• 제목/요약/키워드: Physiological models

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암컷 설치류에서의 생식 노화 (Reproductive Aging in Female Rodents)

  • 이성호
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제11권1호
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    • pp.13-20
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    • 2007
  • 암컷 포유동물의 노화 과정에서 생식계는 체내 여러 시스템 가운데 가장 먼저 기능 저하가 나타난다. 생식 노화(reproductive aging) 과정 중인 암컷 포유동물은 비록 종 특이성이 있지만 주기성(cyclicity)의 소실과 같은 생식 능력의 감소와 함께 여러 기능들의 변화가 동반되면서 궁극적으로 인간의 폐경 현상과 같은 생식 능력 상실이 나타난다. 본 증설은 암컷 포유동물의 생식호르몬 축, 특히 신경내분비 회로의 노화에 대한 정보들과 노화 연구에 유용한 설치류 모델들을 소개하고자 한다. 암컷 설치류의 중년(middle age, 생후 $8{\sim}12$개월)은 인간의 폐경기 진입 직전에 해당되는 시기로, 이 시기에 시상하부 GnRH 분비의 맥동성과 급등(surge)이 현저히 지연되기 시작하고, 곧 이어 뇌하수체 LH 분비의 맥동성과 급등이 역시 약화 내지 지연된다. 노화와 관련된 GnRH-LH 신경내분비 활성의 결손은 시상하부 GnRH 뉴런의 활성을 조절하는 여러 자극(예, glutamate)들의 변화와 밀접하게 연관되어 있다. 많은 연구자들이 이러한 '시상하부 결손(hypothalamic defects)'이 생식 노화의 주된 요인임을 지지하지만, inhibin과 같은 난소 요인의 변화 역시 생식 노화의 유도와 관련된 것으로 보인다. 생식 노화를 연구함에 유용한 몇몇 설치류 모델이 있다; FSH 수용체 녹아웃(follitropin receptor knockout; FORKO) 생쥐 모델의 경우는 homozygous(null) 뿐만 아니라 heterozygous(haploinsufficient) 상태도 노화에 따른 난자/난포의 고갈을 나타낸다. Dioxin/aryl hydrocarbon 수용체 녹아웃 (AhRKO) 생쥐 모델도 유사한 상태를 유발할 수 있다. 생식 노화의 기작에 관한 연구는 삶의 질을 높이기 위한 수단들, 예를 들어 호르몬 보충요법(HRT)의 장단점을 평가하고 안전성을 제고하는데 도움이 될 것이다.

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동물실험에서 인삼의 항비만 효과: 체계적 고찰과 메타분석을 위한 연구 프로토콜 (Anti-Obesity Effect of Panax Ginseng in Animal Models: Study Protocol for a Systematic Review and Meta-Analysis)

  • 조재흥;김고운;박혜성;윤예지;송미연
    • 한방비만학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.37-45
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    • 2017
  • 최근 비만이 전 세계적인 문제로 대두되면서 임상 연구의 해석에 필요한 중요 자료를 제시해 줄 수 있는 동물 모델을 이용한 생리학적 기전 연구에 대한 관심이 높아지고 있다. 인삼은 많은 동물 실험에서 항비만 또는 항당뇨 효과가 보고되었으나 인체의 임상에서 비만을 연구한 논문은 거의 없는 실정이다. 이 연구에서는 신체계측치수와 대사지표를 활용한 동물 모델에서의 인삼의 항비만 효과의 근거수준을 평가하고자 한다. 전임상 단계에서 비만에 대한 인삼의 효과를 연구한 대조군 연구, 비교 연구를 포함시키고자 한다. 실험적으로 비만을 유도하는 도중 혹은 이후에 인삼을 투여하고, 일차평가변수는 신체계측치수, 이차평가변수는 지방조직의 무게, 섭취음식의 총량, 대사지표 등을 포함한다. 언어, 출판일 등 특별한 제한 없이 MEDLINE, Embase, PubMed, Web of Science, Scopus를 통해 논문 검색을 시행한다. 본 연구에서의 자료 수집은 개인 정보를 포함하지 않으며, 사생활 침해의 우려가 없으므로 윤리적 승인 대상에서 제외된다. 연구의 전체과정을 수행한 후 연구결과는 연관 저널에 출간하거나 관련 학회에 발표할 예정이다. 본 연구 프로토콜은 the Collaborative Approach to Meta-Analysis and Review of Animal Data from Experimental Studies (CAMARADES) website (http://www.camarades.info)에 등록되었다.

Description of Kinetic Behavior of Pathogenic Escherichia coli in Cooked Pig Trotters under Dynamic Storage Conditions Using Mathematical Equations

  • Ha, Jimyeong;Lee, Jeeyeon;Oh, Hyemin;Kim, Hyun Jung;Choi, Yukyung;Lee, Yewon;Kim, Yujin;Lee, Heeyoung;Kim, Sejeong;Yoon, Yohan
    • 한국축산식품학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.938-945
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    • 2020
  • A dynamic model was developed to predict the Escherichia coli cell counts in pig trotters at changing temperatures. Five-strain mixture of pathogenic E. coli at 4 Log CFU/g were inoculated to cooked pig trotter samples. The samples were stored at 10℃, 20℃, and 25℃. The cell count data was analyzed with the Baranyi model to compute the maximum specific growth rate (μmax) (Log CFU/g/h) and lag phase duration (LPD) (h). The kinetic parameters were analyzed using a polynomial equation, and a dynamic model was developed using the kinetic models. The model performance was evaluated using the accuracy factor (Af), bias factor (Bf), and root mean square error (RMSE). E. coli cell counts increased (p<0.05) in pig trotter samples at all storage temperatures (10℃-25℃). LPD decreased (p<0.05) and μmax increased (p<0.05) as storage temperature increased. In addition, the value of h0 was similar at 10℃ and 20℃, implying that the physiological state was similar between 10℃ and 20℃. The secondary models used were appropriate to evaluate the effect of storage temperature on LPD and μmax. The developed kinetic models showed good performance with RMSE of 0.618, Bf of 1.02, and Af of 1.08. Also, performance of the dynamic model was appropriate. Thus, the developed dynamic model in this study can be applied to describe the kinetic behavior of E. coli in cooked pig trotters during storage.

인간의 수면-각성 주기 (Sleep-Wake Cycles in Man)

  • 김인
    • 수면정신생리
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    • 제4권2호
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    • pp.147-155
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    • 1997
  • 이제까지 제시된 수면/각성과 관련된 연구의 결과들이 아직은 부족하거나 일관성이 결여되어 있기 때문에 인간의 수면/각성 리듬에 대한 모텔은 확립되지 않았다. 주 수면시간, 서파 수면, 렘수면, 수면의 깊이, 아침에 깨어남, 각성 수준 등의 주 리듬은 일중리듬을 보여준다. 주 수면시간은 중심체온과 이전의 깨어있는 기간에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 렘수면 발생의 경향은 통상적인 아침 기상시간 이후 오전 내내 높은 수준으로 남아있게 된다. 수면경향이 갖는 일중 반주기의 내인성 생물학적 특성은 모든 연령에서 독특하게 보여지는 현상이다. 오후의 졸리움이나 수면에 대한 증거는 수면잠복기 반복검사, 수면연장 연구, 비동승상태 연구, 자유질주 연구 등과 같은 여러 연구방법에서 보여진 오후의 졸리움, 수행능력, 다양한 수면장애의 병리적 특성, 그리고 시에스타 문화에서 증명된다. 일중 12 시간 수면리듬의 모델은 아직도 일중 반주기 리듬이 일중리듬이 고유한 이형식의 리듬으로 표현되는 것인지 아니면 별개의 독립적 인 현상인지에 대한 결론이 내려지지 않았기 때문에 확립되지 않았다. 수면-각성의 주기에는 하루에 3-4회, 즉 6-8 시간의 주기를 갖는 중간 단주기 리듬이 내재되어 있고, 또 성인의 야간수면은 90-120 분의 주기를 갖는 비-램 수면과 렘수면의 리듬미칼한 극단 주기적 교대를 보여준다. 그뿐 아니라 주간의 기본적인 휴식 -활동 주기는 야간의 렘 수면주기에 상응한다는 가설이 제시되기도 하였다. 수면의 단주기 리듬에 대한 연구는 전통적인 수면다원 검사, 낮잠 연구, 휴식 및 일상지속법 연구, 수면연장 연구, 보행감찰, 극 초단적 수면일정, 시간격리연구 등을 통해 시행되고 있다. 내재하는 다양한 신체의 리듬들이 어떻게, 또 어느 정도 상호작용하여 수면의 시작과 종결을 조절하며, 반일주기 수면경향의 본질은 어떠하고, 또 렘 주기와 수면과의 관계는 어떠한가에 대한 의문은 앞으로 해결해야 할 중요한 쟁점들이다.

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양배추에서 무테두리진딧물의 온도의존 발육 및 산자 단위모형 (Temperature-driven Models of Lipaphis erysimi (Hemiptera: Aphididae) Based on its Development and Fecundity on Cabbage in the Laboratory in Jeju, Korea)

  • 오성오;권순화;김태옥;박정훈;김동순
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제55권2호
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    • pp.119-128
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    • 2016
  • 본 연구는 양배추에서 무테두리진딧물의 온도발육실험, 성충수명, 산자실험을 통해 매개변수를 추정하여, 약충의 온도발육모형, 무시성충의 산자모형 작성에 필요한 기본모형들을 제공하기 위해 실시하였다. 6개의 온도(10, 15, 20, 25, 30, $35{\pm}1^{\circ}C$, 16L:8D)에서 실험한 결과로 저온인 $10^{\circ}C$에서는 성공적으로 발육하지 못했다. 약충 발육기간은 온도가 증가할수록 $30^{\circ}C$까지는 감소하였고 $35^{\circ}C$에서는 다시 증가하였는데, $15^{\circ}C$에서 18.5일, $30^{\circ}C$에서 5.9일 이었다. 약충전체 직선회귀식에서 발육영점온도(DT)는 $7.9^{\circ}C$로 나타났으며, 유효적산온도(DD)는 126.3일이었다. 전기약충(1+2령), 후기약충(3+4령), 전체약충 발육률에 대한 비선형모형(Lactin 2 model)과 발육기간 분포 모형(Weibull model)을 작성하였다. 성충수명은 $15^{\circ}C$에서 비정상적으로 18.2일을 보였고, $20^{\circ}C$에서 24.4일, $30.0^{\circ}C$에서 16.4일의 범위에 있었으며, 성충 생리적 연령계산을 위한 노화율 모형작성에 이용되었다. 총 산자수는 $20^{\circ}C$에서 91.6마리로 최대값을 보였다. 본 연구를 통하여 무테두리진딧물 무시성충 산란모형 작성에 필요한 온도별 총산자수, 연령별 누적산자율, 연령별 생존율 모형 등 3개의 기본모형을 추정하였다.

Physical disector를 이용한 신경세포 및 신경연접 수의 측정 (Estimation of Number of Synapses on a Neuron in the Brain Using Physical Bisector Method)

  • 이계주;유임주
    • Applied Microscopy
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    • 제36권2호
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    • pp.83-91
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    • 2006
  • 신경연접은 다양한 생리적 또는 병적 상태에 반응하여 구조 및 수적 변화를 보이며, 신경연접의 밀도 변화는 신경세포의 활성 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 특정 생리적 또는 병적 상태에서 신경연접의 밀도 변화를 명확히 이해하기 위해서는 정확한 정량방법을 이용한 밀도 측정이 필수적이다. 본 연구에서는 physical disector법을 이용하여 흰쥐 뇌의 치아이랑에 위치하는 과립신경세포의 신경연접 수를 측정하였으며, 이를 통해 physical disector의 방법적 정확성을 확인하고자 하였다. 성체 흰쥐를 관류고정한 후 치아이랑의 연속 절편을 얻어 통상적인 전자현미경 시료제작법을 통해 Epon 혼합용액에 포매하였다. Physical disector법을 이용한 밀도 분석 시 연속절편의 정렬, 비교 및 disector frame이 필요하므로 Reconstruct 프로그램을 사용하였다. 동물 당 40장의 $1{\mu}m$ 연속절편을 제작하여 과립신경세포체의 밀도를 측정하였으며, 15장의 80nm연속절편으로부터 bidirectional disector법을 이용하여 과립신경세포와 내측 관통로(medial perforant path) 간 신경 연접의 밀도를 분석하였다. 과립신경세포의 세포체와 신경연접은 각각 과립층과 분자층에 위치하기 때문에 하나의 신경세포가 가지는 신경연접의 수를 측정하기 위해서는 각 층의 부피를 고려하는 것이 요구된다. 따라서 과립층에 대한 분자층의 부피비율을 측정하였다. 실험결과, 흰쥐 치아이랑에 위치하는 하나의 과립세포당 약 6,500개의 신경연접의 존재한다는 사실을 확인하였으며, 이는 다른 연구자들의 결과와 유사하였다. 본 연구로부터 physical disector법은 특정 생리적 또는 병적 조건에서 나타나는 신경세포 및 신경연접의 수적 변화를 정확히 측정할 수 있는 유용한 정량방법임을 알 수 있었다. 향후 physical disector법을 이용하여 다양한 실험동물모델의 신경연접 변화를 분석하는 것은 신경연접의 형태적 가소성을 이해하는데 이바지할 것으로 생각된다.

Physiological responses involved in reactive oxygen species (ROS) of rice plant under alone or multi artificial stress conditions

  • Kim, Yoonha;Waqas, Muhammad;Khan, Abdul Latif;Mun, Bong-Gyu;Yun, Byung-Wook;Lee, In-Jung
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.203-203
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    • 2017
  • The Earth's climate is rapidly changing because of increasing carbon dioxide content in atmosphere so, climate prediction models anticipate that earth surface temperature will rise by 3 to $5^{\circ}C$ in next 50 to 100 years. Therefore, frequency of un-expected weather events such as drought, salinity, low or high temperature and flooding etc. will be increasing worldwide. Furthermore, increased atmosphere temperature can influence pests and pathogens spread as well. Therefore, to protect enormous grain loss from unexpected weather conditions, studies related with combine stress conditions like abiotic plus biotic stress condition are really required. Thus, our research focused on physiological responses under combined abiotic and biotic stress condition in rice plant. To induce uniform stress condition, we used NaCl (100 mM) and salicylic acid (0.5 and 1.0 mM SA) as each stress a stimulator. Each artificial abiotic and biotic stress inducer was applied to hydroponically grown rice seedlings alone or together for four day. The data were collected in a time-dependent manner [1, 2, 3 and 4 day(s) after treatment (DAT)] and were matched with our anticipation that shoot length and shoot fresh weight was decreased in solo and combined abiotic and biotic stress condition. The lipid peroxidation content was significantly increased ($1.5{\pm}0.2$ to $2.7{\pm}0.1mg$ mg of $MDA\;g^{-1}FW$) in the first two days in both stress exposed plants, and showed the opposite trend ($0.5{\pm}0.01$ to $0.1{\pm}0.001mg$ of $MDA\;g^{-1}FW$) in last two days under multi stress condition. Superoxide dismutase (SOD) activity did not showed difference in only biotic stress condition (alone 0.5 and 1.0 mM SA) as compared to control however, it was significantly increased in multi stress condition or solo abiotic stress condition whereas, catalase (CAT), and ascorbate peroxidase (APX) activities were significantly decreased in solo biotic and combined abiotic and biotic condition. In particular, both enzymes activities were more decreased in multi stress condition as compared to solo biotic stress condition. The results for relative mRNA expression level of CAT and APX enzymes were in agreement with results of spectrophotometric values. Correlation value between each stress condition and phenotypic data showed that biotic stress condition showed high correlation with activity of CAT and APX whilst, abiotic stress condition revealed significant correlation with SOD activity.

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Genome-wide association study reveals genetic loci and candidate genes for average daily gain in Duroc pigs

  • Quan, Jianping;Ding, Rongrong;Wang, Xingwang;Yang, Ming;Yang, Yang;Zheng, Enqin;Gu, Ting;Cai, Gengyuan;Wu, Zhenfang;Liu, Dewu;Yang, Jie
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제31권4호
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    • pp.480-488
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    • 2018
  • Objective: Average daily gain (ADG) is an important target trait of pig breeding programs. We aimed to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) and genomic regions that are associated with ADG in the Duroc pig population. Methods: We performed a genome-wide association study involving 390 Duroc boars and by using the PorcineSNP60K Beadchip and two linear models. Results: After quality control, we detected 3,5971 SNPs, which included seven SNPs that are significantly associated with the ADG of pigs. We identified six quantitative trait loci (QTL) regions for ADG. These QTLs included four previously reported QTLs on Sus scrofa chromosome (SSC) 1, SSC5, SSC9, and SSC13, as well as two novel QTLs on SSC6 and SSC16. In addition, we selected six candidate genes (general transcription factor 3C polypeptide 5, high mobility group AT-hook 2, nicotinamide phosphoribosyltransferase, oligodendrocyte transcription factor 1, pleckstrin homology and RhoGEF domain containing G4B, and ENSSSCG00000031548) associated with ADG on the basis of their physiological roles and positional information. These candidate genes are involved in skeletal muscle cell differentiation, diet-induced obesity, and nervous system development. Conclusion: This study contributes to the identification of the casual mutation that underlies QTLs associated with ADG and to future pig breeding programs based on marker-assisted selection. Further studies are needed to elucidate the role of the identified candidate genes in the physiological processes involved in ADG regulation.

겨울기온 상승에 따른 복숭아 나무 '장호원황도' 품종의 결과지에 대한 동상해위험 공간분석: II. 휴면심도로 표현한 생리적 내동성에 근거한 동해위험지수 (Geospatial Assessment of Frost and Freeze Risk in 'Changhowon Hwangdo' Peach (Prunus persica) Trees as Affected by the Projected Winter Warming in South Korea: II. Freezing Risk Index Based on Dormancy Depth as a Proxy for Physiological Tolerance to Freezing Temperature)

  • 김진희;김수옥;정유란;윤진일;황규홍;김정배;윤익구
    • 한국농림기상학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.213-220
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    • 2009
  • 복숭아 나무 '장호원황도' 품종의 결과지에 대한 월동기간 중 생리적 내한성을 가리키는 지표로서 일별 기온에 의해 계산되는 휴면심도를 설정하였다. 휴면심도 추정모형의 최적모수(기준온도, 저온요구도)를 도출하기 위해 2008-2009 겨울 동안 총 12회에 걸친 실험을 수행한 결과, 내생휴면해제에 필요한 '장호원황도'의 기준온도 $5.7^{\circ}C$와 저온요구도 -108을 얻었다. 1992-2008년 기간 중 수원기상대 일 최고 및 최저기온자료를 이용하여 이 모형에 의해 '장호원황도'의 만개기를 예측하고 기존의 DVS모형과 회귀모형에 의한 예상 만개기와 비교한 결과 이 모형의 예측능력이 우수하였다. 이 모형에 의해 추정된 휴면심도를 선행연구에서 얻은 동해유발온도와 결합하여 동해위험확률을 계산할 수 있는 경험식을 도출하였다. 날짜와 최저기온이 주어지면 이 식에 의해 '장호원황도'의 갈변이나 발아장해 등 동해증상이 나타날 수 있는 확률, 즉 동해위험 지수를 미리 알 수 있으므로 복숭아 재배농가의 동해 경감에 기여할 것으로 기대된다.

유한요소법을 이용한 대퇴 골두내 무혈성 괴사증의 다양한 수술적 기법에 대한 생체역학적 분석 (A Biomechanical Analysis of Various Surgical Procedures for Osteonecrosis of the Femoral Head using a Finite Element Method)

  • 김정성;이성재;신정욱;김용식;최재봉;김양수
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1997년도 춘계학술대회
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    • pp.374-378
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    • 1997
  • Operative procedures such as core drilling with and without fibular bone grafting have been recognized as the treatment methods for osteonecrosis of femoral head(ONFH) by delaying or preventing the collapse of the femoral head. In addition, core drilling with cementation using polymethylmethacrylate (PMMA) has been proposed recently as another surgical method. However, no definite treatment modality has been found yet while operative procedures remain controversial to many clinicians In this study, a finite element method(FEM) was employed to analyze and compare various surgical procedures of ONFH to provide a biomechanical insight. This study was based upon biomechanical findings which suggest stress concentration within the femoral head may facilitate the progression of the necrosis and eventual collapse. For this purpose, five anatomically relevant hip models were constructed in three dimensions : they were (1) intact(Type I), (2) necrotic(Type II), (3) core drilled only(Type III), (4) core drilled with fibular bone graft(Type IV), and (5) core drilled with cementation(Type V). Physiologically relevant loading were simulated. Resulting stresses were calculated. Our results showed that the volumetric percentage subjected to high stress in the necrotic cancellous region was greatest in the core drilled only model(Type III), followed by the necrotic(Type II), the bone graft (Type IV), and the cemented(Type V) models. Von Mises stresses at the tip of the graft(Type IV) was found to be twice more than those of cemented core(Type V) indicating the likelihood of the implant failure. In addition, stresses within the cemented core(Type V) were more evenly distributed and relatively lower than within the fibular bone graft(Type IV). In conclusion, our biomechanical analyses have demonstrated that the bone graft method(Type IV) and the cementation method(Type V) are both superior to the core decompression method(Type III) by reducing the high stress regions within the necrotic cancellous bone. Also it was found that the core region filled with PMMA(Type V) provides far smoother transfer of physiological load without causing the concentration of malignant stresses which may lead to the failure than with the fibular bone graft(Type IV). Therefore, considering the above results along with the degree of difficulties and risk of infection involved with preparation of the fibular bone graft, the cementation method appears to be a promising surgical treatment for the early stage of osteonecrosis of the femoral head.

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