인공 신장기 설계(생명공학,생명화학공학)

소개

생명공학,생명화학공학 과목에서 설계하는 과제. 인고신장기 설계과정과 그 결과를 포함하고 있습니다.

목차

※서론
1. 설계목적
※본론
Ⅰ. 혈액을 이루고 있는 구성 성분 조사
Ⅱ. Membrane의 재질 및 pore size 선택
1. Membrane의 종류 및 재질에 대한 특성 조사
2. 노폐물만 걸러져 나가기에 적당한 pore size조사
Ⅲ. hollow fiber의 굵기 및 길이 결정
1. hollow fiber 형태로 가공하기에 적당한 굵기 조사
2. 인공신장기 용도로 사용하기에 적당한 길이 조사
Ⅳ. 사용될 hollow fiber의 개수 결정
1. 노폐물의 확산 속도 조사
2. 일정한 시간 동안 걸러내야 할 노폐물의 양 계산
3. 필요한 membrane의 면적 계산 및 hollow fiber 개수 결정
Ⅴ. 환자에게 적용하기 위한 조건 결정
1. 혈액과 dialysate를 각각 hollow fiber의 내부/외부 중 어느 쪽으로 공급할 것인지 결정
2. 인공신장기로 pumping 될 환자혈액의 유속 결정
3. Dialysate의 pumping 유속 결정
4. 환자가 투석을 받아야 하는 빈도와 1회 투석 당 소요시간 결정
※결론
※참고문헌

본문내용

1. 설계목적
첨단 의료기기는 다른 공산품에 비하여 부가가치가 매우 크기 때문에 현재 매우 유망한 연구분야로 평가되고 있다. 또한 일정 환자 수의 상존으로 수요가 안정되어 있고 의료보험의 확대실시로 수요는 더욱 확대추세에 있다. 대부분의 의료용 기기는 주로 중공사막을 이용한 것들로 혈액과 관계가 있다. 각 용도별 분리막들은 각기 고유의 특성을 갖고 있으며 현재 분리막 개발에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 세포와 막으로 구성된 사람의 신체조직은 각각 특이한 기능을 가지고 생명을 유지하고 있으며, 조직에 이상이 생겨 병이 나려고 하면, 대부분의 이상은 생체의 자기치료에 의해 정상으로 회복되지만, 재생불능이거나 처리가 곤란한 독성물질이 체내에 들어오면 이를 인공적 수단에 의존할 수밖에 없으며, 생체의 본래기능에 결함이 있는 경우에도 인공막을 이용하게 된다. 막을 사용하여 생명을 유지하는 경우는 당연히 대사계 인공장기가 중심이 되며, 대사노폐물을 제거하는 인공신장이 중심이 된다. 인공신장은 본래 신장의 대사기능을 대행하는 인공장기로서 기술적으로는 분석, 투과, 흡착 등의 원리를 이용한다. 따라서 이런 원리들을 알아보고 그에 따른 인공신장기를 설계해보기로 한다.

1. 혈액의 구성(Composition of Blood)
정상 성인의 총 혈액량은 약 4~6L로 체중의 6~8%정도에 해당한다. 그 중에서 약 42~47%는 혈액의 고형성분인 적혈구, 백혈구, 혈소판으로 구성되어 있고 나머지 53~58%는 액체성분인 혈장으로 구성되어 있다. 세포의 크기는 백혈구가 가장 크고 혈소판이 가장 작으며, 양적인 면에서는 적혈구 500개당 혈소판 30개, 백혈구 1개의 비율로 존재한다. 혈장은 약간의 점액성(1.9~2.6)이 있는 액체로 90~91&가 물이고 6~8%는 단백질인 albumin, globulin(), 섬유소원 등이며, 약 0.9~1.0%가 D-glucose와 다당류인 젖산, 피브르산 등의 카르복실산 등의 탄수화물과 중성지방, 인지질, 콜레스테롤 등의 지방으로 되어 있다. 그리고 미량성분으로 비타민, 효소, 호르몬, 항체, 혈액응고인자, 전해물질을(Na, K, Fe, Cl, P, Cu 등)이 포함되어 있다. 그러므로 혈액은 단순한 붉은 액체가 아닌 세포들이 부유된 일종의 조직(tissue)으로 생각하여야 한다.

참고자료

· 1.혈액의 구성성분조사
· ◎ High Top 생물Ⅱ p178~189,p235~241 -두산동아-
· ◎ http://ivy-rose.co.uk/Topics/Urinary_System_Composition_Urine.php
· ◎ 네이버 백과사전
· ◎ 혈액학, 노명희 외 -고려의학-
· ◎ 신장학 p195~198 -고려의학-
· ◎ http://www.pubmed.gov/ 의학전문논문사이트