조직공학의현재와미래에대한고찰

소개글

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목차

1. 피부조직공학의 현재와 미래

2. 연골재생을 위한 조직공학의 현재와 미래

3. 인공뼈를 위한 조직공학의 현재와 미래

4. 췌의 조직공학의 현재와 미래

5. 간줄기세포를 이용한 간 조직의 재구성

6. 그 밖의 조직공학이 이용되는 분야

7. 마치면서

본문내용

외강방식에서는 주화세포(Sussman 등, 1996)와 microcarrier부착 간세포(Kamlot 등, 1996)를 충진한 module외에 콜라겐 겔에 포매한 간세포와 agarose 겔에 포매한 간세포 spheroid 등을 충진한 다양한 module이 보고되고 있다.
② 다층평판형 module : matrix coating한 글라스 박막 위에 간세포를 단층배양하여 이 plate를 적 층시킨 module 내에 혈장을 유입시키는 것으로 대사해독을 하는 것이다. 개의 간세포를 충진한 module를 간절제견에 적용하여 연명효과와 혈중생화학치의 개선이 보고되고 있다.
③ 부직포 충진층형 module : spiral 상의 polyester 부직포 내에 간세포를 충진한 module이다. 돼 지 간세포를 충진한 module을 허혈간부전 돼지에 적용한 보고에 대해서도 연명효과 등이 보고 되고 있으며 Flendrig 등(1997)은 spiral 상의 부직포내에 gas 교환용의 polypropylene 관을 등 간격으로 도입하여 rat 간세포를 충진한 module을 허혈간부전 rat에 적용한 것에 의해 연명효과 를 보고하고 있다.
④ microcapsule 충진층형 module : microcapsule화한 간세포를 chamber 내에 충진함으로써 간 세포는 면역반응을 어느 정도 회피할 수 있기 때문에 혈액을 직접 module 내에 관류하는 방법 이 취해진다. 돼지 간세포의 알긴산 polylysine capsule을 사용하여 module을 galactosamine유 도 간부전 돼지에 적용한 것에서 연명효과등이 보고되고 있으며 rat 간세포의 알긴산 capsule을 이용한 module을 비리루빈 포합능이 없는 Gunn rat에 적용한 것에 의해서도 비리루빈 포합효과 가 보고되고 있다.
다. 간 이식법의 현실
- 간 이식법밖에 없는 증상의 예가 증가하고 있지만, 이들을 만족시킬 도너 확보는 상당히 어렵다.
일반적으로 조직을 재구축 또는 재생하는 경우는 그 기능을 구성하는 세포만이 아니고, 그 발판이 될 세포 외 매트릭스도 필요해 진다. 피부의 경우에는 콜라겐을 발판으로 해서 선유아세포를 배양 하고, 이 위에 표피세포를 파종해서 배양 피부 시트를 작성하고 있다. 뼈의 경우에는 골수 유래의 간엽계 세포를 골염구조에 닮은 구조를 갖는 다공질 히도로키시아파타이트와 함께 배양해서 뼈 조 직을 구축하고 있다. 또 연골 재생에는 생체분해성이 있는 폴리글리콜 산 메슈와 콜라겐 스펀지를 이용해서 이들에 연골세포를 부착시키고 있다. 하지만 간은 간세포, 성세포, 내피세포, Kupffer세포 등으 세포성분 이외에, 이들을 지지하는 콜라겐을 시작으로 한 매트릭스가 매우 복잡하고 재구축 하기가 곤란한 것으로 생각해 왔다. 하지만 최근 간 조직 재구축의 가능성이 보이기 시작하고 있다.
라. 초대 배양 분리 줄기세포를 이용한 간조직 재구축
초대 배양 분리 간세포, 소형 간세포를 이용한 간조직 재구축
- 간세포는 콜라게나제 용액을 흘려 얻어진 세포 분산액을 저속 원심하면 그 침수로 회수된다. 그러 나 이 초대 배양분리 간세포를 단층으로 배양한 것만으로 장기 유지하는 것은 불가능 하다. 그래서 배양액 중에 다양한 사이토카인을 더하거나 콜라겐 등의 세포 외 매트릭스를 배양함에 따라 되도록 길게 간세포의 기능을 유지시키려는 일들이 시도되고 있다.
또, 쥐의 초대배양 간세포를 이용 체내에서 이소성에 간조직을 만드는 일도 시도 되고 있다. 줄기세 포를 이식하는 것에 따라 구조적으로 간에 상이한 조직이 체내에서 구축되면 보다 고도의 간기능을 발휘할 수 있을것이라고 기대 된다.
마. 소형 간세포를 이용한 간조직 재구축
- 소형 간세포라는 것은 간의 비실질세포 화분에 존재하는 증식 능력을 갖은 소형 세포로서, 간세포 의 전구세포라고 알려져 있다. 그러나 이 방법의 문제점은 증식해 가는 소형 간세포의 수는 별로 많지가 않고, 치료에 이용하기에는 양적으로 불충분 하다는데 있다.
바. 간줄기세포를 이용한 간조직 재구축
- 줄기세포라는 것은 자기를 복제해서 새로운 줄기세포를 만들어낸는 능력과 성숙한 세포로 분화할 수 있는 일이라고 정의되어 그 분화능에서 2개로 나누는 것이 가능하다. 하나는 생체를 구성하는 거의 모든 세포에 분화 가능한 태아성 줄기세포이며, 또 하나는 성숙한 조직 또는 장기에 존재하는 조직 줄기세포이다. ES세포를 이용하여 다양한 조직을 재구축시키는 연구가 활발히 행해지고 있지만, 현 시점에서는 윤리적,기술적문제 등 해결해야 할 점도 많다. 건강상태에 존재하는 조직 줄기세포의 증식 능력은 그다지 높지 않지만, 주위 미소환경에서 자극을 받으면 일과성에 증식 능력이 높은 세포로 변화하고, 더욱 분화과정에 들어가 장기 형성에 필요한 세포로 성숙하고, 최종적으로 조직을 재생한다. 이처럼 증식 능력과 분화능력을 가진 세포를 이용하는 것은 조직 재구축을 행할 때 유리한 점이다.
간줄기세포의 후보로서 계란형 세포와 간 상피세포 등이 거론되고 있다.
간줄기세포를 이용한 간조직 재구축 바이오 인공간장 시스템의 흐름도
6. 그 밖에 조직공학이 이용되는 분야
가. 각막의 배양각막상피를 이용한 눈표면 재건
나. 조혈줄기세포의 분화와 증식
다. 말초신경의 재건
라. 파킨슨씨병 치료에 응용하려는 줄기세포공학의 현상
마. 지방 조직공학을 이용한 연부조직 결손의 치료
바. 타액선의 조직공학을 이용한 구강건조증의 치료
7. 마치면서
- 현재 조직공학이 비약적으로 발전되고 있고 앞으로도 조직공학은 의학에 있어서
매우 중요하다고 할 수 있다. 위에서도 언급했듯이 조직공학은 여러부분에서 이용되고 있다.
눈, 간, 심장, 췌, 각막, 피부, 지방 그리고 타액선까지 우리는 조직공학을 이용하여 더 나은
의료혜택을 받고 있는 셈이다. 하지만 조직공학을 사용하는데 한계도 있다.
우리는 그 한계를 극복함으로써 미래에는 더 많은 분야와 질병에 조직공학을 이용하여 치료하는 날이 올 것이라고 본다.
※ 참고문헌
1. 재생의학과 조직공학 (저자 : 조선대학교 출판부)
2. 조직공학 ( 저자 : 한양대학교 출판부)
3. 네이버백과사전
4. 생체재료와 조직공학

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