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픽법에 의한 생체 내의 농도 확산 분석
Analysis of density diffusion analysis by Fick's laws in the human body 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.16 no.4 = no.55, 2012년, pp.657 - 664  

최규식 (건양대학교 의공학부)

초록
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용질분자를 용매를 통하여 전달시키는 기법중의 하나는 확산에 의한 것이다. 이러한 기전은 각개 용질분자의 열운동에 의한 것이다. 유체는 정지해 있는 상태로서 용질 전달의 핵심기전은 농도차에 의하여 결정된다. 인체 내에서 각종 하전 이온을 포함한 입자나 분자들은 체내의 농도차에 의해서 또는 외부 전계에 의해서 영향을 받아 고농도에서 저농도쪽으로 확산되어간다. 이러한 현상은 픽이 제안한 확산에 관한 제1법칙과 제2법칙에 의하여 정량적으로 전개할 수 있다. 본 논문에서는 체내의 물질이 확산되는 과정을 픽의 법칙을 이용하여 해석하고 그것을 실례를 통하여 구현하였다. 각 시간별 공간상의 확산현상에서 확산계수가 클 때는 시간이 경과함에 따라 발생지점의 농도는 현저히 낮아지고 그 농도가 주위로 급속히 확산되어감을 알 수 있었다. 그러나 어느 정도의 시간이 경과되면 그 농도의 감소는 매우 약해진다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

One of the methods to transmit solute through solvent is diffusion. Various particles or molecules including several charged ions in the body diffuse from high density region to low density due to density difference or external electric field. This kind of mechanism is due to thermal motion of each ...

주제어

#정지전위 흥분전위 학산 확산계수 물질농도  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 체내에서 약품을 비롯한 영양분 등이 확산되어가는 과정을 픽의 법칙을 중심으로 해석하고 실례를 통하여 이를 정량적으로 연구하고자 한다. 2장에서는 세포막을 중심으로 각종 영양분이나 이온들이 어떻게 분포되는가를 검토하고 3장에서는픽법을 중심으로 확산현상을 연구하며 4장에서는 실례를 들어서 이러한 환산현상을 가시적으로 해석하고자 한다.
  • 인체 내의 모든 기관들이 상호보완적인 의사소통을 할 수 있는 신호가 각 세포 단위에서 발생되어 인체가 정상적인 기능을 유지하도록 한다. 이러한 활동전위는 세포막을 통한 이온들의 움직임에 의해서 발생, 전달되고 있으며, 궁극적으로는 전기적인 신호의 개념으로 설명할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
확산이란? 그런데 확산이란 액체나 기체에서 밀도차이나 농도차이에 의해 물질을 이루고 있는 입자들이 스스로 농도(밀도)가 높은 쪽에서 농도(밀도)가 낮은 쪽의 액체나 기체속으로 퍼져가는 현상이다. 관내에 물이 흐르지 않고 있을 경우, 관을 따라 포도당의 농도가 균일하게 분포되어 있으면 그것은 어느 쪽으로도 흩어지지 않을 것이다.
세포내외의 농도의 특성은? 어떤 물질이든 그 농도는 시간에 경과함에 따라 모든 곳으로 균일하게 분포되는 경향을 가진다. 그러므로 막 양단에서 농도차가 있으면 세포내외의 농도가 같아질 때까지 물질이 고농도영역에서 저농도영역으로 흘러간다.
무작위 운동(random walk)의 경향은? 단지 절대온도 0도에서만 완전히 정지해 있다. 분자는 다른 분자와 충돌하여 방향을 바꾸기 전까지 완전히 무작위적으로 움직이려는 경향을 보이는데 이러한 현상을 분자의 무작위 운동(random walk)이라 한다. 물이 흐를 때, 한 방향으로의 모든 분자의 흐름은 모든 방향으로의 이런 무작위적인 운동을 포함하고 있다[6].
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참고문헌 (9)

  1. 호시야마 노조무, 엄광문.김영철 편역, "의용계측의 기초", 양서각, 2004.8. 

  2. Stuart Ira Fox, "Human Physiology", 7th ed., Academic Internet Publisher, 2009.12. 

  3. Robert Plonsey, Roger C. Barr, "Bioelectricity - A Quantitative Approach", 3rd ed., Springer, pp97-154, 2007. 

  4. Paul Davidovits, "Physics in Biology and Medicine", 3rd ed., Academic Press, pp180-199, 2008. 

  5. Martin Zinke-Allmang, "Physics for the Life Science", Nelson Education, pp443-480, 2007. 

  6. 최규식, 최은정, "인체물리", 여문각, pp163-188, 2011.1 

  7. A. L. Hodgkin, A. F. Huxley, "A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve", University of Cambridge, J. Physiol., pp500-544, 1952. 

  8. Irving P. Herman, "Physics of the Human Body", Springer, pp713-766, 2007. 

  9. D.S.Jones, B.D.Sleeman, "Differential equation and mathematical biology", CRC Press Company, pp263-298, 2005 

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