해양에서의 비, 바람, 파도 등 표층교란에 의해 수중에 형성되는 기포층은 수 미터 깊이까지 이르며, 이 기포층은 수중 소음을 발생시킬 수 있는 물리적 역학 매체로서 역할이 가능하다. 실험실에서 수중에 기포군을 형성하여 이에 의한 발생소음을 추적하므로 개개 기포들의 기포군 집단운동에서의 역할을 밝혔으며, 이론적 예측과 실측 기포집단의 모드 진동수가 매우 잘 일치함을 보였다. 이상의 분석결과, 수중 기포군의 집단운동이 수 백 hertz 영역의 수중 소음의 주된 소음원이 될 수 있음을 입증하였다.
가압으로 운전되는 삼상슬러리 기포탑에서 기포 체류량과 압력강하를 목적함수로하여 기포탑의 설계 및 scale-up을 위한 수력학적 similarity를 고찰하였다. 또한, 본 연구에서 선택한 각 실험변수가 기포탑의 직경변화에 따라 기포탑 내 기포 체류량에 미치는 영향을 분석하였다. 슬러리 기포탑에서 기체체류량 및 압력강하의 결정에 영향을 미치는 주요 인자로써 기체유속($U_G$), 연속 슬러리 상의 점도(${\mu}_{SL,eff}$) 및 표면장력(${\rho}_{SL}$), 운전압력의 변화에 따라 변화하는 기체상의 밀도(${\rho}_G$)와 슬러리 밀도(${\rho}_{SL}$)의 차($\rho_{SL}$-${\rho}_G$), 기포탑 내부에서 단위길이 당 압력강하(${\Delta}P/L$), 기포탑의 직경(D) 그리고 기포탑에서 다상흐름에 작용하는 중력의 영향을 고려하기 위해 중력가속도(g) 등을 선정하였다. 선정된 7개의 슬러리 기포탑의 수력학적 특성에 영향을 미치는 파라메타들과 3개의 기본차원들로부터 차원해석에 의해 수력학적 특성을 지배하는 4개의 무차원 군을 도출하였다. 도출된 무차원 군인 레이놀즈 수, 프라우드 수 그리고 웨버 수 등이 기포탑에서 기포체류량에 미치는 영향을 검토하였다. 기포탑 내부에서의 압력강하와 기체 체류량 등을 무차원 군의 상관식으로부터 효과적으로 예측할 수 있었다. 본 연구의 결과는 가압슬러리 기포탑의 설계 및 scale-up 등에 매우 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
체외 충격파 쇄석술 (ESWL)은 인체 외부에서 발생된 충격파를 인체 내부의 결석 부위에 집속하여 결석을 분쇄하고 치료 효과를 얻는 혁신적 치료술이다. 충격파의 압력 및 파형은 결석의 분쇄 효과 즉 치료 효과를 좌우한다. 체외에서 충격파의 압력은 고감도 하이드로폰을 이용하여 측정할 수 있지만, 인체 체내에서, 특히, 비침습적으로 충격파를 측정하기는 매우 어렵다. 본 논문에서는 ESWL 충격파에 의해 활성화된 체내의 기포군으로부터 방출된 음향 신호 (CIAE)를 측정하여 비침습적으로 충격파의 압력을 추정하는 방법을 실험하였다. 충격파 압력의 추정은 측정된 CIAE 신호에서 1차 기포군 파열음과 2차 파열음 간의 시간 지연은 충격파의 압력과 선형적인 관련성 가진다는 실험 결과 (Coleman et al 1996)에 근거하고 있다. 본 논문에서는 충격파 압력 측정 시스템을 구성하여 생체 외 실험을 수행하였고, 개발된 시스템의 임상적인 활용 가능성을 확인하였다.
최근 비디오흥강경의 발달로 인하여 많은 수의 외과의사들에 의하여 자연기흥에 대하여 비디오흥강 경을 이용한 기포절제술이 적절한 치료법으로 제시되고 있지만 지금까지 이 수술 후의 추적관찰 결과 등에 대하여는 크게 보고된 바가 없다. 저자는 1994년 6월부터 1995년 12월까지 38회의 비디오흥강경을 이용한 기포절제술을 시행받은 자연기흥 환자 34례(1군)를 대상으로 그 수술결과와 조기 추적관찰 결과 를분석하였으며 동시에 이 결과를 같은 기간에 액와절개술을통해 기포절제술을시행받은환자 14례(2 군)의 결과와 비교하였다. 성별, 나이, 기흥의 위치와 정도, 수술적응증, 그리고 수술후 합병증 발생률은 두군에서 유의한 차이 를 보이지 않았다. 그러나 2군에서 1군에 비해 기포의 숫자와 위치가 다발성인 경향이 있었으며 1군에 서 기포절제술시 사용한 자동봉합기의 숫자는 2개에서 4개 사이로 평균 2.6개를 차지하고 있었다. 흥관제거시까지의 기간은 두군에서 차이가 없었으나(3.7일, 3.9일)퇴원시까지의 기간은 1군(5.6일)에 서 2군(8.9일)에 비해 유의하게 짧았다. 수술후2개월에서 21개월까지 평균 12개월의 추적관찰기간중 1 군에서는 3례(7. %)의 기흥재발이 있었으나 2군에서는 기흥의 재발례가 없었다. 이상의 결과로 기흥에 대한 비디오홍강경수술이 액와절개술에 의한 수술보다 덜 침습적 이고 재원기 간이 팎아지는등의 장점이 있으나 수술후 기흥의 재발률이 높은 것으로 관찰되어 이의 적용에는 신중을 기해야 할 것으로 판단된다.
솔레노이드 코일을 이용하여 전자기식 충격파 발생기를 제작하고 발생된 충격파의 음향학적인 특성을 측정하였다. 충격파의 생물학적 효과에 가장 중요한 과정으로 알려진 초점 부위의 기포군의 파열 현상을 바늘형 하이드로폰을 이용하여 평가하였다. 하이드로폰 신호의 웨이브렛 변환을 이용하여 초점 부근에서 기포 파열 지연 시간을 정확히 측정할 수 있음을 보였다.
미세조류 Nannochloropsis oculata (N. oculata)와 Chlorella vulgaris (C. vulgaris)는 다른 미세조류에 비해 높은 중성지질 함유량으로 인해 바이오 디젤 생산에 중요한 자원이다. 나노기포 산소수, 수소수를 이용해 만든 배지에서 미세조류를 배양하였다. N. oculata 배양 결과 세포 성장은 대조군과 비슷하였으며 지질 함량은 대조군에 미치지 못하는 것으로 나타났다. C. vulgaris 역시 N. oculata와 비슷한 경향을 보였다. 미세조류의 광합성으로 인한 색소의 함량 변화를 알아보기 위해 클로로필과 카로티노이드 함량을 측정하였다. 클로로필 함량은 나노 기포산소수와 수소수에서 배양한 N. oculata가 대조군 보다 약 54%, 30% 증가하였으며 카로티노이드 함량은 각각 21%, 25%씩 증가함을 확인하였다. C. vulgaris의 클로로필 함량은 기포산소수와 수소수에서 대조군보다 59%, 39% 증가하였으며 카로티노이드 함량도 49%, 29% 증가하였다.
배경: 저자들은 자연 기흉 환자의 폐 기포에서 transforming growth factor-beta 1 receptor II (TGF-${\beta}1$RII)와 transforming growth factor-beta 1 (TGF-${\beta}1$) ligand를 면역조직화학염색법으로 조사하여 상기 유전 물질이 과 발현되어 폐 기포 형성에 관여될 수 있음을 보고한 바 있다. 그러나 TGF-${\beta}1$ ligand는 혈액 내에도 존재하고 있으므로 혈액내의 TGF-${\beta}1$ ligand 양이 폐 기포 조직의 형성에도 관여가 될 수 있는 가능성 여부를 알아보기 위하여 연구를 하였다. 대상 및 방법: 자연 기흉으로 폐 기포 절제술을 실시한 환자 19명에서 폐 기포 조직과 혈액을 채취하였다. 대조군으로 25∼27세의 정상인 5명에서 혈액을 채취하였다. 획득된 폐 기포 조직은 formalin 용액에 고정하였으며 파라핀에 포매하여 $5{\sim}6{\mu}m$ 두께로 블록을 만들었으며 면역조직화학염색방법으로 염색하여 관찰하였다. 채취된 혈액에서 ELISA assay로 혈액내의 TGF-${\beta}1$의 양을 측정하였다. 결과: 19명 중 16명에서 TGF-${\beta}1$에 양성이었으며 10명에서 TGF-${\beta}1$RII에 양성의 소견을 보였다. TGF-${\beta}1$에 양성인 16명 중 9명에서 TGF-${\beta}1$RII에 양성으로 확인되었다. 강하게 염색된 부위는 폐 기포 조직과 정상 폐 조직의 경계선 부위였다. 폐 기포 조직에서 TGF-${\beta}1$과 TGF-${\beta}1$RII가 동시에 양성인 환자 9명의 혈액내의 TGF-${\beta}1$의 양은 $38.36{\pm}16.2ng/mL$이었으며 대조군은 $54.06{\pm}15ng/mL$이었다. 결론: 폐 기포를 갖는 수술 환자 군의 혈액내의 TGF-${\beta}1$의 양이 대조군보다 높지 않은 수치를 보이는 것으로 보아 혈액 내 TGF-${\beta}1$ 양은 폐 기포 형성에 직접적으로 관여될 가능성은 적고, 폐 조직에서 국소적으로 과 발현되는 TGF-${\beta}1$RII and TGF-${\beta}1$ ligand가 폐 기포 형성에 더 많이 관계하는 것으로 예상한다.
초음파 캐비테이션 현상이란 강한 초음파 조사 조건에서 매질(주로 유체) 내에서 미세기포를 발생시키고, 천이시키는 물리적 현상을 의미한다. 본 연구에서는 초음파 캐비테이션 발생량의 정량적 평가를 위하여 초음파 조사조건에 따른 기포군의 초음파 음향 특성변화를 관찰하였다. 중심 주파수가 500 kHz. 1.1 MHz인 곡면형 단일 초음파 변환기를 이용하여 캐비테이션 현상을 발생시켰으며, 형성되는 기포군을 가로지르는 2.25 MHz 간섭 초음파를 송/수신하여 분석하였다. 본 연구에서는 캐비테이션 발생량 평가를 위한 파라미터로 투과하는 파의 중심주파수 변화 및 감쇠 특성, 전파시간을 제시하였으며, 캐비테이션 발생 조건(조사 강도 및 여기 신호, 중심주파수)에 따른 변화를 관찰하였다. 획득된 간섭 초음파 수신신호를 분석한 결과, 중심 주파수의 변화의 경우 상관계수는 낮지만 조사 강도에 따른 상관관계를 확인할 수 있었으며, 특정 조사 조건에서 주목할 만한 급격한 중심 주파수 변화가 관찰되었다. 조사조건에 따른 간섭 초음파의 감쇠 추세는 모든 조건에서 높은 상관관계를 보였으며, 캐비테이션 발생형태에 영향을 받지 않는 것으로 확인되었다. 조사조건에 따른 전파 시간의 변화는 관찰되지 않았다. 차후 다양한 조사조건에 대한 평가를 통하여 보다 정량적인 캐비테이션 발생량 평가가 가능할 것으로 판단되며, 이러한 정량적 평가는 고강도 초음파 치료에서 발생할 수 있는 현상에 대한 기초 연구로서 활용 가능할 것으로 사료된다.
달걀에 0.5∼3.0kGy의 방사선을 조사한 다음 난백을 분리하여 비조사 및 조사 난백의 물리적, 기능적 특성을 비교 $.$검토하였다. 방사선 조사 달걀을 30$\^{C}$에서 2시간 방치한 다음 난백을 분리하여 실험재료로 사용하였다. 점도는 방사선을 조사하지 않은 대조군 난백이 가장 높았다. 조사 난백의 점도는 조사선량이 가장 낮은 0.5kGy에서 급격히 감소하였으며 이 후 완만한 감소를 보였다. 달걀을 할란하여 난백의 상태를 비교한 결과, 대조군 난백은 농후난백과 수양난백의 구분이 뚜렷했으나, 조사 난백은 구별할 수 없었다. 난백의 pH는 방사선 조사의 영향을 받지 않았다. 한편 색도는 방사선 조사에 따라 명도와 녹색도가 낮아졌다(p<0.05). 난백의 기포형성력은 overrun으로 측정하였는데, 조사 난백은 대조군에 비해 overrun이 증가하였다(p<0.05). 조사선량 3kGy인 난백의 overrun은 대조군 난백에 비해 1.7배 정도 높았다. 난백의 기포 안정성은 기포를 30분 방치하는 동안 유리되는 액량으로 검토하였다. 유리액량은 대조군 난백이 가장 많았다(p<0.05). 조사 난백의 유리액량은 조사선량이 증가함에 따라 감소하였다
임계열속을 예측하는 기존의 여러 방법중 임계열속 발생 역학구조에 근거한 이론적 접근 방법은 여러 유동형태(Flow pattern)별로 연구되고 있으며, 대표적으로 환상유동에서의 LFD(Liquid Film Dryout) 이론, 기포류에서의 BBLD(Bubble Boundary Layer Dryout) 흑은 LNID(Local Nucleation Initiated Dryout)이론 등이 제시되고 있다. 본 논문에서는 일반적으로 원자로 조건에 서 적용될 수 있는 LFD이론과 BBLD 이론에 대하여 대표적인 모델들을 소개하고 특성을 검토하였다. 특히 BBLD 이론중에서 기포군집 (Bubble coalescence) 모델과 층류막 드라이 아웃(Sublayer dryout) 모델에 대해서는 원형관에서의 임계열속 시험자료를 사용하여 각 모델의 예측 성능 및 특성을 평가하였다. 평가 결과, 기포군집 모형인 Weisman 모델의 예측성능이 가장 우수했으며 아울러 층류막 드라이아웃 모델인 Katto 모델과 Mudawwar 모델은 구성 인자중 기포군속도와 층류막 두께와의 관계가 보다 정확히 모형화되야 할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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