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Vertical nanocolumn-assisted pluripotent stem cell colony formation with minimal cell-penetration
Kim, Hyunju,Kang, Dong Hee,Koo, Kyung Hee,Lee, Seyeong,Kim, Seong-Min,Kim, Janghwan,Yoon, Myung-Han,Kim, So Yeon,Yang, Eun Gyeong The Royal Society of Chemistry 2016 Nanoscale Vol.8 No.42
<P>The biological applications of vertical nanostructures mostly rely on their intracellular accessibility through the cellular membrane by promoting cell-to-nanostructure interactions. Herein, we report a seemingly counter-intuitive approach for the spontaneous formation of mouse induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived three-dimensional spherical colonies with unlimited self-renewal and differentiation potential. The comprehensive analyses of iPSCs cultured on vertical silicon nanocolumn arrays (vSNAs) with various nanocolumn geometries show reduced cell-to-substrate adhesion and enhanced cell-to-cell interactions under optimized vSNA conditions, successfully accommodating the spontaneous production of iPSC-derived spherical colonies. Remarkably, these colonies which were only minimally penetrated by and thereby easily harvested from wafer-sized vSNAs display a substantial increase in pluripotency marker expression and successfully differentiate into three germ layers. Our vSNAs capable of large-scale fabrication, efficient for spherical colony formation, and reusable for multiple iPSC culture could serve as a broad-impact culture platform for stem cell research.</P>
수질지수와 군집분석을 활용한 서울시 주요 하천 수질평가
이진효(Jinhyo Lee),하현주(Hyunju Ha),이만호(Manho Lee),이목영(Mokyoung Lee),김태호(Taeho Kim),차윤경(Yoonkyung Cha),구자용(Jayong Koo) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회지 Vol.42 No.10
목적: 서울시내 17개 국가 물환경측정망(지천 지점)을 대상으로, 시민들이 쉽게, 종합적으로 서울시 하천수질정보를 이해할 수 있도록 매월 측정된 수질자료로부터 수질지수를 도출하고, 이와 함께 수질측정망 수질특성을 활용한 군집분석을 실시하여 수질의 상태를 종합적으로 평가하는 등 향후 서울시 하천수질관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 방법: 2015~2017년 최근 3년 동안 서울시내 17개 국가 물환경측정망에서 매월 생산되는 수질자료(19개 항목) 중 수질지수 산정을 위해 DO (% sat), 분원성대장균군, pH, BOD, 수온변화, TP, NO₃<SUP>-</SUP>, 탁도, TS 등 9개 수질항목을 이용하여 NSFWQI 수질지수를 산정하였고, 수질지수를 활용하여 계층분석방법 중의 하나인 Ward 연결법(Ward linkage method)과 차원축소(Dimensionality reduction) 및 군집화를 동시에 수행하는 SOM을 이용하여 군집화를 실시하였다. 결과 및 토의: 최근 3년간 17개 국가 물환경측정망의 수질을 살펴보면, 대부분의 수질측정망 수질은 평균적으로 수질 및 수생태계 하천생활환경기준에 따라 BOD Ⅱ등급(약간 좋음) 이상, TP Ⅲ등급(보통) 이상으로 나타났고, 수질지수 또한 64 (Medium)~89 (Good)으로 나타나는 등 전반적으로 모두 양호한 수질을 보였으며, NSFWQI 수질지수는 계절별로 큰 차이를 보이지 않아, 계절적인 영향보다는 인위적인 오염원 등에 영향을 크게 받는 것으로 판단된다. NSFWQI 수질지수와 환경기준에 따른 수질등급과의 상관성을 살펴본 결과, R2이 0.78로 비교적 높은 상관관계를 갖고, 두 그룹간의 뚜렷한 차이를 볼 수 없는 등 현재 시행되는 수질등급체계와 NSFWQI 수질지수는 매칭이 잘 되는 것으로 판단된다. 17개 국가 물환경측정망을 대상으로 Ward 연결법 및 SOM을 이용한 군집분석 결과, 수질특성에 따라 크게 6개의 그룹으로 나누어졌다. 결론: 하천으로의 오염물질 유입은 그 종류와 양이 증가되고 있으며, 이러한 상황 속에서 하천을 수자원으로서 지속적으로 활용하기 위해서는 하천수질을 체계적으로 관리하기 위한 오염원 관리가 무엇보다 중요하다. 본류 및 지류·지천의 오염원 관리를 위해 설치된 수질측정망에서는 다양한 수질항목들을 측정하고 있지만, 개별항목을 분석하는 것만으로는 체계적이고 종합적으로 하천수질을 평가하는 것은 어렵다. 따라서 본 연구와 같이 하천수질상태를 쉽게 이해하기 위해서 복잡하고 다양한 수질정보를 간단한 지표로 변환한 수질지수와 함께 수질특성에 따른 군집화 결과는 향후 서울시 하천수질관리를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. Objectives : 17 water quality measurement networks (WQMNs, tributaries) in Seoul were analyzed by using NSFWQI and cluster analysis to provide basic data for future river water quality management so that citizens could easily and comprehensively understand the water quality information on the rivers in Seoul. Methods : For the past 3 years (2015~2017), in order to estimate WQI, 9 items, DO (% sat), Fecal coliform, pH, BOD, Temperature change (TC), TP, NO₃<SUP>-</SUP>, Turbidity and Total solids, were selected from among the 19 water quality data measurement items produced monthly from 17 WQMNs in Seoul. WQI was derived and graded using NSFWQI and cluster analysis was performed using Ward Linkage Method, SOM (Self Organizing Map). Results and Discussion : Water quality of most water quality monitoring networks was BOD Ⅱ grade (slightly good) or higher and TP Ⅲ grade (normal) or higher according to the standard of water quality and water ecosystem river living environment, and NSFWQI was also 64 (Medium)~89 (Good). All showed good water quality. NSFWQI does not show a significant difference by season, so it is believed that it is affected by anthropogenic sources rather than seasonal effects. As a result of examining the correlation between NSFWQI and water quality level according to environmental standards, it was confirmed that R2 has a relatively good correlation with 0.78, and there is no clear difference between the two groups, and through this, it was found that the currently implemented water quality rating system and NSFWQI are well matched. As a result of cluster analysis using ward linkage method and SOM for 17 WQMNs, it was largely divided into 6 groups according to water quality characteristics. Conclusions : It is important to manage pollution sources to systematically manage river water quality as a water resource. It is therefore expected that by converting from the complicated and various water quality information such as is found in this study into a simple water quality index and grouping, the river water quality can be easily understood and can be utilized in the future as basic data for water quality management in Seoul.
사용자 맞춤형 체간 재활 운동용 고정장치 개발을 위한 요구사항 분석
이유진(Eugene Lee),박현주(Hyunju Park),구도훈(Dohoon Koo),이민영(Minyoung Lee),김은주(Eun Joo Kim),장영민(Young-min Jang),호승희(Seung Hee Ho),은선덕(Seon-deok Eun) 한국HCI학회 2018 한국HCI학회 학술대회 Vol.2018 No.1
뇌졸중 장애인들은 사지뿐만 아니라 체간 근육의 편측 마비로 비대칭적인 자세를 만드는 등 일상생활의 기본이 되는 자세 조절에 심각한 장애를 가진다. 이들의 체간 재활을 위해 다양한 체간 재활운동 기기들이 개발되고 있으나 대부분 표준체형을 기반으로 디자인되었다. 본 연구의 목적은 뇌졸중 장애인들의 신체 기능과 요구사항을 반영한 맞춤형 체간 재활 운동용 고정장치 개발을 위해 포커스 그룹인터뷰(Focus Group Interview, FGI)를 실시하고 이를 통해 필요한 요구사항을 수집 및 분석하는 것이다. 그 결과 체간 고정장치, 좌석시트, 하지고정장치, 손잡이 부분에서 주요한 요구사항을 도출하였다. 또한 뇌졸중 장애인을 대상으로 체간재활 운동기기를 개발할 때는 사용자별 다양한 신체조건과 장애로 인한 신체 기능수준을 고려해야 한다.
Eunok Kim(김은옥),Hyunju Oh(오현주),Eonju Lee(이언주),Hyungwook Koo(구형욱) 한국고분자학회 2020 폴리머 Vol.44 No.3
변전위법 중합 과정에서 폴리아닐린의 핵 형성 프로세스 및 성장 프로세스를 모폴로지 진화와 연관하여 확인하였다. 필름증착은 초기에 2차원 성장 프로세스를 통한 점진적 핵 형성이 이루어지고, 이어서 3차원 성장 프로세스를 통한 점진적 핵 형성이 지배적이었다. 초기에는, ITO 전극 상에 부드럽고 치밀한 폴리아닐린 필름이 증착되었지만, 초기 단계 후에는 섬유상의 3차원 다공성 네트워크 구조가 관찰되었다. 순환 전압전류의 사이클이 증가함에 따라, 필름은 큰 자유 부피를 가지며 더욱 거칠고 다공성인 3차원 네트워크 구조가 되면서 도핑 레벨이 증가되었다. 결국, 증가된 도핑 레벨과 전하 캐리어 이동성의 향상으로 인해 폴리아닐린 필름의 면저항이 낮아졌다. The nucleation and growth processes associated with the morphological evolution of polyaniline during potentiodynamic polymerization have been investigated. Film deposition was first ruled by progressive nucleation with a two-dimensional growth process, and followed by progressive nucleation with a three-dimensional growth process. Initially, a smooth and compact polyaniline film was deposited on the indium tin oxide electrode, whereas a fibrous three-dimensional porous network structure was observed after the initial stage. As the number of cycles increased, the film became rougher and more porous three-dimensional network structure with higher free volume, resulting in higher doping levels. Finally, the increased doping levels and a higher charge carrier mobility lowered the sheet resistance of the polyaniline film.
편마비장애인의 보행재활을 위한 반장슬 및 슬관절 제어장치 연구
김형식(Hyeongsic Kim),구도훈(Dohoon Koo),박현주(Hyunju Park),은선덕(Seon-deok Eun) 한국HCI학회 2018 한국HCI학회 학술대회 Vol.2018 No.1
전세계적인 고령화 추세와 잘못된 식습관으로 인한 뇌졸중의 증가와 이들의 사회 및 가정으로의 복귀를 위한 재활은 활발히 이루어지고 있으나 뇌졸중에 따른 대표적인 증상인 편마비장애는 재활 기간에 비해 신체기능의 회복이 빠르지 못하고 장기간에 걸친 재활이 요구된다. 이러한 편마비 장애인의 잘못된 보행패턴의 고착화는 척추측만, 근육손실, 관절가동범위 (Range of Motion) 축소 등을 가속화 시키는 현상을 초래한다. 이들의 합병증을 예방하고 신체기능의 개선 및 유지를 위해서는 정상 보행궤적을 바탕으로 한 보행재활이 필수적이다. 이러한 보행재활기기가 갖추어야 할 기능은 연속적인 정상 보행궤적을 구현할 수 있고 환측 슬관절과 반장슬을 제어할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 트레드밀 기반의 엔드-이펙터 보행재활기기 개발에 있어 가장 핵심적인 반장슬과 슬관절의 제어장치 개발을 위해 편마비장애인의 신체적 특징을 조사하였고, 엔드-이펙터 보행재활기기를 대상으로 편마비장애인 3 인의 보행재활 과정을 관찰하여 반장슬 제어에 필요한 물리적인 핵심 요소를 도출하였으며, 편마비장애인3 인의 보행 동작분석을 통해 반장슬 발생 동작 주기에 따른 제어 위치와 시점을 정의 하였다. 이를 종합하여 엔드-이펙터 보행재활기기에 적용할 수 있는 반장슬 및 슬관절 제어장치의 콘셉트 디자인을 제안하였다.