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1Biomechanics

'Biomechanics' 에 대한 통합검색결과 20건입니다.

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이명곤

UCLA, Baylor College of Medicine

당뇨병은 전 세계적으로 4억 6천 3백만 명 이상이 겪고 있는 질병입니다. 이와 관련된 만성 신장 질환(Chronic Kidney Disease, CKD)은 전 세계 인구의 10% 이상에게 영향을 미치고 있으며, 많은 사람들이 결국 혈액투석을 필요로 하게 됩니다. 이러한 혈액투석 환자들은 주로 앉아 있거나 누워 있는 생활 방식으로 인해 신체 활동과 이동성이 크게 감소합니다.
- Diabetes Care
- 2024.09.30
- 이소아(Stanford University, 성균관대학교)
Incomplete-penetrant hypertrophic cardiomyopathy MYH7 G256E mutation causes hypercontractility and elevated mitochondrial respiration
- Proc. Natl. Acad. Sci. USA May 07 2024, 121 (19) | https://doi.org/10.1073/pnas.2318413121
- 2024.05
- 육지수(Cornell University)
- 정승환(Cornell University)
Effect of skull morphology on fox snow diving
- Proc. Natl. Acad. Sci. USA May 07 2024, 121 (19) | https://doi.org/10.1073/pnas.2321179121
- 2024.05
- 정회윤(노브메타파마, POSTECH)
Cyclo His-Pro Attenuates Muscle Degeneration in Murine Myopathy Models
- Adv. Sci. May 10 2024, | https://doi.org/10.1002/advs.202305927
- 2024.05
- 생명과학
- 박종훈(성균관대학교 의과대학, 삼성서울병원)
- 유재철(성균관대학교 의과대학, 삼성서울병원)
SPECT/CT for Early Detection of Stress Reactions After Reverse Shoulder Arthroplasty: Potential Clinical Significance
- Clin. Nucl. Med. Jan 16 2024, | https://doi.org/10.1097/RLU.0000000000005019
- 2024.01
- 김대승(Houston Methodist Research Institute)
Correspondence attention for facial appearance simulation
- Med. Image Anal. Jan 26 2024, 93 S1361-8415(24)00019-7 | https://doi.org/10.1016/j.media.2024.103094
- 2024.01
장홍제

UC San Diego

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 이번 연구는 새로운 image deconvolution 알고리즘인 Adam-based Pointillism Deconvolution (A-PoD)을 stimulated Raman scattering (SRS)와 결합시킨 이미징 플랫폼입니다. SRS는 분자 지문을 검출하는 강력한 능력을 가지고 있으며, A-PoD는 이미지의 해상도를 월등히 높여줄 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 분자 구조에 따라 다양하게 변하는 Raman spectrum을 기반으로, SRS는 특정 분자 분포를 시각화할 수 있습니다. 또한 세포와 동물에 중수(重水: Heavy Water)를 제공하여 여러 종류의 biomolecule에 결합된 중수소의 vibration을 이용하여 대사 활동을 시각화할 수 있었습니다. 이러한 측정 방법은 지도교수님이신 Dr. Lingyan Shi에 의하여 개발되었으며, 생체 내의 anabolic activity를 측정할 수 있는 중요한 도구가 되고 있습니다. 이 방법으로 측정된 분자의 나노미터 단위 분포를 개선하고 드러내기 위해 A-PoD가 적용되었습니다. A-PoD는 모든 신호가 불연속적으로 분포되어있는 점 방출체에서 발생하는 것으로 가정합니다. 그리고, 이 프로그램은 SRS 현미경의 광학적 특성을 나타내는 함수 (Point spread function)를 정의하고 제한된 수의 점의 위치를 최적화하여 더 높은 해상도의 이미지를 생성합니다. 이 과정은 실제 분자 분포의 성질을 모방하는 방식과 비슷하며, 이 방식으로 diffraction limited image의 해상도를 효율적으로 향상시킬 수 있습니다. 이 방법은 더욱 폭넓은 방향으로 일반적인 사진 및 의료용 이미지 개선에도 사용될 수 있습니다. 이렇게 결합된 A-PoD - SRS 현미경을 단일 세포부터 인간 망막 조직 및 동물 장기까지 다양한 유형의 샘플에 적용했습니다. 특히, 단일 지질 방울과 세포막을 시각적으로 분리했습니다. HEK 세포 실험에서는 단백질, 지질 및 미토콘드리아 막 채널의 공존 이미지를 측정했습니다. SRS 현미경을 사용하여 단백질 및 지질 신호를 감지하고 형광 단백질로 미토콘드리아 막을 표시하여 일반적으로 공존하는 막 구성요소와 분리된 막 구성요소를 구분했습니다. 인간 망막 조직에서는 망막 표면의 막세포를 관찰했습니다. 공간 해상도가 개선되어 디콘볼루션 후 세포의 막 구성요소를 시각화할 수 있었습니다. 과다한 포도당 조건에서 Drosophila 뇌 이미지에서
- Nat. Methods
- 2023.03.29
- 한인보(차의과학대학교 분당차병원)
- 이기범(Rutgers, The State University of New Jersey)
Injectable bioorthogonal hydrogel (BIOGEL) accelerates tissue regeneration in degenerated intervertebral discs
- Bioact. Mater. Available online 12 December 2022 | https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2022.11.017
- 2022.12
- 바이오·의료융합
- 최유석(University of Western Australia)
Mechanosensation mediates volume adaptation of cardiac cells and spheroids in 3D
- Mater. Today Bio Available online 13 August 2022 | https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2022.100391
- 2022.08
- 바이오·의료융합
- 김정찬(서울대학교 치과대학)
- 여인성(서울대학교 치과대학)
Three interfaces of the dental implant system and their clinical effects on hard and soft tissues
- Mater. Horizons First published 04 Mar 2022 | https://doi.org/10.1039/D1MH01621K
- 2022.03
- 바이오·의료융합
- 신우정(The University of Texas at Austin, Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University)
- 김현중(The University of Texas at Austin)
3D in vitro morphogenesis of human intestinal epithelium in a gut-on-a-chip or a hybrid chip with a cell culture insert
- Nat. Protoc. Published: 02 February 2022 | https://doi.org/10.1038/s41596-021-00674-3
- 2022.02
- 바이오·의료융합
안상준

University of Illinois at Chicago

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 LDL cholesterol 이 고혈압에 미치는 영향에 대해선 많은 연구가 진행되어 있습니다만, LDL cholesterol 이 고혈압에 어떤 경로로 영향을 미치는지에 대해선 아직까지 밝혀진 바가 많지 않습니다. 저희는 그 연구의 한 파트로 vascular endothelial cell의 potassium channel (Kir2.1)의 역할이 있음을 가정하고 이를 증명하는 연구를 진행 중이었습니다. 이전 논문들의 연구에서 저희가 target으로 삼고 있는 endothelial Kir2.1의 activity에 따라 flow-induced vasodilation 이 조절됨을 확인하였고, endothelial cell 에서 Kir2.1 의 deficiency 가 flow-induced vasodilation 을 낮춤과 함께 blood pressure 를 statistically significantly 증가 시킴을 보았으며, 그것이 혈압을 결정하는 두 요소중 하나인 peripheral resistance 의 증가를 통해 일어남을 보았습니다. 또한, Cholesterol 이 이 채널의 활동을 저해 하며, 그로 인한 결과물로써 flow-induced vasodilation 역시 저해 됨을 보았습니다. 이번 논문에서는 이전까지의 연구에서 보았던 현상을 Kir2.1 endothelial specific knock out mouse model 을 이용하여 증명하고, CRISPR 를 이용하여 만든 cholesterol insensitive Kir2.1 mutant mouse model 을 통해 cholesterol 이 Kir2.1과 flow-induced vasodilation 에 미치는 영향에 대해 더 확실한 증거를 제시할 수 있게 되었습니다. 이에 더해, healthy human subjects 에서 정상의 범주이기는 하나 LDL cholesterol 의 level 이 증가된 그룹(100 mg/dl 이상)에서 flow-induced vasodilation이 저해 되는 것을 확인 하였습니다. 비록 이 그룹에서 혈압의 증가가 보여지진 않았지만, 이 LDL cholesterol level 은 현재 American Heart Association 에서 hypertension 을 주의하기 위해 권고되는 LDL cholesterol level 이며, 저희의 이전 연구에서 저해된 flow-induced vasodilation 은 peripheral resistance 를 증가시켜 risk of hypertension을 증가 시킬수 있음을 보였습니다. 현재 저희는 endothelial Kir2.1의 flow-induced vasodilation 을 조절하는 매커니즘에 대해 연구를 진행중이며 다른 방향의 진행으로 cholesterol 과 cardiovascular disease 의 연관점으로써 Kir2.1의 역할에 대해서도 심도있는 연구가 진행중입니다.
- Hypertension
- 2021.12.08
이준호

인천대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 노화는 성인기의 특정 연령 이후 자연스럽게 나타나는 퇴행성의 생물학적 과정으로 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 퇴행성의 신경계 질환과 뇌졸중과 같은 뇌혈관 관련 질환의 유병률을 높이는 것으로 알려져 있습니다. 특히, 노화로 유발되는 노인의 대뇌 회백질 위축, 신경세포의 소실 및 시냅스 기능 저하와 같은 신경생리학적 변화들은 다양한 인지적 기능(cognitive functions)을 손상시켜, 결과적으로 노인의 일상적 수행능력을 낮추고 낙상 및 운전사고 비율을 높이는 등의 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다. 비침습적 경두개 직류 전기자극(transcranial direct current stimulation, tDCS) 기술은 노화로 인한 노인의 인지적 기능저하를 늦추고, 더 나아가 예방할 수 있는 안정성이 입증된 뇌신경변조 기술로써, 특정 대뇌 영역 위 두피 표면에 미세한 전기자극을 제공하여 해당 피질 영역의 신경 흥분성(neural excitability)을 바꾸는 특성을 지닙니다. 이러한 피질 흥분성의 변화는 적용하는 전류 극성(electrical polarity)에 따라 다른 양상으로 나타날 수 있는데, 일반적으로 양극 전류(anodal stimulation)는 적용하는 대뇌 피질 영역의 안정 시 막 전위(resting membrane potential)의 탈분극(depolarization)을 유도하여 피질 흥분성 및 운동단위(motor units, MUs)의 활성화를 촉진시키는 반면, 음극 전류(cathodal stimulation)는 해당 피질의 과분극(hyperpolarization) 상태를 유도하여 피질 흥분성 및 MUs 활성화를 억제합니다. 이러한 tDCS의 기전은 전류 자극으로 유발된 glutamate 농도 증가 및 세포의 안정 시 막 전위 변화가 N-methyl-D-aspartate (NMDA) 수용체의 활성화를 유발하여 신경 시냅스를 강화하고 해당 피질의 활성화를 오래 지속하는 데 기여하는 것으로 알려져 있습니다. 실제로, tDCS를 이용한 최근 연구들은 노인에 대한 tDCS의 적용이 그들의 인지기능을 향상시키는 데 효과적이라는 증거를 꾸준히 제시해오고 있으며, 구체적인 인지기능 영역에 따른 차별적인 tDCS 프로토콜의 효과를 검증하는 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 본 연구에서는 tDCS에 대한 건강한 노인의 인지기능의 변화를 보고한 개별 연구들의 결과를 메타분석(meta-analysis) 기법을 활용하여 종합하였고, 이를 표준화된 효과크기(stan
- Ageing Res. Rev.
- 2021.06.15
채제민

Georgia Institute of Technology

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 녹내장은 세계에서 비가역적인 실명을 일으키는 가장 큰 원인인 질환입니다. 병리학적으로 눈 안에 있는 안방수의 흐름의 이상으로 안압이 상승함에 따라 눈에서 대뇌로 시각정보를 전달하는 시신경이 손상되어 실명을 야기합니다. 시신경을 회복하는 방법은 현재 임상적으로는 없습니다. 다만 안과 의사선생님들께서는 내과적인 방법과 외과적인 방법으로 안방수의 생산을 줄이거나 흐름의 원할하게 만들어 환자의 안압을 적절히 유지시키시려고 하시고, 이를 통해 환자의 시력을 오랫동안 지키기 위해 노력하고 계십니다. 하지만, 내과적인 방법은 안약을 매일 규칙적으로 넣어야 되는 번거로움이 있고, 외과적인 방법은 수술후 휴유증과 가격의 문제가 있습니다. 더군다나, 이 방법들 모두 결국 시간이 갈 수록 효과가 떨어지게 되고, 적절한 안압을 유지할 수 없게 되며, 끝내 환자는 실명에 이르르게 됩니다. 본 연구의 목적은 이러한 녹내장 처치의 한계에 기존의 내과적 약물처치나 외과적 수술이 아닌 새로운 치료 방법을 제시하여 환자의 시력을 보다 오랜 기간동안 유지할 수 있도록 돕는 것에 있습니다. 저희가 이번에 학계에 새롭게 제시한 방법은 랩에서 제작된 마이크로니들 (Microneedle)을 이용하여 최적화 과정을 거친 in situ 하이드로젤 (hydrogel) 두세방울 정도의 용량을 눈의 맥락막위 공간 (Suprachoroidal Space)으로 투여 함으로 이 공간을 확장시켜서 안방수의 흐름을 높이고 이를 통하여 안압을 낮추는 방법입니다. 곧 수술적 방법이나 약물을 사용하지 않고 눈의 구조를 시력에 지장을 주지 않을 정도로 약간 변경시킴으로 녹내장을 치료하려는 시도입니다. 본 연구에서 정상 토끼를 이용하여 단 한번의 주사로 약 4개월간 안압을 특별한 문제 없이 낮출 수 있다는 것을 확인하였고 차후 다른 종과 녹내장 모델 그리고 clinical trail을 거친 후에 임상적으로 사용될 수 있으리라 기대합니다. 사실 본 연구는 랩미팅 중에 하이드로젤을 맥락막위 공간에 투여한 경우 안압이 떨어지는 부작용에 대해서 토론하다가 오히려 이것을 치료방향으로 이끄는 것은 어떻겠냐는 아이디어로 시작되었습니다. 문헌들을 확인한 결과 1970년대에 이 방법에 대해서 논의된 경우가 있었지만, 30nm밖에 되지 않는 맥락막위의 공간을 수술적 방법
- Adv. Sci.
- 2020.12.09
Magnetic Force Nanoprobe for Direct Observation of Audio Frequency Tonotopy of Hair Cells
- Nano Lett. Publication Date (Web): May 24, 2016 | DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b01392
- 2016.05
- 바이오·의료융합
Biaxial Dielectrophoresis Force Spectroscopy: A Stoichiometric Approach for Examining Intermolecular Weak Binding Interactions
- ACS Nano Publication Date (Web): March 23, 2016 | DOI: 10.1021/acsnano.5b05286
- 2016.03
- 바이오·의료융합
김진섭

Johns Hopkins University

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 제가 하는 연구 분야는 크게는 computational biology에 속합니다. 즉, 생물학적 연구를 함에 있어서 전통적인 실험에 의존하는 연구가 아닌, 수학, 물리학 및 공학적 이론들을 사용하는 연구를 하는 분야를 말합니다. 이 분야에서, 대부분의 문제가 손으로 풀 수 있는 부분은 거의 없으므로 컴퓨터를 이용하여 문제를 풀게 됩니다. 이러한 이론/전산 연구는 2000년대에 들어와서 부흥시기를 맞이하게 되었습니다. 그중 대표적인 분야가 바로 bioinformatics와 systems biology입니다. 제 논문과 관련해서 최근에 주목을 받는 분야는 mechanobiology라는 분야입니다. 대표적인 예로서, 줄기세포가 주위 substrate의 기계적 물성치에 따라 분화를 다르게 한다는 연구는 이미 많은 주목을 받아 왔습니다. 이 분야는 이론/전산 모델링 뿐만 아니라 세포 및 단백질의 실험 분야에서도 주목을 받고 있습니다. 이 분야의 큰 주제중의 하나는 바로 생화학적인 요소와 역학적인 요소(힘, 변위 등) 가 서로 연계되어 있다는 것입니다. 세포나 세포 내의 단백질체들이 주위 환경의 기계적 물성치나 물리적인 요소들을 느낄 수 있을 뿐만 아니라, 그로 인하여 관련 생체신호체계들이 유발된다는 것입니다. 저희가 본 논문에서 관심이 있었던 부분은 바로 이런 역학적인 요소가 액틴 섬유 자체에 미치는 영향입니다. 액틴은 세포 내에서 많은 역할을 수행하는 요소라는 것은 주지하는 사실입니다. 액틴을 비롯한 많은 섬유체 단백질의 특성이, 이때까지 보여진 바와 같이 생화학적인 요소 뿐만 아니라 역학적인 요소-예를 들어 힘-가 섬유체가 가해질때 섬유체의 거동 뿐만 아니라 생화학적인 특성, 그리고 관련 단백질의 결합 특성도 이에 따라 영향을 받는다는 것입니다. 본 논문에서는 수학, 물리학 및 공학 이론을 이용한 모델링을 통하여 위에서 기술한 점들을 보인 것입니다. 좀 더 일반적으로, 저의 관심은 생물체 내부에 일어나는 현상들을 이론적으로 모델링을 하여서 기술을 하는 것입니다. 이러한 모델링을 통하여, 실험만으로는 밝히기 어려운 생물 현상의 물리적인 작동 원리를 파악할 수 있고, 더 나아가 질병과 관련된 특이한 현상들을 예측할 수 있다는 장점이 있습니다. 이는 앞으로 biology, biomedical science 분야 뿐만 아니라 biomedical/biological engineering
- Biophys. J.
- 2013.09.23
김대유

California Institute of Technology

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 본 논문은 의료영상기기와 영상처리방법을 개발하여 인간의 안과질환을 조기에 진단하고새로운 치료법을 개발하는 중개의학 (translational medicine) 연구결과를 소개하였습니다. 모든 생명체는 물체를 보기위하여 망막의 광수용체 세포(photoreceptor cell)가 외부의 빛을 (light photons) 감지하여 전기신호 (electrical signal) 로 바꾸어주고 이 신호가 뇌의 시각피질 (visual cortex)에 전달되고 처리되는 기능이 동작하여야 합니다. 하지만 사람이 나이가 들거나 또는 질병에 의하여 광수용체 세포들이 작동을 못하거나 사멸하게 되어 시력을 잃게되는 질병이 있습니다. 그 한가지 예로, 노인성 안질환인 황반변성이 (age-related macular degeneration) 있으며, 이 질병이 생기는 한가지 원인으로는 맥락막모세혈관(choriocapillaris)의 퇴화로 인하여 세포에 영양소 및 산소공급이 저하되어, 시각을 담당하는 세포들이 사멸하며 결국에는 시력을 잃게 되는 것으로 알려져있습니다. 하지만 현재까지는 살아있는 인간의 맥락막모세혈관을 영상화 할수 있는 방법이 없어서 질병의 조기진단 및 치료가 어려웠습니다. 맥락막모세혈관은 대부분의 가시광선 및 근적외선 빛을 흡수 또는 산란시키는 망막색소상피 (retinal pigment epithelium)의 아래부분에 위치하고 있어서 현재 임상에서 사용되는 영상기기를 이용해서는 이 모세혈관을 시각화하는 것이 불가능합니다. 하지만 본 연구논문에서는, 저희 연구실에서 개발한 위상분산광간섭단층촬영 (phase-variance optical coherence tomography)을 이용하여 최초로 살아있는 인간의 눈의 맥락막모세혈관을 영상화하였으며 질병 또는 노화에 의하여 이 혈관의 이상유무를 진단할수 있는 방법에 대하여 소개하였습니다. 또한 최초로 정상인과 황반변성 환자의 맥락막모세혈관 영상을 획득하여 망막위치에 따른 혈관의 크기 변화와 질병에 의하여 퇴화된 혈관을 비교하였습니다. 저희가 개발한 의료영상장치는 조영제 (contrast agent)를 사용하지 않고 인간의 눈에 무해한 용량의 근적외선 빛을 이용하여 약 3-4초 정도 망막에 조사하여서 이미징을 획득할 수 있는 장점이 있습니다. 이러한 영상진단 장치의 개발로 인하여 황반변성을 포함한 다양한 안과질환의 조기진단과 치료 (줄기세포 치료 [stem cell therapy] 및
- Proc. Natl. Acad. Sci. USA
- 2013.08.20
- 김원정(Massachusetts Institute of Technology)
Optimal concentrations in nectar feeding
- Proc. Natl. Acad. Sci. USA October 4, 2011 vol. 108 no. 40 16618-16621. Published online before print September 26, 2011, doi: 10.1073/pnas.1108642108
- 2011.09
- 박성진(Stanford University)
  Interview
Analysis of nematode mechanics by piezoresistive displacement clamp
- Proc. Natl. Acad. Sci. USA Published online before print October 25, 2007
- 2007.10
- 바이오·의료융합

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