개 동물모델에서 Polyethylene glycol(PEG)을 결합시킨 Polyurethane(PU) 인공기관을 이용한 기관 재건술

Abstract

[한글]연구 목적: 외상, 종양등에 의한 기관 손상의 재건에 사용할 수 있는 인체에 친화적이면서 수혜자의 조직 제공이 필요 없는 인공물질만으로 구성된 인공기관을 개발하고자 하였다연구 방법: Bi-layered porous-dense film polyurethane 을 골격으로 삼고 그 내면에 polyethylene glycol을 코팅하여 계면활성제로 작용하게 구성한 스캐폴드를 제작하였다. 이 스캐폴드를 2X2 cm 크기의 패취 형태와 지름 2cm 길이 4cm 크기의 튜브형태로 만든 후 각각 3마리의 beagle 에게 이식하였다. 술 후 1주, 4주, 8주, 12주에 내시경 검사를 시행하여 접합부의 상태, 가피 형성, 육아종 형성 정도를 관찰하였고 술 후 4주, 8주, 12주에 각 실험 동물을 희생 시킨 후 조직을 체취 하여 H-E 염색과 전자 현미경 검사를 시행하여 접합부위의 상태, 점막의 재생정도를 확인하였다.결과: 패취형 이식의 경우 모든 실험 동물이 기대 기간 동안 생존하였으며 원형의 골격을 제대로 유지하였다. 4주 이후의 내시경 검사에서 스캐폴드 표면위로 점막이 형성되는 것이 관찰되었다. 조직검사 소견에서는 정상기관으로부터 섬유조직이 polyurethane의 다공 구조로 성장해 들어가 생물학적 결합이 이루어 진 것을 관찰할 수 있었으며 섬유조직의 양은 수술 후 기간이 길수록 증가하였다. 또한 전자현미경 검사에서 섬모가 형성된 정상적인 위중층원주섬포상피 형태의 호흡점막상피의 재생을 확인 하였다. 튜브형 이식의 경우 술 후 4주를 전후해서 스캐폴드와 정상기관의 분리 및 염증이 발생하여 실험 동물을 모두 희생하였다.결론: Bi-layered polyethylene grafted polyurethane 스캐폴드는 기관 손상을 재건하는데 사용할 수 있는 유용한 인공기관 물질이다.

[영문]Background and Objectives: The purpose of this study is to development of artificial prosthesis for using in tracheal defect reconstruction in the case of trauma, malignancy and stenosis, etc.Materials and Methods: Bi-layered porous-dense film polyurethane (PU) was manufactured for main framework. Polyethylene glycol (PEG) was grafted onto the inner surface of PU scaffold and it was made to act as a kind of surfactant. This scaffold was transplanted into 6 beagles as 3 patch type and 3 tubular type, respectively. Endoscopic examination was done for the evaluation of formation granulation tissue, status of respiratory mucosa and amount of crust on 1, 4, 8 and 12 weeks after surgery. Histologic examination was also done on 4, 8 and 12 weeks after surgery.Results: In the case of patch type transplantation, all tree experimental beagles lived to the expected date. In endoscopic examination, formation of granulation tissue and curst was not so severe and circular tracheal framework was well preserved. In histologic examination, a plenty of fibrous tissue has grown through the pore of the porous scaffold. Pseudostratified columnar ciliated mucosa was also noted on the surface of scaffold in the scanning electron micrographs. In the case of tubular type transplantation, a disruption between trachea and scaffold was developed in all tree animals around postoperative 4 weeks.Conclusion: Bi-layered polyethylene grafted polyurethane scaffold is a good candidate material for tracheal reconstruction.