산업부산자원으로부터 유입되는 중금속이 시멘트 수화반응에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 출발물질은 순수시약을 사용하여 $C_3$S와 $C_2$S 조성으로 배합하고 여기에 Zn, Cu, Cr의 중금속 산화물을 1000ppm, 2000ppm, 3000ppm 첨가하여 150$0^{\circ}C$에서 1시간 소결하여 중금속의 고용분배, 결정구조, 용출상태 그리고 수화열을 관찰하였다. 중금속중 Zn는 $C_3$S와 간극질에 집중 고용되고 Cu는 간극물질에 집중 고용되며 Cr은 $C_3$S와 $C_2$S에 집중 고용되었다. 광학현미경 및 XRD 관찰결과 중금속 함량별로 $C_3$S와 $C_2$S의 결정상에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 그리고 7일간 수화시 Zn는 40~50%, Cu와 Cr은 전량 용출되었다. Conduction calorimeter 분석결과 중금속 함량별 변화에도 $C_3$S와 $C_2$S 수화열에는 차이가 없었다.
A major mechanical problem with total hip replacement is the loosening of the femoral component. The loss of proximal support, with firm fixation distally, has been thought to be a major caused of fatigue failure of femoral stems. While many causes have been proposed, the most frequently suggested cause of the calcar resorption is the disuse atrophy of the cortex of the calcar due to the stress shielding of the proximal bone by the metal femoral stem. In this research, the new-designed stem(modified collar stem) was considered which made a hole inside stem and had a 3 mm thickness. Using the 3-dimensional finite element methods, the common collar stem and the modified colla stem was modeled and analysed. Also, the two models was compared. The results showed that the modified collar stem decreased the stress-shielding and it made a effective load transfer at the entire femoral region.
Using mouse tissue, we studied electron opacity effect of tannic acid for transmission electron microscopic staining. Tannic acid-glutaraldehyde in 0.1M phosphate buffer was used as a fixative. To compare with this we have tested another method consisting of heavy metal staining after treatment of tannic acid in sodium tetraborate (borax) on glutaraldehyde-fixed sections. We have achieved equally consistent electron opacity in both methods. The elastin, collagen, basal lamina of skin and gap junctions of the epithelial cells gave excellent results, while it was good for glycogen, cilia, and plasma. Also fat cells and lipid droplets gave good preservation when tannic acid was added in the fixative. However, prolonged fixation in tannic acid-added fixative was hazardous for further processing, i.e., sectioning problem and deep electron opacity background.
Field emission scanning electron microscopy (FESEM) is an essential tool for observing surface details of specimens in a high vacuum. A series of specimen procedures precludes the observations of living organisms, resulting in artifacts. To overcome these problems, Takahiko Hariyama and his colleagues proposed the concept of the "nanosuit" later referred to as "NanoSuit", describing a thin polymer layer placed on organisms to protect them in a high vacuum in 2013. The NanoSuit is formed rapidly by (i) electron beam irradiation, (ii) plasma irradiation, (iii) Tween 20 solution immersion, and (iv) surface shield enhancer (SSE) solution immersion. Without chemical fixation and metal coating, the NanoSuit-formed specimens allowed structural preservation and accurate element detection of insulating, wet specimens at high spatial resolution. NanoSuit-formed larvae were able to resume normal growth following FESEM observation. The method has been employed to observe unfixed and uncoated bacteria, multicellular organisms, and paraffin sections. These results suggest that the NanoSuit can be applied to prolong life in vacuo and overcome the limit of dead imaging of electron microscopy.
The plasma-spray technique is currently the most frequently used method to produce calcium phosphate coatings. Hydroxyapatite(HAp), one form of calcium phosphate, is preferred by its ability to form a direct bond with living bone, resulting in improvements of implant fixation and faster bone healing. Recently, concerns have been raised regarding the viable use and long-term stability of plasma-spray HAp coatings due to its nature of comparatively thick, porous, and poor bonding strength to metal implants. Thin layers (maximum of few microns) of calcium phosphate were formed by an e-beam evaporation with and without ion bombardments. The Ca/P ration of film was controlled by either using the evaporants having the different ration of Ca/P with addition of CaO, or adjusting the ion beam assist current. The Ca/P ration had great effects on the structure formation after heat treatment and the dissolution bahavior. The calcium phosphate films produced by IBAD exhibited high adhesion strength.
Kaya, A. Arslan;Kaya, R. Alper;Witte, Frank;Duygulu, Ozgur
Corrosion Science and Technology
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제7권3호
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pp.162-167
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2008
Degradable implants have been in use for bone surgery for decades. However, degradable metal implants are one of the new research areas of biomaterials science. Magnesium has good biocompatibility due to its low toxicity, and it is a corroding, i.e. dissolvable, metal. Furthermore, magnesium is needed in human body, and naturally found in bone tissue. There have been some published reports also asserting the potential bone cell activation or bone healing effect of high magnesium ion concentrations. The classic method for achieving intertransverse process fusion involves autogenous iliac crest bone graft. Several investigations have been performed to enhance this type of autograft fusion. However, there is no research which has been undertaken to investigate the efficiency of pure magnesium particles in posterolateral spinal fusion. In this study, corrosion behavior of magnesium metal at the bone interface, the possibility of new bone cell formation and the degree of effectiveness in producing intertransverse process lumbar fusion in a sheep model have been investigated. Cortical bone screws were machined from magnesium alloy AZ31 extruded rod and implanted to hip-bones of sheep via surgery. Three months after surgery, the bone segments carrying these screws were removed from the sacrificed animals. Samples were sectioned to reveal Mg/bone interfaces and investigated using optical microscope, SEM-EDS and radiography. Optical and SEM images showed that there was a significant amount of corrosion on the magnesium screw. The elemental mapping results indicate, due to the presence of calcium and phosphorus elements, that there exists new bone formation at the interface. Furthermore, sixteen sheep were subjected to intertransverse process spinal fusions with pedicle screw fixation at various locations along their spines. Each animal was treated with 5cc autograft bone at one fusion level and 1cc magnesium+5cc autograft bone at the other. Six months after surgery, bone formation was evaluated by gross inspection and palpation, and radiological, histological, scanning electron microscopic and x-ray diffraction analyses. It may be stated that the potential for using useful corrosion of magnesium alloys in medical applications is expected to be significant.
각종 중금속을 흡착하는 알칼리 용해성 아크릴계 수분산 중합체의 특성을 활용하여 광산 폐기물 및 도시폐기물의 소각재 등에서 용출되는 중금속의 처리 방법에 대하여 실험 하였으며 그 결과를 고찰하였다. 실험결과, 수은, 납, 카드뮴, 구리 이온 등에 대한 킬레이트 반응에 의한 알칼리 용해성 아크릴계 수분산 중합체의 효과적인 흡착 효과가 확인되었다. 수중에서 불분리성이고 각종 중금속의 용출을 방지하는 친환경성 가소성 그라우트의 특성을 활용하여 광산 폐기물 및 도시폐기물의 소각재 등에서 용출되는 중금속의 처리를 위한 기초적 용출실험을 실시하였으며 그 결과를 고찰하였다. 실험결과, 알칼리 용해성 수분산 중합체를 첨가한 친환경성 가소성 그라우트의 $Cr^{6+}$ 이온에 대한 효과적인 중금속 흡착 효과가 확인되었다.
본 논문은 유기물과 중금속이 함께 포함되어 있는 폐수 슬러지의 시멘트 고형화를 위해 포졸란물질인 실리카흄을 고화보조재로 사용한 연구결과이다. 실리카흄을 고화보조재로 사용할 경우 고화체의 일축압축강도는 현저히 증가하는 결과를 보여주었으며, 실리카흄의 시멘트 대체가 전체 배합물의 15%까지 증가하였을 때 일축압축강도는 실리카흄을 전혀 사용하지 않았을 경우에 비하여 66.7%까지 증가하는 결과를 보여주었다. 또한 시멘트가 실리카흄으로 대체되는 양이 증가하면서 총 유기탄소와 중금속인 크롬의 용출량은 감소하는 결과를 보여주었으며, 배합물 중 실리카흄이 5%를 차지할 때 중성의 용출액에서 총 유기탄소의 85%가 용출억제되었으며, 산성의 용출액에서 0.76 mg-Cr/g-Cr의 크롬만이 용출되었다. 전자주사현미경과 X-선 회절분석, 적외선 분광분석 등을 이용한 미세구조분석 결과 실리카흄은 시멘트경화 초기에 크링커 입자를 피복하여 초결(initial setting)과 수화를 저해하는 에트링가이트(ettringite)의 형성을 감소시키는 것으로 나타났다. 본 연구결과 중금속과 유기물이 혼합된 슬러지의 시멘트 고형화에 있어서 실리카흄의 첨가는 유기물질이 시멘트 수화반응에 미치는 악영향을 억제하고 중금속 및 유기물의 용출을 감소시키는 것으로 나타났다.
목적: 쇄골 간부 골절의 최소 침습적 경피적 금속판 고정술과 관혈적 고정술에 대한 후향적 분석을 통해 수술 결과를 비교하고자 한다. 대상 및 방법: 2011년 11월부터 2014년 5월까지 쇄골 간부 골절로 수술을 시행한 최소 1년 이상의 추시가 가능하였던 40예에서 최소 침습적 금속판고정술 20예를 A군, 관혈적 고정술 20예를 B군으로 나누어 두 군 간의 수술시간, 골유합, 기능적 평가(American Shoulder and Elbow Society score), 수술 반흔의 길이, 술 후 통증 완화(visual analogue scale) 및 합병증에 대해 비교 분석하였다. 결과: 모든 예에서 골유합이 이루어졌으며, 양 군에서 모두 양호한 결과를 보였다(p>0.05). 평균 수술 시간은 A군에서 47.5분, B군에서 58.7분이었고, 평균 절개의 길이는 A군에서 6.2 cm, B군 10.7 cm로 유의한 차이를 보였으며, 술 후 통증의 완화에서도 A군에서 초기 빠른 회복을 보였다. 합병증으로 A군에서 부정유합 1예, 피부 감각이상 2예를 보였으며, B군에서 피부 감각이상 6예 및 수술 반흔에 대한 미용상의 문제가 2예 있었다. 결론: 쇄골 간부 골절에서 A와 B 양 군에서 대체적으로 양호한 결과를 보였으나 A군이 B군에 비해 짧은 수술시간과 수술 절개, 초기 통증 완화 항목들에서 더 좋은 결과를 보였다. 하지만 부정유합, 방사선 노출 등의 합병증 및 장기 추시 결과에 대한 연구가 더 이루어져야 할 것으로 보인다.
Purpose: This study aimed to evaluate the outcomes, including the complications, of open reduction and internal fixation using a headless cannulated compression screw for a fifth metatarsal base fracture. Materials and Methods: We retrospectively investigated 11 patients with 5th metatarsal base fracture who were treated with a headless cannulated compression screw. The mean follow-up period was 13 months (8~15 months), and the mean age was 46.5 years (21~70 years). We analyzed the patients' sex, age, time to union, amount of fracture displacement, and complications. The American Orthopaedic Foot and Ankle Society (AOFAS) midfoot score was used for clinical assessment. Results: The average amount of displacement decreased significantly from 3.4 mm (2.1~5.2 mm), preoperatively, to 0.4 mm (0~1.3 mm), postoperatively (p<0.001). The average bone union time was 54.1 days (41~68 days). There were no complications, such as a metal failure, irritation, and loss of a reduction. The mean AOFAS midfoot score was 97.7 (90~100) at 6 months, postoperatively. Conclusion: We suggest that a headless cannulated compression screw for 5th metatarsal base fracture is a useful and alternative method for a firm fixation without complications.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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