• 공업화학
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• 제8권6호
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• pp.994-999
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• 1997

참치 뼈로부터 추출한 hydroxyapatite [$Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2$] 와 여기에 소결성 증진을 위해 wollastonite($CaSiO_3$)를 첨가하여 고상반응시킨 세라믹 소결체의 결정상, 미세구조와 꺽임강도(bending strength) 등의 특성을 고찰하였다. 참치 뼈에서 추출한 hydroxyapatite자체의 소결성은 매우 취약하였는데, 이는 건식법의 입자분쇄 한계 때문으로 보인다. Hydroxyapatite에 wollastonite가 첨가된 경우 소결온도가 $1250^{\circ}C$이하에서는 hydroxyapatite와 pseudowollastonite(${\alpha}-CaSiO_3$)가 혼재된 결정상을 보였으나, 온도가 증가할수록 hydroxyapatite의 분해에 따른 whitlockite [$Ca_3(PO_4)_2$] 상이 관찰되었다. 소결온도가 $1250^{\circ}C$이하에서는 미세한 입자들과 많은 기공들이 분포하였으며, 소결온도가 증가할수록 입자의 크기는 증가하여 소결이 상당히 진행된 미세구조를 나타내었다. Wollastonite가 첨가된 소결시편의 평균 꺽임강도는 18MPa로서 해면골(cancellous bone)의 최대 꺽임강도인 20MPs에 근접한 것으로 나타났다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.19.2-19.2
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• 2009

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 그렇지만, 우리가 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질구조에 관한 연구가활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한응용이 전개되고 있다. 특히, 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스금속은 기존의 복잡한구조의 다공질금속보다 뛰어난 기계적 성질을 갖는다. 이러한 다공질금속은 일방향응고할 때 생성하는 과포화가스원자를 석출시켜 기공을 일방향으로 성장시킨다. 즉, 융점에서의 고상과 액상의 가스 용해도 차를 이용하는 것으로서 응고시에 고용할 수 없는 가스원자가 기공을 형성한다. 이와같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용이 기대된다. 본 강연에서는 방향성 다공질금속의 제조법, 특성 및 응용을 포함하여그 동안의 연구성과 및 앞으로의 과제 등을 소개하고자 한다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제52권5호
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• pp.449-464
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• 2019

골다공증은 뼈 조직의 미세 구조 이상으로 골밀도가 감소되어 뼈의 골절율이 증가하는 질환이며 노인에게 있어 심각한 합병증을 증가시킨다. 이러한 골다공증의 2가지 위험요인은 청소년기 및 성인기에 낮게 형성된 최대 골질량과 폐경 및 노화로 인해 골질량이 빠르게 손실되는 것이다. 위험요인들은 복합적으로 연관되어 유발되는데 유전적 요인과 고령, 폐경, 호르몬, 칼슘, 비타민 D의 섭취, 단백질의 섭취부족과 카페인 섭취 등이 보고되고 있다. 북한이탈주민의 경우 북한에서 식량난으로 말미암아 골질량이 낮게 형성되어 있을 가능성이 커서 골다공증 위험군이라고 할 수 있지만 연구가 부족한 상황이다. 이에 이 연구는 골다공증 발병 위험이 높을 것으로 예상되는 북한이탈 여성들의 뼈 건강 상황을 알아보고 북한과 남한에서의 식생활과의 관련사항을 알아보고자 하였다. 연구대상은 고려대학교 북한이탈주민 (NORNS) 코호트에서 추출하였는데 골밀도 검사와 식이조사를 마친 여성 총 110명이었다. 북한에서의 식생활은 국민건강영양조사에서 사용하는 식품안정성 질문으로 알아보았고, 남한에서의 식생활은 24시간 회상법과 국민건강영양조사에서 사용하는 식품섭취빈도조사 설문지를 수정하여 알아보았다. 대상자의 사회경제교육수준, 체중과 신장 등은 검진의 일환으로 수집되었다. 이중에너지 방사선법 (DEXA)으로 척추와 대퇴골 골밀도를 측정하였다. 골밀도 진단기준으로 폐경전 여성은 z-값이 -2.0이상인 연령 기대치 이내 대상자, 폐경 후 여성은 t-값이 -1.0이상인 대상자를 골밀도 정상범위군으로, 폐경 전 여성으로 z-값이 -2.0이하는 연령 기대치 이하 대상자와 폐경 후 여성으로 t-값이 -1.0미만인 대상자를 골밀도 이상군으로 분류하였다. 골밀도 정상범위군은 62.7% (69명), 골밀도이상군은 37.3% (41명)로 나타났는데 정상군이 이상군에 비하여 어렸고 ($40.8{\pm}6.1$세 vs $60.2{\pm}8.2$세, p < 0.001) 복부둘레가 가늘었다 ($77.0{\pm}8.6cm$ vs $82.1{\pm}8.3cm$, p = 0.004). 또한 정상군은 14.5%가 폐경된 반면 이상군은 100% 폐경이 되었다 (p < 0.001). 식품섭취빈도조사로 주당 평균섭취빈도를 비교했을 때, 정상군이 이상군에 비하여 우유 (4.9회 vs 1.9회, p = 0.03), 요거트 (3.7회 vs 2.5회, p = 0.015), 우유 및 유제품군 (3.2회 vs 1.6회, p = 0.007)을 더 자주 섭취하였다. 정상군 ($146.3{\pm}143.2mg$)은 동물성 칼슘을 이상군 ($78.4{\pm}99.9mg$)보다 많이 섭취하였으며 (p = 0.009), 칼슘 평균필요량보다 미만으로 섭취한 분율이 정상군이 49.3%, 이상군은 78.0%로 이상군이 약 1.5배 높게 나타났다. 영양소 질적지수에서 칼슘을 제외한 나머지 영양소는 1이상으로 나타났고 단백질과 인질적지수가 정상범위군에서 유의하게 높았다 (p < 0.05). 두 그룹 간에 북한에서의 식품안정성 차이는 없었다. 이 연구를 통하여 고령의 북한이탈 여성이 골다공증 위험군임을 파악하였으며 뼈 건강에 중요한 영양소인 칼슘 섭취가 낮은 수준임을 알 수 있었다. 이 연구는 코호트 자료를 활용하였으나 골밀도 검사와 식이조사가 같은 시기에 이루어져서 인과관계를 파악하는데 한계가 있다. 24시간 회상법의 경우 하루만 진행하였기에 평상시 식생활을 반영하기에는 어려움이 있지만 식품섭취빈도조사도 같은 결과를 보였기에 신뢰할 수 있는 결과라고 하겠다. 이러한 결과를 바탕으로 북한이탈 여성에 대한 반드시 뼈 건강에 대한 건강증진 프로그램이 필요하다고 하겠다.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 한국항공운항학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.249-254
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• 2016

저비용항공사들은 전세계적인 항공수요 증가 등으로 약진을 하기도 했지만, 2000년대 초반부터 세계 항공산업은 테러위험, 유가급등, 오일머니를 등에 업은 중동 항공사들의 급성장, 그리고 2008년부터 시작된 세계경제위기로 미국과 유럽, 일본 등 메이저 항공사들은 일단 최소한의 생존가능 임계규모를 갖추고자 뼈를 깎는 구조조정을 수반한 인수합병, 대외악재에 대한 대응능력 제고, 새로운 보조수익원 개발을 통해 위기를 헤쳐나갔다. 그러나 2013년 11월 단행된 중동 항공사들(Emirates, Qatar, Etihad)의 역사상 유례없는, 한화 약 170조원 규모의 항공기 구매계약에 미국과 유럽은 물론이고 아시아 메이저 항공업계까지 다시 한번 커다란 위기감에 휩싸이게 되었다. 이러한 상황하에서도 효율적 경영의 선구적 역할을 미국의 Southwest, 유럽의 LCC Ryan Air, 아시아의 LCC Air Asia 등 LCC산업은 극심한 경기침체를 겪으면서도 해당 산업의 규모는 지속적 성장을 거듭할 전망이다. 결론적으로, 이러한 상황에서, 비록 미국과 유럽 항공사들이 대규모 구조조정을 겪고 2012년 이후부터 점차 회복기미를 보이고 있긴 하지만, 중동 항공사들의 영향력에 대응하기 위해 향후에도 추가적인 구조조정은 물론 인수/합병 등 생존을 위한 메이저 항공사들 간의 빅딜이 이어질 전망이며, 일본처럼 내수시장이 넓지 않은 한국도 중국 등 성장잠재력이 높은 국가들과의 항공자유화 등을 적극적으로 추진하여 보다 넓은 시장을 확보하지 못한다면 머지않아 수익성에 큰 타격을 입을 수밖에 없다는 결론에 도달하였다.

• 공업화학
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• 제8권6호
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• pp.1000-1005
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• 1997

참치 뼈로부터 추출한 hydroxyapatite[$Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2$]를 습식법으로 분쇄한 후 여러 온도로 고상반응시킨 세라믹 소결체의 특성을 고찰하였다. Hydroxyapatite소결체의 밀도는 $1350^{\circ}C$에서 약 $2.93g/cm^3$으로서 이론치의 $3.21g/cm^3$과 유사하였다. $1300^{\circ}C$ 이하의 소결온도에서는 hydroxyapatite가 결정상으로 나타났으며, 온도가 증가할수록 hydroxyapatite의 분해에 따른 whitlockite[$Ca_3(PO_4)_2$]의 결정상이 관찰되었다. 소결채의 미세구조는 발달된 입계들 사이에 폐기공들이 분포하였다. $1350^{\circ}C$의 소결시편 평균강도는 58MPa로 나타나 관절연골(articular cartilage)의 최대강도인 40MPa보다 우수한 것으로 나타났다.

• 한국임상수의학회지
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• 제26권6호
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• pp.655-658
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• 2009

복부 팽만과 간헐적인 가벼운 좌측후지의 파행을 나타낸 11년령의 암컷 말티즈견이 내원하였다. 신체검사에서 복부 촉신 시 동통을 호소하였고 농성의 질 삼출물을 나타내었다. 혈액화학적 검사결과 독성변화를 동반한 심한 백혈구감소증, 질소혈증, 고인산혈증, 그리고 저나트륨혈증이 관찰되었다. 복부 방사선검사에서 소장을 앞쪽과 등쪽으로 변위시키는 연부조직음영의 관상구조를 가진 매스가 관찰되었고 복부 초음파검사에서 에코성의 물질이 함유된 종괴는 자궁음영으로 판단되어 자궁축농증으로 진단하였다. 후지의 방사선검사결과 양쪽 무릎에서 내측 슬개골탈구와 외측 종자뼈가 4-5 조각으로 분화된 다분화를 관찰하였다. 환자는 곧바로 난소자궁적출술을 받아 잘 회복되었으며 정상적인 혈액화학 수치를 보였다. 좌측 후지의 파행은 간헐적이고 매우 경미하였으므로 특별한 처치를 하지 않았다. 이후 지금까지 3개월동안 뚜렷한 후지파행은 관찰되지 않았다. 여러조각으로 갈라진 후지의 양측성 외측종자뼈는 선천적인 종자골 다분화로 여겨지며 파행과 직접적인 관련성은 없는 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.121-121
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• 2016

치아는 인체중에서도 혹한 환경에서 부분으로 높은 하중과 타액과 같은 강 부식성 매체로 그 환경이 상상을 초월한다. 즉 반복적으로 가해지는 하중(응력)과 침식을 유발하는 타액과 음식물 등이다. 따라서 치아가 쉽게 파괴되거나 썩는 현상이 나타나게 된다. 이렇게 사용되다가 치아의 역할을 다하게 되면 인공치아를 사용하게 되는데 그 재료가 바로 타이타늄(Ti)이다. 생체매식재로 사용되는 Ti는 반응성이 높아 산소와 쉽게 결합하여 표면에 TiO, $TiO_2$, 및 $Ti_2O_3$와 같은 산화피막을 표면에 형성함으로써 뛰어난 부식저항성과 생체적합성을 가지며 생체에 독성이 없고 탄성계수가 골과 비슷하여 골과 임플란트 경계면에서 응력분산에 유리한 성질 등 물리적, 기계적 성질이 뛰어나 외과용 임플란트 재료로 가장 좋은 재료이다. 금속 임플란트의 생체적합도는 임플란트 재료 자체보다는 생체 내 산화막이 화학적으로 불안정할 때 부식이 발생하게 되고 그 결과 금속이온이 주위로 유리되어 조직반응을 일으키므로 금속의 표면을 덮고 있는 산화막에 의해 좌우된다. Ti는 생체불활성재료로서 매식재료로 사용할 경우 뼈와 잘 융합되는 골유착을 나타내나 골과 화학적결합은 하지 않고 골형성을 적극적으로 유도하지 못함으로 환자의 치유기간이 길어지게 된다. 이러한 이유로 골조직내 임플란트의 접합을 개선하기위한 연구가 이루어져 골과의 결합을 높이기 위해 골유착을 일으키는 Ti에 골성장을 유도하는 뼈성분인 하이드록시 아파타이트(HA)라는 물질을 플라즈마 코팅법을 사용하던가 아니면 Hanks' solution내에서 침적 후 HA도금을 하는 방법 등으로 처리하고 있다. 그러나 플라즈마 코팅법은 고온에서 처리를 행하고 Hanks' solution내에 침적할 경우 Ti표면에 밀착도가 저하되거나 합금의 상변화 등으로 인하여 표면처리 과정 중에서 내식성이 크게 감소될 수 있다. 이러한 여러 가지 코팅법을 통하여 골 유착을 증진시키기 위한 연구는 계속되고 있지만 임상적으로 사용 후 문제가 단시일에 발생되는 것도 아니고 수년이 지나야 나타나게 된다. 이러한 방법으로 코팅을 하게 되면 골과 잘 유착이 되어 자연차아와 같은 기능을 하게 된다. 따라서 이러한 문제를 최소화하는 방법이 나노구조를 표면에 형성시켜 골유착을 쉽게 함으로써 이를 개선할 수 있을 것으로 생각되어 본 강의에서는 임플란트의 문제와 사용되는 재료에 대하여 고찰하여 자연치아를 대체 할 수 있는지 알아보았다.

• Composites Research
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• 제33권4호
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• pp.185-190
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• 2020

티타늄은 우수한 생체 적합성으로 임플란트 재료로 많이 사용되고 있지만 높은 비용과 뼈 대비 높은 영률로 인한 문제점이 있다. 이를 대체할 재료로 마그네슘합금이 주목받고 있다. 마그네슘합금은 티타늄과 마찬가지로 생체 적합성이 우수하고 뼈와 비슷한 영률을 가지고 있다. 하지만 부식으로 인한 내식성 문제가 있어 이를 해결하기 위해 다양한 표면 처리법이 연구되고 있다. 본 연구는 EDTA를 포함한 전해 용액에서 AZ31 마그네슘 합금 표면에 전해플라즈마공정으로 세라믹 코팅 층을 성장시키고 형성된 코팅의 특성은 SEM, XRD를 통해 미세구조 및 형상을 분석하였고 코팅 층의 미세 경도 측정을 하였으며, 사람의 혈장과 비슷한 성분인 SBF용액 내에서 부식테스트를 통해 생체내에서의 부식 특성을 평가하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.211-217
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• 2020

본 연구는 1인 구조자 성인 심폐소생술 방법에 따른 효율성을 알아보기 위한 연구이다. 급성 심정지 환자에서 심폐소생술은 유일한 응급처치이며, 이중에서도 가슴압박이 가장 중요하다. 이 연구는 일반인을 대상으로 가슴압박의 선정 부위에 대하여 정확성과 용이성을 비교해보고자 시행하였다. 연구대상자는 심폐소생술을 배우지 않은 대학생 1학년 120명을 대상으로 시행하였고, 자료 분석은 SPSS 22.0 Version을 사용하였다. 가슴압박 부위 선정의 정확도는 명치 두 손가락 위쪽이 유의하게 높았으며(p<.001), 용이성 또한 높게 나타났다(p<.001). 연구 결과 가슴압박 부위를 쉽고 빠르게 선정하는데 있어 표지점을 명치 쪽을 지정하는 것이 더 용이한 것으로 나타났다. 향후 다양한 직군을 통하여 가슴압박 부위를 선정하기 위한 연구가 필요하며, 가슴압박을 진행하는 동안 유지 및 정확도를 확인 할 수 있는 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5299-5304
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• 2012

인체는 공기, 지방, 근육, 뼈, 혈관과 같이 서로 다른 조직으로 구성되어 있어 각 조직간 자화율 차이로 인해 자장의 불균일이 항상 발생하여 신호가 감소한다. 이에 본 연구에서는 서로 다른 조직으로 구성된 인체의 신호감소를 해결하기 위하여 인체의 조직밀도와 유사한 실리콘을 이용하여 공기와 맞닿은 굴곡진 부분에 보상함으로써 자기공명영상의 신호를 높이고자 하였다. 특별한 증상이 없는 성인 8명으로 대상으로 하였으며, 인체 중 굴곡이 많고 구조가 복잡해 신호감소가 많이 발생하는 발을 설정하였다. 영상은 종족궁의 가운데부터 5개의 말절골을 포함하여 얻었으며, 중족골 및 족지골을 연장한 선에 평행하게 30절편을 얻었다. 측정은 실리콘의 적용 전 후 뼈와 연부조직의 SNR을 비교하였으며, 대응표본 T검정을 이용하여 통계분석 하였다. 연구결과 뼈와 연부조직의 T1, T2 강조영상 모두 실리콘 적용 후가 적용 전에 비해 SNR이 월등히 높게 나왔으며 유의한 양의 상관관계로 증가하였다. 결론적으로 본 연구는 체적소에 영향을 주지 않으면서 코일내 인체의 부피를 늘린 획기적인 개선 방법으로, 본질적 문제인 체적소의 부피나 균일성 저하를 해결하여 SNR을 높일 수 있었다.