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적혈구 응집능의 전기적 측정방법에 관한 연구

  • 고재용 (대학원 기계공학과 기계공학전공)

초록/요약

미세혈관유동에 있어, 적혈구 응집(aggregation)은 주요한 인자로 알려져 있으며, 혈전 또는 심근경색 등의 질환에서 적혈구 응집능이 증대되는 것이 관찰되어 왔다. 적혈구의 응집능을 측정하는 기술이 많이 개발되고 있지만, 측정방법에 있어 인력소모, 시간소모가 많으며, 혈액 접촉부분의 세척이 어려우며 비싸고 복잡한 시스템 구조 등의 문제로 인하여 실제 진료현장에서의 적용에는 많은 어려움이 있어왔다. 본 연구에서는 인체와 유사한 유동현상내에서의 적혈구 응집능을 측정할 수 있는 기술의 개발과 진료현장에서 적용이 가능한 방법에 대해 살펴보도록 하겠다. 본 연구는 기존에 빛의 역산란 기술을 이용한 미세유동 칩 채널의 전단력과 역산란된 빛의 양의 측정 기술을 통하여 얻어낸 임계전단력(critical shear stress)과 임계시간(critical time)의 2가지 적혈구 응집능의 정량적인 index를 전기적인 신호로 측정하였고, 기존 기술과 비교하여 그 가능성을 증명하였다. 이는 기존에 빛의 역산란기술을 측정하는 시스템보다 간단하고 효율적인 시스템 구조를 가지고 적혈구 응집을 측정할 수 있음을 보여준다. 또한, 전기적 신호를 이용하여 측정한 적혈구 응집능 index를 적혈구의 적혈구 용적률에 따른 영향, Dextran 농도의 영향, 혈장 단백질 Fibrinogen농도의 영향 등에 대해서 살펴보고 기존 연구인 빛의 역산란법의 측정기술과 비교해 보았다. 본 연구는 혈액유변연구에 있어, 가장 주요한 인자인 적혈구 응집능을 보다 손쉽게 측정할 수 있는 가능성을 보았으며, 일회용 미세유동 칩과 전기적신호 측정장치를 이용하여 진료현장에 적용할 수 있는 기술에 대해 살펴보았다.

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목차

구 성
구성 I
그림 목록 IV
초록 V

Chapter 1 Introduction 1
1.1 적혈구 응집의 중요성 1
1.2 연구의 목적 4
Chapter 2 Theoretical Background 6
2.1 혈액의 유변학적 특징 6
2.1.1 혈액의 구성 6
2.1.2 적혈구 7
2.1.3 혈액 유변학과 그 중요성 8
2.1.4 혈액 점도의 변동성 10
2.1.5 혈액 점도의 영향 요소 11
2.2 적혈구 응집능의 측정기술 14
2.2.1 적혈구 침전율법 14
2.2.2 빛의 투과 및 역산란법 16
2.2.3 전기적 측정방법 18
Chapter 3 Materials and Methods 22
3.1 실험장비 22
3.1.1 미세유동칩 23
3.1.2 압전형 압력센서 24
3.1.3 LCR Meter 24
3.1.4 데이터 처리시스템 25
3.2 실험 샘플준비 26
3.2.1 혈액샘플링 26
3.2.2 혈구 용적률에 따른 샘플 준비 26
3.2.3 덱스트란(Dextran) 농도별 샘플 준비 27
3.2.4 피브리노겐(Fibrinogen) 농도별 샘플 준비 27
3.3 실험 장비의 동작 및 원리 28
3.3.1 진공생성 방법 28
3.3.2 측정 실험 데이터 수집 29
3.3.3 응집능 측정에 사용되는 변수의 정의 31
3.3.4 미세유동 칩에서의 전단력 계산 32
3.3.5 임계시간과 임계전단력 35
Chapter 4 Results and Discussion 38
4.1 적혈구 응집의 전기적인 측정 38
4.1.1 정지유동에서 적혈구의 임피던스와 캐패시턴스 측정 38
4.1.2 유동상태에서 적혈구의 임피던스와 캐패시턴스 측정 40
4.2 적혈구 응집의 측정과 비교 45
4.2.1 적혈구 용적률에 응집의 비교 45
4.2.2 덱스트란 농도에 따른 응집의 측정 비교 47
4.2.3 피브리노겐 농도에 따른 응집의 측정 비교 49
Chapter 5 Conclusions 52
Reference 53


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