Health concerns related to particulate matter (PM) pollution are on the rise globally. This study investigates the effects of the main components of PM on human airway epithelial cells (Calu-3), focusing on three distinct types: PM10-bound PAHs (including Benzo[a]anthracene and Benzo[b]fluoranthene), PM10-bound trace elements (containing arsenic and lead), and PM2.5-bound ions (comprising sodium and calcium). Calu-3 cells were exposed to these PM components at concentrations ranging from 2 to 100 μg/mL. Unexposed Calu-3 cells exhibited a 60% increase in metabolic activity after 12 hours. In contrast, exposure to PM components resulted in significant reductions in cell viability, with PM10-bound PAHs and PM10-bound trace elements causing decreases of 54% and 55% respectively, and PM2.5-bound ions leading to a 63% reduction at 100 μg/mL. Additionally, there was found to be a notable rise in the expression of proinflammatory cytokines IL-8 and TNF-α. Specifically, IL-8 levels increased by 456%, and TNF-α levels rose by 660% after 12 hours of exposure to PM2.5-bound ions. These findings indicate that the size and composition of fine dust particles play a critical role in their cytotoxic effects, contributing to increased cell death, membrane damage, and necrosis in airway epithelial cells.

마늘은 백합과 알리움속에 속하는 영양체작물로 누대재배시 수확량이 감소하는 특성을 보인다. 마늘의 화경 끝에는 주아가 생성되는데, 주아를 파종하여 2년이상 누대재배시 수확량이 약 15% 이상 증가하기 때문에 주아재 배를 통한 종구 갱신이 필요하다. 마늘 주아를 수확 후 저장시 파총채벌레, 파좀나방 등이 발생하며, 저장 중 주아 는 매년 평균 20% 이상의 부패한다. 주아재배를 원활히 하기 위해 주아 저장 시 해충의 방제를 통해 부패율을 줄이는 것이 중요하다. 본 연구에서 주아에서의 해충 발생밀도 및 방제방법에 대한 연구를 진행하였다. 연구결과 주아에서 파총채벌레는 7월 3주차, 파좀나방은 7월 2주차에 각각 발생최성기를 보였으며, 약제 침지시 방제가가 90% 이상 관찰되었다. 약제 침지된 주아 파종시 약해는 발생하지 않아, 주아 해충 방제시 침지법을 활용하여 해충의 밀도를 조절 할 수 있을 것으로 판단된다.

마늘은 백합과 알리움속에 속하는 작물로 약용, 양념채소로 많이 소비되어져 왔다. 마늘은 6월에 수확하여 1개월 간의 건조과정을 거치게 되는데 보통 장마기와 겹치게 되어 연평균 부패율은 5%이상으로 높다. 마늘의 저장중 병해충은 뿌리응애, 마늘혹응애, 마른썩음병 등으로 섭식에 따른 부패를 유발하며, 건조시기를 단축하고 효율적인 건조를 통하여 감모율을 줄이는 것이 중요하다. 마늘의 병해충 피해를 줄이기 위해 개발한 열풍 흡기식 건조장치를 포함하여 관행, 열풍 건조기, 흡기식 건조 등 4가지 방법으로 마늘을 건조하였으며, 방법별 건조소요 일수, 부패율 등을 조사하였다. 연구결과 열풍-흡기식 건조장치의 순환 공기의 온습도는 외기대비 7.8℃ 높았고, 28.6% 낮았으며, 건조 소요일수는 관행건조 대비 31% 수준으로 우수하였다. 또한 병해충 피해 양상은 관행 건조 대비 4.4%p낮아 건조 기간 및 정상품율이 관행 대비 우수하여, 관행 건조를 대체 가능할 것으로 생각된다.

Background: The oxygen uptake efficiency slope (OUES) is the most important index for accurately measuring cardiopulmonary function in patients with acute ischemic heart disease. However, the relationship between the OUES variables and important cardiopulmonary function parameters remain unelucidated for patients with acute ischemic heart disease, which accounts for the largest proportion of heart disease. Objects: The present cross sectional clinical study aimed to determine the multiple relationships among the cardiopulmonary function variables mentioned above in adults with acute ischemic heart disease. Methods: A convenience sample of 110 adult inpatients with ischemic heart disease (age: 57.4 ± 11.3 y; 95 males, 15 females) was enrolled at the hospital cardiac rehabilitation center. The correlation between the important cardiopulmonary function indicators including peak oxygen uptake (VO2 peak), minute ventilation (VE)/carbon dioxide production (VCO2) slope, heart rate recovery (HRR), and ejection fraction (EF) and OUES was confirmed. Results: This study showed that OUES was highly correlated with VO2 peak, VE/VCO2 slope, and HRR parameters. Conclusion: The OUES can be used as an accurate indicator for cardiopulmonary function. There are other factors that influence aerobic capacity besides EF, so there is no correlation with EF. Effective cardiopulmonary rehabilitation programs can be designed based on OUES during submaximal exercise in patients with acute ischemic heart disease.

본 연구에서는 3차원 네트워크 폴리아크릴산나트륨 겔의 가교환경을 변화시켜 기계적 강도 및 팽윤거동을 제어하고 그 물성을 평가하는 연구를 진행하였다. 일반적으로 겔 용액의 가교도가 증가함에 따라 3차원 네트워크 겔의 팽윤비는 감소하고 겔의 기계적 강도는 증가한다. 본 연구에서는 3차원 네트워크 겔 상의 가교개수밀도를 산출하여, 겔화 과정에서 가교환경에 의존하는 중합효율 및 가교효율을 확인하였다. 그 결과, 겔 용액에서 단량체와 가교제의 중량비가 동일하더라도 가교환경이 달라지면 실제 제조된 겔 내부의 가교개수밀도가 3.6배 이상 달라질 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 시도한 가교개수밀도 기반 겔 평가 방법을 활용하면 효과적인 VOCs 흡수제로써 3차원 네트워크 겔을 최적화 할 수 있으리라 기대된다.

온도, pH, 빛 및 힘 등의 외부 자극에 반응하여 그 구조나 물리 화학적 특성이 변화 가능한 자극 감응형 하이드로젤에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 응력 감응형 분자인 스피로 피란을 사용하여 응력 및 pH 감응형 하이드로젤을 제조하였다. 먼저, 폴리에틸렌 다이아크릴레이트 (PEGDA)를 스피로피란 분자 양 끝에 접목시켜, 수용액에 쉽게 용해될 뿐만 아니라 하이드로젤 가교제 역할이 가능한 아령모양(PEG-spiropyran-PEG)의 SP-PEGDA 분자를 합성하였다. 이렇게 합성한 SP-PEGDA로 가교된 하이드로젤은 팽윤에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 노란색의 스피로피란(SP) 분자를 보라색의 메로사인(MC) 형태로 변환시켰다. 또한 pH에 따라 양성화된 메로사인(MCH) 형태로 변환 하여 팽윤과 수축을 시각화 하였다.

충북의 한지형 마늘 재배지에서 파총채벌레와 파좀나방의 발생양상과 약제검정을 수행하였다. 파총채벌레 발생양상은 3월 중순에 발생하기 시작하여 5월 중하순경 부터 밀도가 급격히 증가하였다. 파좀나방은 3월 중하순에 발생이 시작되어 수확기인 6월 중순까지 2화기 발생하였다. 9종의 살충제를 이용하여 파총채벌레와 파좀나방의 약제감수성을 조사하였다. 실내 검정 결과 파총채벌레에 대하여 clothianidin SC, chlorfenapyr EC, dimethoate EC, imidacloprid WP, cyantraniliprole + thiamethoxam WG가 100%의 살충효과를 보였다. 파좀나방에 대해서는 cyantraniliprole EC, pyridalyl EW, spinetoram SG, abamectin + chlorantraniliprole SC가 100%의 살충효과를 보였다. 2종 해충에 대하여 실내검정에서 살충효과가 높았던 약제 각각 5, 4종을 대상으로 포장검정을 수행한 결과 모든 약제에서 처리 3일차에서 90% 이상의 방제효과를 나타내었다.

본 연구에서는 강도를 조절한 마이크로겔을 사용하여 다양한 점탄성을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조하였다. 하이드로겔의 화학적 가교제의 함량이 증가할수록 팽윤비는 2.0×104%에서 6.0×103%까지 감소하였고, 강도는 22.2 kPa에서 99.7 kPa까지 증가하였다. 이를 100 μm 크기로 분쇄하여 마이크로겔을 제작하였고 이온성 가교결합을 유도하는 분산액과 혼합하여 콜로이드 마이크로겔을 제작하였다. 그 결과, 가교제의 가교도와 분산액에 따라 10-1rad/s의 진동수에서 1.679 kPa.s에서 86.485 kPa.s까지 점도를 세밀하게 조절할 수 있었다. 본 연구에서는 콜로이드 마이크로겔의 물성을 제어하기 위해 하이드로겔의 가교도를 조절 또는 분산액의 종류와 함량을 조절하여 다양한 유변학적 거동을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조하였다. 물성을 제어할 수 있는 콜로이드 마이크로겔을 사용하여 향후 콜로이드 현탁액 및 유화를 제조하는 화장품, 제약, 페인트 및 식품 산업에서 목적에 따라 적합한 물성을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조할 수 있다.

최근 봄철 기온이 높아짐에 따라 마늘 뿌리응애 피해가 늘어나고 있는 실정이다. 이러한 뿌리응애 피해를 최소하 하고자 발생양상과 22종의 약제에 대하여 살비효과를 조사하였다. 마늘 재배시기 중 뿌리응애의 발생은 충북 보은 등 5지역에서 2015년부터 2017년까지 3년간 3월부터 6월까지 뿌리응애 발생밀도를 조사하여 발생양상을 확인하였다. 뿌리응애는 2016년에 가장 많이 발생하였으며, 발생시기는 월동 후 3월 상순부터 발생하여 6월 중순경까지 지속적으로 밀도가 높아지는 양상을 나타내었다. 조사된 5지역 중 가장 높은 밀도로 조사된 보은지역은 6월 상순경 주당 13.3마리가 발생하였다. 뿌리응애에 대하여 우수한 살비효과를 나타낸 약제는 분무처리시 약제처리 10일 후에서 dimethoate, azocyclotin, abamectin, hexythiazox, cabosulfan, spirotetramat, benfuracarb가 90% 이상의 살비효과를 나타내었다

Nanoemulsions are actively used in several applications for pharmaceutical, cosmetic and chemical industries. In this study, we propose the use of microfluidizer known as high pressure homogenizer to prepare lipid nanoemulsion as a potent cosmetic delivery carrier. The lipid nanoemulsions were prepared by O/W emulsion with hydrogenated lecithin and different type of oils. Effects of oil type on the stability of the lipid nanoemulsion were investigated with Dynamic Light Scattering (DLS) and Zeta-potential. Arbutin was used as model drug for transdermal administration through hairless mouse skin. Transdermal arbutin delivery using the lipid nanoemulsions was studied with HPLC method.

본 연구에서는 가교 분자를 사용하여 0.7 kPa에서 17.7 kPa까지 다양한 강도를 갖는 콜라겐 겔을 성공적으로 제조하였다. 가교된 콜라겐 겔에 다공성 기공을 도입하고 진피세포를 내부에 담지하여, 겔 강도에 따른 세포 성장 및 거동을 확인하였다. 상대적으로 강도가 높은 겔에서 진피세포의 프로콜라겐 생합성이 47 ng에서 32 ng까지 감소하는 것을 확인하였다. 이렇게 제조된 인공피부 진피에 아데노신을 처리하였을 때, 특정 강도를 갖는 콜라겐 겔에서 프로콜라겐 생합성이 감소하는 것을 확인하였다. 반면에 기능성 펩타이드를 처리하였을 때 는 프로콜라겐 생합성이 콜라겐 겔의 강도에 크게 영향을 받지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 강도가 제어된 인공피부 제조 및 응용, 나아가 다양한 조직공학 분야의 기반 기술로 활용 가능하리라 기대된다.

다층 및 다중구획 하이드로젤을 설계하여 4D 마스크팩 적용을 위한 자가접힘 특성분석을 수행하였다. 온도민감성 분자를 하이드로젤에 도입하여 팽창비가 다른 두 층으로 구성된 하이드로젤을 제조하였다. 나아가 팽창비 차이를 조절하여 자가접힘 정도가 다른 삼중구획 하이드로젤을 설계하였다. 상온에서 각각 0.03, 0, 0.03 mm-1의 곡률을 갖는 구획화된 하이드로젤은 피부 온도에서 1.33, 0, 1.33 mm-1의 곡률로 변화하여, 안면 밀착성이 현저히 높아지는 것을 확인하였다. 다층 및 다중구획 하이드로젤 제조 기술은 안면의 부위별 굴곡모양에 따라 자가변환이 가능한 맞춤형 4D 마스크팩 구현에 활용될 수 있다.

This study was performed to develop the mass propagation system using tissue culture technique to supply the seeds of Elephant garlic (Allium ampeloprasum L.) which has difficulty in propagation. Immature spathe of Elephant garlic was cultured on Murashige & Skoog (MS) medium supplemented with two plant growth regulators, naphthaleneacetic acid (NAA) and kinetin. After 6 weeks of culture, the highest number of shoot (14.9/explant) was obtained when the immature spathe with 10 ㎝ length was cultured right after harvesting. In MS medium supplemented with 2 ㎎/L kinetin and 0.5 ㎎/L NAA, the most vigorous growth characteristics was observed, the shoot number was 14.9/explant, its length was 11.3 ㎝, and its fresh weight was 2.5 g. When the bulblets were cultured in MS medium with 2 ㎎/L kinetin and 0.5 ㎎/L NAA, the addition of 30 ㎎/L adenine improved their proliferation and growth significantly, the highest bulblet formation rate (48%) was obtained. The addition of 7% sucrose also increased the bulblet formation rate at the highest frequency of 98.2%. The shoots were shown be more vigorously proliferated at the secondary subculture stage rather than primary culture stage, their propagation rate was 80% after subculture.

본 연구에서는 생체재료인 콜라겐과 합성 단량체인 아크릴아마이드를 연속가교 하여, 하이드로젤 기반의 콜라겐 겔을 제조하였다. 아크릴아마이드의 함량 및 가교 정도에 따라, 1.5 kPa에서 3.0 kPa까지 다양한 강도 (E)를 갖는 콜라겐 겔을 제조할 수 있었다. 또한, 콜라겐 겔에 다공성 기공을 도입하고 진피세포를 내부에 담지하여, 겔 강도에 따른 세포 성장 및 거동을 확인하였다. 상대적으로 강도가 높은 겔에서 세포의 성장은 느렸지만 GAG 합성 및 분비는 활성화되는 것을 확인하였다. 콜라겐 겔의 기계적 물성에 따라 세포의 성장 및 활성이 영향을 받는 것을 알 수 있었으며, 이는 향후 인공피부 제조 및 응용, 나아가 다양한 조직공학 분야의 기반 기술로 활용 가능하리라 기대된다.