복합구조물에 대한 파워흐름유한요소법의 효율적인 모델링을 위한 해석 오차 추정 연구

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :조선해양공학과,2006.Maste

Effects of drug particle size on the development of long-acting in-situ forming gel

학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :약학과,2021. 2본 연구의 목적은 유기용매를 사용하지 않은 장기지속성 생체 내 형성 겔 (In-situ forming gel) 제형과 제형의 약물 입자 크기 및 겔화 시간 조절을 연구하여 환자의 복약순응도를 향상시키는 것이다. 분쇄 공정 (콘 밀 혹은 습식 볼 밀) 전·후의 소수성 약물 팔리페리돈 팔미테이트를 모델 약물로 선정하였다. 겔화 과정은 글루코노델타락톤을 팔리페리돈 팔미테이트, 탄산칼슘, 인산피리독살로 구성된 알지네이트 용액 혼합물 (ASM)에 첨가함으로써 성공적으로 일어났다. 특히, 인산피리독살은 겔화 시간을 지연시키는 데 중요한 역할을 한다. 그러므로 겔화 시간은 글로코노델타락톤과 인산피리독살의 비율을 조절함으로써 조정할 수 있었다. 분쇄 전 팔리페리돈팔미테이트는 직사각형 형태를 가진 반면, 콘 밀 후 팔리페리돈팔미테이트는 정사각형 형태이고 입자크기가 감소한 것을 확인하였다. 그렇기 때문에 콘 밀 후 팔리페리돈팔미테이트를 사용한 알지네이트 용액 혼합물은 주사가 가능하다. 알지네이트 생체 내 형성 겔의 겔화 시간은 인산피리독살과 글루코노델타락톤의 비율을 1:1.5 혹은 1:2 로 조절함으로써 약 7분으로 조정하여 의료진이 약물 주사에 충분한 시간을 확보하도록 하였다. 본 알지네이트 생체 내 형성 겔은 32.15 kPa의 최대 압축 응력을 가지고 있어, 비슷한 크기의 돼지 골격근의 최대 압축 응력이 약 80 kPa인 것을 미루어 보아, 환자에게 통증이나 경직을 유발하지 않을 것이다. 알지네이트 생체 내 형성 겔에서 분쇄된 팔리페리돈 팔미테이트의 결정성은 변함이 없고, 기기분석에서 분자 간 상호작용이 발견되지 않았다. 본 콘 밀된 팔리페리돈팔미테이트 함유 알지네이트 생체 내 형성 겔은 팔리페리돈팔미테이트를 1주일간 방출하는 서방성을 나타냈으며, 초기 폭발성 방출(initial burst release)은 나타나지 않았다. 서방성은 PBS (pH 7.4)에서 생체 내 형성 겔의 안정적 생분해에서 추론해볼 수 있었다. 인산피리독살과 글루코노델타락톤의 비율을 조절한 알지네이트 생체 내 형성 겔은 장기지속형의 약물 전달 방법을 제공할 수 있다.1. Introduction 1 2. Materials and Methods 6 2.1. Materials 6 2.2. Preparation of hydrogel formulation 6 2.2.1. Milling of PPP 6 2.2.2. Preparation of pre-filled ASM 7 2.2.3. GDL-induced gelation of pre-filled alginate solution 7 2.3. Optical microscope 7 2.4. Scanning electron microscopy (SEM) 8 2.5. Injectability test 8 2.6. Particle size analysis 8 2.7. Measurement of gelation time 9 2.8. Swelling test 9 2.9. Degradation test 10 2.10. Compressive test 10 2.11. In vitro dissolution test of hydrogel by USP apparatus II 10 2.12. Physicochemical properties measurements of hydrogel 11 2.12.1. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) 11 2.12.2. High power X-ray diffraction (HP-XRD) 11 2.12.3. Differential scanning calorimetry (DSC) 12 2.13. HPLC analysis 12 3. Results and discussions 14 3.1. Formation of alginate ISFG 14 3.2. Particle size analysis 16 3.3. Microscope observation of milled PPP particles and alginate ISFG 19 3.4. Injectability test 23 3.5. Measurement of gelation time 25 3.6. Swelling and degradation rate of alginate ISFG 29 3.7. Compressive test of alginate ISFG 32 3.8. In vitro dissolution test of alginate ISFG 35 3.9. Molecular interaction and physicochemical properties of alginate ISFG 37 3.10. Commentary for selection of the optimized alginate ISFG formulation 41 4. Conclusions 43 5. References 44MasterThe purpose of this study was to investigate a nonorganic-based alginate in-situ forming gel (ISFG) formulation with a long-acting drug delivery for better patient adherence via modulation of drug particle size and gelation time. Hydrophobic paliperidone palmitate (PPP) before and after milling process (conical mill or wet ball mill) was chosen as a model drug. Gelation process successfully occurred by adding gelation-triggering glucono-d-lactone (GDL) to prefilled alginate solution mixtures (ASM) containing PPP, CaCO3, and pyridoxal 5′-phosphate (PLP). Interestingly, PLP could play a critical role to delay the gelation time. Therefore, gelation time was controlled by varying the ratios of GDL and PLP. The unmilled PPP had a rectangular shape while the conical milled PPP had a square shape with a reduced particle size. For this reason, the ASM containing conically milled PPP was free-flowing and readily injectable. The gelation time of alginate ISFG was optimally controlled to about 7 min by varying the ratio of PLP and GDL (1:1.5 or 1:2) so that clinicians were able to secure the time to injection. This alginate ISFG had 32.15 kPa of the maximal compressive stress without causing pain and stiffness in the muscles or surrounding tissue as compared with about 80 kPa of similar sized porcine skeletal muscle. The crystallinity of milled PPP in alginate ISFG were retained with no molecular interaction as characterized by instrumental analysis. The alginate ISFG containing conically milled PPP released PPP in a sustained manner for 1 week without showing initial burst release via gradual biodegradation in phosphate buffer saline (pH 7.4). The current alginate ISFG having different ratios of PLP and GDL could provide a way to deliver drugs for long-acting injectable

A study on design optimization of silicon photomultiplier for PET-MR application

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 원자력및양자공학과, 2014.8, [ viii, 142 p. ]진공관 기반의 광증배관은 1950년대부터 양전자방출단층촬영장치 (positron emission tomography, PET)의 검출기로 가장 활발히 사용되어왔다. 특히 높은 증폭률, 안정성, 낮은 잡음의 강점을 가지고 PET의 활용성을 높여 왔다. 하지만 광증배관의 높은 자기장 민감도는 자기공명영상 (magnetic resonance imaging, MRI) 융합된 PET 응용에 한계를 가진다. 최근에는 이러한 단점을 극복하기 위해 다양한 실리콘 기반의 광 검출 센서(silicon photonmultiplier, SiPM)가 개발되었다. SiPM은 자기장 민감도가 낮을 뿐 아니라 높은 증폭률, 빠른 시간분해능, 낮은 동작전압, 작은 부피 그리고 낮은 제작 비용의 강점을 가지고 있어 PET-MRI 응용을 위한 가장 유력한 후보 중 하나이다. 하지만 SiPM은 제한된 다이나믹 레인지와 낮은 광 검출 효율(photon detection efficiency, PDE)의 단점을 가진다. 게다가 이 두 가지 단점은 서로 trade off 관계를 가진다. 높은 다이나믹 레인지를 가지기 위해서는 높은 micro cell 밀도가 필요하다. 하지만 이는 fill factor의 감소를 가져와 PDE를 저하시킨다. 반면 낮은 micro cell 밀도의 SiPM은 출력 신호가 포화되어 비선형성을 초래하게 된다. 그러므로 이를 해결하기 위해 photon number resolution (PNR) 모델을 사용하여 최적 크기의 micro cell이 계산하였다. 이 모델은 SiPM의 주요 성능변수인 PDE, 비선형성, dark count rate, after pulse, crosstalk이 포함되어 있다. 크기 효과를 PNR 모델에 적용하여 micro cell의 크기에 따른 에너지 분해능을 획득할 수 있었다. 결과적으로 PET 을 위한 최적의 micro cell크기가 결정되었다. PET-MRI를 위한 SiPM 시제품이 설계되었고, 나노종합기술원(National NanoFab Center, NNFC)의 공정을 적용하여 개발되었다. 연구에서 목표로 하는 시스템은 전신용 MRI 내에 삽입 가능한 뇌 전용 PET 이다. 뇌 전용 PET는 60mm의 축시야와 360mm의 횡시야를 가진다. 이는 수 천 개의 센서를 요하는 구조이므로 본 연구에서는 약 9000개 이상의 SiPM을 공정하고, 테스트하고 패키지 하였다. SiPM의 크기는 of 3 × 3 $mm^2$ 로 p-type epitaxial wafer상에서 n+/p well구조를 가진다. 센서 공정 후 자동화된 측정 장비를 이용해 wafer상 모든 샘플의 I-V특성을 측정하였고, 측정결과 높은 수율과 uniformity를 확보하였다. 이후 각 센서들은 4 × 4 배열로 패키지 되었고, 최종적으로 뇌전용 PET 개발을 위한4608개의 SiPM이 선정되었다. 개발된 SiPM 시제품을 이용하여 MRI 내에 삽입 가능한 뇌전용 PET 을 개발할 수 있었다. PET 시스템은 16%의 에너지 분해능과 3.5ns의 시간분해능, 3mm의 공간분해능, 1.2의 민감도를 가진다. 또한 자기장 호환성 테스트에서는 MRI와 PET 모두 성능 저하가 목격되지 않았다. 최종적으로는 제작된 PET-MRI시스템을 이용하여 phantom 영상뿐 아니라 인체 뇌 영상도 획득할 수 있었다. 이를 통해 PET-MRI검출기로써의 SiPM의 가능성을 확인할 수 있었다.한국과학기술원 : 원자력및양자공학과

고차조화파 발생의 시공간상 최적화

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 물리학과, 2004.8 , [ v, 89 p. ]For strong harmonic generation an intense femtosecond laser pulse is applied to a high-density gas media. The ionization of gas medium during high-order harmonic generation cannot be avoided, therefore, it should be controlled in both the space and time domains in order to generate optimized high-order harmonics. In the time domain, ionization of the medium induces self-phase modulation(SPM), which affects the harmonic spectrum. By a precise control of the chirp of the incident laser pulse, the spectral broadening induced by SPM was properly removed at various laser intensities from $1 \times 10^{15}$ to $5 \times 10^{15} \, W/cm^2$. To verify SPM due to ionization, the temporal characteristics of laser pulses, after they pass through the ionizing medium, were measured using the method of the temporal analysis by dispersing a pair of light electric-fields. The measurements clearly showed the modification of laser pulses due to ionization of medium. In the space doma한국과학기술원 : 물리학과

Silicon photomultiplier with improved photodetecting efficiency and Gamma radiation detector comprising the same

광검출 효율이 향상된 실리콘 광전자 증배관 및 이를 포함하는 감마선 검출기가 개시된다. 본 발명에 따른 광검출 효율이 향상된 실리콘 광전자 증배관은, p+ 전도성 타입의 반도체 기판, 상기 반도체 기판의 상부에 형성되며, p- 전도성 타입의 에피택시 층, 상기 에피택시 층에 도핑된 전도성 타입의 p 영역, 상기 전도성 타입의 p 영역의 상부에 형성되며, 상기 에피택시 층에 도핑된 전도성 타입의 n+ 영역, 및 상기 에피택시 층과 상기 전도성 타입의 n+영역의 상부에 형성된 절연층을 포함하는 단위 마이크로 셀; 상기 n+ 영역의 상부에 형성되는 상기 단위 마이크로 셀의 메탈 라인(metal line); 및 상기 메탈 라인과 컨택에 의해 연결되며 상기 절연층의 상부에 형성된 퀀칭(quenching)용 폴리실리콘 저항을 포함하며, 상기 퀀칭용 폴리실리콘 저항은 다층 구조를 가지며, 상기 실리콘 광전자 증배관의 깊이 방향으로 상호 중첩되도록 복수 개 형성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 다층의 폴리실리콘 저항 및 마이크로 렌즈를 형성함으로써 섬광체에서 발생하는 가시광이 데드 영역(dead region)으로 입사하는 것을 최소화여 필 팩터를 향상시킬 수 있고, 나아가 실리콘 광전자 증배관의 광검출효율향상에 따른 마이크로 셀의 크기를 줄일수 있는 효과가 있

Extension of cutoff of high-order harmonics to shorter wavelength region

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 물리학과, 2001.2, [ 47 p. ]한국과학기술원 : 물리학과

A packaging method of silicon photomultiplier using PCB plate

본 발명은 PCB 기판을 이용한 실리콘 광전자증배관의 패키징 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬광체와 결합되어 방사선 검출기를 구성하는 실리콘 광전자증배관을 패키징하는 방법에 있어서, PCB 기판의 중앙부에 실리콘 광전자증배관을 구성하는 다수개의 실리콘광증배관을 매트릭스 형태로 형성하는 동시에, 상기 실리콘광증배관에 전압을 인가하기 위한 배선전극을 형성한 후, 상기 PCB 기판의 가장자리 테두리에 댐 PCB를 부착하고, 댐 PCB가 부착된 상기 PCB 기판 상부에 실리콘 용액을 도포하여 경화시켜 상기 실리콘광증배관 상부에 부동화막을 형성한 후, 상기 댐 PCB를 포함한 상기 PCB 기판의 가장자리 영역을 잘라내어 제거하여 실리콘광증배관 상에 형성되는 부동화막의 평탄도가 향상된 어레이형 실리콘광증배관을 제작함으로써, 섬광체로부터 입사되는 가시광의 검출 효율을 높일 수 있는 실리콘 광전자증배관의 패키징 방법에 관한 것이다.이를 위하여 본 발명은, 적어도 하나 이상의 어레이형 실리콘광증배관으로 구성되는 실리콘 광전자증배관의 패키징 방법에 있어서, PCB 기판 상에 적어도 하나 이상의 어레이형 실리콘광증배관을 형성하는 단계와; 상기 PCB 기판의 테두리에 댐 PCB를 부착하는 단계와; 상기 댐 PCB가 부착된 상기 PCB 기판 상부에 실리콘 용액을 도포하여 경화시켜 상기 어레이형 실리콘광증배관 상부에 부동화막을 형성하는 단계와; 상기 PCB 기판에 부착된 댐 PCB를 포함한 상기 PCB 기판의 가장자리 영역을 잘라내는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다

A silicon photomultiplier with backward light-receivig structure, the manufacturing method thereof and the radiation detector using the same

본 발명은 배면 입사 구조를 갖는 실리콘 광전자증배관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬광체를 이용한 감마선검출기에서 섬광체에서 발생하는 가시광선을 검출하기 위해 다수개의 아발란치 포토다이오드(APD : avalanche photodiode)로 구성된 실리콘 광전자증배관을 구성함에 있어서, 섬광체에서 발생하는 가시광선이 아발란치 포토다이오드(avalanche photodiode)의 배면을 통해 입사되도록 구성하여 입사되는 가시광에 반응하는 액티브 영역을 넓힘으로써 필 팩터(fill factor)를 증가시켜 감마선 검출기의 광검출효율을 높일 수 있는 배면 입사 구조를 갖는 실리콘 광전자증배관에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은, 다수개의 아발란치 포토다이오드(APD : avalanche photodiode) 마이크로 셀을 포함하여 구성되어 섬광체로부터 방출되는 가시광선을 검출하는 실리콘 광전자증배관에 있어서, SOI(Silicon On Insulator)웨이퍼를 구성하는 p층; 상기 p층 하부에 형성되는 p+ 층; 상기 p+ 층 하부에 도핑된 반사방지막; 상기 p층 상부 중앙부에 도핑, 형성되는 p-well층; 상기 p-well층 중앙부에 도핑, 형성되는 n-well층; 상기 p-well층 및 상기 n-well층의 양측에서 상기 p-well층 및 상기 n-well층과 이격되어 상기 p층의 내측으로 연장, 형성되어 상기 p-well층 및 상기 n-well층이 이루는 p-n접합층에서 생성되는 전하가 인접하는 APD 마이크로 셀로 이동되는 것을 방지하는 한 쌍의 트렌치; 및 상기 한 쌍의 트렌치 외곽에 각각 형성되는 한 쌍의 p+ 싱커(p+ sinker);를 포함하여 구성되는 다수개의 아발란치 포토다이오드(APD : avalanche photodiode) 마이크로 셀과; 상기 아발란치 포토다이오드(APD : avalanche photodiode) 마이크로 셀의 상부에 형성되는 제1 절연층; 상기 제1 절연층의 상부에 형성되는 퀀칭 저항(quenching resistor); 상기 제1 절연층 상부에 형성되는 제2 절연층; 상기 제2 절연층의 상부에 형성되어, 콘택(contact)을 통해 상기 n-well층, p+ 싱커 및 퀀칭 저항에 연결되는 제1 배선 전극 패턴;을 포함하여 구성되어, 섬광체로부터 방출되는 가시광선을 반사방지막이 형성된 배면을 통해 입사받는 것을 특징으로 한다