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상피세포 피복 인공기관의 개발
Artificial Trachea Covered by Ipithelium

김광택    (고려대학교 의과대학 흉부외과   ); 이윤신    (고려대학교 의과대학 흉부외과, 서울대학교 의과대학 의공학연구소  );
  • 초록

    기관결손을 대체할 이장적인 보철물을 개발하려는 다양한 실험연구가 있었다. 인공기관보철물의 조건으로 는 공기에 비투과성, 적이지 않는 형태의 안전성, 생체내에서 섬 유아세포의 증식과 상피세포 재생에 필요한 생체적합성이 요구된다. 생체적합성이 우수한 포리우레탄 소재의 다공성포리우레탄 튜브에 gelatin으로 도포하고 isoplastic고리를 보강하여 외경 20 m길이 30 m의 인공기관보철물을 제작하였다. 인공기관의 생체적합성과 상피세포재생을 촉진하기위해 콜라겐 물질인 gelatin을 감마선으로 고정하여 도포하였다. 인공기관보철물을 잡종성견 10마리를 대상으로 경흉부기관에 이식하였다. 실험군에서는 다공성 폴리머에 gelatin으로 피복한 인공기관을 이식하였고 대조군에서는 gelatin으로 피복하지않은 인공기관과 ,다공성 폴리머에 gelatin을 피복한 기관에 자가심장 편을 접합시킨 것을 이식하여 실험하였다. 다공성 폴리머에 gelatin피복한 기관과 자가심낭편을 접합한 기관 을 이식한 후 6주째에 인공기관 내면에 상피화가 관찰되었다. gelatin 피복한 기관을 대상으로 외번문합과 내 문합을 비교한 결과 외번문합에서 문합부의 육아종 협착이 더 심하게 생겼다. 심낭편을 접착한 기관에서는 문합부와 접착부에 감염과 염증이 있었다. 본 실험결과 다공성포리우레탄 튜브에 gelatin을 도포한 인공기관 보철물은 상피재생과 생체적합성이 우수하며 재질개선과 문합부의 협착을 막는 연구보완이 되면 임상적용 을 기대 할수 있다.


    A variety of experiments concerning the development of ideal prosthetic grafts for correcting circumferential tracheal defects have been performed. The requirements for an ideal tracheal prosthesis are impermeability to air, consistency to prevent collapse, and acceptance by the host tissue causing a minimum inflammatory reaction, allowing fibroblastic infiltration and epithelialization. The synthetic material, polyurethane(PU), is known as a biocompatible polymer with an inert component. In this study, the tracheal prosthesis was made from microporous PU(30 micrometer in diameter) coated with gelatin and reinforced with isoplastic rings. This procedure provides the prosthesis with a compression strength. The out side diame er of the prosthesis was 20 mm with a length of 30 mm. The gelatin used in the study was obtained from pig skin and immobilized and cross-linked by irradiation(60 Co gamma ray) to promote host tissue incorporation and render the prosthesis epithelization after implantation. Animal experiments using 10 mongrel dogs were performed to compare three kinds of prosthesis; gelatin coated polyurethane graft, uncoated polyurethane graft, and prosthesisf pericadium complex graft. After 6 weeks of implantation, the epithelialization of implants was seen on the gelatin-coated and prosthesisfpericadium complex grafts. Implanted prosthesis were complicated by airway obstruction due to anastomosis granuloma. Early tracheal stenosis was found in the uncoated graft group. Two kind of anastomosis techniques were tested on the gelatin-coated prosthesis. Everted anastomosis resulted severe granuloma than the inverted anastomosis. In the prosthesislpericadium complex graft, bacteria and inflammation at a anastomotic site was found. Based on these results, gelatin coated porous polyurethane trachea prosthesis is biocompatible and may be useful in clinical application with further investigation.


  • 주제어

    Trachea .   Prosthesis.  

  • 참고문헌 (15)

    1. Neovascularity of a tracheal prosthesis/tissue complex , Ronald JN;Lise Goldberg RA;White Edwin SP;Frank MH , J Thorac Cardiovasc Surg / v.86,pp.800-808,
    2. Tracheal autograft revascularization , Baldeman SC;Weinblatt G , J Thorac Cardiovasc Surg / v.94,pp.434-441,
    3. Experimental study of a new tracheal prosthesis made from collagen-conjugated mesh , Okumura N;Nakamura T;Natsume T;Tomihata K;Ikada Y;Shimizu Y , J Thorac Cardiovasc Surg / v.108,pp.337-345,
    4. A new porous tracheal Prosthesis sealed with collagen sponge , Teramachi M;Kiyotani T;Takimoto Y;Nakamura T;Shimizu Y , ASAIO J / v.41,pp.M306-M310,
    5. Morphological changes in rat tracheal cells during the adaptive and early growth phase in primary cell culture , Chang LY:Wut R;Nettesheimi P , J Cell Sci / v.74,pp.283-301,
    6. Tumorigenesis induced by plastic and collagen , Shimizu Y;Hitai K;Himo Y , Jpn J Artif Organs / v.18,pp.76-79,
    7. Tracheobronchial reconstruction with autologous periosteum , Eric WF;William GP;Donald GM , Journal Thorac Cardiovasc Surg / v.52,pp.666-674,
    8. Experimental reconstruction of the intrathoracic Trachea using a new prosthesis made from collagen grafied mesh , Okumura N;Teramachi M;Takimoto Y;Nakamura T;Ikada Y;Shimizu Y , ASAIO J / v.40,pp.M834-M839,
    9. Resection and reconstruction of intrathoracic trachea , Belsey R , Br J Surg / v.38,pp.208-205,
    10. Replacement of Tracheobronchial Defects with Autogenous Pericardium , Lester RB;Lexington KY;Eiseman B;Lexington KY , J Thorac Cardiovasc Surg / v.48,pp.733-740,
    11. Epithelial regeneration in collagen-coated and uncoated patch grafts implanted into dog tracheas , Hirai K;Shimizu Y;Hino T , J Exp Pathol / v.71,pp.51-62,
    12. Isoelastic Polyurethane Prosthesis for Segmental Trachea Replacement in Beagle Dogs , Schauwccker HH:Gerlach J;Planck H;Bucherl ES , Artificial Organs / v.13,pp.216-218,
    13. The reconstruction of cirucumferential tracheal defects with a porous prosthesis , Pearson FG;Henderson D;Gross E;Ginsberg RJ;Stone RM , J Thorac Cardiovas Surg / v.55,pp.605-616,
    14. Experimental Study of a New porous Tracheal Prosthesis , Guijarro RA;Sanchez-Palencia RA;Cueto Ladron de Guevara F;Marti Huedo M , Ann Thorac Surg / v.50,pp.281-287,
    15. Circumferential Replacement of the Trachea in Experimental Animals , Shaw, RR;Aslami, A, Webbwr , Ann Thorac Surg / v.5,pp.30-35,

 저자의 다른 논문

  • 김광택 (67)

    1. 1979 "종격동 종양 25례 에 대한 임상적 고찰" 大韓胸部外科學會誌 = The Korean journal of thoracic and cardiovascular surgery 12 (4): 424~428    
    2. 1980 "개심수술후의 사망예에 대한 임상적 고찰" 大韓胸部外科學會誌 = The Korean journal of thoracic and cardiovascular surgery 13 (3): 167~173    
    3. 1981 "해리성 대동맥류 [2례 보고]" 大韓胸部外科學會誌 = The Korean journal of thoracic and cardiovascular surgery 14 (3): 297~301    
    4. 1985 "Annuloaortic Ectasia 수술치험" 大韓胸部外科學會誌 = The Korean journal of thoracic and cardiovascular surgery 18 (3): 456~460    
    5. 1986 "심장변막치환후 Ticlopidine과 Aspirin의 혈전방지 효과" 大韓胸部外科學會誌 = The Korean journal of thoracic and cardiovascular surgery 19 (1): 35~42    
    6. 1993 "폐암절제례의 예후와 면역요법" 大韓胸部外科學會誌 = The Korean journal of thoracic and cardiovascular surgery 26 (1): 47~53    
    7. 1993 "흉부식도암의 수술 면역화학요법" 大韓胸部外科學會誌 = The Korean journal of thoracic and cardiovascular surgery 26 (3): 214~218    
    8. 1993 "비디오 흉강경을 이용한 자연기흉의 수술치료" 大韓胸部外科學會誌 = The Korean journal of thoracic and cardiovascular surgery 26 (2): 89~95    
    9. 1994 "Web 양상으로 발현한 외상성 기관지 파열 1예" 결핵 및 호흡기 질환 = Tuberculosis and respiratory diseases 41 (5): 574~578    
    10. 1996 "흉강경용 봉합기를 이용한 경부 식도위 문합술" 大韓胸部外科學會誌 = The Korean journal of thoracic and cardiovascular surgery 29 (9): 1003~1009    

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