In order to investigate flow characteristics of chicken blood in a micro tube of 100$\mu$m in diameter, in-vitro experiments were carried out using a micro-PIV technique. The micro-PIV system consists of a microscope, 2-head Nd:YAG laser, 12 bit cooled CCD camera and a delay generator. Chicken blood with 40% hematocrit was supplied into a micro tube using a syringe pump. The blood flow shows clearly the cell free layer near the tube wall and its thickness is increased with increasing the flow speed. The hemorheological characteristics of chicken blood, including shear rate and shear stress were estimated from the PIV velocity field data obtained. Since the aggregation index of chicken blood is less than 50% of human blood, non-Newtonian flow characteristics of chicken blood are smaller than those of human blood. As the flow rate increases, the degree of flatness in the velocity profile at the center region is decreased and the parabola-shaped shear stress distribution becomes to have a linear profile. Under the same flow rate, chicken blood shows higher shear stress, compared with human blood.
본 연구는 진동형 장치의 활용을 통해 혈관 내 폐 보조장치의 기체전달 효율을 향상시키고자 시도하였으며, 진동에 따른 혈액의 용혈 문제에 있어서 한계 용혈이 발생하는 영역을 선정하고자 하였다. 가진 주파수가 0 Hz일 때를 기준으로 하여 중공사 수의 변화에 따라 산소전달속도를 측정하였다. 최대의 산소전달속도를 나타내는 중공사 모듈에서 가진 주파수의 변화에 따른 산소전달속도를 측정하고 혈액의 용혈도를 측정하였다. 측정결과 액체 유속의 변화에 따라 최대 산소전달속도를 나타내는 중공사 모듈은 type 6으로 이때의 중공사 개수는 675개이다. 또한, 중공사를 가진하지 않았을 때 최대의 산소전달속도를 보여주는 모듈은 type 6이었다. 모듈 type 6의 가진 주파수의 변화에 따른 산소전달속도는 7 Hz에서 최대산소전달속도를 나타내었으며 최대산소전달속도를 나타내는 7 Hz의 가진 주파수에서의 혈액 용혈도를 측정한 결과 혈액의 용혈도는 낮았다. 그러므로 최대 흔들림이 일어나는 7 Hz를 한계 용혈 주파수로 결정할 수 있었다.
일반적으로 하천은 상류에서 하류로 흐르지만, 하구에서 일어나는 해안으로부터의 염수의 역류 혹은 상류에서 홍수 발생 시 순간적으로 나타나는 역류 등 주 흐름을 거스르는 흐름이 종종 발생하는데 이는 예상치 못한 피해를 가져올 수 있으므로 최대한 방지해야 한다. 즉, 양방향 흐름이 일어나는 지역을 단방향 흐름으로 바꿔줄 수 있는 수리 구조물의 설치가 필요하다. 역방향 흐름을 제어하는 대표적인 예로는 보가 있는데, 보는 충분한 수위 확보뿐만 아니라 하구에서 역류하는 해수를 방지하는 역할도 한다. 다만, 상류와 하류를 수직적으로 분리함에 따라 물고기의 자유로운 이동을 제한하는 등 생태계를 단절시키는 부작용이 나타날 뿐만 아니라, 최근 정부의 정책에 따라 세종보, 죽산보 등의 보 해체 결정이 이루어지면서 이를 대체할 방안이 필요하다. 따라서 이번 연구에서는 수직적인 구조물이 아닌 수평적인 수리 구조물을 고안함으로써 생태계에 큰 영향을 주지 않으면서 가장 효과적으로 양방향 흐름을 제어할 수 있는 구조물 설계 모형을 탐구해보았다. 구조물 설계 아이디어는 심장의 판막에서 고안하였다. 판막은 특정한 방향성을 갖는 구조로 이루어져 있으면서 혈액의 역류를 방지하는 기관으로, 비슷한 방식으로 하천에도 특정 각도를 갖는 구조물의 설치를 통해 단방향 흐름을 유도할 수 있다고 판단하였다. 실제 하천 규모에서의 실험은 불가능하다고 판단, 전산 유체 프로그램 OpenFOAM을 이용하여 가상 수로의 모델링을 진행하였다. 얇은 판 형태의 흐름 제어 구조물을 수로 측면에 각각 설치 후, 같은 조건에서 정방향 흐름과 역방향 흐름에 대해 각각 시뮬레이션을 진행하였다. 이때, 두 흐름의 하류 유량 크기의 차이를 단방향 흐름을 정량화하는 수치로 산정한다. 시뮬레이션은 구조물과 흐름 방향이 이루는 각도, 구조물의 개수 및 간격, 구조물의 비대칭성 등 여러 가지 조건을 바꿔가면서 진행하고, 유속 분포 및 후류의 크기 등의 수리학적 현상을 파악하여 계산 결과를 분석한다. 분석 결과를 바탕으로 하류의 유량 차이가 가장 크게 나타나는 수리 구조물의 조건을 결정하고, 해당 구조물의 실제 적용 가능 여부를 판단한다.
혈액순환촉진, 심혈관계치료, 피부질환, 암세포억제 등의 의료분야에 원적외선 치료법이 광범위하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 원적외선 치료에 효과적인 패널형 방사체의 발열부에 대한 열적 특성을 실험적으로 분석하였다. 발열선은 정상상태에서 절연피복에 $150mW/m^2$의 열유속으로 열에너지를 공급하여 절연피복은 발열선 온도의 20%에 도달하였다. 단열막 사용은 약 20%의 발열판 표면온도 증가효과가 있었으며 열시상수를 상승시켜 혈액순환촉진에 크게 기여하는 것으로 나타났다. 발열선의 배치간격이 발열부 설계에 중요한 인자이며 열확산의 중첩을 위해 발열판의 열전도계수와 밀도를 고려해야함을 알 수 있었다.
줄넘기 운동의 신체 단련 효과를 측정하기 위하여 사병 9명에게 9주동안 규칙적으로 줄넘기 운동을 시킨 후 체격, 심폐기능, 혈액화학적인 변화를 관찰, 단련전과 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 효과를 검사하기 위해 부하한 운동은 트레드밀 달리기 운동이었다. 1) 단련에 의해 몸무게, 체표넓이, 피부두겹두께 및 총지방량이 유의하게 감소하였다. 2) 안정시 폐기능검사 값 중 최대환기능과 노력성 호기유속 25%가 단련후에 유의하게 증가하였다. 3) 심장박동수는 단련에 의해 안정시와 운동시, 회복기 전 시간대를 통해 매우 유의하게 증가하였다. 4) 단련으로 수축기 동맥혈압은 안정시와 회복기 전 시간대에서 거의 유의하게 감소한 반면, 이완기 동맥혈압은 회복기 전체를 통해 유의하게 증가하였다. 5) 안정시와회복기의 호흡회수는 단련에 의해 변화가 없었다. 6) 안정시와 회복 초기의 혈중 총 콜레스테롤 농도는 단련 후에 유의하게 감소하였지만 혈당, HDL-콜레스테롤 농도는 약간의감소에 그쳤다. 7) 단련전에 비해 단련후의 혈중 젖산 농도는 회복기에 대체로 감소하엿고 20분과 60분 값의 감소는 뚜렷하였다. 이상의 결과로 보아 9주 동안의 규칙적인 줄넘기 운동으로 체내 지방이 감소하고 순환기계 기능에 뚜렷한 향상을 가져오며 혈액화학적인 변화가 생긴다고 할 수 있겠다.
화학적 무기 중 혈액작용제는 전자전달계 내 효소의 철 이온과 반응하고 세포호흡을 정지시켜 사망을 초래한다. 혈액작용제는 활성탄의 미세공보다 분자크기가 작아 화학적 흡착이 유일한 제독방법이다. 본 연구는 SG 생활안전에서 개발한 SG-1 가스 여과기를 이용하여 혈액작용제 시아노겐 클로라이드(CK) 가스의 유입에 따른 유동해석을 수행하였다. 구리, 은, 아연 및 몰리브데늄 이온이 첨착된 ASZM TEDA 활성탄을 적용하여 가스 여과기 제작 시험 규정에 따라 화학적 흡착 모사를 수행하였으며 흡착 Kinetic을 적용하기 위해 선 수행된 흡착 베드에서 CK 가스 흡착 실험 결과를 분석하였다. 화학적 흡착을 통해 발생되는 가스 여과기 내부 압력강하 및 가스 흡착 질량 등 주요 변수의 동적거동을 예측하였다. CFD에서 다공성 물질을 적용할 때 사용하는 Ergun 방정식 대신 Granular와 Packed bed를 사용하여 활성탄 적용 가능 결과를 확인하였으며 시간에 따른 흡착 및 유속에 따른 흡착의 유동 해석에 대한 동적 모사를 수행하였다.
Radio-cephalic arteriovenous fistula(RC-AVF) is the most recommended operation of achieving access for hemodialysis. However, it has high rates of early failure depending on the many haemodynamic conditions. To increase RC-AVF patency rate, many researches were performed by in-vitro experiment via artificial vessel and blood analogue fluid, and there were conflicting opinions about whether the non-Newtonian properties of blood have an influence on the flow in large arteries. To investigate the influence of viscoelasticity of blood within the RC-AVF, we fabricated three dimensional artificial RC-AVF and two kinds of blood analogue fluid. The velocity field of two fluids within the vessel were measured by micro-particle velocimetry(m-PIV) and compared with each other. The velocity profiles of both fluids for systolic phase were matched well while those for diastolic phase did not correspond. Therefore, it is desired to use non-newtonian fluid for in-vitro experiment of RC-AVF.
혈청 amylase는 침샘 및 췌장에서 주로 분비되는 대표적인 효소로 침샘의 염증으로 인한 침샘 기능 저하와 질병 활성도는 혈청 amylase에 영향을 미칠 가능성이 있어, 쇼그렌 증후군에서 이들의 상관관계를 분석함으로써 혈청 amylase 측정의 임상적 의의를 알아보고자 하였다. 쇼그렌 증후군으로 진단받았으나, 혈청 amylase치에 영향을 미치는 동반 질환이 없는 여자 환자 70명을 대상으로 하였으며, 비자극 침샘 유속(U-SFR)과 자극 침샘 유속(S-SFR), 침샘 스캔 검사, 질병 활성도 표지자(ESSDAI와 ESSPRI), 혈액검사로 자가항체, 면역글로불린, amylase, 염증 표지자 검사를 시행하였다. 혈청 amylase치는 U-SFR 및 S-SFR과 유의한 양의 상관관계를 보였으며, 침샘 스캔 검사에서 귀밑샘의 분출분획이 높을수록 혈청 amylase치가 증가하였다. 그러나, 혈청 amylase와 질병 활성도 표지자 및 염증 표지자 결과는 상관관계를 보이지 않았다. 혈청 amylase 평균치를 기준으로 두 군으로 나누어 분석한 결과, 혈청 amylase치가 높은 환자 군에서 S-SFR과 귀밑샘 분출 분획이 통계적으로 유의하게 증가되어 있었다. 결론적으로, 혈청 amylase는 침 분비 능과 침샘 스캔 검사에서 귀밑샘의 분출 분획과 유의한 상관관계를 보여 쇼그렌 증후군에서 침샘 기능이 이상이 없다는 것을 시사하였다.
본 연구는 아마인유와 채종유내에 들어있는 n-3 지방산의 돈육내 축적효과를 조사하기 위해 실시하였다. 3원 교잡종 수퇘지(체중 50 kg) 12마리를 이용하여서 4가지 실험사료중 한가지를 급여하였으며 실험사료는 우지, 아마인유, 채종유 또는 아마인유와 채종유의 혼합유를 함유하였다. 110 kg 시판 체중 도달시에 희생하였다. 아마인유와 채종유속에 들어있는 n-3 지방산은 돼지의 일당증체량, 사료섭취량 및 사료 효율에 아무런 영향을 미치지 않았다. 혈액 포화지방산 함량은 우지 첨가구가 가장 높았고 아마인유 첨가구, 채종유 첨가구 또는 혼합유 첨가구는 우지 첨가구보다 11.84%~16.54% 낮게 나타났다(p<0.05). 혈액 n-3 지방산 함량은 우지 첨가구에서는 거의 검출되지 않았으나 아마인유 첨가구, 채종유 첨가구 또는 혼합유 첨가구는 우지 첨가구보다 4.68%~12.83% 높게 나타났다(p<0.05). n-3 고도불포화지방산을 함유하는 3가지 지질 급원 모두는 우지 첨가구에 비교하여 돼지고기 삼겹살 내 $\alpha$-linolenic acid(18:3n-3) 함량을 9.43%까지 유의적으로 높였다(p<0.05). 아마인유 또는 채종유 급여는 삼겹살내 n-3:n-6 비율을 0.68로 높였으며 고도불포화지방산 :포화지방산 비율은 0.70으로 증가시켰다. 결론적으로 아마인유와 채종유 급여에 의해 n-3지방산이 강화된 새로운 기능성 돈육을 생산할 수 있음을 보여주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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