본 논문에서는 4D 프린팅을 이용한 인공장기이식에 대해 소개한다. 여러 외부적 요인에 대처할 수 없었던 3D 바이오 프린팅의 단점을 보완하여 자가변환 및 자가조립이 가능한 재료를 3D프린터로 찍어낸 다음, 그 물체가 주변환경에 의해 스스로 모양이 변화하는 기술인 4D 프린팅을 이용한다. 또한, 4D 프린팅은 변형이 가능한 특수 소재를 사용함으로써 시간이 지나면 출력한 결과물의 모양이 변하게 되고, 시간 및 온도·습도·압력 등의 외부적인 요인에 스스로 능동적으로 대처할 수 있다. 본 논문에서는 4D 프린팅 기술로 제작한 작은 인공장기를 인체에 삽입함으로써 수술 후 감염 및 합병증 등의 부작용을 최소화할 수 있고 수술 시간을 크게 단축할 수 있다는 면에서 우수함을 보인다.
이식을 위해서는 수여자와 공여자의 혈액형과 HLA type을 알아야 한다. 통상 ABO 혈액형이 적합한 경우 이식할 수 있으며 HLA 부적합은 근래 큰 문제가 되지 않으나 HLA 부적합이 없는 경우 이식장기의 장기생존률이 높다. PRA(panel reactive antibody)는 수여자가 HLA에 감작되었는지 검사하는 방법이며 이식 전에는 반드시 교차반응 검사를 하여 음성인 경우에만 이식을 진행한다. 이식 전후에 donor specific antibody(DSA)를 검사하여 이식장기에 대한 수여자의 면역반응을 예측 할 수 있다. 근래에는 스테로이드, calcineurin inhibitor(cyclosporine, tacrolimus), azathioprine 또는 mycophenolate mofetil (MMF)의 삼제요법을 주로 사용하며 항림프구 항체 (Thymoglobulin 또는 항IL-2 receptor 항체 basiliximab/daclizumab)을 이용하여 이식 초기에 면역억제상태를 induction하는 경우도 많다.
치료 불가능한 말기 간질환 환자에게 새로운 간을 심어주는 수술을 하여 생명을 구하고 더 나은 삶을 누릴 수 있게 하는 간 이식에 대하여 알아본다. 아울러 한국 장기 이식의 현주소와 그 미래, 산 자와 죽은 자에 대한 보고서이기도 한 간 이식은 의학의 차원을 넘어 생명의 존재 가치에 대한 진지한 질문을 던져줄 것이다.
우리나라 장기기증자는 선진국에 비교해 크게 부족하다. 이로 인해 실낱같은 희망을 걸고 장기이식 순서를 기다리는 대기자는 매년 증가하고 있다. 장기기증은 간이나 신장질환자의 치료에 투입되는 엄청난 의료비용을 줄여준다. 생명나눔 차원뿐만 아니라 사회적 비용 감소에도 기여하는 것이다. 외국의 장기기증 현황을 알아봄으로써 국내 적용 가능성을 점쳐보고자 한다.
췌장이식의 성공률은 지난 10년 동안 상당히 상승되었다. International Pancreas Transplant Registry에 따르면 1995년 이래 미국에서만 매년 1,000건 이상의 췌장이식이 실시되고 있다. 장기이식후 나타나는 급성 거부반응은 이식 후 6개월 이내에 가장 높은 빈도수로 나타난다. 췌장이식환자에서는 신장을 이식한 것보다 두배나 높은 거부반응을 나타나며 이로 인한 입원율의 증가 항림프제(antilyinphocyte) 사용과 감염의 증가로 이환율이 높다. 더구나 Cyclosporine (CsA)을 기초로 한 면역억제제요법의 사용은 높은 급성 거부반응률(acute graft rejection)을 초래하여 이식한 장기의 조직손실이 문제가 되고 있다. 새로운 면역억제제인 Tacrolimus (FK506)의 사용은 이식환자에서의 거부반응을 감소시켜 생존율을 증가시키는 것으로 알려져 있다. Tacrolimus는 neutral macrolide로 cyclic peptide인 CsA과는 화학 구조는 매우 다르나 비슷한 면역억제 효과를 보인다. 하지만 Tacrolimus의 사용시 신경독성, 신독성, 특히 고혈당증의 발생률이 높아 일부 이식센터에서는 장기 이식 후에 사용하기를 꺼리기도 한다. 하지만 여러 연구논문에서 간과 신장 이식 후 급성 거부반응 예방에 Tacrolimus는 CsA에 비해 이점이 있는 결과를 발표하였다. 결과적으로, 현재 췌장이식 후 Tacrolimus를 기초로 한 면역억제의 효과에 대한 연구가 활발히 진행중이다. 따라서 본 연구에서는 1994-1996년 사이에 Tacrolimus 또는 CsA를 기초로 한 면역억제요법을 투여 받은 췌장이식환자 101명을 후향적으로 조사하여 Tacrolimus (n=54)와 CsA(n=57)의 급성 거부반응 예방 효과와 신부전 발생률을 비교하였다. 모든 환자는 항림프구 약물, Azathioprine, Prednisone을 이식 후 면역억제제로 투여 받았다 기준선으로부터 $20\%$ 이상의 혈청 creatinine의 상승이 있는 환자에서는 급성 신부전으로 정의하였고 신장생검법으로 거부반응을 진단하였다 Matched-pair analysis에 따르면 췌장이식환자의 6개월 생존율은 CsA군에서 $97\%$, Tacrolimus군에서 $96\%$로 별다른 차이가 없었으며 (p=0.57), 6개월간의 이식한 췌장의 보존율은 CsA군에서는 $88\%, Tacrolimus에서 $91\%$. 유의한 차이는 없었다(p=0.29). 췌장이식 후 6개월 동안 Tacrolimus의 사용은 생검으로 증명되는(biopsy-proven) 급성 거부반응의 발생빈도는 CsA보다 유의하게 낮았을 뿐만 아니라 (p<0.05) 거부반응 증상의 심각도 또한 감소시켰다 (p=0.03). 급성거부반응 발생빈도의 감소로 Tacrolimus군에서 antilymphocyte 치료가 유의하게 줄어들었다(p=0.01). CsA군에서 Tacrolimus보다 신부전의 발생률이 높았으나 통계학적 차이는 없었다. 췌장이식후의 최적의 면역억제요법의 결정하기 위해서는 향후 Tacrolimus와 CsA을 비교하는 전향적 무작위 연구가 필요하다.
배경: 폐 이식이 호흡부전증 환자의 유일한 치료방법으로 인정받고 있으나 이는 역설적으로 많은 호흡부전증 환자의 이식 대기 기간 증가와 공급 장기 부족 현상을 초래하였다. 이에 동물에서 장기를 적출하는 이종 장기이식 수술이 대두되게 되었다. 그러나 이들 이종 장기이식 후 나타나는 초급성 거부반응을 아직 해결하지 못했으며 본 실험은 기초연구로써 이들 초급성 거부반응을 일으키는 주요 인자인 면역글로불린의 이식 전, 후 변화를 관찰하였다. 대상 및 방법: $20{\sim}30kg$의 잡종견과 돼지 각 6마리를 이용하여 돼지의 좌측 신장을 잡종견의 좌측 대퇴동정맥에 연결하여 30분간 관류하였고 다시 우측 신장을 교체 연결 후 30분간 관류하였다. 다시 돼지의 좌측 폐를 잡종견의 폐동맥과 좌심방에 연결 후 30분간 관류하였고 우측 폐를 교체 연결한 후 30분간 관류하였다. 실험과 실험 사이에 혈액을 채취하여 혈청을 분류하였고 절제한 신장과 폐의 IgM과 IgG 침착 정도를 관찰하였다. 결과: 관류 시간이 길어짐에 따라 혈액의 IgM은 감소하였으나 IgG의 감소는 확실하지 않았다. 신장과 폐의 면역형광염색 소견에서 IgM, IgG의 염색반응이 크게 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 결론: 이와 같은 연구결과로 이종 장기이식 전에 신장 및 폐를 이용하여 수혜자의 혈액을 관류함으로써 공급자의 자연 항체를 흡수 제거하는 방법은 이종 이식 후 발생하는 초급성 거부반응을 줄일 수 있으리라 생각한다.
국내에서 심장, 폐이식이 각 대학병원에서 점차 확산 시행되고는 있으나, 이에 따른 기초실험이 뒷받침되지 않고, 큰 동물에서는 많은 실험비용이 들어 보다 적은 동물을 이용하게 되었으나 이 방법은 현미경하의 미세수술기법의 발달과 더불어 발전하게 되었다. 본 연구는 현미경하의 미세수술기법으로 쥐모델에서 복부의 대동맥과 하공정맥에 다른 쥐의 공여심장의 대동맥과 폐동맥을 각각 문합술로 연결하는 방법으로 이식하여 동종이형의 장기이식에 따른 거부반응과 면역억제제를 투여하여 그에 따른 생존율을 비교하고자 하였다. 체중 150∼250 gm의 흰쥐의 심장을 공여 및 이식하는 바, 이소성의 심장이식후 면역억제제를 투여하지 않은 군과 면역억제제를 투여한 군으로 나누고, 각 군에서 복부에 이식된 심장의 박동을 매일 만져보고서 만져지지 않을 경우는 이식된 심장이 거부반응에 따른 것으로 판단하여 이의 생존율을 비교 검토하여본 바, 면역억제제를 투여하지 않은 군에서보다 투여한 군에서 오래 생존하여 동종이형의 이식에서 면역억제제를 투여하므로써 장기이식에 따른 장기성적을 향상시킴을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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