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Characteristics and osteogenic effect of zirconia porous scaffold coated with ${\beta}$-TCP/HA

  • Song, Young-Gyun;Cho, In-Ho
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제6권4호
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    • pp.285-294
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    • 2014
  • PURPOSE. The purpose of this study was to evaluate the properties of a porous zirconia scaffold coated with bioactive materials and compare the in vitro cellular behavior of MC3T3-E1 preosteoblastic cells to titanium and zirconia disks and porous zirconia scaffolds. MATERIALS AND METHODS. Titanium and zirconia disks were prepared. A porous zirconia scaffold was fabricated with an open cell polyurethane disk foam template. The porous zirconia scaffolds were coated with ${\beta}$-TCP, HA and a compound of ${\beta}$-TCP and HA (BCP). The characteristics of the specimens were evaluated using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray spectrometer (EDX), and x-ray diffractometry (XRD). The dissolution tests were analyzed by an inductively coupled plasma spectrometer (ICP). The osteogenic effect of MC3T3-E1 cells was assessed via cell counting and reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR). RESULTS. The EDX profiles showed the substrate of zirconia, which was surrounded by the Ca-P layer. In the dissolution test, dissolved $Ca^{2+}$ ions were observed in the following decreasing order; ${\beta}$-TCP > BCP > HA (P<.05). In the cellular experiments, the cell proliferation on titanium disks appeared significantly lower in comparison to the other groups after 5 days (P<.05). The zirconia scaffolds had greater values than the zirconia disks (P<.05). The mRNA level of osteocalcin was highest on the non-coated zirconia scaffolds after 7 days. CONCLUSION. Zirconia had greater osteoblast cell activity than titanium. The interconnecting pores of the zirconia scaffolds showed enhanced proliferation and cell differentiation. The activity of osteoblast was more affected by microstructure than by coating materials.

Anterior Cranial Base Reconstruction in Complex Craniomaxillofacial Trauma: An Algorithmic Approach and Single-Surgeon's Experience

  • Shakir, Sameer;Card, Elizabeth B.;Kimia, Rotem;Greives, Matthew R.;Nguyen, Phuong D.
    • Archives of Plastic Surgery
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    • 제49권2호
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    • pp.174-183
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    • 2022
  • Management of traumatic skull base fractures and associated complications pose a unique reconstructive challenge. The goals of skull base reconstruction include structural support for the brain and orbit, separation of the central nervous system from the aerodigestive tract, volume to decrease dead space, and restoration of the three-dimensional appearance of the face and cranium with bone and soft tissues. An open bicoronal approach is the most commonly used technique for craniofacial disassembly of the bifrontal region, with evacuation of intracranial hemorrhage and dural repair performed prior to reconstruction. Depending on the defect size and underlying patient and operative factors, reconstruction may involve bony reconstruction using autografts, allografts, or prosthetics in addition to soft tissue reconstruction using vascularized local or distant tissues. The vast majority of traumatic anterior cranial fossa (ACF) injuries resulting in smaller defects of the cranial base itself can be successfully reconstructed using local pedicled pericranial or galeal flaps. Compared with historical nonvascularized ACF reconstructive options, vascularized reconstruction using pericranial and/or galeal flaps has decreased the rate of cerebrospinal fluid (CSF) leak from 25 to 6.5%. We review the existing literature on this uncommon entity and present our case series of n = 6 patients undergoing traumatic reconstruction of the ACF at an urban Level 1 trauma center from 2016 to 2018. There were no postoperative CSF leaks, mucoceles, episodes of meningitis, or deaths during the study follow-up period. In conclusion, use of pericranial, galeal, and free flaps, as indicated, can provide reliable and durable reconstruction of a wide variety of injuries.

참담치(Mytilus coruscus) 혈구(hemocyte)에서 분리한 McSSP-31의 항균 특성 분석 (The Antimicrobial Characteristics of McSSP-31 Purified from the Hemocyte of the Hard-shelled Mussel, Mytilus coruscus)

  • 오륜경;이민정;김영옥;남보혜;공희정;김주원;박중연;서정길;김동균
    • 생명과학회지
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    • 제27권11호
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    • pp.1276-1289
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    • 2017
  • 참담치 hemocyte에 존재하는 항균 펩타이드를 역상 HPLC column을 사용하여 분리 및 정제하였다. 정제된 펩타이드는 matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrophotometer (MALDI-TOF/MS) 분석을 통해 분자량이 3330.549 Da이며, edman 분해법을 통해 14개의 N-말단 아미노산 서열을 확보하였다. 분석한 N-말단 서열은 M. californianus의 sperm-specific protein Phi-1과 protamine-like PL-III protein과 각각 93%와 87%의 유사도를 나타냈으며, M. edulis의 sperm-specific protein Phi-1과 87% 일치함을 확인하였다. 또한 open-reading frame (ORF)은 306 bp의 길이에 101개의 아미노산을 코딩하고 있음을 밝혔으며, 이는 M. californianus의 sperm-specific protein Phi-1와 93.5% 유사하였다. 분자량과 아미노산 서열에 근거하여 31개 아미노산으로 구성된 펩타이드를 합성하였으며 이는 그람 양성균인 B. subtilis, S. mutans, S. aureus와 그람 음성균인 E. coli, K. pneumoniae, P. mirabilis, P. aeruginosa 그리고 진균류인 C. albicans에 항균 활성을 보였다. 합성한 펩타이드는 항생제 내성균주인 S. aureus CCARM 0203와 S. aureus CCARM 0204에 항균 활성을 보였다. 합성 항균 펩타이드는 넙치 혈장에 대한 용혈현상은 없었고, 세포독성을 확인한 결과 HUVEC cell line에 전혀 독성을 보이지 않았다. 본 연구결과, 참담치의 혈구로부터 분리 및 정제한 sperm-specific protein 유래 항균 펩타이드는 다양한 균주에 항균 활성을 보였고 낮은 세포독성을 가졌으며, 이러한 특성은 본 실험에서 분리한 항균 펩타이드가 항생제 대체재로서 개발 가능성을 제시하고 있다.

An investigative study of enrichment reduction impact on the neutron flux in the in-core flux-trap facility of MTR research reactors

  • Xoubi, Ned;Darda, Sharif Abu;Soliman, Abdelfattah Y.;Abulfaraj, Tareq
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권3호
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    • pp.469-476
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    • 2020
  • Research reactors in-core experimental facilities are designed to provide the highest steady state flux for user's irradiation requirements. However, fuel conversion from highly enriched uranium (HEU) to low enriched uranium (LEU) driven by the ongoing effort to diminish proliferation risk, will impact reactor physics parameters. Preserving the reactor capability to produce the needed flux to perform its intended research functions, determines the conversion feasibility. This study investigates the neutron flux in the central experimental facility of two material test reactors (MTR), the IAEA generic10 MW benchmark reactor and the 22 MW s Egyptian Test and Research Reactor (ETRR-2). A 3D full core model with three uranium enrichment of 93%, 45%, and 20% was constructed utilizing the OpenMC particle transport Monte Carlo code. Neutronics calculations were performed for fresh fuel, the beginning of life cycle (BOL) and end of life cycle (EOL) for each of the three enrichments for both the IAEA 10 MW generic reactor and core 1/98 of the ETRR-2 reactor. Criticality calculations of the effective multiplication factor (Keff) were executed for each of the twelve cases; results show a reasonable agreement with published benchmark values for both reactors. The thermal, epithermal and fast neutron fluxes were tallied across the core, utilizing the mesh tally capability of the code and are presented here. The axial flux in the central experimental facility was tallied at 1 cm intervals, for each of the cases; results for IAEA 10 MW show a maximum reduction of 14.32% in the thermal flux of LEU to that of the HEU, at EOL. The reduction of the thermal flux for fresh fuel was between 5.81% and 9.62%, with an average drop of 8.1%. At the BOL the thermal flux showed a larger reduction range of 6.92%-13.58% with an average drop of 10.73%. Furthermore, the fission reaction rate was calculated, results showed an increase in the peak fission rate of the LEU case compared to the HEU case. Results for the ETRR-2 reactor show an average increase of 62.31% in the thermal flux of LEU to that of the HEU due to the effect of spectrum hardening. The fission rate density increased with enrichment, resulting in 34% maximum increase in the HEU case compared to the LEU case at the assemblies surrounding the flux trap.

감사성향 함양을 위한 중학교 가정과 인성교육 교수.학습 과정안 개발 및 수업 적용의 효과 분석 (Development & the analysis of application effect of middle school HE text teaching-learning lesson plans for character education in cultivating gratitude disposition)

  • 김성교;왕석순
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.17-35
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    • 2011
  • 본 연구는 가정교과에서 인성교육의 가능성을 확인하고자 중학교 2학년 기술 가정 교과서 의생활 단원에서 감사 성향을 함양시킬 수 있는 학습요소를 추출하여 5차시 인성교육 교수 학습 과정안과 학습자료를 개발하고 수업에 적용하여 학습 전후에 감사 성향 수준에 변화가 있는지를 알아보고자 하였다. 감사 성향 함양을 위한 교수 학습 과정안 5차시 분을 개발하여 가정교육 전문가 3인에게 타당도를 검정 받아 수정 후 완성하였으며, 이후 경북 소재의 모 중학교 2학년 학생 210명을 대상으로 2010년 6월 1일부터 2010년 6월 30일까지 5차시 수업을 진행한 후 수업 전후 감사 성향 수준을 조사하였다. 감사 성향 척도는 McCullough 등의 GQ-6를 이용하였으며 사전 사후 검증 비교를 위해 대응표본 t검증과 개방형 질문에 대한 분석을 실시하였다. 분석결과, 감사 성향 함양을 위한 수업 전 학생들의 감사 성향의 평균은 2.87(5점 만점)이었으나, 수업 후 감사 성향 평균은 3.35로 향상되었고, 이것은 통계적으로 유의한 차이였다. 따라서 감사 성향 함양을 위한 가정과의 수업이 효과적임이 판명되었다. 개방형 질문 분석에서도 수업을 통해 평소 생각하지 못했던 주변사람과 자연을 소중하게 생각할 수 있는 기회를 가지게 되었으며, 감사하는 마음을 되새길 수 있는 수업내용 구성이 좋았다고 하였다 따라서 이후 연구에서는 감사 성향 이외의 다른 긍정적 정서와 친사회적 능력을 기르는데 기여할 수 있는 가정과 인성교육용 교수 학습 과정안이 개발되어야 할 것이며, 의생활 이외의 다른 영역에서 지속적으로 교수 학습과정안의 개발이 이루어져야 할 것이다.

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인체 노로바이러스의 한국분리주 Hu/NLV/Gunpo/2006/KO의 분자생물학적 특성 (Molecular Characterization of a Korean Isolate of Human Norovirus, the Hu/NLV/Gunpo/2006/KO Strain)

  • 정아용;윤상임;지영미;강윤성;이영민
    • 미생물학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.105-111
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    • 2009
  • 노로바이러스는 급성 위장염을 일으키는 Caliciviridae 과(family)에 속하는 바이러스로 유전자형이 매우 다양하다. 본 연구에서는 노로바이러스 국내분리주의 게놈 RNA로부터 3개의 open reading frame (ORF) 모두의 염기서열을 분석하고, 유전학적 계통분석을 통하여 분자생물학적 특성을 분석하였다. 본 연구에 사용된 노로바이러스(Hu/NLV/Gunpo/2006/KO)는 바이러스성 식중독, 장염 증세를 보이는 2세 여아 가검물로부터 분리되었다. 역전사반응과 PCR 증폭을 통해서 바이러스의 게놈 RNA를 3개의 중첩되는 cDNA 단편으로 합성하였으며, 합성된 cDNA를 염기서열 분석에 직접 사용하였다. 시퀀싱 결과 Hu/NLV/Gunpo/2006/KO는 3개의 ORF (ORF1, 5,100 bp; ORF2, 1,647 bp; ORF3, 765 bp)로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 35개의 노로바이러스 국외 분리주와 비교한 결과, ORF1은 ORF2 또는 ORF3에 비해서 상대적으로 염기의 변이율이 낮았으며, 특히 ORF2와 ORF3의 C-말단 부위에서 높은 변이율을 관찰하였다. 유전학적 계통도를 분석한 결과, Hu/NLV/Gunpo/2006/KO는 genogroup II 에 속하며, Saitama U1, Gifu'96, Mc37, Vietnam 026과 같은 클러스터를 형성하는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 노로바이러스 Hu/NLV/Gunpo/2006/KO의 3개의 ORF 염기서열을 모두 밝힘으로써, 앞으로 노로바이러스의 검출법 개발과 유전학적 상관관계뿐 아니라, 유전자의 기능 분석과 관련된 기초연구에 중요한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

균형 표본 유전 알고리즘과 극한 기계학습에 기반한 바이오표지자 검출기와 파킨슨 병 진단 접근법 (Bio-marker Detector and Parkinson's disease diagnosis Approach based on Samples Balanced Genetic Algorithm and Extreme Learning Machine)

  • ;;최용수
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.509-521
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    • 2016
  • 본 논문에서는 파킨슨 병 진단 및 바이오 표지자 검출을 위한 극한 기계학습을 결합하는 새로운 균형 표본 유전 알고리즘(SBGA-ELM)을 제안하였다. 접근법은 정확한 파킨슨 병 진단 및 바이오 표지자 검출을 위해 공개 파킨슨 병 데이터베이스로부터 22,283개의 유전자의 발현 데이터를 사용하며 다음의 두 가지 주요 단계를 포함하였다 : 1. 특징(유전자) 선택과 2. 분류단계이다. 특징 선택 단계에서는 제안된 균형 표본 유전 알고리즘에 기반하고 파킨스병 데이터베이스(ParkDB)의 유전자 발현 데이터를 위해 고안되었다. 제안된 제안 된 SBGA는 추가적 분석을 위해 ParkDB에서 활용 가능한 22,283개의 유전자 중에서 강인한 서브셋을 찾는다. 특징분류 단계에서는 정확한 파킨슨 병 진단을 위해 선택된 유전자 세트가 극한 기계학습의 훈련에 사용된다. 발견 된 강인한 유전자 서브세트는 안정된 일반화 성능으로 파킨슨 병 진단을 할 수 있는 ELM 분류기를 생성하게 된다. 제안된 연구에서 강인한 유전자 서브셋은 파킨슨병을 관장할 것으로 예측되는 24개의 바이오 표지자를 발견하는 데도 사용된다. 논문을 통해 발견된 강인 유전자 하위 집합은 SVM이나 PBL-McRBFN과 같은 기존의 파킨슨 병 진단 방법들을 통해 검증되었다. 실시된 두 가지 방법(SVM과 PBL-McRBFN)에 대해 모두 최대 일반화 성능을 나타내었다.

천적유지식물로써 괭이밥에 대한 기초연구: 괭이밥의 귤응애 밀도억제효과와 천적 2종의 괭이밥응애 포식력 (A preliminary study of Oxalis corniculata L. as a new banker plant: Control efficacy against Panonychus citri (McGregor) and feeding ability of two natural enemies on Tetranychina harti (Ewing))

  • 오창학;진혜영;안태현;송유진;전혜정;이준석;함은혜
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제56권3호
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    • pp.267-273
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    • 2017
  • 귤나무속 과수의 주요 해충인 귤응애의 방제효과 극대화를 위해 괭이밥의 천적유지식물 적용 가능성을 검토하였다. 괭이밥을 지피식물로 조성한 처리구에서 일반 초생재배구에 비해 포식성 응애류 밀도가 평균 3배 이상 높게 나타났으며, 제초구에 비해 3.7배 낮은 귤응애 발생 밀도를 확인 할 수 있었다. 칠레이리응애는 괭이밥응애 알과 성충을 포식하지 못하였고, 사막이리응애는 일일 평균 괭이밥응애 알 1.96개와 암컷 성충 1.93개를 포식하였다. 온도 $23{\pm}1^{\circ}C$, 습도 $70{\pm}5%$, 광조건 16L : 8D로 설정된 사육실에서 괭이밥응애 알에서 성충까지 17.4일이 소요되었으며 77.5%의 부화율과 84.8%의 유충생존율을 확인하였다.

Kinematics of filament stretching in dilute and concentrated polymer solutions

  • McKinley, Gareth H.;Brauner, Octavia;Yao, Minwu
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제13권1호
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    • pp.29-35
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    • 2001
  • The development of filament stretching extensional rheometers over the past decade has enabled the systematic measurement of the transient extensional stress growth in dilute and semi-dilute polymer solutions. The strain-hardening in the extensional viscosity of dilute solutions overwhelms the perturbative effects of capillarity, inertia & gravity and the kinematics of the extensional deformation become increasingly homogeneous at large strains. This permits the development of a robust open-loop control algorithm for rapidly realizing a deformation with constant stretch history that is desired for extensional rheometry. For entangled fluids such as concentrated solutions and melts the situation is less well defined since the material functions are governed by the molecular weight between entanglements, and the fluids therefore show much less pronounced strain-hardening in transient elongation. We use experiments with semi-dilute/entangled and concentrated/entangled monodisperse polystyrene solutions coupled with time-dependent numerical computations using nonlinear viscoelastic constitutive equations such as the Giesekus model in order to show that an open-loop control strategy is still viable for such fluids. Multiple iterations using a successive substitution may be necessary, however, in order to obtain the true transient extensional viscosity material function. At large strains and high extension rates the extension of fluid filaments in both dilute and concentrated polymer solutions is limited by the onset of purely elastic instabilities which result in necking or peeling of the elongating column. The mode of instability is demonstrated to be a sensitive function of the magnitude of the strain-hardening in the fluid sample. In entangled solutions of linear polymers the observed transition from necking instability to peeling instability observed at high strain rates (of order of the reciprocal of the Rouse time for the fluid) is directly connected to the cross-over from a reptative mechanism of tube orientation to one of chain extension.

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희생양극 하에서 알루미늄의 해수 부식 거동 (Corrosion Behavior of Aluminium Coupled to a Sacrificial Anode in Seawater)

  • 김종수;김희산
    • 한국표면공학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.25-34
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    • 2006
  • Al-Mg alloy, an open rack vaporizer(ORV) material was reported to be corroded in seawater environments though the ORV material was coupled to thermally sprayed Al-Zn alloy functioning a sacrificial anode. In addition, the corrosion behavior based on the calculated corrosion potential did not match the observed corrosion behavior. Hence, the goal of this study is to get better understanding on Al or Al-Mg alloy coupled to Al-Zn alloy and to provide the calculated corrosion potential representing the corrosion behavior of the ORV material by immersion test, electrochemical tests, and calculation of corrosion and galvanic potential. The corrosion potentials of Al and Al alloys also depended on alloying element as well as surface defects. The corrosion potentials of Al and Al-Mg alloy were changed with time. In the meantime, the corrosion potentials of Al-Zn alloys were not. The corrosion rates of Al-Zn alloys were exponentially increased with zinc contents. The phenomena were explained with the stability of passive film proved by passive current density depending on pH and confirmed by the model proposed by McCafferty. Dissimilar material crevice corrosion (DMCC) test shows that higher content of zinc caused Al-Mg alloy corroded more rapidly, which was due to the fact that higher corrosion rate of Al-Zn makes [$H^+$] and [$Cl^-$] more concentrated within pit solution to corrode Al-Mg alloy. Considering electrochemical reactions within pit as well as bulk in the calculation gives better prediction on the corrosion behavior of Al and Al-Mg alloy as well as the capability of Al-Zn alloy for corrosion protection.