• 생명과학회지
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• 제34권5호
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• pp.339-355
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• 2024

폐는 생리학적 기능과 해부 조직학적 구조 측면을 통합적으로 고려하여 분석해야만 하는 매우 복잡한 조직이기 때문에 폐질환의 병리학적 연구와 흡입독성 평가에 현재까지 주로 동물모델을 사용하고 있다. 그러나 실험동물 윤리와 동물복지를 이유로 점차적으로 실험동물 수를 줄이자는 전세계적인 움직임에 맞춰 생체 외 동물실험 대체법들이 집중적으로 개발되고 있다. 특히 경제협력개발기구(OECD)와 미국 환경보호청(USEPA)은 2030년대 이후, 동물실험을 금지하기로 잠정적으로 합의함에 따라 의생명공학과 제약 분야에서 생체 외 흡입 독성 및 폐질환 모델들을 확립하고 개발된 모델을 이용한 평가 법들의 표준화 연구가 활발하다. 그 모델 중에 예를 들어, 생체칩(organ-on-a-chip, OoC) 및 오가노이드(organoid) 모델은 3차원 바이오 프린터, 미세 유체 시스템, 인공지능(artificial intelligent) 기술들과 접목되어 연구되고 있다. 이러한 생체 장기를 모방한 복합 장기 생체 외 모델링 시스템은 개체 차이를 가지는 생체 내 동물 실험에 비해 복잡한 생물학적 환경을 보다 정확하게 모방할 수 있을 것으로 기대되고 있으나 생체 모방성, 재현성, 민감성, 기반 데이터베이스의 부족 등 아직은 여러 한계점도 가지고 있다. 따라서 본 리뷰 논문에서는 만능성 줄기 세포 또는 암세포를 이용한 폐포, 폐 공기액 인터페이스(air-liquid interface, ALI) 시스템, 트랜스웰 멤브레인(transwell membrane)을 포함하여 폐 OoC 및 오가노이드의 최근 생체 외 폐 시스템 연구결과들과 AI와 접목된 인실리코(in silico) 폐 모델링에 대한 결과들의 현황을 살펴보고자 한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제57권3호
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• pp.219-225
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• 2014

님 추출물은 포유류에 낮은 독성을 가지고 있기 때문에 유기농업자재로 주로 이용되고 있다. 그러나 님 추출물은 림프구의 염색체 이상을 야기한다는 연구결과가 보고되었다. 따라서, 본 연구는 님 추출물을 이용하여 항돌연변이원성 시험 및 유전독성을 평가하였다. 항돌연변이원성 시험은 복귀돌연변이 시험을 이용하여 시험하였다. 복귀돌연변이 시험은 2개의 님 추출물을 Salmonella Typhimurium 5개 균주를 이용하여 돌연변이 유발 가능성을 평가하였다. 복귀돌연변이시험과 염색체이상시험은은 대사활성계 처리군(S-9 mix)과 대사활성계 미처리군(PBS)으로 나누어 양성대조군과 음성대조군을 사용하여 실시하였다. 염색체이상시험은 Chinese hamster lung cell을 이용하여 님추출물 시료에 대사활성계 처리군은 6시간 노출시켰고, 대사활성계 미처리군은 각각 6시간과 24시간 노출시켜 시험하였고, 음성대조군과 양성대조군을 사용하였다. 4 NQO에 의해 유도 된 돌연변이 집락수는 님추출물 시료 처리에 의해 감소되어 SRE는 항 돌연변이 효과가 있을 수 있음을 나타냈다. 복귀돌연변이와 염색체이상시험은 님추출물 모든 시험 농도군에서 대화활성계의 처리 유무와 관계없이 음성으로 판정되었다. 이상의 결과를 ICH에서 제안된 유전독성 battery system에 근거해 살펴 봤을 때 본 연구에서 사용된 님 추출물 2종은 모두 유전독성이 없어 안전함을 확인 할 수 있었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제54권2호
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• pp.99-109
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• 2015

충해 또는 병충해 관리용 친환경유기농자재로 목록공시된 제품 29종의 배추좀나방과 파밤나방 유충, 복숭아혹진딧물 성충, 꽃노랑총채벌레 성충에 대한 살충과 섭식저해활성을 분무법과 잎침지법을 이용하여 실내에서 평가하였다. 배추좀나방 유충에 대해 추천농도 분무 또는 잎침지시 유효성분으로 고삼 추출물 60% 단제(EOIS)와 고삼외 3종 식물 추출물(백부근, 멀구슬나무, 개박하, EIOSm) 및 고삼외 2종 식물추출물(EOISc)을 함유한 혼합제의 살충력이 우수했다. 하지만 반량 처리 시 그 활성은 50% 이하로 감소되었다. 파밤나방 유충에 대해서는 고삼 60%단제(EOIS)만이 우수한 살충력을 보였고, 비슷하게 꽃노랑총채벌레 성충에 대해 잎침지 후 24시간과 48시간 노출 시 85%와 95%의 살충력을 나타냈다. 복숭아혹진딧물 성충에 대한 분무시험에서 고삼 외 3종 혼합제(EOISm)와 유채외 2종 혼합제(EOIR)가 93%와 68% 살충력을 보였는데, 농도를 배량 증가시켜도 살충력은 크게 향상되지 않는 경향을 보였다. 추천농도 잎침지에서는 고삼외 3종 혼합제(EIOSm)만이 100%의 강한 접촉독성을 나타냈는데, 노출 시간과 농도를 증가시키면 시트로넬라오일외 1종(EOICi)과 유채외 2종 혼합제(EOIR)들의 살충력이 증가하였다.흥미롭게도 cedar oil 16%(EOICe), 고삼 60% 단제(EOIS), 고삼외 3종 혼합제(EIOSm), 고삼외 2종 혼합제(EOISc), 미생물 89.62%(EOIM), 유채외 2종 혼합제(EOIR), 식물추출물(EOIPe), 차나무추출물 48%(EOIT)제 등은 파밤나방에 대해 분무처리 시 강한 섭식저해활성을 나타냈다. 또한 배추좀나방 유충에 대해서도 이들 혼합제들 이외에 3종 미생물제들(EOIB, EOIM, EOIBs)과 시트로넬라오일외 1종(EOICi), 겨자외 2종(EOIMc) 등의 식물 추출물 혼합제들이 70% 이상의 섭식저해활성을 나타냈다. 이상의 결과, 대상 곤충 종 및 유효성분이나 처리량에 따라 살충력과 섭식저해력이 차이를 보였으나, 전체적으로 고삼추출물외 2-3종 식물추출물을 복합적으로 함유한 혼합제들의 유효력이 우수하게 나타남을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제29권3호
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• pp.342-349
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• 2018

본 연구에서는 올리브 오일의 에스터 교환반응으로 생성된 복합소재(olive oil esters)의 화장품 응용을 위해 물리화학적 성질, 유화력, 보습력 및 세포독성을 평가하였다. 실험에는 반응시간이 짧은 olive oil esters S와 반응시간이 긴 olive oil esters L을 사용하였다. 먼저 TLC 이미지 분석으로 조성비를 확인한 결과, olive oil esters S의 조성은 mono-, di-, tri-glyceride가 5.2, 24.1, 46.4%이었고, fatty acid ethyl ester는 21.9%이었다. Olive oil esters L은 mono-, di-, tri-glyceride가 4.1, 24.7, 40.6%이었고, fatty acid ethyl ester는 28.8%이었다. 올리브 오일 에스터를 화장품에 사용하기 위한 기준 및 시험방법 설정을 위해 요오드가, 산가, 검화가, 불검화물, 굴절률, 비중 및 순도시험을 수행하였고 표준화시켰다. 또한 올리브 오일 에스터의 유화력 평가로서, 계면활성제 없이 O/W 에멀전을 제조하여 유화 입자를 확인하였다. 올리브 오일 에스터를 사람 피부에 도포 5일 후, 피부 수분 보유량은 초기보다 13.1% 개선되었다. 피부 세포에 대한 독성을 평가한 결과, 올리브 오일 에스터는 $0.2-200{\mu}g/mL$에서 세포 생존율 90% 이상을 나타내 안전성이 확인되었다. 결과적으로 올리브 오일 에스터는 화장품 산업에서 천연/무독성 원료로서 응용가능성이 있음을 시사하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제32권7호
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• pp.613-620
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• 1999

배경: 최근 항암제의 전신성 독성을 최소화 하면서 고농도의 항암제를 투여할 수 있는 방법으로서 항암제의 국소 관류 혹은 장기의 분리 관류 방법이 다시 연구되고 있다. 폐암의 항암제로 널리 사용되고 있는 cisplatin 을 사용하여 분리 폐 관류를 시행하였을 때 폐에 미치는 약물학적 및 병리학적 변화를 관찰하고자 하였다. 연구방법: 25마리의 가토를 I군 10마리, II군 15마리로 나눈다음, 각 군을 다시 5마리씩 2, 3개의 소 군으로 나누어 I군에서는 cisplatin 5 mg/kg을 정맥주사와 분리 폐 관류한 후 30분 경과하였을 때의 폐, 신장 및 혈장 에서의 platinum 농도를 비교하였고, II군의 첫번째 5마리에서는 10% pentastarch 용액만으로 분리 폐 관류 후 30분, 1주일째의 병리학적 변화를 관찰하였으며, II군의 두 번째 5마리에서는 cisplatin 5 mg/kg으로 분리 폐 관류 후 30분, 1주일째, II군의 나머지 5마리에서는 cisplatin분리 폐 관류 후 4주일째의 병리학적 소견을 비교 관찰 하였다. 결과: Cisplatin 5 mg/Kg을 정맥 주입한 군에서 폐와 신장 조직, 혈장에서의 평균 platinum 농도 는 각각 1.50$\pm$0.43 $\mu\textrm{g}$/g, 7.65$\pm$2.49 $\mu\textrm{g}$/g, 1.19$\pm$0.03 $\mu\textrm{g}$/ml로서 신장 조직에서 platinum 농도가 가장 높았으며 (p< 0.05), 폐 조직과 혈장에서는 비슷하였다. 그러나 Cisplatin 5 mg/Kg을 분리 폐 관류한 군에서의 platinum 농도는 폐, 신장, 혈장에서 각각 75.43$\pm$11.47 $\mu\textrm{g}$/g, 1.30$\pm$0.35 $\mu\textrm{g}$/g, 0.13$\pm$0.02 $\mu\textrm{g}$/ml로서 분리 폐 관류 군의 폐 조직에서의 platinum 농도는 정맥주입 군에서 보다 약 50배 가량 높게 측정되었으며, 신장 조직 및 혈장에 서는 현저히 낮게 측정되었다(p< 0.05). 분리 폐 관류 후의 폐 조직의 병리학적 변화는 pentastarch 용액과 cisplatin을 사용한 군 모두에서 비슷한 소견을 나타냈다. 즉, 관류 직후인 30분에는 경미한 간질성 부종 외에 는 비교적 정상적인 소견을 보였으며, 1주일 이상 4주까지에서는 비교적 폐포는 정상적 구조를 유지하면서 부분적으로 소폐동맥 중막의 비후와 간질에 호산구 침윤의 소견이 특징적으로 관찰되었다. 결론: 분리 폐 관류는 정맥주입 방법에 비해 고농도의 cisplatin 투여로 인한 다른 장기에서의 농도 증가 없이 폐 조직에 약 50배 정도의 고농도 cisplatin을 투여할 수 있었으며, 또한 분리 폐 관류 시 cisplatin에 의한 직접적 폐 독성은 발견되지 않았다

• 환경생물
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• 제37권3호
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• pp.372-379
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• 2019

해산규조류(Skeletonema cosatatum)의 개체군성장률(r)을 사용하여 연안 유기오염물질인 phenanthrene (PHE)과 zinc undecylenate (ZU)의 독성평가를 실시하였다. S. costatum을 PHE(0, 25, 50, 100, 200, 300 mg L^-1)와 ZU(0, 5, 10, 15, 20, 25 mg L^-1)에 각각 96시간 노출한 이후에 r을 산출하였고, 대조구의 r은 0.04보다 높아 시험기준에 적합하였다. S. costatum의 r은 PHE 50, ZU 10mg L^-1 이상의 농도에서 대조구 대비 유의하게 감소하기 시작해 PHE와 ZU의 농도가 증가할수록 감소되는 농도의존성을 나타냈으며, 최고농도인 300과 25mg L^-1 농도에서는 r이 나타나지 않았다. PHE와 ZU에 노출된 S. costatum r의 반수영향농도(EC₅₀)은 136.13, 16.95 mg L^-1, 무영향농도(NOEC)는 25, 5 mg L^-1, 최소영향농도(LOEC)는 50, 10 mg L^-1로 나타났다. 본 연구결과, 해양생태계 내에서 S. costatum의 r은 PHE 50 mg ^-1, ZU 10 mg L^-1 이상의 농도에서 독성영향으로 감소할 것으로 판단되며, PHE와 ZU의 기준농도 설정을 위한 기초자료로 유용하게 사용될 것이다.

• 한국패류학회지
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• 제32권1호
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• pp.45-54
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• 2016

환경오염 평가를 위한 생물지표로 세포내 에너지할당(CEA) 의 적용성을 검토하기 위해 바지락 (Ruditapes philippinarum) 조직을 대상으로 에너지 함량과 에너지 소비율을 분석하였다. 원유를 인위적으로 오염시킨 퇴적물에 바지락을 1, 2, 4, 7, 10 일간 노출 후 일부 조직 (발, 입출수공, 아가미 그리고 몸통) 내 지질, 글루코오스, 단백질 함량, 그리고 전자전달계 (electron transport system, ETS) 활성을 측정하였다. 바지락의 체내 지질, 글루코오스, 단백질 에너지 함량(energy available, EA)은 오염의 수준과 노출시간이 증가함에 따라 감소하였으나, 이와 대조적으로 ETS 활성은 그 반대의 경향을 보였다. 바지락의 조직별 EA는 발 > 입출수공 > 아가미 > 몸통 순이었다. EA와 EC의 분석에서 통계적으로 유의한 차이는 노출 최고 농도 (58.3 mg TPAHs/kg DW) 에서만 발견되었다. 노출 1 일째 발과 아가미에서, 노출 2, 7 일째 몸통에서 EA가 감소하였고, 노출 4 일째 몸통에서 EC가 증가하였다. CEA는 EA 또는 EC 보다 오염에 더 민감하게 반응하였다. 특히, 노출 1-7 일 기간 동안 몸통에서 CEA는 오염 수준이 낮은 (6.5 mg TPAHs/kg DW) 범위에서도 크게 감소하였다. CEA는 급성독성이 나타나지 않는 낮은 수준의 퇴적물오염 평가에서 EA 또는 EC보다 더 민감하였다. 바지락을 이용한 오염 퇴적물 평가시 노출은 4 일간, 그리고 몸통부위에서 CEA를 측정하는 것이 가장 민감하고 신뢰할 수 있을 것으로 여겨진다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권7호
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• pp.514-520
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• 2014

본 연구에서는 상용 응집제와 동일한 응집 성능을 확보할 수 있는 대체 응집제(황산알루미늄 용액)의 제조 가능성을 평가하였다. 사용된 대체 응집제 원료는 폴리머 제조 공정에서 발생하는 폐촉매 부산물(Waste activated alumina)이며, 대체 응집제는 1) 강열 및 분쇄, 2) 황산과의 화학적 중합 및 치환 반응, 3) 용해 및 희석, 4) 침전 및 분리과정을 거쳐 제조되었다. 실험실 규모의 autoclave 및 용해조에서의 최적 운전 조건을 도출하기 위해 황산 순도, 반응 온도, 황산 주입비 및 용해조에서의 물 주입비의 변화 등에 따른 대체 응집제 내 $Al_2O_3$ 함량이 분석되었다. 연구 결과, 황산 순도 50%, 반응 온도 $120^{\circ}C$, 황산 주입비 5배 및 용해조 물 주입비 2.5배의 조건하에서, 7~8% 범위의 $Al_2O_3$ 함량을 가지는 대체 응집제가 제조된다는 것이 확인되었다. 대체 응집제의 응집 성능을 평가하기 위해 호기조 유출수를 대상으로 Jar-test를 수행한 결과, Al/P의 몰비를 1.5 및 2.0으로 주입한 두 가지 경우 모두에서 기존 응집제의 인 제거 성능과 유사하거나 더 높은 제거 성능이 확인되었다. 추가적으로 경제성 평가를 통해 상용 응집제와 비교했을 때 50% 이상의 생산 단가 절감이 가능하였고, 생태독성 평가를 통해 환경적 문제없이 대체 응집제가 실제 하수처리장 또는 폐수처리장에 적용될 수 있는 것이 확인되었다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제49권4호
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• pp.417-423
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• 2006

목 적 : 항암제와 방사선 치료의 개발, 골수나 조혈모세포 이식 기회의 증가로 소아 백혈병과 고형 종양을 가진 환아들이 장기 생존하게 되면서 치료에 따른 장기 부작용, 특히 심장 독성에 크게 관심을 가지게 되었다. 항암제에 의한 심장 독성을 파악하는데 가장 적절한 방법은 비침습적이면서 정량적으로 측정할 수 있는 심초음파라고 할 수 있다. 본 연구에서는 이미 소아암으로 진단을 받고 치료를 받는 중이거나 치료를 종료한 환아들을 대상으로 조직 도플러 영상을 사용하여 심실 기능을 평가하고, 향후 동질환의 환아에서 조기 및 후기 심독성을 조기에 발견하기 위한 방법으로 반복적인 조직 도플러 영상을 적용하는데 기여하고자 하였다. 방 법 : 2005년 4월 1일부터 7월 1일까지 계명대학교 동산의료원 소아 종양 크리닉을 방문한 항암치료 중이거나 항암치료 종료된 환아 23명을 대상으로 하였다. 전체 대상 환아군(1군)은 단축 분획 29% 이상(2군), 28% 이하의 군(3군)으로 나누고, anthracyclin 사용군(4군)과 미사용군(5군)으로 다시 나누었다. M-mode와 간헐파 도플러를 이용하여 단축 분획, 구혈률, 승모판막으로 유입되는 혈류의 E, A 속도, DT, IVRT를 측정하였고, 조직 도플러 영상을 이용하여 심첨 4, 2 방도에서 중격, 전벽, 하벽, 측벽의 기저부, 중간, 심첨 부위의 Sm, Em, Am 속도를 측정하였다. 측정한 값을 이용하여 modified Tei index, E/A, E/Em ratio를 구하였다. 결 과 : 환아의 평균 나이는 8년 4개월이었고 남아 12명, 여아 11명이었다. 항암제 중 anthracyclin을 사용한 환아(4군)는 13명이었고, 방사선 치료를 받은 환아는 4명이었으며 단축 분획이 28% 이하인 환아(3군)는 6명이었다. 대조군의 평균 나이는 6년 6개월이었고 남아 6명, 여아 3명이었다. 환아군과 대조군간에 성별, 나이에 있어서 유의한 차이는 없었다. 대조군과 1군의 E/Em ratio는 $7.06{\pm}1.64$, $6.46{\pm}1.85$로 두 군간에 P<0.05로 의미있는 차이가 있었으나 다른 측정값들은 유의한 차이가 없었다. 대조군과 2, 3, 4, 5군간에도 E/Em ratio는 P<0.05로 의미있는 차이가 있었다. 2, 3군과 4, 5군간에는 측정값들의 군간의 유의한 차이가 없었다. 결 론 : 좌심실 평균 이완기압을 반영한다고 알려져 있는 E/Em ratio에서 대조군과 항암 치료 군간에 차이가 확인됨으로써 항암 치료 이후의 심장 기능 부전은 수축기 기능 변화가 아닌 이완기 기능 변화가 먼저 오는 것을 알 수 있었다. 심장 이완기 기능을 평가하는 간헐파 도플러 측정값들에서는 두 군간에 차이가 없음으로 이완기 기능을 평가하는데는 조직 도플러 영상을 이용하는 것이 더 민감한 방법이었다. 따라서 항암 치료 이후에도 장기적으로 관심을 가지고 심장 기능에 대한 잦은 추적 관찰이 필요하겠고, 추적 관찰하는 방법으로는 조직 도플러 영상을 이용한 심초음파 검사가 비침습적이고 간편하며 유용한 방법일 수 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제21권1호
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• pp.27-34
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• 2003

목적 : 간외담관암 환자들의 수술 후 방사선치료 성적을 조사하여, 방사선치료의 역할과 생존율에 영향을 주는 인자들을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 1991년 10월부터 2001년 7월까지 간외담관암으로 근치적 절제술 후에 방사선치료를 받은 21명을 대상으로 하였다. 환자들의 연령은 39$\~$75세(중앙값 61세)였고, 남여의 비는 16:5였다. 근위부 담관암이 14명이었고, 원위부 암이 7명이었다. 수술 후 조직 검사에서 미세 병변이 19명에서 남았고, 림프절 전이가 7명에서 관찰되었다. AJCC 병기는 I, II, III 기가 각각 10, 10, 1명이었다. 총방사선량은 4,500$\~$6,300 cGy의 범위(중앙값 5,040 cGy)였고, 추적 조사 기간은 20$\~$81개월(중앙값 57.5개월)이었다 결과 : 3년, 5년 생존율이 각각 41.0$\%$, 29.3$\%$였고, 3년, 5년 무병 생존율은 각각 41.6$\%$, 29.7$\%$였다. 생존율에 영향을 주는 변수로 연령, 성별, 종온기 위치, 분화도, 수술 후 미세 병변의 잔존 유무, 신경 침범, 7 병기, N 병기, 병기, 방사선량, 화학요법 유무 등을 조사하여서, 단변량 분석에서 T 병기와 병기가 유의하였지만(p<0.05), 대상 환자의 수가 적어서 의미를 주기에는 제한이 있었다 12명(57.1$\%$)에서 재발이 발생되었는데, 국소 부위가 5명, 원격 전이가 4명, 국소 및 원격 전이가 동반된 경우가 3명이었고, 원격 전이 부위로는 간이 6명, 뼈가 1명이었다. 급성 부작용으로 2, 3도 백혈구 감소증이 각각 1명에서 발생되었고, 만성 부작용으로 2도 소화성 궤양이 4명에서 발생되었으나, 모두 보조적 치료로 회복되었다 결론 : 간외담관암 환자들에서 근치적 절제술 후의 방사선치료는 심각한 부작용의 발생 없이 적용 가능하며, 수술후 방사선치료의 효과와 예후 인자의 분석을 위해서는 보다 많은 환자들을 대상으로 전향적인 연구가 요구된다.