압전재료를 이용한 구조물의 능동진동제어에 관한 연구

Thesis (master`s)--서울대학교 대학원 :기계항공공학부 기계전공,2001.Maste

Early metabolic defect in offsprings of non-insulin-dependent diabetes mellitus patients

의학과/석사[한글] 인슐린 비의존형 당뇨병 환자의 직계자녀는 당뇨의 발병율이 높다고 알려진바, 이런 환자들의 젊은 자녀들에서 나타나는 당대사의 조기 결함이 무엇인지 알아보기 위하여 췌장에서의 인슐린 분비능과 말초조직에서의 인슐린 저항성을 각각 평가하는 경구당부하검사 및 euglrcemic hyperinsulinemic clamp 검사를 수행하는 동시에 이들에서 제 4형 당수송 체 유전자의 다형성여부를 RFLP(restriction fragment 1engh polymorphism)법을 통하여 알아본 결과 다음의 결론을 얻었다. 1. 대상자는 모두 70대 남자이고 실험군 10명과 대조군 10명으로 구성되었다. 2. 양군에서 신체계측치, 일일열량섭취량, 일일열량소모량과 혈중 지질치에는 차이가 없었다. 3. 경구 당부하 검사 결과 양군에서 혈당과 씨 펩타이드 반응이 정상적이어서 췌장의 인슐린 분비능이 정상임을 알았으나, 60분의 혈당, 씨 펩타이드와 인슐린치가 실험군이 대조군에 비하여 의의있게 높았고(p<0.05), 유리지방산치는 양군에서 차이가 없었다(Gluc ose 100 ± 19 vs.77 ± 19mg/dl; C-peptide 5.47 ± 1.7 vs.3.32 ± 1.88 ng/ml; Insulin 90.3±41.3 vs. 38.6±29.4 μU/ml). 4. Euglycemic hyperinsu]inemic clamp study 알아 븐 말초조직의 포도당 이용율은 실험군이 대조군에 비해서 의의있게 낮았다(5.61±1.01 vs. 8.87±0.92mg/kg/min, p〈o.01). 5. 말초조직의 포도당 이용율은 체조성중 마른 체중(lean mass) 비율에 직선의 비례관계로 증가하였고(r**2=0.49, p〈0.05), 지방량(fat mass) 비율에는 역으로 감소하였으며, 특히 실험군이 대조군에 비하여 동일한 마른 체중 비율에 대한 포도당 이용율이 2.0 - 3.0 mg/kg/min정도로 감소되어 있어서 이만큼의 인슐린 저항성이 근육조직에서 나타나고 유전적으로 영향을 받음을 시사한다. 6. 5명의 실험군과 6명 대조군에서 얻은 DNA를 제한효소로 Kpn I Bam HI과 Eco RI을 이용한 RFLP법으로 분석한 결과 polymorphic Kpn I site는 5.8 kb와 6.5로 관찰되었으나 통계적으로 유의한 차이가 없었고 새로운 다형성은 보이지 않았으며, 다른 제한효소로써는 다형성이 관찰되지 않았다. 이상의 결과로 인슐린 비의존형 당뇨병 환자의 2세는, 비록 20대 연령에서 당뇨의 증상이 없고 공복시와 실후의 혈당 및 경구 당부하 검사가 정상이더라도,euglycemic clamp study에서 말초조직의 포도당 이용율이 정상인에 비해 30%정도 감소되어 있어서 인슐린 비의존형 당뇨병의 병인에 있어서 조기에 나타나는 당대사의 결함은 인슐린 분비능 감소가 아니고 말초조직의 인슬린 저항성이며, 인슬린저항성은 체조성중 마른 체중 비율이 감소할수륵 커지고 또한 실험군에서 일정한 정도로 더욱 커지므로 인슐린 저항성이 마른 체중 즉 근육조직의 양과 질적 문제로 생각된다. [영문] Ten offsprings of non-insulin-dependent diabetes mellitus patients and ten healthr men were included in this study which aimed to identify the early metabolic defects in the young first-degree relatives of non-insulin-dependent diabetes mellitus Patients, being generally accepted to be a high risk group for development of non-insulin-dependent diabetes mellitus. They were a11 third-decade male subjects and matched well with age and body mass indices. Both groups were not diffrent in anthroprmetric measurements(IBW, BMI and WIH ratio), daily calorie intakes and tota1 energy consumptions(total energy expenditure and physical activity). Oral glucose tolerance tests showed normal responses of plasma glucoee and C-peptide levels in both groups, which revealed normal ability of insulin secretion from endocrine pancreas. Although, oral glucose tolerance teats were normal mean levels of plasma glucose, C-peptide and insulin at 60 minutes were found to show sinificantly higher(p<0.05) in the study group(glucose 100 ± 19 vs.77 ± 19 mg/m1; C-peptide 5.47 ± 1.7 vs.3.32 ± 1.88 ng/m1;insulin 90.3 ± 41.3 vs. 38.6 ± 29.4 μU/ml). This fact suggested that some degree of peripheral insulin resistance would be responsible for the 60 minute hyperinsulinemia in the offsprings of diabetic patients. To evaluate the insulin resistance in the young offspings of non-insulin-dependent diabetes mellitus patients, the well-known eu히cemic hyperinsulinemic damp study was performed. Tbey showed signifianty diminished rates of insulin-medisted glucose disposal compared to those of the control group(5.61±1.01 vs.8.77±o.92mg/kg B.W./min, p<0,0l). Simple linear regression analysis showed an interesting correlation between peripheral glucose utilization rates and leon mass compositions measured by body composition analyser. The more the Bean mass percentage, the more peripheral glucose utilization rate with positive linear reationship(r**2=0.49,p<0.05). Furthermore, the offsprings of diabetic patients were constantly lower in insu1in-mediated glucose disposal rates than those of the normal control subjects which implied that lean mass was responsible for insulin resistance in quantity and quality. By the method of restriction fragment length polymorphism two polymorphic Kpn Isites of 6.5 kb and 5.8 kb were obseved without any new polymorphism for GLUT4 gene DNA in both groups as described previously. In addition, other two restriction endonucleases, Bam HI and Eco RI, were used but no polymorphism at GLUT4 gene locus was found. In conclusion this study support the genetic background in pathogenesis of nan-insulin -dependent diabetes mellitus and shows that the early metablic defect in the young offsprings is due to insulin resistance rather than pancreatic beta-cell dysfunction. The insulin resistance is in the negative linear relationship with lean mass composition and seems to arise from the skeleta1 muscle tissue.restrictio

질병 진단 및 치료를 위한 부드러운 바이오소자를 기반으로 한 생체삽입 가능하며 최소침습적인 약물전달 시스템

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 화학생물공학부(에너지환경 화학융합기술전공), 2020. 8. 김대형.바이오메디컬소자, 특히 특정 인체 부위에 적용되는 약물 전달 시스템은 다양한 임상 문제를 해결할 수 있는 돌파구를 제시하기 때문에 과학자들과 임상의들에게 상당한 관심을 끌었다. 기존의 재료 및 소자들은 단단하고 부피가 큰 특징 때문에 소자와 인체 사이의 기계적 불일치가 해당 조직에 심각한 손상을 일으킨다. 이와 관련하여, 부드러운 기능성 재료와 새로운 소자 디자인 전략, 그리고 임상적으로 관련된 시스템 수준의 적용은 이 분야의 빠른 성장을 가속화시켰다. 우리는 질병 진단 및 치료를 위해 부드러운 바이오전자소자를 사용해 세 가지 다른 유형의 생체 삽입형 및 최소 침습적인 약물전달 시스템을 소개한다. 먼저, 웨어러블 기기와 무선으로 연결된 부드러운 소형화된 약물 전달 삽입소자를 개발했다. 약물 전달 삽입소자는 전기 생리학적 신호를 지속적으로 모니터링하고 웨어러블 기기로부터 무선 전력 전송을 통해 전원이 공급된다. 피부에서의 전기 생리학적 신호 모니터링에 기반한 약물의 피하 방출은 간질 중첩증과 같은 긴급한 의료 상황에 대처할 수 있다. 둘째, 투명한 그래핀 바이오전자소자와 치료용 나노입자를 통한 한 다기능성 내시경 기반 수술 시스템이 개발되었다. 이러한 진보된 바이오전자소자 및 나노입자는 대장암 치료를 위한 폐쇄 루프 솔루션의 기초 기술로써, 형광 기반 암 조직 매핑, 임피던스 및 pH 측정, 접촉 및 온도 모니터링, 그리고 고주파 전기소작 및 국소적인 광역동 치료와 항암요법을 종합적으로 가능하게 한다. 셋째, 최소 침습적인 암 치료를 위해 마이크로니들이 통합된 바이오전자소자를 사용하여 암을 목표로 하는 치료용 나노입자와 고에너지 광자의 국소적인 전달 방법이 개발되었다. 치료용 나노입자는 생흡수성 마이크로니들에 의해 국소적으로 암조직을 목표로 전달된다. 그 후, 빛을 전달하는 마이크로니들은 바이오전자소자로부터 나오는 고에너지 광자를 전달한다. 이 고에너지 광자는 목표 암조직에서 광역동 치료 및 항암치료를 실행하기 위해 나노입자를 국소적으로 활성화시킨다.Biomedical electronic devices, especially for drug delivery system applied for specific human body parts have attracted considerable attention among scientists and clinicians because they present significant breakthroughs to solve various clinical issues. Because, conventional materials and devices are rigid and bulky feature, mechanical mismatch between devices and human body causes significant damages on tissues. In this regard, recent innovations in soft functional materials, novel device design strategies, and clinically relevant system-level applications have accelerated the rapid growth in this research field. Here, we describe three types of implantable and minimally-invasive drug delivery system using soft bioelectronics for disease diagnosis and treatment. First, a soft miniaturized drug delivery implant (SMDDI) wirelessly interconnected with wearables is fabricated. The SMDDI is wirelessly powered and controlled by wearables that continuously monitor electrophysiological signals and trigger the drug-release on-demand through the wireless power transmission. Subcutaneous release of pharmaceuticals from SMDDI based on epidermal electrophysiology monitoring could treat urgent medical situations such as status epilepticus. Second, a multifunctional endoscope-based surgical system integrating transparent graphene bio-electronics with theranostic NPs is developed. These advanced electronics and nanoparticles enable optical fluorescence-based imaging, electrical impedance and pH detecting, contact/temperature monitoring, radio frequency ablation, and localized photo/chemotherapy for a closed-loop system on colon cancer treatment. Third, a localized delivery system of theranostic nanoparticles (NPs) and high-energy photons to target tumors by using microneedle-integrated bioelectronics for minimally-invasive cancer treatment is developed. Theranostic NPs are locally delivered to target tumor by bioresorbable microneedles. Then, light-guiding/-spreading microneedles deliver high-energy photons generated by the bioelectronics. The high-energy photons locally activate the NPs to induce the photodynamic-/chemo-therapy in the target tumor.Chapter 1. Recent advances in wearable, implantable, and minimally-invasive bioelectronics using functional nanomaterials 1 1.1 Introduction 1 1.2 Nanomaterials as a functional basis of soft electronic devices 3 1.3 Soft bio-integrated electronics based on functional nanomaterials 7 1.4 Wearable systems using soft bioelectronics 9 1.5 Implantable devices based on soft bioelectronics 13 1.6 Minimally-invasive surgical tools based on soft bioelectronics 16 1.7 Conclusion 20 References 21 Chapter 2. Soft miniaturized drug delivery implant wirelessly powered and controlled by wearables 32 2.1 Introduction 32 2.2 Experimental section 36 2.3 Results and discussion 39 2.4 Conclusion 55 References 56 Chapter 3. Localized delivery of theranostic nanoparticles and high-energy photons using microneedle-integrated bioelectronics for minimally-invasive cancer treatment 59 3.1 Introduction 59 3.2 Experimental section 63 3.3 Results and discussion 67 3.4 Conclusion 76 References 77 Chapter 4. Smart endoscope system integrated with transparent bio-electronics and theranostic nanoparticles for colon cancer treatment 81 4.1 Introduction 81 4.2 Experimental section 83 4.3 Results and discussion 86 4.4 Conclusion 104 References 105Docto

추계 광양만의 유기물 기원과 분포 특성

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