• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.180-180
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• 2022

최근 하천 횡단구조물로 형성된 호소 및 저수지에는 오랜 시간동안 다양한 유기 퇴적물이 유입되고 오염되어 호소환경 및 호소 생태계에 악영향을 미칠 수 있으며, 환경 여건에 따라 메탄과 온실가스를 유발할 수도 있다. 이러한 온실가스를 검출하고 그 원인을 파악하여 감축하는 일련의 기술이 국가적인 온실가스 감축 정책과 맞물려 새로운 이슈로 등장하였다. 일반적으로 메탄가스를 측정하는 실험은 BMP(Biochemical Methane Potential)-Test이며, 수치모의에 비해 BMP-Test는 수심이 깊은 지역이나 유속이 빠른 구역에는 적용이 어려운 한계가 존재한다. 이러한 BMP-Test의 한계점을 보완하는 차원에서 사전검증된 수치모형 COMSOL Multiphysics 소프트웨어를 이용하여 메탄가스 발생기작을 재현 및 도출하고 실내 실험결과와 비교 분석하였다. 첫째, COMSOL Multiphysics가 호소에서 발생하는 메탄가스 발생기작의 재현 타당성을 입증하기 위해 동일한 조건의 인공합성된 유기물을 이용한 실내 실험에서 수행된 BMP-Test와 비교·분석을 수행하였다. 둘째, COMSOL Multiphysics에 TOC(총유기탄소), TP(총 인)에 따른 유기물 조건과 메탄 발생 화학식을 설정하여 온도에 따른 메탄 생성량과 반응상수를 산출하였고, 이를 BMP-Test 결과와 비교하였다. BMP-Test의 비교·분석 결과를 바탕으로 하천 및 호소에서 발생하는 메탄가스 발생에 대한 COMSOL Multiphysics의 활용가능성을 검증하였다. 향후 하천 및 호소로부터의 발생가능한 온실가스 감축 목표를 달성하기 위한 하천 유기물 환경의 평가 또는 최적화 조성에 유사한 검증과정을 거친 COMSOL Multiphysics를 활용할 수 있을 거라 기대된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제49권2호
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• pp.114-126
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• 2019

Purpose: The aim of this study was to evaluate the enhancement of osteogenic potential of biphasic calcium phosphate (BCP) bone substitute coated with Escherichia coli-derived recombinant human bone morphogenetic protein-2 (ErhBMP-2) and epigallocatechin-3-gallate (EGCG). Methods: The cell viability, differentiation, and mineralization of osteoblasts was tested with ErhBMP-2-/EGCG solution. Coated BCP surfaces were also investigated. Standardized, 6-mm diameter defects were created bilaterally on the maxillary sinus of 10 male New Zealand white rabbits. After removal of the bony windows and elevation of sinus membranes, ErhBMP-2-/EGCG-coated BCP was applied on one defect in the test group. BCP was applied on the other defect to form the control group. The animals were sacrificed at 4 or 8 weeks after surgery. Histologic and histometric analyses of the augmented graft and surrounding tissue were performed. Results: The 4-week and 8-week test groups showed more new bone (%) than the corresponding control groups (P<0.05). The 8-week test group showed more new bone (%) than the 4-week test group (P<0.05). Conclusions: ErhBMP-2-/EGCG-coated BCP was effective as a bone graft material, showing enhanced osteogenic potential and minimal side effects in a rabbit sinus augmentation model.

• 대한치과보철학회지
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• 제51권4호
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• pp.307-314
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• 2013

연구 목적: 본 연구는 골형성단백질의 서방출을 위해 헤파린과 골형성단백질 (rhBMP-2)을 화학적으로 고정시킨 양극산화 티타늄 임플란트가 골 결손부에서 임플란트 주변의 수직적 골증대에 미치는 효과를 방사선학적으로 평가하고자 시행되었다. 연구 재료 및 방법: Pure-Titanium을 사용하여 길이 7.0 mm, 직경 3.5 mm의 실험용 임플란트 18개를 제작하였다. 모든 임플란트를 양극산화처리 하였고, 플랫폼 하방 2.5 mm에 식립 기준선을 표시하였다. rhBMP-2가 코팅되지 않은 임플란트 집단을 대조군으로, dip and dry 방법으로 rhBMP-2를 물리적 흡착시킨 집단을 BMP군, 3,4-dihydroxyphenylalanine(DOPA)-heparin을 이식하고 rhBMP-2를 화학적으로 고정시킨 집단을 Hep-BMP군으로 설정하였다. 각군별6개씩의 임플란트를 3마리의 비글견 양측 하악에 한쪽에 3개씩 총 18개를 치조정 상방으로 2.5 mm 노출시켜 식립하였다. 식립 직후와 4주, 8주에 식립부위의 방사선학적 검사가 시행되었고, 각 시기별, 각 군별 임플란트의 근원심 변연골의 수직적 재생량에 대한 평균값과 표준편차를 얻었다. Kruskal-Wallis test와 Mann-Whitney U test를 이용하여 4주, 8주에서 대조군과 실험군들의 차이를 비교 분석하고, 유의 수준5%에서 통계적으로 검정하였다. 결과:방사선학적 관찰 결과 임플란트 근원심 변연골 재생량(평균값 ${\pm}$ 표준편차)은 4주에 대조군은 $0.09{\pm}0.22mm$, BMP군은 $1.02{\pm}0.72mm$, Hep-BMP군은 $1.29{\pm}0.51mm$ 였으며, 8주에서는 각각 $0.11{\pm}1.26mm$, $1.11{\pm}0.58mm$, $1.59{\pm}0.79mm$였다. 두 실험군 모두 4주와 8주에서 대조군과 비교 시 유의한 수직적 골증대를 나타냈으나(P<.05), Hep-BMP군과BMP군의 비교에서는 유의한 변연골 재생량 차이를 보이지 않았다(P>.05). 결론: 골형성단백질을 물리적으로 흡착시키거나 서방출 위해 헤파린을 이용하여 화학적으로 고정시킨 양극산화 임플란트 표면은 모두 골 결손부에서 임플란트 주변골의 수직적 증대에 효과적이었다. 그러나 방사선학적 관찰의 한계 내에서 골형성단백질의 이 두가지 적용방법간에는 수직적 골증대량에 유의한 차이가 없었다.

• 유기물자원화
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• 제23권4호
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• pp.11-20
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• 2015

원지반에서의 저품위 석탄층의 생물학적 메탄 생산을 위한 기초연구를 수행하였다. 인도네시아산 갈탄을 시료로 이용하였으며, 조건을 달리하여 BMP(Biochemical Methane Potential) 실험을 수행하였다. 갈탄에 영양물질과 혐기성 슬러지만 제공한 경우, 온도(23, $30^{\circ}C$)나 석탄의 입자크기는 메탄가스 생산에 영향을 주지 않았다. 이는 가용한 용해성 유기물질이 낮기 때문이다. 외부탄소원으로 볏짚을 갈탄에 첨가한 후 BMP 실험을 수행하였으며, 60일간의 BMP 실험 후 볏짚 첨가에 의한 메탄가스 발생량은 94.4~110.4 mL/g VS이었다. BMP 실험 후 갈탄의 발열량은 볏짚 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 이는 볏짚의 혐기성 분해와 함께 갈탄의 분해가 이루어졌음을 의미한다. 따라서 원지반에서의 저품위 석탄층의 생물학적 메탄 생산의 초기 운전 시에 볏짚을 탄소원으로 사용할 수 있다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제31권1호
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• pp.21-41
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• 2001

The goal of Periodontal treatment is predictable periodontal regeneration. But until now, many products including GTR materials and growth factors are beyond of complete regeneration. BMP can induce ectopic bone formation when implanted into sites such as rat muscle and can greatly enhance healing of bony defects when applied exogenously. BMP can promote periodontal regeneration by their ability to stimulate new bone and new cementum formation. But little is known about optimal conditions required for the application. Root conditioning is used for bioacive root change so altered root surface provides a substrate that promotes chemotaxis, migration and attachment of peridontal cells encouraging connective attachment to the denuded root surface. The aim of this study is to investigate whether the acid conditioning change effect of rhBMP-2 on human periodontal ligament cell and osteoblast cell line. 288 periodontally involved root dentin slices are divided into 6 groups, each 48, 1)control, 2)treated with BMP, 3)treated with citric acid 4)treated with citric acid+BMP 5)treated with tetracycline 6)treated with TC+BMP. Each group was devided half, so 12 root dentin slices were seeded with periodontal ligament cells and 12 were seeded with osteoblasts. At day 2 and 7, cell number, protein assay, ALP activitiy was measured. To investigate morphology of cultured cells, SEM was employed. Statistical analysis was performed with SPSS 8.0 either t-test or ANOVA test. The results are ; Protein assay and cell number was slightly decreased in CA+BMP group compared to Ca group but it was not statistically significant and ALP activity was much more increased in CA+BMP group compared to CA group so there was no statistically significance between BMP and CA+BMP group and statistically significant compared to control group. Cell number and protein assay was slightly increased in TC group and ALP activity was much less the BMP group and CA group. Cell number and protein and ALP activity was not much increased in TC+BMP group. TC group and TC+BMP group showed cell morphology change in SEM. This results suggested that application of root surface with citric acid before BMP treatment might give better result in periodontal regeneration.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제32권5호
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• pp.403-410
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• 2007

이 실험의 목적은 백서에서 치수절단술을 시행시 MTA 시멘트 단독 사용군과 rhBMP-2 혼용 사용군 간의 조직 반응을 비교하기 위함이다. 32마리의 건강한 백서의 상악 양쪽 제 1 대구치를 사용하였다. 치수강을 개방한 후에 지혈을 시행하고 우측 제1 대구치에는 대조군으로 MTA 시멘트 1.2 g을 사용하여 치수절단면을 수복하였고, 좌측 제 1대구치에는 MTA 시멘트 1.2 g에 rhBMP-2 $1\;{\mu}g$을 첨가하여 치수절단면을 수복하였다. 그 후 광중합 글래스 아이오노머 시멘트로 충전하였다. 백서는 각 각 16마리씩 2주, 7주 뒤에 희생시키고, 병리조직표본을 제작하였다. 통계 처리는 SPSS-WIN 12.0 프로그램을 이용하여 student t-test를 시행하였다 (p < 0.05). 염증소견은 7주군보다 2주군에서 더 심하였으나, 통계적으로 유의하지는 않았다 또한 rhBMP-2를 첨가한 군이 MTA 단독 사용군보다 염증 소견이 적어 보였으나, 역시 통계적으로 유의하지는 않았다. 결론적으로 MTA 시멘트 치수 절단술 시행시 MTA 단독 사용군과 비교시 MTA 시멘트에 rhBMP-2의 첨가하는 것은 별다른 차이가 없었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권10호
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• pp.15-21
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• 2014

본 연구는 부산시 남부하수처리장의 탈수슬러지를 이용하여 전처리에 따른 분해 및 혐기성 상태에서의 최종 메탄 및 이산화탄소 발생량을 평가하기 위해 Biochemical Methane Potential(BMP) 실험을 실시하였다. 초기 1 % TS 농도의 탈수슬러지를 각각 30분 동안 5M NaOH를 이용하여 알칼리 전처리를 실시하였고 초음파 전처리는 30분 동안 조사밀도를 1.5 W/mL로 조절하여 실시하였으며 알칼리와 초음파 전처리를 병합한 동시 전처리를 시행하였다. 그에 따라 SCOD 값이 초기 33.1 mg/L에서 최대 494 mg/L로 증가하였다. 또한 BMP 실험을 실시한 결과 31.2~84.2 mL $CH_4/g$ VS, 9.2~13.5 mL $CO_2/g$ VS로 나타났다. 영양배지와 상등액 슬러지를 주입여부에 따른 BMP 실험을 실시한 결과 각각 73.1, 73.8 mL $CH_4/g$ VS, 11.2, 13.6 mL $CO_2/g$ VS으로 나타났으며 모델값과는 큰 차이를 보이지 않았다. BMP 실험을 종료 후 VS를 분석한 결과 초기 62 %에서 33.8~45.4 %로 감소하였다. 알칼리, 초음파 전처리보다는 동시 전처리가 메탄발생량과 SCOD 값을 증가시켰으며 VS 감소율이 증가하여 혐기성 소화율이 향상되었다.

• International Journal of Oral Biology
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• 제32권3호
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• pp.103-107
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• 2007

We hypothesized that plaque-associated bacteria may have a role in maintenance of alveolar bone. To test it, immortalized gingival epithelial HOK-16B cells were co-cultured with live or lysed eight plaque bacterial species and the expression levels of bone morphogenetic protein (BMP)-2 and -4 were examined by real time reverse transcription-polymerase chain reaction. Un-stimulated HOK-16B cells expressed both BMP-2 and -4. Co-culture with plaque bacterial lysates had significant effects on the level of BMP-2 but not on that of BMP-4. Five species including Streptococcus sanguinis, S. gordonii, Veillonella atypica, Porphyromonas gingivalis, and Treponema denticola substantially up-regulated the level of BMP-2. In contrary to the upregulatory effect of lysate, live T. denticola suppressed the expression of BMP-2. In addition, in vitro osteoblastic differentiation assay using C2C12 cells and the conditioned medium of HOK-16B cells confirmed the production of BMPs by gingival epithelial cells and the modulation of BMP expression by the lysates of S. sanguinis and T. denticola. In conclusion, we have shown that plaque bacteria can regulate the expression of BMP-2 by gingival epithelial cells, the physiologic meaning of which needs further investigation.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제29권4호
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• pp.873-893
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• 1999

The ultimate goal of periodontal therapy is the regeneration of periodontal tissue and repair of function. For more than a decade there have been many efforts to develop materials and bioactive molecule(such as growth factor and differentiation factors) to promote periodontal wound healing. Among the bioactive molecules, bone morphogenetic protein(BMP) was studied for periodontal wound healing. Since Urist demonstrated that demineralized bone matrix could induce the formation of cartilage and bone in ectopic site, many studies on BMP have been reported. Among those BMPs, it was reported that rhBMP-2 enhanced the healing of bone defects in animal studies and clinical studies. However, its efficacy in periodontal regeneration, especially 1-wall intrabony defects is still unknown. The purpose of this study was to examine the effect of rhBMP-2/ACS on the epithelial migration, gingival connective tissue adhesion, cementum formation, alveolar bone regeneration in intrabony defects of dogs. Four millimeter deep and four millimeter wide 1-wall defects were surgically created in the mesial aspects of the 3rd incisors. The test group received rhBMP-2/ACS with a flap procedure and the control underwent buffer/ACS with a flap procedure. Histologic analysis after 8 weeks of healing revealed the following results: 1. The length of epithelial growth(the distance from alveolar crest to the apical end of JE) was $0.9{\pm}1.5mm$ in the control group and $1.2{\pm}1.4mm$ in the test group. There was no statistically significant difference between the two groups. 2. The length of connective tissue adhesion was $2.4{\pm}1.3mm$ in the control group and $1.2{\pm}1.1mm$ in the test group. The control group showed significantly enhanced adhesion(P<0.05). 3. The length of new cementum was $0.9{\pm}1.0mm$ in the control group and $1.7{\pm}0.8mm$ in the test group. The test group showed significantly enhanced cementum regeneration(P<0.05). 4. The length of new bone height was $1.9{\pm}0.6mm$ in the control group and $2.4{\pm}0.9mm$ in the test group. There was no statistically significant difference between the two groups. 5. The new bone area was $4.7{\pm}1.7mm^2$ in the control group and $8.0{\pm}2.0mm^2$ in the test group. The test group showed significantly enhanced bone formed area(P<0.05). 6. The new bone density was $73.0{\pm}8.6%$ in the control group and $66.6{\pm}15.3%$ in the test group. There was no statistically significant difference between the two groups. These results suggest that the use of rhBMP-2 in 1-wall intrabony defects has significant effect on new cementum and new bone formation area, but doesn't have any significant effect on the prevention of junctional epithelium migration and new bone formation height.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.11-17
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• 2015

본 연구에서는 음식물류 폐기물 폐수(이하, 음폐수)를 이용하여 혐기성발효 시 부산물로 생성되는 메탄가스의 생산효율을 높이고자 산발효 전처리를 수행하였으며 전처리된 음폐수를 이용하여 BMP 실험을 통해 메탄생산량 증대를 위한 산발효 최적조건을 확인하고자 하였다. 산발효된 음폐수를 이용하여 BMP 실험을 진행한 결과 HRT 3일 조건에서 0.220 L/g VS의 가장 높은 메탄생산량을 확인하였으며, 초기 pH별 BMP실험에서는 pH 6에서 19,920 mg/L로 가장 높은 VFA와 Acetic acid/TVFA(76.2%)를 보였다. 이때 메탄생산은 약 10일 이내로 대부분 생산되어 일반적인 메탄발효(30일 이내)에 비해 약 1/3수준으로 단축됨을 확인하였다. 메탄생성량은 0.294 L/g VS로 대조군 대비 약 1.3배 높은 효율을 나타내었다.