가한 닭고기 육포의 이화학적 특성 (Physicochemical Properties of Chicken Jerky with Pear, Pineapple and Kiwi Extracts)

  • 양철영
    • 한국조리학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.237-250
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    • 2006
  • 노령화 닭(male) 가슴살을 원료로 하여 배, 파인애플 및 키위 농축액을 첨가하여 염지, 숙성시켜 제조된 육포의 물리 화학적 및 관능 품위을 조사, 분석하였다. 수분 함량은 대조구 및 비교구에서 $25.87{\sim}27.55%$ 사이로 T-1구가 가장 높고, 조단백, 조지방은 육포 규격에 적합한 수준으로 나타내었다. 염도 수준은 C-1구에 비하여 T-1, T-2, T-3구에서 약간 낮은 수준으로서 그 범위는 $5.34{\sim}5.44%$였다. pH는 과일 농축액을 첨가된 비교구가 낮은 수준을 보이고 저장 기간이 연장됨에 따라 높아지는 현상을 나타내고 수분 활성도는 초기에 $0.732{\sim}0.756$ 사이로서 저장 기간 사이에서 유의성이 인정되었다(p<0.01). 시제품 육포의 초기 경도값은 $45.25{\sim}49.66{\times}10^5dyne/cm^2$로 키위 농축액 첨가구에서 가장 낮게 보이고 초기 강도는 $89.37{\sim}108.16{\times}10^5dyne/cm^2$로서 대조구인 S-1이 가장 높았으며 대조구와 비교구 사이, 저장 기간 사이에서 각각 유의성을 나타내었다(p<0.01). 관능 품위 평가중 초기 시제품 색상이 4.82로 가장 높은 점수이며, 외형 및 조직감은 4.50 이상, 풍미성은 4.30 수준으로 나타내었으며 실온에서 저장 기간이 연장될수록 평가 점수가 낮아지는 경향을 보였다.

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중년기 암환자의 삶의 질에 관한 연구 (Quality of life of Middle -Aged Persons Who have cancer)

  • 한윤복;노유자;김남초;김희승
    • 대한간호학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.399-413
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    • 1990
  • This descriptive study was under taken to explore relationships among the quality of life, health locus of control and perceived state of health persons with cancer to contribute theoretical understanding about these phenomenon of interest to the quality of nursing care. The subjects of this were 200 persons with cancer (100- in patients and 100- out patients), both male and female, between 30 and 59 years of age. Data were obtained using a convenience sample technique from two university hospitals in seoul from August, 1989, to June, 1990. The instruments used for this study were the Quality of life scale developed by Ro, You - Ja and the Health Locus of Control scale developed by Wallston & Wallston. Data were analyzed using a SAS program for ANOVA, t-test, Schefffe test, Pearson Correlation Coefficients and Stepwise multiple regression. The results were as follows : 1. The scores on the quality of life scale ranged from 95 to 191 with as mean of 147.85(range 47 to 235). The Mean scores(range 1-5) on the different dimensions were family relationships 3.50, relationships with neighbours 3.48, self - esteem 3.17, physical state and function 2.99, economic life 2.93 and emotional life 2.91. 2. Significantly higher scores on the quality of life and demographic characteristics were as follows : the quality of life for women(t=2.80, p= .006), for those without complications(t=2.54, p= .013), and for those who perceived their illness as mild(F=4.85, p= .009). Higher scores on quality of life were correlated with the following : 1) emotional state and the age group 50-59(F=3.43, p= .34). 2) economic life and higher income(F=6.72, p= .002), those without complications(t=2.68, p= .00), and those who perceived their illness as mild(F=3.11, p= .05). 3) self-esteem and marriage(F=3.64, p=.028), those without complications(t=2.18, p=.03), and those who perceived their illness as mild(F=7.72, p=.000). 4) physical state and funciton and the age group 30-39(F=4.65, p=.010), those without complications (t=2.00, p=.05), and those who perceived their illness as mild(F=3.38, p=.04). 5) family relationship and those who live with their spouse(t=2.82, p=.005). 3. There was a significant positive correlation between the subjects perceptions of their current state of health and the quality of life score(r=.4364, p=.0001). 4. There was no relationship between Locus of control and quality of life in this sample. 5. Stepwise multiple regression analysis showed that: 1) the perception of current health status was the main predictor and accounted for 20.11% of the total variance. 2) sex and educational level accounted for an additional 21.71% of the total variance. 6. The quality of life and the perception of their current health status of these patients with cancer were generally lower than those of healthy adults as noted in previous studies. In conclusion, the quality of life for these cancer patients was generally low especially in regard to their emotional state. The current perceived state of health, sex, complications and perceived degree of illness were important variables relatiog to quality of life.

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