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        HEMA를 포함한 친수성 폴리머 중합 및 산소 투과율 측정 방법에 관한 연구

        김태훈,성아영,Kim , Tae-Hun,Sung, A-Young 대한화학회 2009 대한화학회지 Vol.53 No.6

        HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate) is a hydrophilic material which is broadly used for ophthalmologic purposes and especially in the manufacture of soft contact lenses. Also, the oxygen transmissibility (Dk/t) is a very important physical characteristic in the evaluation of a material’s adequacy to be used to produce contact lenses. This study used HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate), MMA (methylmethacrylate), NVP (Nvinyl-pyrrolidone), the cross-linker EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate) for copolymerization, and measured the oxygen transmissibility of the central and peripheral areas of the manufactured general and color contact lenses using the polarographic method. The measurement showed that the decreased amount of oxygen transmissibility of the central and peripheral areas of the contact lenses measured using the polarographic method range between 40.77% and 49.13%, and the oxygen transmissibility of the color contact lens showed a larger decrease due to the effects of the coloring materials. HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate)는 친수성 안 의료용 소재로써 폭넓게 사용되고 있으며, 특히 소프트 콘택트렌즈 제조에 가장 많이 사용되는 재료중의 하나이다. 또한 산소투과율(Dk/t)은 콘택트렌즈 재료의 성능을 평가하기 위한 물리적 특성 중 매우 중요한 요소이다. 본 연구는 HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate), MMA (methylmethacrylate), NVP (N-vinyl-pyrrolidone), 교차결합제인 EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate)를사용하여 공중합 하였으며, 일반 콘택트렌즈와 칼라 콘택트렌즈를 제조하여 중심부와 주변부의 산소투과율을 polarographic method로 측정하였다. 실험 결과 polarographic method로 측정한 콘택트렌즈 주변부의 산소투과율 감소량은 40.77%에서 49.13%의 분포로 나타났으며, 칼라 콘택트렌즈는 염료에 기인된 영향으로 산소투과율의 감소량이 더 크게 측정되었다.

      • 미용 칼라 콘택트렌즈의 물리화학적 특성 분석

        김대현,오승진,황정희,성덕용,전인철,최한영,마기중 대한시과학회 2008 대한시과학회지 Vol.10 No.3

        목 적 : 국내에서 유통되는 미용칼라 콘택트렌즈를 무작위로 수집하여 렌즈표면의 상태, 염료의 용출 여부 및 중심부와 주변부의 산소투과율을 측정하여 미용칼라 콘택트렌즈의 물리 화학적 특성을 평가하므로 임상에서 활용할 수 있는 정보를 얻고자 한다. 대상과 방법 : 굴절력이 0.00D이며 중심부가 투명하고 주변부가 착색된 미용 칼라콘택트 렌즈 24종을 무작위로 수집하여 식약청 기준에 의한 용출물시험과 ISO 9913-1에 의한 산소 투과율 측정 및 주사전자현미경에 의한 표면 거칠기를 관찰하였다. 결 과 : 용출물시험에서 5종의 렌즈가 과망간산칼륨 환원성물질에 대한 기준을 초과한 것 으로 나타났다. 산소투과율은 24종 가운데 6종은 중심부보다 주변부에서 낮았고, 중심부 산 소투과율은 3종만이 낮에 각막부종을 유발시키지 않을 조건을 충족시켰고, 주변부의 평균 산 소투과율은 모든 렌즈에서 기준을 충족하지 못했다. 렌즈표면 상태를 관찰한 결과 제조회사 별 착색방법이 서로 달랐다. 착색방법은 전사착색법, 전면착색법, 후면착색법 및 샌드위치착 색법 등이 사용된 것으로 확인되었고, 표면 거칠기는 수 ㎛ 이하로 판단되었다. 결 론 : 미용 칼라 콘택트렌즈를 착용할 때 낮은 산소투과율로 인한 부작용을 방지하기 위해 렌즈 제조공법과 렌즈 재질의 개선, 임상에서 미용 칼라 콘택트렌즈를 처방하고 판매할 때 착용자에게 렌즈의 관리방법과 사용방법을 정확하게 전달하기 위한 교육이 필요하며 이에 본 연구결과가 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한 미용 칼라 콘택트렌즈를 착용할 때 용출물과 표면 거칠기로 인해 발생할 수 있는 부작용에 관한 추후 연구가 필요하 다고 사료된다. Purpose : To obtain the information can be used in clinical practice of cosmetic color contact lenses, we have select a random color contact lens which circulated in a country and analyze physiochemical properties of color contact lenses through a state of lens surface, the presence of dye and oxygen permeability of central and peripheral portions. Methods : We have taken a random sample with 0.00 diopter and tinted cosmetic contact lens which is tinted iris with clear peripheral annulus and clear center for test and measured the elution of dye with the standard KFDA and oxygen permeability with ISO-9913-1 and surface roughness of lens using the SEM. Results : 5 of 24 types cosmetic color contact lenses were not matched the standard in deoxidant of potassium permanganate from the elution experiment of dye. 6 type lenses in 24 types has the low oxygen permeability in the peripheral part. Only 3 type lenses satisfied the condition that did not induce corneal edema. From surface roughness experiment, manufactures have the different painting methods. The painting methods are printing, anterior surface in printing, posterior surface in printing, sandwich method and surface roughness has below several ㎛. Conclusions : To prevent the side effect with oxygen permeability, the improvement of manufacture methods and material is needed. When we prescribe and dispense the contact lens, we must to educate wearer for appropriate usage and care system of cosmetic color contact lens. The further studies were needed to show whether the elution and surface roughness of contact lens occur the side effect or not during wear the contact lens.

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        고산소투과율을 가진 친수성 콘택트렌즈의 광학적 기능 향상 연구

        성아영,김태훈 대한시과학회 2013 대한시과학회지 Vol.15 No.4

        목적: 본 연구는 trimethylsilyl methacrylate와 titanium silicon oxide 나노입자를 사용하여 친수성 하이드로젤 콘택트렌즈 재질을 중합하고 제조된 친수성 콘택트렌즈의 물리적, 광학적 특성을 분석하여 이들 물질들의 콘택트렌즈 재료로서의 활용도를 알아보았다. 방법: 고분자의 중합은 2-hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate 및 n-vinyl pyrrolidone과 가교제인 ethylene glycol dimethacrylate를 기본 조합으로 하였으며, 개시제로는 AIBN을 사용하였다. 제조된 렌즈의 물성 변화를 알아보기 위해 trimethylsilyl methacrylate와 titanium silicon oxide를 첨가하여 중합하고 함수율, 굴절률, 산소투과도, 분광투과율을 측정하였다. 결과: 제조된 친수성 콘택트렌즈는 하이드로젤 콘택트렌즈의 기본물성을 만족하였으며, 첨가제인 trimethylsilyl methacrylate의 양이 증가함에 따라 산소투과도는 증가하는 것으로 나타났다. 또한 titanium silicon oxide 나노입자의 첨가는 친수성 렌즈 소재의 기본적인 물성을 변화시키지 않으면서 자외선을 차단하는 것으로 나타났다. 결론: 본 연구를 통해 trimethylsilyl methacrylate와 titanium silicon oxide는 콘택트렌즈의 기본적인 물성을 만족시키면서 고산소투과성 및 자외선 차단 콘택트렌즈 재료로 다양하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. Purpose: This study evaluated the physical and optical characteristics of hydrophilic contact lens polymerized with addition of trimethylsilyl methacrylate and titanium silicon oxide in the basic hydrogel contact lens material, and in particular, this study investigated the utility of TMSMA and TiSiO4 nanoparticles as a contact lens material for ophthalmologic devices. Methods: In this study TMSMA and TiSiO4 nanoparticles were used as additives. 2-hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate, n-vinyl pyrrolidone and a cross-linker EGDMA were copolymerized in the presence of AIBN as an initiator. We measured physical properties such as water content, refractive index, oxygen permeability, spectral transmittance of produced contact lenses. Results: The hydrogel contact lens material produced using trimethylsilyl methacrylate satisfied the basic characteristics required for contact lenses and also showed an increase in oxygen permeability. The physical properties measurements of the produced contact lenses showed that the added titanium silicon oxide nanoparticles did not show significant effect on the basic physical properties, but the materials have UV-blocking property. Conclusions: Based on the results of this study, contact lens material containing TMSMA and TiSiO4 is expected to be able to be used usefully as a material for high oxygen permeability and UV-block hydrogel contact lens.

      • KCI등재

        고산소투과율을 가진 친수성 콘택트렌즈의 광학적 기능 향상 연구

        성아영,김태훈 대한시과학회 2013 대한시과학회지 Vol.15 No.4

        Purpose: This study evaluated the physical and optical characteristics of hydrophilic contact lens polymerized with addition of trimethylsilyl methacrylate and titanium silicon oxide in the basic hydrogel contact lens material, and in particular, this study investigated the utility of TMSMA and TiSiO4 nanoparticles as a contact lens material for ophthalmologic devices. Methods: In this study TMSMA and TiSiO4 nanoparticles were used as additives. 2-hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate, n-vinyl pyrrolidone and a cross-linker EGDMA were copolymerized in the presence of AIBN as an initiator. We measured physical properties such as water content, refractive index, oxygen permeability, spectral transmittance of produced contact lenses. Results: The hydrogel contact lens material produced using trimethylsilyl methacrylate satisfied the basic characteristics required for contact lenses and also showed an increase in oxygen permeability. The physical properties measurements of the produced contact lenses showed that the added titanium silicon oxide nanoparticles did not show significant effect on the basic physical properties, but the materials have UV-blocking property. Conclusions: Based on the results of this study, contact lens material containing TMSMA and TiSiO4 is expected to be able to be used usefully as a material for high oxygen permeability and UV-block hydrogel contact lens. 목 적: 본 연구는 trimethylsilyl methacrylate와 titanium silicon oxide 나노입자를 사용하여 친수성 하이드로젤 콘택트렌즈 재질을 중합하고 제조된 친수성 콘택트렌즈의 물리적, 광학적 특성을 분석하여 이들 물질들의 콘택트렌즈 재료로서의 활용도를 알아보았다. 방 법: 고분자의 중합은 2-hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate 및 n-vinyl pyrrolidone과 가교제인 ethylene glycol dimethacrylate를 기본 조합으로 하였으며, 개시제로는 AIBN을 사용하였다. 제조된 렌즈의 물성 변화를 알아보기 위해 trimethylsilyl methacrylate와 titanium silicon oxide를 첨가하여 중합하고 함수율, 굴절률, 산소투과도, 분광투과율을 측정하였다. 결과: 제조된 친수성 콘택트렌즈는 하이드로젤 콘택트렌즈의 기본물성을 만족하였으며, 첨가제인 trimethylsilyl methacrylate의 양이 증가함에 따라 산소투과도는 증가하는 것으로 나타났다. 또한 titanium silicon oxide 나노입자의 첨가는 친수성 렌즈 소재의 기본적인 물성을 변화시키지 않으면서 자외선을 차단하는 것으로 나타났다. 결 론: 본 연구를 통해 trimethylsilyl methacrylate와 titanium silicon oxide는 콘택트렌즈의 기본적인 물성을 만족시키면서 고산소투과성 및 자외선 차단 콘택트렌즈 재료로 다양하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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        3-Days lens와 daily disposable lens(1-day)의 시간 경과 별물리적 특성 변화의 비교

        송선정,김기홍,추병선 한국안광학회 2020 한국안광학회지 Vol.25 No.2

        Purpose: The study compared changes in physical properties of daily disposable and 3-day-lenses (3-day wearing lenses) over 3 days in vitro. Methods: Artificial Tear Solution (ATS) was prepared to simulate the actual composition of tears. Three types of single-use disposable contact lenses (senofilcon A, delefilcon A, filcon II 3) and 3-day wearing lenses (silicone tripolymer) were soaked in the artificial tear solution, inside an incubator at 37oC with 150 rpm for 12, 24, and 48 hours. Oxygen transmissibility and visible light transmittance were measured, and the lens surface was observed over time. Results: The initial oxygen permeability (Dk/t) of the 3-day wearing lenses was 13.23, which was significantly lower than that of the three types of disposable lenses at all times. All four lenses showed more than 97% visible light transmission, but after 24 hours, the transmittance of delefilcon A was markedly reduced to less than 80%. Surface observations showed an increase in deposits over time which was greatest for Filcon II 3. Conclusions: Three-day wearing lenses seem likely to cause problems due to hypoxia as a result of the low oxygen permeability. Delefilcon A is expected to blur vision after 24 hours, and filcon II 3 in the high water content group should be avoided in patients with high protein levels in tears. In addition, the safety of the 3-day wearing lenses could not be determined in this study. 시중에 판매되고 있는 실리콘 하이드로겔 소재의 일회용 렌즈 3종과 3일 착용렌즈 1종에 있어 시간 경과에 따른 물리적 특성 변화를 비교하였다. 방법: 인공누액은 실제의 눈물의 조성비를 기준으로 준비하였으며, 일회용 렌 즈(senofilcon A, delefilcon A, filcon II 3)와 3일 착용렌즈(silicone tripolymer)를 준비된 인공누액에 담구어 배양기에 서 37oC, 150 rpm의 속도로 흔들어 주면서 12h, 24h, 48h 동안 침지시킨 후 시간 경과에 따른 산소투과도, 가시광선 투과율, 표면 변화를 관찰하였다. 결과: 3일 착용렌즈의 최초 산소투과도(Dk/t)는 13.23이었으며, 모든 시간에 있어 일 회용 렌즈와 비교 시 현저히 낮은 산소투과도를 나타내었다. 가시광선 투과율의 경우 오염 전 4종 모두 97% 이상의 투과율을 가졌으나 24h 경과 후 delefilcon A의 투과율이 80%이하로 현저한 감소를 나타내었다. 표면 관찰 시 시간 경과에 따라 침착물의 증가가 관찰되었으며, filcon II 3에서 가장 많은 침착물이 관찰 되었다. 결론: 본 연구에서 사 용된 3일 착용렌즈는 낮은 산소투과도의 결과로 저산소증에 의한 문제가 우려된다. 일회용 3종간의 비교에서 24h 경 과 후 delefilcon A에서 가장 먼저 시야 흐림 증상이 발생될 것으로 예상된다. 표면침착은 고함수율군의 filcon II 3에 서 큰 폭의 증가를 보였다. 일회용 렌즈와 3일 착용렌즈의 시간 경과에 따른 물리적 특성 변화 비교 결과, 3일 착용 렌즈의 3일 착용여부에 관한 안전성은 검증되지 않았다.

      • KCI등재

        Copolymerizaton and application of hydrogel lens materials containing titanium(IV) isopropoxide and tungsten(VI) oxide nanoparticles

        Tae-Hun Kim,A-Young Sung 대한시과학회 2013 대한시과학회지 Vol.15 No.4

        목적: 본 연구는 콘택트렌즈 재료로 널리 사용되는 2-hydroxyethyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, methyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate에 titanium isopropoxide와 tungsten(VI) oxide 나노입자를 첨가하여 안의료용 렌즈 재료를 중합하였다. 방법: 안의료용 콘택트렌즈의 첨가제로 Tungsten (VI) oxide 나노입자 사용의 활용도를 조사하기 위해 tungsten(VI) oxide 나노입자를 포함한 하이드로젤 콘택트렌즈 재료의 광학적, 물리적 특성 변화를 측정하였다. 결과: 생성된 고분자에 대한 자외선 영역의 투과율은 매우 낮게 측정되어 자외선 차단 능력이 있는 것으로 나타났다. 또한 tungsten(VI) oxide 나노입자의 첨가는 함수율의 큰 변화를 나타내지 않았으나 일정비율을 첨가한 조합에서는 소량의 함수율 변화가 나타났다. 함수율의 큰 변화가 없음에도 불구하고 산소침투율의 측정 값은 tungsten(VI) oxide 나노입자의 첨가 비율이 증가할수록 계속적으로 감소하는 경향이 나타 났다. 결론: 이상의 결과를 통해 titanium isopropoxide 및 tungsten(VI) oxide 나노입자는 하이드로젤 콘택트렌즈의 기본적인 물성을 만족시키면서 기능성 콘택트렌즈 재료로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. Purpose: The materials for ophthalmic hydrogel lenses were polymerized by adding tungsten (VI) oxide nano particles to 2-hydroxyethyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, methyl methacrylate and ethylene glycol dimethacrylate which are commonly used in ophthalmic contact lenses. Methods: The changes in optophysical properties of the ophthalmic contact lens containing tungsten (VI) oxide nano particles were also measured to investigate the use of tungsten (VI) oxide as an additive of hydrogel contact lenses. Results: the transmittance of UV was measured to be extremely low which shows that the nano particles can provide a UV-blocking property. Meanwhile, although the water content did not show a significant variation from the addition of tungsten (VI) oxide nano particles, water content slightly changed in combinations where tungsten nano particles were added at a constant ratio. The oxygen permeability showed to continuously decrease as the addition ratio of tungsten (VI) oxide nano particles increased even though there was no significant difference in water content. Conclusions: Titanium(IV) isopropoxide and tungsten (VI) oxide nano particles are considered to satisfy the basic requirements of ophthalmic hydrogel contact lenses and can be used effectively as additives for functional ophthalmic hydrogel lenses.

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        HEMA가 치환된 Polyphosphazene의 공중합 및 콘택트렌즈 응용

        김태훈,성아영,Kim, Tae-Hum,Seong, A-Young 대한화학회 2009 대한화학회지 Vol.53 No.3

        Phosphonitrillic chroride cyclic trimer 화합물을 $200{\sim}300\;{^{\circ}C}$ 하에 개환중합하여 선상 고분자를 얻 은 후 Grignard 시약 ($CH_2$=CH-MgBr)을 천천히 가하여 vinyl 기를 포함하는 polyphosphazene을 합성하였 으며, 이 폴리머를 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate)와 반응시켜 HEMA/vinyl-substituted polyphosphazene 을 얻었다. 이 고분자를 AIBN (azobisisobutyronitrile) 개시제 존재 하에서 교차결합제로 EGDMA(ethylene glycol dimethacrylate) 그리고 NVP (N-vinyl-pyrrolidone)을 혼합하여 공중합 시켰다. 얻어진 공중합체에 대한 측정 결과 산소투과율 (Dk/t)은 88로 측정되었으며, 함수율은 30.89% 그리고 가시광선 투과율은 87%로 나타났다. 이 자료로부터 이 공중합체가 우수한 콘택트렌즈 재료임을 발견하였다. HEMA/vinyl-substituted polyphosphazene was prepared by the ring-opening polymerization of phosphonitrillic chroride trimer at $200{\sim}300\;{^{\circ}C}$, followed by Grignard reaction with vinyl magnesium bromide and then by the reaction with HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate). HEMA/vinyl-substituted polyphosphazene was copolymerized with EGDMA(ethylene glycol dimethacrylate; used as a cross-linker for the free-radical copolymerization), NVP (N-vinyl-pyrrolidone) in the presence of AIBN (azobisisobutyronitrile) as a radical initiator. The oxygen transmissibility, water content and visible-ray transmissibility of the resulting copolymer were measured to be Dk/t 88, 30.89% and 87%, respectively, indicating that the copolymer can be used as a good contact lens material.

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        3-days lenses와 daily disposable lenses(1-day)의 착용 시간 별 지방 침착량 및 광학적 특성 변화의 비교

        송선정,이수연,김기홍,추병선 대한화학회 2020 대한화학회지 Vol.64 No.2

        The study aimed to investigate in vitro lipid deposition of oleic acid, oleic acid methyl ester and cholesterol on a daily disposable (1-day lenses) and 3-days lenses over 3 days and changes of optical characteristics is also investigated. Artificial tear solutions were prepared to simulate actual tear compositions. Two types of contact lenses (1-day lenses (Senofilcon A) and 3- days lenses (silicone tripolymer)) were soaked in the artificial tear solutions within an incubator at 37 oC with 150 rpm for 8, 16, 24 hours. Lipid deposition (oleic acid, oleic acid methyl ester and cholesterol) were measured using high performance liquid chromatography (HPLC) instrument. In addition, measurements of oxygen transmissibility, light transmittance and observation of lens surface were conducted. The amount of lipid deposition on the 1-day lenses were 127.55 μg/lens for Day 1, 302.96 μg/lens, for Day 2, and 353.30 μg/lens for Day 3. The 3-days lenses were 46.22 μg/lens for Day 1, 66.07 μg/lens for Day 2, and 67.45 μg/lens for Day 3. Oxygen transmissibility were 81×10−9(cm/sec)(ml O2/ml×mmHg)(Baseline) and 48×10−9(cm/sec)(ml O2/ml×mmHg) (Day 3) for the 1-day lenses, it were 13.23×10−9(cm/sec)(ml O2/ml×mmHg)(Baseline) and 9.6×10−9(cm/sec)(ml O2/ml×mmHg) (Day 3) for the 3-days lenses. Transmittance of each lenses were 97.21% (Baseline) and 94.25% (Day 3) for the 1-day lenses, 97.65% (Baseline) and 95.15% (Day 3) for the 3-days lenses. Observation of surface deposition indicated greatest deposition for the 3-days lenses type on Day 3. Lipid deposition for both lens types increased by day and was greater for the 1-day lenses type. Surface deposition appeared to differ as it was greatest for the 3 days lens type, which may suggest other deposits such as protein may be present. In vitro 조건 하에서 두 종류의 실리콘 하이드로 겔 렌즈인 1-day lenses(Acuvue Oasys)와 3-days lenses(Davich Trevues)의 시간 경과에 따른 지방 침착물 양과 광학적 특성 변화를 비교하였다. 인공 누액은 실제의 눈물의 조성비를 기준으로 준비하였으 며, 일회용 렌즈(1-day lenses: senofilcon A)와 3일착용 렌즈(3-days lenses: silicone tripolymer)를 준비된 인공 누액에 담구어 배양 기에서 37 oC, 150 rpm의 속도로 흔들어 주면서 8 h, 16 h, 24 h 동안 침지 시켰다. 추출한 지방 침착물은 HPLC를 이용하여 지방 성분을 분리하고 정량 하였다. 추가적으로 시간 경과에 따른 산소 투과율, 광 투과율, 표면 변화를 관찰하였다. 침착 된 지방의 총량은 1-day lenses가 1일차 127.55 μg/lens, 2일차 302.96 μg/lens, 3일차 353.30 μg/lens이었다. 3-days lenses는 1일차 46.22 μg/ lens, 2일차 66.07 μg/lens, 3일차 67.45 μg/lens이었다. 지방 침착량은 1-3일 모두에서 3-days lenses가 적었다. 산소 투과도(Dk/t)는 최초 1-day lenses가 81×10−9(cm/sec)(mlO2/ml × mmHg), 3-days lenses가 13.23×10−9(cm/sec)(mlO2/ml×mmHg)로 3-days lenses가 현저하게 낮았으며, 3일차 1-day lenses는 48×10−9(cm/sec)(mlO2/ml × mmHg), 3-days lenses가 9.6 × 10−9(cm/sec)(mlO2/ml×mmHg)이 었다. 가시광선 투과율은 최초 1-day lenses가 97.21%, 3-days lenses가 97.65%였으며, 3일차 1-day lenses가 94.25%, 3-days lenses가 95.15%로 나타났다. 시간 경과 별 표면 변화를 확대 관찰 시 3-days lenses의 표면에 보다 많은 침착물이 관찰되었다. 이로써 1- day lenses와 비교하여 3-days lenses의 3일 착용 시 지방 침착량은 적었으나, 표면 침착물은 3-day lenses에서 보다 많이 관찰되었 으며, 이는 지방 침착물 외 다른 침착물이 더 많았을 것으로 판단된다.

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