돼지 담도 협착 모델을 이용한 신개발 친수성 플라스틱 배액관의 유효성 및 안전성 전임상 실험

Abstract

배경과 목적: 내시경 역행성 담췌관조영술 (Endoscopic retrograde cholangio- pancreatography, ERCP)을 이용한 담도 배액관 삽입 시 사용되는 배액관은 플라스틱 배액관과 금속 배액관이 있다. 플라스틱 배액관은 금속 배액관에 비해 시술과 제거가 쉽고, 경제적인 반면, 내강 직경이 작고, 개존 기간이 짧은 것이 단점이다. 현재까지 플라스틱 배액관의 단점을 향상시키기 위한 많은 방법들이 연구되어 왔다. 이번 연구에서는 돼지 담도 협착 모델을 이용하여 새로운 기술로 제작된 친수성 플라스틱 배액관의 개존 기간을 측정하고 생물학적 안전성 비교하여 기능적 유효성을 체계적으로 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 돼지 6 마리를 무작위로 지정하여 고주파 열 치료법 전극(Radiofrequency Ablation(RFA) Electrode)을 이용하여 담도 협착 실험 모델을 만들었다. 돼지 1마리 당 진공 플라스마를 이용한 새로운 표면 개질 공정을 이용하여 만든 친수성 Polyethylene (PE) 플라스틱 배액관(10 French(Fr), 90mm)과 친수성 표면 개질 공정이 되어 있지 않은 PE 플라스틱 배액관(10 French(Fr), 90mm)을 각각 1개씩 삽입 후, 1개월(2마리), 3개월(2마리) 및 5개월(2마리) 안락사를 진행하여 플라스틱 배액관을 수확하였다. 광학현미경(Light Microscope, LM)과 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)을 통해 내강 협착 정도를 분석하여 개존성(Patency)을 비교하였으며, 플라스틱 배액관이 거치 되어있던 장기를 적출하여 조직검사를 진행해서 생체 적합성을 비교하였다. 결과: 각각 6개의 친수성 PE 소재 플라스틱 배액관과 친수성 처리가 되어 있지 않은 PE플라스틱 배액관이 삽입되었으며 총 12개의 플라스틱 배액관을 수확하였다. 돼지 담도 협착 모델에서 새로운 플라스마 공정을 이용하여 제작한 친수성 PE 플라스틱 배액관은 친수성 표면 개질을 하지 않은 PE 플라스틱 배액관을 사용한 대조군 보다 1개월, 3개월 PE 플라스틱 배액관 거치 기간 동안 더 적은 세균 생물막 (Bacterial biofilm) 및 담즙앙금 (Biliary sludge)형성과 내강 협착을 보였다(p<0.05). 친수성 PE 플라스틱 배액관은 코팅이 되어 있지 않은 PE 플라스틱 배액관을 사용한 대조군 보다 1개월, 3개월 거치 기간 동안 더 좋은 개존율(Patency rate)을 보였다(p<0.05). 반면, 5개월 동안 거치 후, 수확한 친수성 처리가 되어 있지 않은 플라스틱 배액관에서는 완전 폐쇄가 관찰되었다. 5개월 동안 플라스틱 배액관을 거치한 돼지의 경우, 조직학적 염증 점수 또한 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 결론: 기존의 기술과는 다른 진보된 진공 플라스마 공정을 이용하여 제작한 친수성 플라스틱 배액관은 코팅되지 않은 플라스틱 배액관에 비해 표면의 세균 생물막 및 담즙앙금 형성과 내강 협착을 줄였다. 세균 생물막 및 담즙앙금 형성과 내강 협착의 감소는 플라스틱 배액관을 거치하는 기간 동안 주변 조직의 손상을 줄여주는 것으로 생각되며, 친수성 처리가 되어 있지 않은 플라스틱 배액관보다 담관에서 더 안전하게 사용할 수 있다. 현재 연구 결과를 검증하고 담관에서의 친수성 PE 소재 플라스틱 배액관의 장기 추적 결과를 평가하기 위해서는 향후 환자들을 대상으로 하는 임상 연구가 필요하다.