적출 폐의 장시간 보존시 적정 온도에 관한 실험적 연구

Abstract

[한글]

폐이식술은 최근 말기 폐질환 환자의 궁극적인 치료방법으로서 선택되어지고 있는 추세이다. 그러나, 이식하기에 적당한 기증 폐의 부족으로 임상적으로는 널리 이용되지 못하는 실정이다. 이런 실정의 가장 큰 이유는 적절한 장시간의 적출례의 보존 방법이 확립되지 않았기 때문이다. 특히, 보존온도는 임상적으로는 4℃로 보존하고 있으나, 최근 몇몇 동물실험에서는 8-9, 10, 혹은 12℃가 좋다는 보고가 있다.

이에, 보존폐 평가 모델인 흰쥐의 작업성 적출폐 재순환 장치를 개발하여, 아직도 확실히 확립되어 있지 않은 적절한 보존온도를 평가하기 위하여 본 연구는 고안되었다.

작업성 적출폐 재순환 장치는 소형 막형 산화기(hollow fiber membrance oxygenator)를 이용한 탈산소기, Lung chamber, 저혈조 및 열 교환기, 소형 롤러펌프와 적출된 폐를 이용하여 고안하였다.

적출된 쥐의 폐는 modified Euro-Collins 용액을 주입하고, 1시간(Ⅰ군), 4시간(Ⅱ군), 혹은 20시간(Ⅲ군) 동안, 각각 1℃(A 세분군), 4℃(B 세분군), 10℃(C 세분군)로 나누어 modified Euro-Collins 용액에 담구어 보존하였다.

보존된 폐를 실내 공기로 환기하면서, 매분당 5ml의 관류로 37℃의 탈산소화된 혈액을 호흡부전이 나타날 때까지 재관류하였다.

보존폐의 기능을 평가하기 위하여, 일정한 시간별로, 폐정맥혈 산소분압, 폐동맥압, 기도압을 측정하였고, 생존시간과 폐의 수분함량비를 측정하였다.

1℃와 4℃로 보존된 폐에서는 생존시간, 폐정맥혈 산소분압, 폐동맥압, 기도압, 그리고 폐의 수분함량비에서 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 1℃와 4℃로 보존된 폐가 10℃에서 보존된 폐보다 모든 보존 시간에서 통계적으로 의미 있는 긴 생존시간, 높은 폐정맥

혈 산소분압을 보였다. 폐동맥압은 1시간 보존할 경우 각 군별로 차이가 없었고, 4시간과 20시간 보존할 경우 1℃와 4℃로 보존된 폐가 10℃로 보존된 폐보다 의미 있게 낮았다.

기도압은 1시간과 4시간 보존할 경우 각 군간의 차이는 없었고, 20시간 보존할 경우 1℃와 4℃로 보존된 폐가 10℃로 보존된 폐보다 의미 있게 낮았다.

결론적으로, 작업성 적출폐 재순환 장치는 소동물을 이용한 보존폐의 기능을 장시간 평가할 수 있으며, 저렴하고 재현성이 가능한 대량 선별 검사 모델로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료되고, 단순 수세관류와 저장액내의 냉장 보존을 이용한 폐보존에 있어서

1℃와 4℃로 보존된 폐가 10℃로 보존된 폐보다 단기간(1시간) 및 장기간(4시간, 10시간)에서 더 우수하게 보존되었다고 사료된다.

[영문]

Lung transplantation has become an accepted therapy for patients with end-stage pulmonary disease. However, widespread application of this technique is hampered by the scarcity of suitable donor lung, that is due to limitation of prolonged lung preservation. Cold storage at 4℃ is used in preservation technique, but 8∼9, 10 or 12℃ was superior to 4℃ for lung preservation according to some animal studies. Nevertheless the accurately determined optimal temperature for prolonged graft preservation is still unclear. The purpose of our study was to determine optimal temperature for lung preservation by modified isolated perfused working rat lung model(IPWL). The modified isolated perfused working rat lung model(IPWL) was designed by perfusing the isolated lung with a hollow fiber membrane deoxygenator.

After the rat lung was flushed with the modified Euro-Collins solution and the heart-lung block was immersed at desired temperature (1℃, 4℃ and 10℃) in the same solution for 1, 4 and 20 hours.

For assessment the stored lung was ventilated with room air and perfused with 37℃ deoxygenated circulating blood at a rate 5ml/min for several minutes until lung failure.

Survival time, partial oxygen tension (PaO^^2), mean pulmonary artery pressure (PAP), airway pressure (Paw) and wet/dry ratio of the tissue were measured.

There was no difference between 1℃ storage group and 4℃ storage group in PO^^2 level, PAP, Paw and survival time after 1hour, 4hours ,and 20hours. The organs stored at 1℃ or 4℃ showed a higher PO^^2 level and a longer survival time than

those stored at 10℃, after 1hour, 4hours , and 20 hours. After 4hours and 20 hours, the organs stored at l℃ or 4℃ showed a lower PAP than those stored at 10℃. After 20 hours, the organs stored at 1℃ or 4℃ showed a lower Paw than those stored at 10℃.

In summary, this in vitro model provides a simple, reliable and reproducible means for screening the various factors and methods of lung preservation.

When simple flushing and immersion storage was used for lung preservation with the modified Euro-Collins solution, cold storage at 1℃ or 4℃ appears to provide better lung preservation than cold storage at 10℃.