조기양막파수의 예방을 위한 3D 프린팅기술을 이용한 양막 플러그
연구배경 및 목적
임신 중 산전진단기술의 발전과 동시에 태아치료에 대한 시도는 지속되고 있으나, 태아치료에 있어 가장 큰 문제점은 시술 후 조기양막 파수와 그에 따른 조산, 미숙아 출생이다. 3D 프린팅 기술을 이용한 3차원 고분자 인공지지체와 양막 유래세포외 기질 및 양막 유래세포가 공존하는 플러그 형상의 이식제재를 개발하여 태아 내시경 후 발생할 수 있는 의인성 조기양막파수의 예방 적용가능성을 알아보고자 하였다.
대상 및 방법
3D 프린팅 시스템을 이용하여 태아내시경 시술시 발생하는 자궁결손부위와의 융합을 촉진하기 위한 표면 및 형태를 3가지로 형상화 하여 polymer frame을 만들고, 진통이 없는 만삭 제왕절개 수술시 채취한 양막을 hydrogel 형태로 만든 후 결합하여 양막플러그를 제작하였다. 임신한 토끼를 대상으로 임신 23일째에 개복하여 자궁을 노출시킨 후 내시경을 삽입한 후 내시경의 sheath를 제거하기 전에 양막 플러그를 삽입하고 sheath 를 제거하는 시험군과 플러그를 삽입하지 않고 sheath를 제거한 대조군으로 나누었다. 수술 7일째 임신 토끼를 사망시킨 직후 개복하여 육안 및 조직학적 분석을 시행하였다. 이후, 양쪽 끝을 flower type으로 polymer frame을 변형하여 임신 돼지 모델에서 임신 60일 째 적용한 실험에서는 AmnioGraftR patch와 양막 플러그를 함께 테스트 하였다.
연구결과
토끼 실험에서, 플러그 삽입시의 수술조작 성공률은 coil, mesh, coil-mesh형태가 각각 69%, 21.4%, 54.5%였고,수술 7일째 결과 확인시 플러그가 제자리에 유지된 경우는 각각 44.4%,33.3%, 66.6% 로 coil형 태와 coil-mesh형태가 비교적 높은 성공률을 보였다. 조직학적 결과에서 염색된 양막 상피세포들이 자궁벽에 침투한 것을 확인할 수 있었으며, 면역화학 염색에서도 vimentin, IL-6, TNF-alpha 염색에서는 시험군과 대 조군의 차이가 없었으나, cytokeratin 염색시 플러그 내부와 주변부 염색이 대조군에 비하여 강하게 나타났다. 돼지 실험에서 내시경시술을 하지 않은 비시술군에 비하여 내시경시술 후 근육층봉합만 한 군과 AmnioGraftR를 한 군은 태아의 생존율이 유의하게 낮았고, 양수과소가 유의하게 높게 나타났으며, 태아의 fetal lung to weight ratio도 유의하게 낮게 나타났으나, 양막플러그 군에서는 비시술군과 유의한 차이를 보이 지 않았다.
결론
3D 프린팅 시스템과 함께 면역원성이 낮은 것으로 알려진 양막으로 제작한 양막 플러그는 태아 내시경 수술후 의인성 조기양막파수를 예방하는 데에 도움을 줄 것으로 사료된다.
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