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골다공증이 유발된 척추운동분절에 생체 외 하중을 적용하였을 때 발생하는 기계생물학적 변화 관찰 : 예비연구
박지형 ( Ji Hyung Park ),이법이 ( Beob Yi Lee ),우대곤 ( Dae Gon Woo ),서동현 ( Dong Hyun Seo ),한태영 ( Tae Young Han ),김치훈 ( Chi Hoon Kim ),김한성 ( Han Sung Kim ) 한국조직공학·재생의학회 2012 조직공학과 재생의학 Vol.9 No.1s
To perform mechanobiological analysis about degenerative disc disease through osteoporotic functional segment unit (FSU) cultured in Biomechanical Lumbar Control System (BLCS), various types (compression or complex load) of physiologic mechanical forces were applied to in a controlled manner. The compression and shear load actuator were arranged vertically and horizontally, respectively, to control the complex load. The specimens (vertebral bodies) were scanned to investigate the morphological characteristics before culturing (0 week) and one week after culturing in BLCS by using high resolution in-vivo micro-computed tomography (micro-CT). Also, we implemented the histological method (H&E and Safranin-O staining) to observe the histomorphological changes of the intervertebral disc. The results for morphological characteristics showed that BV/TV, Tb.Th, Tb.Sp, Tb.N and SMI in compression loading group were almost not changed, compared with those of control group. However, BV/ TV, Tb.Th, Tb.N of complex loading group increased more than those of control group, and the contrary tendencies were represented in Tb.Sp and SMI. In the histological method, nucleus pulposus of compression loading group was so depressed that only central part was remained, therefore we could confirm that disc degeneration was considerably progressed. Also, complex loading group and control group had similar morphological changes in the nucleus pulposus parts. Trabecular bone volume didn`t increased and disc degeneration was accelerated in only compression loading condition group. It means that there was no more progress of disc degeneration. In this study, we tested compression and shear loading condition of everyday life applied to osteoporotic FSU by BLCS.
박지형 ( Ji-hyung Park ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
급격한 도시화로 인해 아시아 하천의 유기물 오염이 심화되고 있지만 처리 정도가 다른 하수의 유입이 하천 유기물의 분해와 온실기체 배출에 어떤 영향을 초래하는지 잘 파악하지 못하고 있다. 한국의 한강, 중국의 황하, 동남아시아의 메콩강 및 인도아대륙의 갠지스강을 대상으로 현장조사와 배양실험을 진행하여 고도처리되거나 미처리된 하수의 유입에 따른 하천 유기물의 화학적 특성과 생분해도 변화를 비교하였다. 조사된 하천 모두 유기물 오염이 심한 대도시 하류에서 유입된 하수의 유기물 특성을 반영하는 광학적 지표치와 생분해도가 증가하였다. 특히 미생물에 의한 유기물 분해와 전환을 나타내는 형광 지표들이 뚜렷하게 높아서 토양 기원 유기물의 전반적인 감소와 대비되었다. 형광 분석과 FT-ICR-MS 분석을 활용한 단기 배양실험에서 고도처리된 하수가 유입되는 한강의 유기물은 쉽게 분해되는 성분의 빠른 소진으로 인해 부식질 성분의 분해와 미생물 기원 성분의 생성이 촉진된 반면에, 미처리된 하수가 유입되는 메콩강과 갠지스강에서는 단백질 연관 형광 성분 등 쉽게 분해되는 물질이 우선적으로 소비되었다. 암조건의 실험실 배양과 달리 야외의 천연 광조건 하에서 진행된 배양실험에서는 생산자에 의한 이산화탄소 흡수, 분해자에 의한 하수 및 조류 기원 유기물의 전환과 부식질 성분의 소비가 동시에 관찰되었다. 따라서 오염된 하천의 유기물 분해를 제대로 파악하기 위해서는 1차 생산과 유기물 분해의 상호작용을 동시에 파악해야 한다. 이상의 결과는 급격한 도시화의 부작용으로 유기물 오염과 부영양화가 심화되는 아시아 대형 하천의 유기물 분해와 온실기체 배출이 앞으로도 크게 증가할 수 있음을 시사한다. 아시아 하천 환경의 변화가 초래하는 지구적 차원의 영향을 파악하기 위해서는 유기물 오염과 부영양화의 영향을 동시에 고려하는 현장 기반 실증연구가 요청된다.