목차
목적
혈관
- 인공혈관
(1) 비분해성 ePTFE 인공혈관
(2) 비분해성 폴리우레탄 인공혈관
- 인공혈관의 전처치
- 인공혈관에 내피세포 도포
- 생분해성 재료로 제작한 인공혈관
- 소장 점막하 조직을 이용한 인공혈관
심장판막
심장
혈관
- 인공혈관
(1) 비분해성 ePTFE 인공혈관
(2) 비분해성 폴리우레탄 인공혈관
- 인공혈관의 전처치
- 인공혈관에 내피세포 도포
- 생분해성 재료로 제작한 인공혈관
- 소장 점막하 조직을 이용한 인공혈관
심장판막
심장
본문내용
경우에도 혈관 내벽증식은 관찰되지 않았다(Lanz 등, 1993;Sandusky 등, 1992). 또 개의 자가 소장점막하조직을 상대정맥의 대체물로 이용한 실험에서는 높은 혈관 개통율과 더불어 12주 후에는 완벽한 혈관내피화가 일어나고 연결부위의 협착(stricture) 이나 이완(dilatation)은 나타나지 않았다(Lanz 등, 1992).
위와같이 소장점막하조직은 동물실험에서 우수한 재료로 확인되고 있으나 아직 임상에 적용하기는 이르며 생체적합성, 면역반응에 대한 평가와 함께 효율성에 있어서서도 장기 추적이 필요할 것이다.
Ⅱ. 심장판막
심장판막질환은 심장질환중 상당히 많은 부분을 차지하고 있으며 개심술의 발달과 함께 심장판막수술 및 판막치환수술이 확립단계에 들어섰다. 현재 치환판막은 크게 기계판막(mechanical valve)과 조직판막(biologic valve)으로 나눌 수 있으며 조직판막은 돼지판막이나 소의 심낭을 이용한 이종이식판막과 사람의 판막을 이용한 동종이식판막이 있다.
기계판막은 처음엔 caged- ball valve 형식으로 쓰여오다 단일엽(monoleaflet)과 이엽판막(bileaflet )으로 되었으며 재질은 pyrolytic carbon, titanium, tungsten 등이 쓰이고 있다. 기계판의 장점은 내구성이 좋고 공급이 원활하기 때문에 현재 많이 쓰이는 판막중의 하나이나 혈전형성이 잘되고 이로 인한 혈전색전증의 부작용과 항응고제의 투여 및 이로 인한 출혈의 위험, 염증의 발생, 소아에게의 사용제한 등의 단점이 있다.
이종이식판막은 돼지 소 등의 동물의 판막이나 심낭에 고압이나 저압, 또는 압력을 가하지 않고 glutaraldehyde 처리를 하여 보존하고 금속을 가하여 해부학적, 생물역학적 기능을 갖게 된다. 이들은 장기간의 항응고제 투여의 필요성이 없고 비교적 공급이 원할하다는 장점이 있으나 시간이 지남에 따라 구조적 변형이나 칼슘침착에 의한 판막기능부전, 소아에게의 사용제한, 염증반응 등의 단점이 있어 주로 노인들에게나 임신을 원하는 여자환자에게 주로 쓰이고 있다.
동종이식판막은 냉동보관된 다른 사람의 판막을 사용하거나 본인의 폐동맥판막을 이용하는 방법이 있으며 그 자체에 살아있는 세포가 포함되어 있으며 장점으로는 감염에 강하고 기계판막에 비하여 혈역학적 기능이 우수하다. 또한 신체발육에 따라 성장할 가능성이 있다는 점도 지적되고 있다(Shinoka and Mayer , 1997). 그러나 이것의 단점은 제공 받을 수 있는 장기의 숫자가 아주 제한되어 있으며 거부반응이 나타날 수 있는 가능성이 많고 기계판막에 비하여 내구성이 모자라는 것이다.
최근에는 생체조직공학의 기법으로 적절한 조직을 만들어서 심장 판막 대체물로 사용 하려는 시도가 되고 있다(Breuer 등, 1996; Shinoka 등, 1995, 1996). 심장 판막을 구성하고 있는 세포를 분리하여 체외에서 증식시킨 다음 생분해성 재료인 PGA 또는 PGA- PLA copolymer에 유착시킨 후 그것을 다시 체외에서 배양하여 일정한 기간이 경과한 후 세포- 폴리머 구조물(construct)을 수술을 통하여 심장에 이식하는 방법이다. 이렇게 환자 자신의 세포를 이용하여 만든 새로운 판막은 정상판막처럼 성장도 하고 손상으로부터 복구도 스스로 하는 기능을 가질 뿐 아니라 살아있는 조직이기 때문에 내구성도 길고 완벽한 생체 적합성으로 인하여 감염과 혈전 형성도 최소화되며 따라서 항응고 치료도 피할 수 있는 여러 가지 장점이 있다(Shinoka and Mayer , 1997; Breuer 등, 1996). 그러나 이런 방법을 이용해 만든 판막은 정상에 비하여 뻣뻣하고 잘 구부러지지 않는다는 단점이 있다. 앞으로 해결해야 할 문제점들은 인공판막의 적절한 체외 처리기간이 아직 결정되지 않았다는 점과 순환기 계통에 알맞는 기계적 특성을 가진 생분해성 재료가 개발 또는 개량되어야 할 것이며, 내구성에 대한 장기 추적관찰과 이식된 판막이 성장하는가에 대한 연구가 필요하다는 점 등이다.
Ⅲ. 심 장
말기 심장 질환의 치료에는 심장이식 외에는 특별한 치료가 없고 장기 공여의 수가 절대 부족하여 새로운 치료방법으로 생체조직공학을 이용하여 말기 심장 질환을 치료하고자 하는 시도들이 나타나고 있다. 심근 세포는 허혈등의 손상을 받았을 때 재생하는 능력이 없어 손상된 심장근육의 치료에 각종 세포를 이용하는 방법들이 최근 활발히 연구되고 있다. 심근이 평활근과는 달리 골격근은 손상후 재생하는 능력을 갖추고 있는데 이는 골격근 속에 있는 위성세포(satellite cell)로부터 기인한다고 한다. 한 연구에서는 개를 이용한 동물실험에서 심장근육에 냉동손상을 가하고 그곳에 골격근으로부터 분리한 위성세포를 이식함으로써 소위 모자이크형태의 심장- 골격근 섬유(cardioskeletal muscle fiber)를 형성하는데 성공하였다(Marelli 등, 1992; Zibaitis 등, 1994). 또 다른 실험에서는 생쥐태아의 심근 세포를 유전자 전이하여 이식한 뒤 면역 거부반응 없이 2개월이상 생존하고 주위의 기존 심근 세포와 서로 연결되는 것을 보고하였다(Soonpaa 등, 1994; Delcarpio and Claycomb, 1995). Li 등(1996 a, b)은 쥐의 심근 세포를 이용하여 이식된 심근 세포의 기능에 대한 실험에서 먼저 쥐의 심근 세포를 뒷다리 부분의 피하조직에 이식한 하였을 때 이식된 세포가 신생혈관의 형성을 유도하고 거부 반응 없이 생존하였을 뿐 아니라 심근 세포의 자발적인 수축이 일어나는 것을 관찰하였다. 다음 실험에서 쥐의 심실을 냉동손상시키고 손상부위에 생긴 흉터조직에 태아 쥐의 심근 세포를 이식시켰을 때 이식된 세포는 생존하여 흉터조직내에 새로운 심근 조직을 형성하였을 뿐 아니라 흉터 조직이 확장되는 것을 막을 수 있었고 심장기능을 향상시킬수 있다는 사실을 확인하였다. 이러한 심근세포를 이용한 실험들은 매우 희망적인 결과를 보여줬고 아직 여러 가지 문제점 들을 가지고는 있으나 임상에 이용될 가능성이 많기 때문에 앞으로의 지속적인 연구가 필요하다고 할 수 있다.
위와같이 소장점막하조직은 동물실험에서 우수한 재료로 확인되고 있으나 아직 임상에 적용하기는 이르며 생체적합성, 면역반응에 대한 평가와 함께 효율성에 있어서서도 장기 추적이 필요할 것이다.
Ⅱ. 심장판막
심장판막질환은 심장질환중 상당히 많은 부분을 차지하고 있으며 개심술의 발달과 함께 심장판막수술 및 판막치환수술이 확립단계에 들어섰다. 현재 치환판막은 크게 기계판막(mechanical valve)과 조직판막(biologic valve)으로 나눌 수 있으며 조직판막은 돼지판막이나 소의 심낭을 이용한 이종이식판막과 사람의 판막을 이용한 동종이식판막이 있다.
기계판막은 처음엔 caged- ball valve 형식으로 쓰여오다 단일엽(monoleaflet)과 이엽판막(bileaflet )으로 되었으며 재질은 pyrolytic carbon, titanium, tungsten 등이 쓰이고 있다. 기계판의 장점은 내구성이 좋고 공급이 원활하기 때문에 현재 많이 쓰이는 판막중의 하나이나 혈전형성이 잘되고 이로 인한 혈전색전증의 부작용과 항응고제의 투여 및 이로 인한 출혈의 위험, 염증의 발생, 소아에게의 사용제한 등의 단점이 있다.
이종이식판막은 돼지 소 등의 동물의 판막이나 심낭에 고압이나 저압, 또는 압력을 가하지 않고 glutaraldehyde 처리를 하여 보존하고 금속을 가하여 해부학적, 생물역학적 기능을 갖게 된다. 이들은 장기간의 항응고제 투여의 필요성이 없고 비교적 공급이 원할하다는 장점이 있으나 시간이 지남에 따라 구조적 변형이나 칼슘침착에 의한 판막기능부전, 소아에게의 사용제한, 염증반응 등의 단점이 있어 주로 노인들에게나 임신을 원하는 여자환자에게 주로 쓰이고 있다.
동종이식판막은 냉동보관된 다른 사람의 판막을 사용하거나 본인의 폐동맥판막을 이용하는 방법이 있으며 그 자체에 살아있는 세포가 포함되어 있으며 장점으로는 감염에 강하고 기계판막에 비하여 혈역학적 기능이 우수하다. 또한 신체발육에 따라 성장할 가능성이 있다는 점도 지적되고 있다(Shinoka and Mayer , 1997). 그러나 이것의 단점은 제공 받을 수 있는 장기의 숫자가 아주 제한되어 있으며 거부반응이 나타날 수 있는 가능성이 많고 기계판막에 비하여 내구성이 모자라는 것이다.
최근에는 생체조직공학의 기법으로 적절한 조직을 만들어서 심장 판막 대체물로 사용 하려는 시도가 되고 있다(Breuer 등, 1996; Shinoka 등, 1995, 1996). 심장 판막을 구성하고 있는 세포를 분리하여 체외에서 증식시킨 다음 생분해성 재료인 PGA 또는 PGA- PLA copolymer에 유착시킨 후 그것을 다시 체외에서 배양하여 일정한 기간이 경과한 후 세포- 폴리머 구조물(construct)을 수술을 통하여 심장에 이식하는 방법이다. 이렇게 환자 자신의 세포를 이용하여 만든 새로운 판막은 정상판막처럼 성장도 하고 손상으로부터 복구도 스스로 하는 기능을 가질 뿐 아니라 살아있는 조직이기 때문에 내구성도 길고 완벽한 생체 적합성으로 인하여 감염과 혈전 형성도 최소화되며 따라서 항응고 치료도 피할 수 있는 여러 가지 장점이 있다(Shinoka and Mayer , 1997; Breuer 등, 1996). 그러나 이런 방법을 이용해 만든 판막은 정상에 비하여 뻣뻣하고 잘 구부러지지 않는다는 단점이 있다. 앞으로 해결해야 할 문제점들은 인공판막의 적절한 체외 처리기간이 아직 결정되지 않았다는 점과 순환기 계통에 알맞는 기계적 특성을 가진 생분해성 재료가 개발 또는 개량되어야 할 것이며, 내구성에 대한 장기 추적관찰과 이식된 판막이 성장하는가에 대한 연구가 필요하다는 점 등이다.
Ⅲ. 심 장
말기 심장 질환의 치료에는 심장이식 외에는 특별한 치료가 없고 장기 공여의 수가 절대 부족하여 새로운 치료방법으로 생체조직공학을 이용하여 말기 심장 질환을 치료하고자 하는 시도들이 나타나고 있다. 심근 세포는 허혈등의 손상을 받았을 때 재생하는 능력이 없어 손상된 심장근육의 치료에 각종 세포를 이용하는 방법들이 최근 활발히 연구되고 있다. 심근이 평활근과는 달리 골격근은 손상후 재생하는 능력을 갖추고 있는데 이는 골격근 속에 있는 위성세포(satellite cell)로부터 기인한다고 한다. 한 연구에서는 개를 이용한 동물실험에서 심장근육에 냉동손상을 가하고 그곳에 골격근으로부터 분리한 위성세포를 이식함으로써 소위 모자이크형태의 심장- 골격근 섬유(cardioskeletal muscle fiber)를 형성하는데 성공하였다(Marelli 등, 1992; Zibaitis 등, 1994). 또 다른 실험에서는 생쥐태아의 심근 세포를 유전자 전이하여 이식한 뒤 면역 거부반응 없이 2개월이상 생존하고 주위의 기존 심근 세포와 서로 연결되는 것을 보고하였다(Soonpaa 등, 1994; Delcarpio and Claycomb, 1995). Li 등(1996 a, b)은 쥐의 심근 세포를 이용하여 이식된 심근 세포의 기능에 대한 실험에서 먼저 쥐의 심근 세포를 뒷다리 부분의 피하조직에 이식한 하였을 때 이식된 세포가 신생혈관의 형성을 유도하고 거부 반응 없이 생존하였을 뿐 아니라 심근 세포의 자발적인 수축이 일어나는 것을 관찰하였다. 다음 실험에서 쥐의 심실을 냉동손상시키고 손상부위에 생긴 흉터조직에 태아 쥐의 심근 세포를 이식시켰을 때 이식된 세포는 생존하여 흉터조직내에 새로운 심근 조직을 형성하였을 뿐 아니라 흉터 조직이 확장되는 것을 막을 수 있었고 심장기능을 향상시킬수 있다는 사실을 확인하였다. 이러한 심근세포를 이용한 실험들은 매우 희망적인 결과를 보여줬고 아직 여러 가지 문제점 들을 가지고는 있으나 임상에 이용될 가능성이 많기 때문에 앞으로의 지속적인 연구가 필요하다고 할 수 있다.
소개글