• 제목/요약/키워드: 레이저 현미경

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동결융해 실험을 통한 암석 표면 거칠기 및 화학종 생성에 관한 분석 (Analysis of Rock Surface Roughness and Chemical Species Generation by Freeze-Thaw Experiments)

  • 최정해
    • 광물과 암석
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    • 제35권3호
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    • pp.299-311
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    • 2022
  • 지표에 노출된 암석은 지속적으로 풍화를 받게 되고 이러한 영향으로 암석의 공학적 안정성이 약해지게 된다. 특히 풍화가 진행되면서 암석의 표면은 풍화에 의해서 변화를 일으키고 이러한 표면 변화는 암석으로 구성된 지반의 공학적 안전성에 영향을 미치게 된다. 또한, 풍화를 받은 암석에서 생성되는 화학종은 주변환경에 직접적인 영향을 미치거나 구조물에 영향을 미치게 된다. 광산지역과 같이 암석이 노출된 지역에서는 풍화에 의해 생성된 화학종이 주변 자연환경에 심각한 영향을 미치기도 한다. 본 연구에서는 이러한 관점에서 동결/융해 실험을 활용한 풍화가속 실험을 이미 풍화를 받은 암석과 신선한 암석을 대상으로 실시하고 각 암석의 표면 변화를 다초점 레이저 현미경으로 관찰하고 IC/ICP-MS를 활용하여 화학종 생성에 대한 분석을 실시하였다. 풍화가 진행됨에 따라 표면의 거칠기는 완화되는 것을 확인하였고 주변환경에 영향을 미칠 수 있는 화학종은 풍화를 받는동안 양이 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 암석이 노출된 지역에서의 공학적/환경학적 안전성을 평가하는 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

삼차원 표면 조도 측정기와 삼차원 레이저 공초점 현미경 적용에 따른 표면 거칠기에 대한 영향 연구 (Study of the Effect of Surface Roughness through the Application of 3D Profiler and 3D Laser Confocal Microscope)

  • 정희영;김대은
    • Tribology and Lubricants
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    • 제40권2호
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    • pp.47-53
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    • 2024
  • Surface topography plays a decisive role in determining the performance of several precision components. In particular, the surface roughness of semiconductor devices affects the precision of the circuit. In this regard, the surface topography of a given surface needs to be appropriately assessed. Typically, the average roughness is used as one of the main indicators of surface finish quality because it is influenced by both dynamic and static parameters. Owing to the increasing demand for such accurate and reliable surface measurement systems, studies are continuously being conducted to understand the parameters of surface roughness and measure the average roughness with high reliability. However, the differences in the measurement methods of surface roughness are not clearly understood. Hence, in this study, the surface roughness of the back of a silicon wafer was measured using both contact and noncontact methods. Subsequently, a comparative analysis was conducted according to various surface roughness parameters to identify the differences in surface roughness depending on the measurement method. When using a 3D laser confocal microscope, even smaller surface asperities can be measured compared with the use of a 3D profiler. The results are expected to improve the understanding of the surface roughness characteristics of precision components and be used as a useful guideline for selecting the measurement method for surface topography assessment.

기체 흐름 기술을 이용한 원거리 대기압 질량분석 이미징 기술

  • 김재영;서은석;이선영;신미향;정강원;문대원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.381.1-381.1
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    • 2016
  • 분석 방법의 간편함과 용이함의 장점은 물론, 시료 전처리 과정이 적어 시료물질의 임의 파괴나 훼손을 방지한다는 이유에서 최근 10년 간 많은 연구가 이루어지고 있는 대기압 질량분석 기술은 기압차이가 없는 대기압 분위기에서 질량분석이 이루어지기 때문에 시료를 질량분석기 입구 바로 앞에 스테이지를 설치하고서 시료를 이온화하는 경우가 대부분이다. 이 때문에 균질하지 않은 시료의 관심 영역을 모니터링하면서 질량분석을 하기에는 어려움이 있으며, 공간 정보를 추가한 질량분석 이미징에 한계가 있었다. 이에 본 연구팀은 질량분석기 입구에 챔버와 보조 펌프를 장착하여 강제로 기체 흐름 일으켜 시료로부터 발생한 이온을 질량분석기 입구로 유도하여, 원거리에서 시료를 이온화해도 질량분석기 입구까지 이온을 성공적으로 전달시키는 방법을 제안한다. 이를 이용하면 분석하고자 하는 시료를 현미경 스테이지 위에 위치시켜 분석하고자하는 부분을 현미경으로 확인하면서 질량분석을 할 수 있으며, 나아가 대기압 질량 분석 이미징 기술을 구현할 수 있다. 대기압 탈착/이온화원은시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 헬륨 플라즈마 젯과 펨토초 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 이온 전달관은 1/4" (6.35 mm) 외경의 60 cm 길이의 스테인리스 스틸관을 사용하여 질량분석기에서 약 60 cm 떨어진 현미경 위의 시료의 질량분석이 가능하게 했다. 보조 펌프의 계기압과 저온 대기압 헬륨 플라즈마 젯의 헬륨 기체의 유속을 변화시키면서 시료인 PDMS (polydimethylsiloxane) 의 질량 스펙트럼 (m/z 270.314) 세기를 관찰하여 최적의 이온 전달 조건을 찾았다. 추가로 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다.

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Er:YAG 레이저를 이용한 법랑질 표면처리 후 치면열구전색재의 미세누출에 관한 평가 (ER:YAG LASER-TREATED ENAMEL FOR PIT AND FISSURE SEALANT: A COMPARISON OF MICROLEAKAGE)

  • 이선숙;이난영;이상호
    • 대한소아치과학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.597-605
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    • 2006
  • 교합면 치아우식증을 예방하기 위한 가장 보편적이면서 효과적인 방법으로 치면열구전색술이 소개되었다. 치면열구전색재의 도포시 열구내 유기물, 치태, 법랑질 잔사 등을 제거하여 전색재의 유지율을 증가시키고자 하는 여러 가지 방법들이 소개되고 있다. 최근 Er:YAG 레이저가 새로운 법랑질 표면처리방법으로 소개되고 있는데 이것이 기존의 다른 방법들과 비교하여 더 나은 결과를 보이는지 연구해보고자 하였다. 첫 번째 실험으로 Er:YAG 레이저 조사시 산부식과 유사한 형태를 보이는 조사 조건을 알아보고자 하였다. 또한 이를 기초로 하여 법랑질 표면처리방법으로 전통적인 산부식 방법만을 시행한 경우(1군), 기계적 삭제방법인 열구성형술(Fissurotomy)을 시행한 경우(2군), Er:YAG 레이저만 조사한 경우(3군), Er:YAG 레이저 조사 후 산부식을 시행(4군)한 경우로 나누어 전색재를 도포하고 미세누출 정도를 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 주사전자현미경사진에서 100mJ, 5Hz Er :YAG 레이저로 조사시 산부식과 유사한 양상을 관찰할 수 있었다. 2. 기계적 삭제방법이 산부식만 시행한 경우에 비해 더 낮은 미세 누출을 보였으나 통계학적 유의성을 보이지는 않았다(p<0.05). 3. 산부식을 시행한 경우보다 레이저를 조사한 후 산부식을 시행한 경우가 더 낮은 미세누출을 보였다.

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Er,Cr:YSGG 조사가 복합레진 수복의 미세인장 결합강도에 미치는 영향 (THE EFFECT OF Er,Cr:YSGG IRRADIATION ON MICROTENSILE BOND STRENGTH OF COMPOSITE RESIN RESTORATION)

  • 손정혜;김현철;허복;박정길
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제35권2호
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    • pp.134-142
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    • 2010
  • 이 연구의 목적은 상아질 지각과민증 모드의 Er,Cr:YSGG 조사가 복합레진 수복물의 미세인장 결합강도에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 20개의 발거된 대구치를 사용하여 Er,Cr:YSGG 레이저 적용 유무와 사용된 접착제 시스템(Optibond FL과 Clearfil SE bond), 산의 적용 시간(15초와 20초)에 따라 여섯 그룹으로 나누었다. 노출된 교합면 상아질에 레이저 조사 후 접착제를 도포하고 복합레진으로 수복하였다. 24시간 동안 실온의 증류수에 보관 후 각 그룹 당 12개의 시편을 준비하였다. 모든 시편의 미세인장 결합강도를 측정하고 파절 양상을 관찰하였다. 더불어 레이저를 조사한 시편과 조사하지 않은 시편을 주사현미경을 이용하여 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 레이저를 조사한 그룹은 레이저를 조사하지 않은 그룹보다 낮은 미세인장 결합강도를 나타내었다. 2. 레이저 조사 유무와 관계없이, Optibond FL이 Clearfil SE bond보다 높은 미세인장 결합강도를 나타냈으며, Optibond FL을 사용했을 때 산부식 시간이 20초인 경우가 15초인 경우보다 더 높은 값을 나타내었다. 3. 레이저를 조사한 상아질의 SEM 사진은 관간상아질보다 관주상아질이 더 두드러져 보이며, 상아세관이 열려있으며 도말층은 관찰되지 않았다.

Diode laser를 이용한 STS420J2의 표면경화 특성에 관한 연구 (A study on the hard surfacing Characteristics of STS420J2 by using Diode laser)

  • 이태양;임병철;박상흡
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.5460-5466
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    • 2014
  • 본 연구에서는 실생활에 많이 이용되며 주로 주방용 식기 및 식칼, 소형칼, 주방 가위 등으로 널리 사용되는 STS420J2를 실험소재로 사용하였다. 마르텐사이트계 스테인리스강은 Cr13%이상 함유하고 있어 약 $1,050^{\circ}C$를 정점으로 하여 그 이상의 고온에서는 저하하는 단점을 가지고 있다. 실험에 사용되는 시험편 표면에 표면경화를 수행하기 위하여 #200 ~ #1500의 순서대로 미세연마 후 거친연마 가공을 실시하였으며, 다이오드 레이저의 표면경화 열처리 후에 자기냉각효과를 고려하여 $100{\times}50{\times}10$의 판재로 시험편을 제작하여 실험하였다. 소재 표면에 다이오드 레이저를 이용하여 국소부위에 표면경화 열처리를 수행하였다. 이때 다이오드 레이저의 출력과 이송속도를 공정조건으로 하여, 미세경도시험, 미세조직시험, 전자 주사 현미경(SEM), 입열량을 분석하였다. 분석 후에는 실험소재의 기계적 특성을 비교하여, 타 표면경화법에 비해 다이오드 레이저를 이용하였을 때의 표면경화 열처리 신뢰성과 우수함 그리고 최적의 공정조건을 도출하였다. 열처리 후 경화부는 Plate martensite로 경화 되었으며. 경도값은 Hv606.2로 열처리 후 약 3배 이상 표면경도가 향상되었다.

안경 렌즈의 국소적 투과율 측정을 위한 방법에 관한 연구 (A Study on the Method for the Local Transmittance Measurements of the Ocular Lens)

  • 박상국;이형철;육도진;성덕용;강성수
    • 한국안광학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.471-477
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    • 2014
  • 목적: 국소 투과율 현미경을 이용하여 안경렌즈의 투과율 분포를 분석함으로써 렌즈의 광학적 균질성을 연구하고자 한다. 방법: 안경렌즈 표면에 집광된 레이저의 투과율을 광검출기와 락인앰프로 측정하고 그 결과를 분석하였다. 코팅되지 않은 렌즈와 멀티 코팅이 된 렌즈 그리고 누진렌즈가 시료로서 분석되었다. 결과: 누진렌즈와 물리적 자극이 가해진 렌즈의 측정 결과에서 국소 투과율 현미경 분석 결과가 광학 현미경을 통한 측정 결과와 높은 일치도를 보였다. 또한 광학적 결함이 있는 곳에서 투과율의 평균값은 감소하고 표준편차는 증가하였다. 자극이 가해지지 않은 렌즈에서는 반사방지 코팅의 유무가 투과율에 큰 영향을 미치는 것을 국소 투과율 현미경과 일반적 투과율 분석 모두에서 공통적으로 분석되었다. 결론: 시료에 다양한 자극이 가해졌을 때 투과율의 분포에 변화가 생김을 국소 투과율 현미경을 통해 확인하였다. 국소 투과율 현미경을 통한 이러한 분석은 렌즈 혹은 코팅막의 균일도를 평가 혹은 확인할 수 있는 하나의 방법으로 활용될 수 있다.

수종 air-turbine 다이아몬드 버의 절삭 효과에 관한 실험적 연구 (An experimental study of cutting efficiency of air-driven diamond burs on human tooth)

  • 홍진선;여인성;김성훈;이재봉;한중석;양재호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.1-7
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    • 2011
  • 연구 목적: 치과용 에어터빈에 장착하여 사용하는 다이아몬드 버는 치과 치료에서 치아 형성을 위한 필수적인 절삭용 회전 기구이다. 반복해서 사용되는 다이아몬드 버는 마모를 일으키게 되고 마모된 다이아몬드 버는 치아 형성시 열 발생, 절삭 효과 저하 등의 문제를 발생하게 된다. 본 연구의 목적은 자연치를 사용하여 coarse grit 다이아몬드 버의 절삭 효과를 비교하고자 하였다. 연구 재료 및 방법:임상에 널리 사용되는 coarse grit 다이아몬드 버 4종류를 선정하였다: Komet(A사), Shofu(B사), Premier(C사), Mani(D사). 발거된 상악 중절치의 순면을 사용하였다. 100g의 힘으로 6 mm 폭으로 10회 반복하여 실제 임상에서와 유사한 치아 형성을 하였다. 치아 형성을 하지 않은 coarse grit 다이아몬드 버를 대조군으로 하였고, 1개(test1), 2개(test2), 3개(test3), 그리고 4개(test4)의 치아 형성을 한 coarse grit 다이아몬드 버의 마모 양상을 공초점 레이저 주사 현미경으로 표면 거칠기 값을 다이아몬드 버의 첨부, 중간, 그리고 하단부 등의 3곳에서 측정하였고, 주사전자 현미경 (SEM)으로 표면 형태를 평가하였고, 표면 거칠기는 one-way ANOVA로 분석하였다. 결과: 공초점 레이저 주사 현미경으로 표면 거칠기를 측정하였다. A사의 coarse grit 다이아몬드 버의 경우 대조군의 표면 거칠기 값 (Sa)은 $52.98\;{\mu}m$인데 비해, test 1은 $48.32\;{\mu}m$, test 2는 $46.79\;{\mu}m$, test 3은 $45.06\;{\mu}m$, 그리고 test 4는 $43.43\;{\mu}m$을 보였다. B사 coarse grit 다이아몬드 버의 경우 각각 $50.68\;{\mu}m$, $45.62\;{\mu}m$, $44.41\;{\mu}m$, $44.10\;{\mu}m$, 그리고 $42.46\;{\mu}m$을, C사 coarse grit 다이아몬드 버의 경우 $58.02\;{\mu}m$, $55.53\;{\mu}m$, $52.22\;{\mu}m$, $48.26\;{\mu}m$, 그리고 $45.36\;{\mu}m$을, D사coarse grit 다이아몬드 버의 경우 $50.11\;{\mu}m$, $46.73\;{\mu}m$, $45.46\;{\mu}m$, $42.58\;{\mu}m$, 그리고 $41.80\;{\mu}m$을 보였다. 치아 형성한 횟수에 따라 각 coarse grit 다이아몬드 버에서 표면 거칠기의 변화는 통계적으로 유의하였으나, 각 시스템별 유의성은 관찰되지 않았다. SEM으로 관찰시 대조군에 비해 test 4에서 coarse grit 다이아몬드 버 입자의 마모를 관찰할 수 있었다. 결론: 치아 형성에 따른 coarse grit 다이아몬드 버의 표면 거칠기 값 (Sa)을 비교한 결과 각 치아 형성마다 통계적으로 유의한 차이를 보여 버를 수회 사용시 표면 거칠기가 상당히 감소할 것으로 보인다. Coarse grit 다이아몬드 버의 사용에 따른 각 제조회사별 차이를 비교한 결과는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않아 제조사에 따른 다이아몬드 버의 차이는 발견되지 않았다. Coarse grit 다이아몬드 버의 표면 특성을SEM으로 관찰한 결과, 대조군에 비해 test 4에서 다이아몬드 버 입자의 마모를 관찰할 수 있었다.

Nd:YAG 레이저 조사와 불화물 도포가 탈회법랑질의 재광화에 미치는 영향 (EFFECTS OF ND:YAG LASER IRRADIATION AND FLUORIDE APPLICATION ON REMINERALIZATION OF THE ENAMEL)

  • 조현;김대업;이광희
    • 대한소아치과학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.381-390
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    • 2004
  • Normal pulsed Nd:YAG 레이저 조사와 불소화합물이 산성음료수에 의해 탈회된 법랑질의 표면 미세경도에 미치는 재광화 효과를 평가하고자 한다. 법랑질 시편을 제작하여 50ml 플라스틱 시험관 5개에 코카콜라를 채운 후 30개의 소구치를 6개씩 나누어 넣고 탈회시켰다. 법랑질 표면에 6W 출력하의 50mJ 에너지 밀도, 20Hz의 pulse rate로 레이저를 조사하였다. 레이저가 조사된 법랑질 표면에 각 군별로, 여러 형태의 불소화합물을 처리한 후 탈회 전, 후의 미세경도 및 Diagnodent를 측정하였다. 동일한 방법으로 탈회된 법랑질에 레이저를 조사했을 때와 레이저가 조사된 법랑질 표면에 불소화합물을 처치한 후에 미세경도 및 Diagnodent를 측정하였다. 법랑질 표면을 산성 음료에 탈회 후, 레이저 조사 후, 불소화합물 처치 후의 각각의 시편에 대하여, 주사전자현미경으로 1500배 확대하여 관찰하였다. 1. 산성 탈회된 법랑질 표면의 미세경도(VHN)가 레이저를 조사한 후와 불소 도포 후에 증가하였으나, 레이저 조사 후의 경도와 불소도포후의 경도간의 차이는 유의하지 않았다. 2. 초기 경도, 탈회 후 경도, 레이저 조사 후 경도, 불소 도포 후 경도에서 불소군 간의 차이는 모두 유의하지 않았고, 불소용액 군과 불소 젤 군에서는 레이저 조사 후의 경도와 불소 도포 후의 경도간에 유의한 차이가 없었으나, 불소 바니쉬 군에서는 유의한 차이가 있었다. 3. Diagnodent 측정치의 변화에서 초기 점수, 탈회 후 점수, 레이저 조사 후의 점수와 불소 도포 후의 점수간에는 유의한 차이가 있었고, 레이저 조사 후 점수와 불소 도포 후의 점수가 불소 도포 군 사이에서는 유의한 차이가 없었다. 4. 산성 음료수에 탈회된 법랑질 표면에의 Nd:YAG 레이저 조사는 재광화에 효과적이며, 불소화합물의 처치는 레이저의 효과를 증가시키는 부가적인 효과를 갖는다. 5. 주사 전자 현미경상에서 Nd:YAG 레이저가 조사된 법랑질 표면은 전체 표면이 법랑소주가 녹아내려 융합된 매끈한 바닥에 균열이 생기고 분화구가 퍼져 있는 양상을 보였으며 불소 도포 후에는 균열과 분화구 형태는 뚜렷하지 않으며 탈회된 후의 표면에 가까운 양상을 보였다.

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기계적 노출치수의 Nd:YAG 레이저 조사효과에 대한 연구 (A STUDY ON THE EFFECT OF THE ND:YAG LASER IRRADIATION ON THE MECHANICALLY EXPOSED PULP)

  • 이상호;이창섭;김수관
    • 대한소아치과학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.146-158
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    • 2002
  • 이 연구는 기계적으로 노출된 성견의 치수에서 치수내 염증성 변화와 상아질교의 형성과 잔존 생활치수의 섬유모세포의 구조적 변화를 포함하는 치유과정에서의 Nd:YAG laser의 효과를 평가하였다. 실험 1군은 레이저로 3W, 30Hz, 0.2sec 조사조건으로 광섬유를 치수에 직접 접촉시켜 $2{\sim}3$초동안 조사하였다. 실험 2군은 노출된 치수를 레이저로 동일한 조건으로 $2{\sim}3$초 동안 치수에 접촉하여 조사한 후 수산화칼슘 분말을 도포 하였다. 실험 3군은 노출된 치수를 레이저로 $2{\sim}3$초 동안 광섬유를 치수에 접촉시키지 않고 조사한 후 수산화칼슘 분말을 도포 하였다. 표본은 3, 7, 14, 30일에 광학 현미경과 전자 현미경으로 관찰한 바, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 치수의 염증양상은 대조군, 제 2군과 제 3군이 제 1군에 비해 감소하였으며 제 2군과 제 3군은 염증의 정도가 비슷하나 제 3군에서 치수의 더 깊은 부위까지 염증이 관찰되었다. 2. 제 2군과 제 3군이 대조군에 비해 14일, 30일 표본에서 상아질교의 형성이 전반적으로 균일하게 나타났으며 조상아세포의 배열상태도 더 균일하게 나타났다. 3. 레이저만을 조사한 실험 2군은 시술 3일, 7일째에 치수의 천부에 조직의 괴사 및 빈 공간이 많이 관찰되었으며 세포막의 소실, 세포의 공포화 등 세포의 변형이 관찰됨으로써 다른 군에 비해 조직의 손상이 더 많은 것으로 나타났다. 4. 레이저조사와 수산화칼슘을 도포한 제 2군과 제 3군은 대조군과 제 1군에 비해 섬유아세포의 활성화도가 증가됨으로써 조직의 치유가 상대적으로 빠른 것으로 나타났다.

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