• Journal of Life Science
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• v.28 no.12
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• pp.1455-1460
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• 2018

Due to a rapidly expanding aging population, the incidence of degenerative bone disease has increased, and efforts to handle the issue using regenerative medicine have become more important. In order to control various bone diseases such as osteoarthritis and osteoporosis, regenerative medicine utilizing adult stem cells has been extensively studied. And it is now clear that the mitochondrial energy metabolism, oxidative phosphorylation, is important for the process of stem cell differentiation. Interestingly, a recent study reported that salicylate promotes mitochondrial biogenesis by regulating the expression of $PGC-1{\alpha}$ in murine cells. However, the possible effects of salicylate on osteogenic differentiation through increased mitochondrial biogenesis in stem cells remain unknown. Thus, here we investigated whether salicylate could influence osteogenic differentiation and mitochondrial biogenesis of periosteum-derived mesenchymal stem cells (POMSCs). We found that salicylate treatments of POMSCs undergoing osteogenic differentiation increased the activity of alkaline phosphatase, a well-known early marker of bone cell differentiation. In addition, we observed that mitochondrial mass was increased by salicylate treatments in POMSCs. Together, these results indicate that salicylate can enhance osteogenic differentiation and mitochondrial biogenesis in POMSCs. Therefore, the findings in this study suggest that small molecules augmenting mitochondrial function such as salicylate can be a novel modulator for osteogenic differentiation and regenerative medicine.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.3-3
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• 2010

소나무에서 추출해낸 천연유기유황(Natural Sulfur)의 의학적 가치는 1972년 Jacob 박사와 Herschler 박사가 오래곤 과학대학에서 천연식이유황(Natural Sulfur/MSM)을 가지고 표피조직에 미치는 영향을 구명하면서 keratin 단백질에 대한 연구가 활성화 되기 시작하였다. 세포내 골격물질은 크게 형태와 조성에 따라서 actin microfilament, microtubule, 그리고 intermediate filament(IF)로 구분된다. keratin의 특성은 keratin intermediate family중에서 K17 IF가 새로운 기능을 나타내는데 피부세포의 성장에 핵심적인 조절 역할을 한다는 사실이 밝혀 지면서 Dr. Pierre A. Coulombe(The Johns Hopkins University School of Medicine)연구실은 브로컬리와 같은 십자화과 식물 등에 과량 존재하는 항산화 및 항암물질인 sulforaphane이 K17의 발현을 특이적으로 증가시킨다는 것을 알아내어 피부박리와 같은 피부손상을 기능적으로 복구시킬수 있음을 확인하였다. 현재는 수포성 표피박리증 환자군의 많은 부분을 차지하는 K14 돌연변이와 동일한 유전적 변형을 일으킨 생쥐모델을 이용한 약물 효과 검증과 전 임상단계의 인체실험을 함께 진행중에 있다. Mark E. Van Dyke 박사(Wake Forest Institute for Regenerative Medicine Medical Center)는 인간의 머리털에서 유래된 keratin으로 외상에 의한 신경 절단이나 압좌(압박손상)는 현재 다른 부위의 신경을 잘라 이식하거나 절단된 신경 양끝을 인공도관(conduit)으로 연결해 신경재생을 유도하는 미세수술을 시행하게 되는데, 신경재생을 유도하는 도관에 keratin을 주입하면 신경이식과 맞먹는 신경재생 성공률을 기대할 수 있다고 하였다. 앞으로는 동물성 keratin뿐만 아니라 식물성 keratin도 함께 연구할 필요가 있다. 동물성 keratin의 농업적 이용은 가금류 깃털의 keratin을 축출하여 친환경 육묘용 용기를 만드는데 있다. 이 용기는 자연조건에서 생분해될 수 있는 특성을 갖고 있다.

• The Journal of the Korean life insurance medical association
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• v.25
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• pp.49-62
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• 2006

생명공학의 시대로 일컬어 지고 있는 오늘날, 재생의학 분야에서는 난치성 질환 치료를 목적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 줄기세포를 이용한 세포 대체치료 관련 연구는 최근 국내 황우석 박사의 체세포 핵이식 배아세포주 확립에 이르기 까지 괄목할 만한 발전을 보여 주고 있다. 이와 관련해 생명보험산업에 적잖은 파장이 예상되며, 생명보험사 내부적으로 기존에 판매된 상품의 사차손 관리와 함께 급속도로 발전하는 줄기세포 연구에 직접적으로 대응하는 상품개발, 언더라이팅, 지급 심사 등 보험사 내외에서의 전방위적인 변화가 필요하다는 문제 제기가 있다. 줄기세포란 조직 분화 과정에서 볼 수 있는 세포이며 근육 뼈 뇌 피부 등 신체의 어떤 기관으로도 전환할 수 있는 만능세포로서, 간 폐 심장 등 구체적 장기를 형성하기 이전에 분화를 멈출 배아 단계의 세포를 말한다. 한편, 성체줄기세포는 조직이나 기관의 분화된 세포들 사이에서 발견되는 미분화 세포로써, 자기 스스로 증식할 수 있으며, 조직이나 기관의 특수한 기능을 가지고 있는 세포로 분화할 수 있는 능력을 가진 신체줄기세포를 말한다. 배아줄기세포와 생체줄기세포를 통한 장기이식 등 난치병 정복은 윤리적, 사회적으로 많은 논란이 예상되며, 기술적으로도 해결해야 할 문제점들이 산적해 있기 때문에 아직은 요원한 것이 사실이다. 현재 유럽 대부분의 나라와 미국에서는 인간 배아의 복제가 금지되어 있으며, 일본 정부는 연구용 배아 복제를 제한적으로 허용하고 있다. 하지만, 우리 나라의 경우 2005년 1월에 '생명윤리 및 안전에 관한 법'이 발효되었지만 정부는 관련 부작용에 대한 깊은 고찰 없이 전폭적인 지원들 약속하고 있는 실정이다. 줄기세포 연구의 발달로 인해 인류가 난치병 치료의 첫 장을 열었다고 하더라도 그 영향이 당장 보험사에 미친다고 할 수는 없다. 왜냐하면 앞으로 이러한 신기술이 실제 의료행위에 적용되기 위해서는 여러 단계의 안정화 작업과 임상시험이 필요한데 이러한 작업이 기술적으로 어렵고 그 시간도 만만치 않게 걸리기 때문이다. 또한, 보험사의 보장은 크게 사망/수술/입원/암/기타보장으로 구별할 수 있는데, 줄기세포 연구의 발달과 관련이 있는 보장이 제한되어 있어 보험사에 미치는 영향이 당장 우려할 만한 수준이라 할 수 없다. 하지만 만약 치료용 줄기세포 배양으로 인한 장기 기관의 이식이나 손상세포의 대체 등과 같은 의학신기술의 예상 외로 급격하게 발전한다면 보험사의 Risk 관리에 상당한 저해요인으로 작용할 것으로 판단된다. 특히 진단 입원 수술로 대표되는 생존보장에 대한 사차 Risk 및 사차손의 급증이나 역선택 증가는 보험사의 경영수지 악화를 유발하여 보험산업 전반에 위험으로 작용할 수도 있다. 따라서, 장기적인 안목으로 업계 공동의 대응이 필요하고, 각 사에서도 상품개발, 언더라이팅, 지급심사 간의 긴밀한 협조가 요구된다. 생명보험산업의 Risk 관리는 기존의 시장환경에 영향을 받는 비차, 이차중심에서 보험회사가 어느 정도 관리를 통해 적정규모를 유지할 수 있는 사차로 그 중심축이 이동하고 있다. 보험산업이 계속 활력을 갖고 성장하기 위해서는 체계적인 Risk나 관리가 핵심일 것이며, 보험사의 사차 Risk의 중요성이 더욱 커져 가고 있는 현실에서 거시적으로 의학신기술 발달 등 위험요인에 대해 미리 분석하고 이에 대한 대비책 마련이 필요할 것으로 판단된다.

• Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
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• v.25 no.2
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• pp.191-200
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• 2009

Dental Pulp Stem Cells are superior to other types of adult stem cell. Because of teeth are easy to access and are extracted throughout life. A supernumerary tooth is an important clinical problem found in various populations of the world. The incidence of supernumerary teeth varies depending on the literature source. Pediatric dentists are routinely extracted them. However, no studies have been reported regarding Dental Pulp stem cells in a supernumerary tooth, and we failed to note that a valuable source of human stem cell. Herein, we tried to show that a supernumerary tooth contains cells that display the characteristic features of stem cells.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.31 no.7
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• pp.420-426
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• 2021

Graphene, a new material with various advantageous properties, has been actively used in various fields in recent years. Applications of graphene oxide are increasing in combination with other materials due to the different properties of graphene oxide, depending on the number of single and multiple layers of graphene. In this study, single-layer graphene oxide and multi-layer graphene oxide are spray coated on polystyrene, and the physicochemical properties of the coated surfaces are characterized using SEM, Raman spectroscopy, AFM, UV-Vis spectrophotometry, and contact angle measurements. In single-layer graphene oxide, particles of 20 ㎛ are observed, whereas a 2D peak is less often observed, and the difference in surface height increases according to the amount of graphene oxide. Adhesion increases with an increase in graphene oxide up to 0.375 mg, but decreases at 0.75 mg. In multi-layer graphene oxide, particles of 5 ㎛ are observed, as well as a 2D peak. According to the amount of graphene oxide, the height difference of the surface increases and the adhesive strength decreases. Both materials are hydrophilic, but single-layer graphene oxide has a hydrophilicity higher than that of multi-layer graphene oxide. We believe that multi-layer graphene oxide and single-layer graphene oxide can be implemented based on the characteristics that make them suitable for application.

• Polymer(Korea)
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• v.38 no.2
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• pp.113-128
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• 2014

Tissue engineering and regenerative medicine strategies could offer new hope for patients with serious tissue injuries or end-stage organ failure. Scientists are now applying the principles of cell transplantation, material science, and engineering to create biological substitutes that can restore and maintain normal function in diseased or injured tissues/organs. Specifically, creation of engineered tissue construct requires a polymeric biomaterial scaffold that serves as a cell carrier, which would provide structural support until native tissue forms in vivo. Even though the requirements for scaffolds may be different depending on the target applications, a general function of scaffolds that need to be fulfilled is biodegradability, biological and mechanical properties, and temporal structural integrity. The scaffold's internal architecture should also enhance the permeability of nutrients and neovascularization. In addition, the stem cell field is advancing, and new discoveries in tissue engineering and regenerative medicine will lead to new therapeutic strategies. Although use of stem cells is still in the research phase, some therapies arising from tissue engineering endeavors that make use of autologous adult cells have already entered the clinic. This review discusses these tissue engineering and regenerative medicine strategies for various tissues and organs.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.109-109
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• 2017

알지네이트 하이드로 젤은 해조류에서 추출되는 천연 고분자인 알지네이트가 칼슘 또는 마그네슘 양이온과 이온가교(Ioninc cross linking)를 형성할 때 알지네이트의 고분자 구조가 칼슘, 마그네슘 양이온을 감싸면서 형성되는 고분자이다. 알지네이트 하이드로 젤은 높은 생체적합성(Biocompatibility)으로 인해 세포 재생을 위한 조직공학 및 재생의학, 약물전달 등의 제약 관련 분야에 광범위하게 적용될 수 있는 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 마이크로 플루이딕 칩을 이용하여 알지네이트 튜브를 제조하였다. 먼저 유동 포커싱 방식(flow focussing)을 유도할 수 있는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 마이크로 플루이딕 칩을 제조하였다. 마이크로 플루이딕 칩은 CNC(Computer Numeric Control) milling machine을 이용한 template를 만들고 NOA mold를 이용하여 최종 PDMS 칩을 제작하였다. 튜브를 만들기 위한 마이크로 채널은 내부 채널 ($200{\times}200um$), 중간 채널 ($200{\times}200um$) 및 외부 채널 ($200{\times}200um$)로 구성되며 내부, 중간, 외부의 유체가 합류하는 수집채널은 폭 500 um, 깊이 200 um로 구성되었다. 운반체로는 5%의 acetic acid를 함유한 mineral oil를 이용하였으며 내부의 core flow는 $H_2O$로 하였다. 중간 유체인 2% 알지네이트 프리폴리머는 칼슘 이온의 존재 하에서 젤화 과정이 매우 빠르기 때문에 마이크로 채널 내부에서의 반응을 제어하고 막힘을 방지하기 위해 수용성 복합 칼슘-에틸렌 디아민 테트라 아세트산 (EDTA)을 사용하였다. 본 마이크로 플루이딕 칩에 각각의 유체를 이동시켰을 때, 운반체인 oil phase의 수소이온은 중간 유체인 알지네이트 프리폴리머와의 계면을 통해 확산되어 Ca-EDTA 복합체로부터 칼슘 양이온의 방출을 유발하게 된다. 방출된 칼슘 양이온은 알지네이트 고분자와의 이온 가교를 통해 알지네이트 하이드로 젤을 형성하여, 각 유체의 flow에 따라 알지네이트 튜브를 쉽고 빠르게 제조 가능하였다. 본 연구에서 제조된 알지네이트 튜브는 인체 내 장기간 약물 전달을 위한 나노섬유로 활용하거나 인공혈관을 구성하는 extracellular matrix로 활용될 잠재력을 가지고 있어 추후 활발한 연구개발이 진행될 예정이다.

• Journal of Korean Medicine Rehabilitation
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• v.18 no.4
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• pp.39-61
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• 2008

Objectives : The present study was performed to investigate whether acupuncture stimulation in the rats affected regeneration properties of the injured sciatic nerve. A differential effect of acupuncture stimulation on the one point near the spinal nerve root controlling sciatic nerve activity and the other point in the peripheral area subordinated by injured nerve was compared. Materials and Methods: Rat sciatic nerves were injured by crush, and the effects on axonal regeneration on injured sciatic nerves were evaluated by acupuncture stimulation at two different regions. In proximal acupuncture stimulation group, acupuncture stimulation was performed on Huatuo Jiaji(EX B2) points located from L5 to S1 vertebral levels to stimulate the nearest spinal nerve root that innervates sciatic nerves. In distal acupuncture stimulation group, acupuncture stimulation was performed on Zusanli(ST 36) and Weizhong(BL 40) points to stimulate at peripheral area dominated by injured sciatic nerves. Acupuncture stimulation was given every other days for 1 or 2 weeks. Sciatic nerve tissues collected from acupuncture stimulation experimental groups, injury control group, and intact animal group were used for protein analysis by Western blotting or Hoechst nuclear staining. To determine axonal regeneration, Dil fluorescence dye was injected into the sciatic nerve 0.5 cm distal to the injury site in individual animal groups and Dil-labeled cells by retrograde tracing were measured in the DRG at lumbar 5 or in the spinal cord. DRG sensory neurons prepared from individual animal groups were used to measure the extent of neurite outgrowth and for immunofluorescence staining with anti-GAP-43 antibody. Results : Animal groups given proximal or distal acupuncture stimulation showed upregulation of GAP-43 and Cdc2 protein levels in the sciatic nerve at 7 days after injury. Cdk2 protein levels were strongly induced by nerve injury, but did not show changes by acupuncture stimulation. Phospho-Erk1/2 protein levels were elevated by acupuncture stimulation above those present in the injury control animals. These increase in regeneration-associated protein levels appeared to be related with increase cell proliferation in the injured sciatic nerves. Hoechst 33258 staining of sciatic nerve tissue to visualize nuclei of individual cells showed increased Schwann cell number in the distal portion of the injured nerve 7 and 14 days after injury and further increases by acupuncture stimulation particularly at the proximal position. Measurement of axonal regeneration by retrograde tracing showed significantly increased Dil-labeled cells in proximal acupuncture stimulation group compared to distal acupuncture stimulation group and injury control group. Finally, an evaluation of axonal regeneration by retrograde tracing showed increased number of Dil labeled cells in the DRG at lumbar 5 or in the ventral horn of the spinal cord at lower thoracic level at 7 days after nerve injury. Conclusions : The present data show that the proximal acupuncture stimulation at Huatuo Jiaji(EX B2) points governing injured sciatic nerves was more effective for axonal regeneration than the distal acupuncture stimulation. Further studies on functional recovery or associated molecular mechanisms should be critical for developing animal models and clinical applications.

• Journal of Climate Change Research
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• v.4 no.4
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• pp.409-416
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• 2013

Recently, the property damage has been increasing due to climate change in South Korea. While the general public has become more aware of the environmental issues, but the environmental education system has not been able to meet up with the demands of the public. The purpose of this study is to suggest preliminary data which is needed for developing a environmental textbook. A survey was conducted to meet the following requirements. Respondent's level of interest in problems or situations concerning the following eight themes: fundamental science, health and medicine, aerospace engineering, life science, electrical electronics, telecommunication, mineral and energy resources, environment. The data was collected from 139 students in Seoul and Gyeonggi province. The results showed that health and medicine issues interest students the most (49.6%), followed by environment (46.8%). We asked the respondents who were very interested in each question for their reasons, and they answered that environmental issue is related to the improvement of their life quality (53.8%) than their curiosity (38.5%). Students were very interested in the other issues because of just curiosity. Most students (90.6%) said seasonal change was not same each year. 18.0% of respondents replied that they and their friends had experienced climate change. The majority of students (94.2%) thought that they will experience natural disaster blamed on climate change during their life. In other words, climate change is already the day-to-day events of their lives. The majority of their opinions, more then three than ten students(30.9%) said the South Korean government should conduct an energy saving campaign to climate change problems followed by expanding new renewable energy (24.5%), conducting adaptation policies of climate change(22.3 %), introducing of a system as like $CO_2$ emissions trading(20.9%) and so on. There are more Stu- dents (69.1%) who know of new renewable energy than students who don't know it; however, respondents who know the meaning very well were just 18.7% showing that most students dimly know the meaning of new renewable energy.

• KIEAE Journal
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• v.8 no.5
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• pp.23-34
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• 2008

This paper reviews the relationships between diverse ecological design strategies and competing conceptions of ecological approach in place making. It focuses conceptual trends of what we categorize a building "green" and outlines a social constructive perspective on the development of sustainable architecture. This study classifies seven logics of ecological design-eco-technical, eco-aesthetical, eco-social, eco-medical, eco-renewable, eco-cultural, eco-central - which have their roots in competing philosophies of environmentalism. In my analysis of the logics concerning sustainable architecture, the adapted and incorporated technology from high-tech to low-tech levels is a key issue. These points lead us to propose a way that each logic configures the technological approaches and alternative visions of sustainable places. This paper discusses the implications of the competent nature of plural ecological design perspectives for architectural education, practice, and researches.