• 제목/요약/키워드: 근육모델

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덱사메타손으로 유도된 근위축 C2C12 모델에서 효소처리스테비아의 보호 효과 (Protective Effect of Enzymatically Modified Stevia on C2C12 Cell-based Model of Dexamethasone-induced Muscle Atrophy)

  • 오건;최선일;한웅호;문효;이세정;임지현;이호성;정형동;라문진;권민희;이옥환
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.69-78
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    • 2023
  • 본 연구에서는 EMS를 건강기능식품으로 활용하기 위한 기초적인 데이터를 제공하기 위해 EMS가 DEX으로 유도한 근위축 C2C12 모델에서 미치는 보호 효과를 조사하고자 하였다. DEX를 처리한 근위축 모델을 확립하였다. 그리고 DEX으로 유도한 근위축 C2C12 myotube에 24시간 동안 10, 50, 100 ㎍/mL 농도의 EMS를 처리하였으며, C2C12에 EMS와 DEX를 처리하여 XTT 세포독성 테스트와 myotube 형성 효능(myotube diameter와 fusion index) 측정, 단백질 발현량 분석을 수행하였다. 또한, 기능성을 입증받은 SE를 positive control로 사용하였다. EMS의 세포독성 평가 결과, 100 ㎍/mL 농도까지 유의한 독성이 없는 것을 확인하였다. C2C12 myotube에서 EMS는 DEX만 처리한 실험군과 비교하여 모든 농도에서 유의적으로 세포 보호 효능이 있음을 확인하였다. 또한 fusion index와 myotube diameter를 측정하여 DEX만 처리한 실험군과 비교하였을 때, EMS의 myotube 형성 효능을 확인하였다. EMS는 근육세포 분해 관련 단백질인 Fbx32와 MuRF1의 발현을 감소시키고, 그와 반대로 근력 강화 및 합성과 관련된 단백질인 SIRT1과 p-Akt/Akt의 발현은 증가시켰다. 이러한 연구결과는 EMS가 건강기능식품 개발의 성분으로 활용될 수 있으며, in vivo 동물 모델에서도 활용 가능할 것으로 사료된다.

심부전 모델에서 실험적 심근성형술의 단기 혈역학적 효과에 관한 연구 (Study on the Short-Term Hemodynamic Effects of Experimental Cardiomyoplasty in Heart Failure Model)

  • 정윤섭;염욱;이창하;김욱성;이영탁;김원곤
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제32권3호
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    • pp.224-236
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    • 1999
  • 배경: 역동적 심근성형술에서 골격근 수축에 의한 단기 혈역학적 변화를 관찰하고 이에 미치는 인자를 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 이를 위해 20-30kg 사이의 한국산 잡견 10마리를 두 그룹으로 나눠 심장 상태를 정상과 심부전 상태로 구분하였고 골격근 상태도 활성도 및 수축력의 차이가 나도록 구분하였다. 그룹 A에서는 5마리의 정상 심장상태의 실험견에 심근성형술을 시행한 뒤 8주후 혈역학 검사를 실시하였고, 그룹 B에서는 5마리의 실험견에 8주동안 매주 1 mg/kg의 doxorubicin을 주입하여 만성 심부전 상태를 만들면서 동시에 좌측 광배근의 사전 조건화를 위한 근육훈련을 한후 심근성형술을 시행하고 바로 혈역학 검사를 실시하였다. 결과: 그룹 A의 정상 심장 상태에서 광배근 수축으로 평균 우심방 압력을 제외한 나머지 좌심실 혈역학 지수에는 유의한 변화가 없었다. 그룹 B에서는 광배근 수축으로 심박출량(cardiac output; CO)은 16.7$\pm$7.2%, 좌심실 압력발생 속도(positive pressure development rate of left ventricle; dp/dt)는 9.3$\pm$3.2%, 일회 심박출량(stroke volume; SV)은 16.8$\pm$8.6%, 좌심실 박출작업량(left ventricular stroke work; SW)은 23.1$\pm$9.7% 증가하였고, 좌심실 이완기말압(left ventricular end-diastole pressure; LVEDP)은 32.1$\pm$4.6%, 평균 폐동맥쐐기압(mean pulmonary capillary wedge pressure; mPCWP)은 17.7$\pm$9.1% 감소하였다(p<0.05). 그러나 그룹 A에서 imipramine을 7.5 mg/kg/hour의 속도로 34$\pm$2.6분 투여하여 CO이 17.5$\pm$2.7%, 좌심실 수축기압(left ventricular systolic pressure)이 15.8$\pm$2.5% 감소하고 LVEDP가 54.3$\pm$15.2% 증가한 일시적 급성 심부전 상태를 유도한 뒤(p<0.05), 이 상태에서 광배근을 자극하였더니 CO은 4.5$\pm$1.8%, dp/dt는 3.1$\pm$1.1%, SV는 5.7$\pm$3.6%, SW는 6.9$\pm$4.4% 증가하였고, LVEDP는 11.7$\pm$4.7% 감소하였다(p<0.05). 그룹 A의 급성 심부전 상태와 그룹 B의 만성 심부전 상태에서 모두 광배근 수축으로 변화한 CO, dp/dt, SV, SW, LVEDP 같은 좌심실 혈역학 지표들의 변화의 폭을 비교하면 그룹 B에서 그룹 A에서보다 더 컸다(p<0.05). 그룹 A에서 유도된 급성 심부전 상태와 그룹 B의 만성 심부전 상태가 CO, dp/dt, SV, SW, LVEDP 같은 좌심실 혈역학 지표들 면에서 통계학적으로 차이가 없고(p>0.05), 육안적으로 광배근을 관찰하였을 때 그룹 A에서는 광배근의 유착 및 염증소견이 모두에서 있었고 그중 2마리에서는 광배근의 수축을 목격할 수 없었던 반면, 그룹 B에서는 5마리 모두에서 광배근이 활발하게 수축하였다는 점을 함께 고려하면 그룹 B에서의 더 큰 증폭 효과가 광배근의 활성도 및 수축력의 차이로부터 기인한다고 평가할 수 있다. 결론: 이상에서 역동적 심근성형술의 수축기 혈역학적 변화는 심부전 상태에서만 긍정적인 개선 효과를 나타내며, 그 효과의 극대화를 위해서는 근육의 수축력을 유지하는 것이 매우 중요함을 알 수 있다.

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감염병소 영상을 위한 $^{99m}Tc$-Transferrin 개발 (Development of $^{99m}Tc$-Transferrin as an Imaging Agent of Infectious Foci)

  • 김성민;송호천
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제40권3호
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    • pp.177-185
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    • 2006
  • 목적 : 본 연구의 목적은 $^{99m}Tc$-방사성표지 트렌스페린 ($^{99m}Tc$-transferrin)을 개발하여 감염/염증병소의 진단에 이용할 수 있는지 알아보고, 이를 $^{67}Ga$-Citrate 영상과 비교하고자 하였다. 대상 및 방법 : Succinimidyl 6-hydrazino-nicotinate hydrochloride -chitosan -transferrin (Transferrin)을 합성하고, 여기에 $^{99m}Tc$ 방사성 표지를 시행하였다. $^{99m}Tc$-transferrin의 방사성표지효율은 표지 후 10분, 30분, 1시간, 2시간, 4시간, 8시간에 측정하였다. 포도상구균(ATCC 25923, $2{\times}10^8$ colony forming unite, 0.2 ml)을 접종한 쥐농양모델에서 $^{99m}Tc$-transferrin과 $^{67}Ga$-citrate의 생체내 분포를 평가하고 영상 검사를 실시하였다. 결과: 질량분석계를 이용하여 Transferrin이 성공적으로 제조되었음을 알 수 있었다. $^{99m}Tc$-transferrin의 방사성표지효율은 10분, 30분, 1시간, 2시간, 4시간, 8시간에 각각 $96.2{\pm}0.7%,\;96.4{\pm}0.5%,\;96.6{\pm}1.0%,\;96.9{\pm}0.5%,\;97.0{\pm}0.7%\;and\;95.5{\pm}0.7%$ 이었다. $^{99m}Tc$-transferrin의 단위섭취량은 감염병소에서 $0.18{\pm}0.01\;and\;0.18{\pm}0.01$, 정상근육에서 $0.05{\pm}0.01\;and\;0.04{\pm}0.01$이었고, 감염병소 대 정상근육 섭취비는 30분과 3시간에 각각 $3.7{\pm}0.6\;and\;4.7{\pm}0.4$이었다. $^{99m}Tc$-transferrin 영상에서 10분, 30분, 1시간, 2시간, 4시간 그리고 10시간에서의 병소/배후방사능비는 각각 $2.18{\pm}0.03,\;2.56{\pm}0.11,\;3.08{\pm}0.18,\;3.77{\pm}0.17,\;4.70{\pm}0.45$ 그리고 $5.59{\pm}0.40$이었고, $^{67}Ga$-citrate의 경우 2시간, 24시간, 48시간에 $3.06{\pm}0.84,\;4.12{\pm}0.54\;4.55{\pm}0.74 $이었다. 결론 : Transferrin에 $^{99m}Tc$을 이용한 방사성표지가 성공적으로 이루어졌고, $^{99m}Tc$-transferrin의 표지효율은 8시간까지 95% 이상의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로 $^{99m}Tc$-transierrin이 감염 병소의 영상진단에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

저항성 운동이 골격근 유전자 발현에 미치는 영향: Beadarray 분석 (Effect of Resistance Training on Skeletal Muscle Gene Expression in Rats: a Beadarray Analysis)

  • 오승렬;오상덕
    • 생명과학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.116-124
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 저항성 운동 후 골격근에서 저항성 관련 유전자를 규명하는 것이다. 연구 목적을 달성하기 위하여 총 32두의 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 분양 받은 후 4주차 통제군(4 wks CON, n=8), 8주차 통제군(8 wks CON, n=8), 4주차 운동군(4 wks REG, n=8), 8주차 운동군(8 wks REG, n=8)으로 집단을 분류하였다. 저항성 운동군은 꼬리에 무게를 달고 동물용 사다리(1-m vertical, 85 degree incline)를 오르는 저항성 사다리 운동을 1회 10번, 주당 3일, 4주와 8주간 점증적으로 실시하였으며, 골격근 조직은 저항성 운동 후 장무지굴근(flexor hallucis longus; FHL)을 적출하여 분석에 이용하였다. 적출한 골격근에서 total RNA를 분류한 후, 대규모 유전자 발현분석을 위하여 Illumina RatRef-12 Expression BeadChip을 이용한 Beadarray를 시행하였으며, Beadarray 결과를 확인하기 위해 qPCR (real-time quantitative PCR)를 실시하였다. 유의성 검증은 Beadstudio software를 이용하여 실시하였으며, Beadarray 데이터 중 Detection p-value to <0.01, M-value {M= $log_2$ (condition)-$log_2$ (reference)} to >1.0, DiffScore to >20인 유전자만을 통계적으로 의미 있는 유전자로 선택하였다. 4주차 저항성 운동 후 통제집단에 비해 2배 이상 유의하게 발현이 증가한 유전자는 30개였으며, 6개의 유전자가 감소하였다. 8주차 저항성 운동 후에는 5개의 유전자가 발현이 증가하였으며, 12개의 유전자가 유의하게 감소하였다. 연구결과 다음의 유전자를 포함한 저항성 운동과 근비대와 관련 후보 유전자를 도출하였다; 1) 세포 성장 조절(IGFBP1, PLA2G2A, OKL38); 2) 근육발생(CSRP3); 3) 조직 재생과 근육 발달(MUSTN1, MYBPH); and 4) 비대 모델(CYR61, ATF3, NR4A3); and 5) 당대사(G6PC, PCK1). 이러한 연구결과는 차후 저항성 운동과 관련된 다양한 생리학적 변인을 연구하는데 있어서 기초 자료를 제공할 것으로 생각된다.

성장기 돼지의 단백질대사에 사료단백질의 질이 미치는 영향 -수치모델을 사용하여- (Effects of Feed Protein Quality on the Protein Metabolism of Growing Pigs - Using a Simulation Model -)

  • 이옥희
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.704-713
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    • 1997
  • Simulation의 결과와 PAF식으로 계산된 성장기의 단백질 축적량과의 상대적 차이는 8.8%를 보여 본 연구의 타당성이 확인되었다. 성장률을 나타내는 총 체단백질량에 대한 단백질 축적량은 양질의 단백질을 섭취 할 경우 성장함에 따라 parabolic 형태를 띄나, 사료단백질의 질이 낮아짐에 따라 150일 simulation 기간내에 이러한 형태는 사라졌다. 성장하는 동안 단백질 회전의 두요소가 항상 병행하여 증가하였다 단백질 합성량과 분해량은 서로 병행하여 단백질 질에 따라 차이를 보였는데, 질이 높은 단백질을 섭취하였을 때 단백질 축적의 증가는 높은 단백질 합성량과 분해량에 의해 일어남 을 보여 주었다. 이는 근육단백질의 대사형태(5)를 반영하며, 그리하여 돼지의 총 단백질대사는 근육단백질에 의해 결정됨을 확인해 주었다. 그리고 단백질 질이 낮을 경우 매일의 단백질 대사율과 성장률이 저하할 뿐 아니라 성장지연도 일어남을 보여 주었다 본 연구에서 추정된 필수아미노산의 총 필요량은 28.1g이며, 일반적으로 돼지 사료의 제1 제한 아미노산인 lysine의 필요량은 4.2g이다. 이러한 아미노산 필요량은 NRC에서 권장하는 균형잡힌 아미노산 조성과 유사하다. 이와 같이 본 연구는 동위원소를 사용한 실험을 시행할 필요없이 simulation을 통해 다양한 질의 사료단백질에 따른 단백질 축적량에 대한 자료만으로 성장기의 단백질 회전률과 단백질대사의 동적행위를 나타내어 식이의 단백질 질의 변화에 적응하는 기전을 나타낼 수 있음을 보여주었다.

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길경에서 추출한 polygalacin D가 근원세포 분화 및 근위축에 미치는 영향 (Effects of polygalacin D extracted from Platycodon grandiflorum on myoblast differentiation and muscle atrophy)

  • 송은주;허지원;장지희 ;김언미;정윤희;김민정;김성은
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제56권6호
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    • pp.602-614
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    • 2023
  • 본 연구는 근생성 및 근위축 완화효능을 가진 유효소재 발굴의 필요성에 의해 polygalacin D가 근원세포 분화 및 미토콘드리아에 미치는 영향과 항암제 유도 근위축에 대한 완화효과를 각각 세포 및 동물실험을 통해 확인하고자 하였다. 그 결과, polygalacin D는 다핵을 지닌 근관세포의 수와 분화 종결인자인 MHC isoforms의 발현량을 증가시켰고 근육 내 단백질 분해 인자인 MuRF1, Smad2/3의 발현량은 유의적으로 감소시켰다. 또한 미토콘드리아 생합성 조절인자인 Pgc1α의 발현은 증가시키고 미토콘드리아 분열인자인 Drp1과 Fis1의 발현은 감소시켰다. 한편 zebrafish 동물모델을 통해 항암제 유도 근위축에 대한 개선효과를 확인한 결과, polygalacin D는 항암제에 의해 유도된 근위축과 미토콘드리아 손상을 완화시켰다. 이상의 결과들은 polygalacin D가 미토콘드리아 기능 증진을 매개로 근원세포 분화 촉진 및 근육 단백질 분해 저하 효과를 지닐 뿐만 아니라, 미토콘드리아 손상을 개선하여 항암제로 유도된 근위축에 대한 완화 효과를 나타냄을 시사한다. 따라서 본 연구를 통해 polygalacin D가 근생성 및 근위축 예방과 치료를 위한 잠재적인 유효소재로서의 가능성을 제시하였다.

BALB/c 마우스를 이용한 방사선섬유증 모델 확립 (Establishment of a Radiation-Induced Fibrosis Model in BALB/c Mice)

  • 류승희;이상욱;문수영;오정윤;양연주;박진홍
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제28권1호
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    • pp.32-38
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    • 2010
  • 목 적: 항암요법에 의한 부작용 중 방사선섬유증(radiation fibrosis)은 방사선치료 후 빈번하게 일어나지만 발생빈도 및 심각성에 비해 치료법이 제한적이다. 본 연구에서는 방사선섬유증의 기전 연구 및 치료제 개발을 위해 방사선섬유증 동물모델계를 확립하고자 하였다. 대상 및 방법: 마우스의 대퇴부에 20 Gy의 방사선을 1주 간격으로 2회 조사한 후 날짜 별로 육안적 평가와 haematoxylin & eosin (H&E) 및 Masson’s Trichrome 염색을 통한 조직학적 변화를 평가하였다. 연부조직 수축도를 평가하기 위하여 특별히 고안된 틀을 이용하여 양쪽 하지의 길이 차이를 측정하였고, transforming growth factor (TGF)-${\beta}$의 발현 정도를 면역조직염색 및 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction)을 통해 측정하였다. 결 과: 본 연구에서 20 Gy씩 2회의 방사선조사를 시행하고 14, 28, 42, 97일 후 양측 하지의 수축도를 비교한 결과 42일 이후에 유의한 길이 차이가 나타났고 조직검사 결과 방사선이 조사된 피부 및 연부조직에서 아교질(collagen)과 세포외바탕질(extracellular matrix) 섬유가 불규칙한 배열을 나타내었으며 근육섬유모세포(myofibroblast)의 증가가 관찰되었다. TGF-${\beta}$ 발현 정도를 면역염색으로 조사한 결과 시간이 지남에 따라 증가하였고, 중합효소연쇄반응상 mRNA 발현량도 대조군에 비해 유의하게 증가하였다. 결 론: BALB/c 마우스의 대퇴부에 20 Gy의 방사선을 2회 조사하였을 때 방사선섬유증과 관련된 주요 인자인 TGF-${\beta}$의 발현량이 증가하였을 뿐만 아니라 외관적으로도 뚜렷한 방사선섬유증이 관찰되어 앞으로의 연구를 위한 효과적인 동물모델계로 사료된다.

고지방 식이 유도 비만 마우스 모델에서 황정 추출물의 지방질 및 에너지 대사 관련 유전자에 대한 효능 연구 (Effects of Polygonatum sibiricum rhizome extract on lipid and energy metabolism in high-fat diet-induced obese mice)

  • 전우진;김지영;오익훈;이도섭;손서연;서윤지;연승우;강재훈
    • 한국식품과학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.192-202
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    • 2017
  • 황정 주정 추출물 ID1216의 고지방 식이 유도 비만 마우스에서의 체중 증가 억제 효과에 대한 분자생물학적 기전을 확인하고자 단백질과 mRNA 수준에서 지질 및 에너지 대사 관련 유전자들의 발현 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 확인된 지표들 간의 상호 작용 및 ID1216의 조절 여부에 관해 Fig. 10에 나타내었다. 실험 결과 ID1216은 고지방 식이 유도 비만 마우스에서 체중 증가 억제를 나타내었으며, 비만 대사 관련 pathway의 상위 유전자로 사료되는 SIRT1과 AMPK의 발현을 조절하는 것으로 나타났다. 활성화된 SIRT1과 AMPK는 $PGC1{\alpha}$의 활성화에 관여하고, 이를 통해 열 발산 대사와 관련된 UCP 단백질과 핵 수용체 단백질인 $PPAR{\alpha}$의 발현이 백색지방, 갈색지방, 간 및 근육에서 증가되는 것이 확인되었다. 각 조직 별로 RT-PCR을 진행한 결과에서는 $PPAR{\alpha}$의 하위 유전자인 aP2, ACO, Acadl, Acadm, CPT1a, CPT1b의 mRNA 발현 수준을 향상시켜 주어 ID1216이 지방산 산화 대사인 ${\beta}$-oxidation의 활성화에 기여할 가능성을 보여주었다. 이와는 별개로 ID1216은 중성지질을 분해하는 것으로 알려진 ATGL의 mRNA 발현 또한 증가시키는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 ID1216이 조직에 따라 지질 및 에너지 대사와 관련된 인자의 발현에 영향을 주는 체중 조절에 효과적인 소재임을 알 수 있었다. 또한 비만 치료제와의 기전적 차별성과 생약 특유의 섭취 안전성을 특징으로 하는 체중 또는 체지방 조절 기능성 소재로의 활용 가능성도 충분히 가지고 있음을 확인할 수 있었다.

말초신경 손상 백서모델에서 초음파 치료의 신경 및 근육 재생효과 (The Effect of Ultrasound Treatment on Regeneration Nerve and Muscle on Injured Peripheral Nerve of Rats Model)

  • 정미선;김경윤
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제17권4호
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    • pp.589-600
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    • 2005
  • The purposes of this study is to discuss and analyze the effect on the recovery from cut in sciatic nerve. This study used 9 weeks male rats of Sprague-Dawley family. Rat in groups 4 were treated with pulsed therapeutic ultrasound for 3 minutes. 3 times weekly at 3MHz respectively (intensity; $0.2W/cm^2,\;0.5W/Cm^2,\;10W/cm^2$); rat in group 1 received placebo ultrasound. In addition, changes of serum aspartate amino-transferase(AST) and creatine phosphokinase(CPK) levels were also demonstrated with diameter of individual muscle fasciculate and number of muscle fiber in each of three types of muscles located in gastrocnemius, soles. The results of comparing the changes in groups are as follows; 1. We found out that hypertrophic epineurium was present in sciatic nerve injured ultrasound treatment of groups. 2. In the gastrocnemius morphological investigation of the group I (control group), severe muscle atrophy were observed at the 7th days of the sciatic nerve injury. however, muscle atrophy of the group IV ($1.0W/cm^2$) were slightly recovered at the 14th days after treatment ultrasound. At the 28th days, muscular fibers were formed in polygon and were significantly recovered. 3. C-fos immunoreactive of the group II ($0.2W/cm^2$), III ($0.5W/cm^2$) were remarkably increased at the 1th day after treatment of ultrasound. Group IV were markedly deceased. 4. Brain-Derived Neurotrophic Factor(BDNF) immunoreactive of the group II, III were increased after 7 days of the sciatic nerve injury. Group IV were markedly increased from 14th days to 28th days after treatment of ultrasound. 5. A significant increase of serum AST levels were demonstrated in control group. However, serum AST levels of massage groups were significantly decreased compared to that of control group in followed order ; ($0.2W/cm^2<0.5W/cm^2<1.0W/cm^2$). 6. A significant increase of serum CK levels were demonstrated in control of group. However, serum CK levels of massage groups were significantly decreased compared to that of control group in followed order ; ($0.2W/cm^2<0.5W/cm^2<1.0W/cm^2$). The above results suggest that ultrasound treatment after peripheral nerve injury might reduce noxious stimuli, facilitate nerve recovery and effective in the functional improvement delaying muscle atrophy or degeneration.

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척추경 나사못을 이용한 척추 유합술에서 고정범위에 따른 인접 추간판의 압축 거동 분석 (Analysis of Compression Behavior on Intervertebral Disc L4-5 in Pedicle Screw System Instrumented Lumbar Spine under Follower Load)

  • 안면환;안종철;이수호;정일섭;이춘열;이장우
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제20권2호
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    • pp.160-168
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    • 2003
  • 요추부 척추에 기구를 시술한 유한요소 복합체 모델을 이용하여 제 4-5 요추간판에 대한 해석을 수행한 결과, 근육의 작용을 케이블과 케이블 가이드로써 단순화 모사한 follower 하중에서 수직하중인 경우보다 높은 압축력을 나타내어 더욱 안정함을 보였고 불안정성의 원인이 되는 전단력과 굽힘모멘트의 발생은 미미하였다. 장분절 고정에 의한 인접 분절에 전단력이 증가됨을 실험적으로 보였는데, 이는 장분절 고정이 퇴행성 변화 촉진에 기여할 것으로 추정된다.

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