[논문]돼지피부를 사용한 방사선 체외 장해모델 구현연구

정홍문; 원도연; 정동경; 정재은

doi:10.7742/jksr.2016.10.2.139

[국내논문] 돼지피부를 사용한 방사선 체외 장해모델 구현연구
Implementation of Radiation Damage in Vitro Model using Swine Skin 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.10 no.2, 2016년, pp.139 - 144

정홍문 (대구보건대학교 방사선과) , 원도연 (대구보건대학교 방사선과) , 정동경 (대구파티마병원 방사선종양학과) , 정재은 (대구보건대학교 방사선과)

초록
AI-Helper

사람 피부 조직에서의 방사선 장해를 연구하는 방법은 실험동물에게 직접적으로 방사선을 노출하여 연구를 수행하게 된다. 이러한 연구방법은 방사선을 실험동물에게 노출시킨 후에 방사선에 의해 손상된 장해조직의 세포를 획득하여 분석을 하게한다. 이것은 시간적으로나 경제적으로도 많은 손실을 수반하게 된다. 이번 연구는 돼지의 피부를 사람의 피부로 가정하여 실험하였다. 돼지피부의 두께를 정하여 돼지피부를 통과한 후 피하조직 밑에서 세포가 직접적으로 받을 수 있는 방사선량을 얻어내어 수식화 하였다. 이번연구의 결과에 따르면 피부조직의 방사선 노출 후 피하조직 밑에서 발생되는 방사선량을 유추해낼 수 있다. 더 나아가 동물실험이 아닌 세포만을 가지고도 방사선에 의한 생체장해분석을 할 수 있는 데 효과적으로 사용할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The study of radiation-hazard in the human skin tissue is carried out by direct irradiating to experimental animals. The influences of a radiation to the animal's skin tissue are analyzed from this experiment. However, this also accompanies losses in terms of both time and economy. In this study, we simulated human tissue by using a swine skin tissue. The depth of the swine skin tissue for the experiment is determined, and the amount of the direct radiation below this skin depth is analyzed numerically. The amount of the radiation occurred by exposure below the skin tissue can be inferred. Moreover, it is possible to use only cells effectively and animal experiments to analyze the body-hazard by radiation.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

인간의 피부는 입술이 가장 얇은 2mm 의 두께로 구성되어있으며 일반적인 피부는 4mm 두께 가장 두꺼운 허벅지 피부는 6mm 정도의 두께라고 알려져있다.^[7] 이번 연구에서는 이미 구축되어 있는 cell-line을 통하여 iv-vitro라 불리는 채외실험에 관한 기초실험법을 제공하고자 한다. 직접적으로 세포 에게 방사선장해를 유도하는 것이 아닌 인체의 피부밑에 있다는 조건하에 피부세포 및 피하 조직세포에 방사선장해에 관한 연구를 제시하고자 한다.
인체의 등가 물질로는 조직공학적 실험으로 자주사용되고 있는 돼지피부를 적용하여 돼비 피부를 인간피부라고 간주하고 방사선조사 후 피부 아래의 선량을 측정하고자 하였다. 또한 방사선이 피부를 통과한 후에 정량화 가능한 수식을 유도하고자 한다.
직접적으로 세포 에게 방사선장해를 유도하는 것이 아닌 인체의 피부밑에 있다는 조건하에 피부세포 및 피하 조직세포에 방사선장해에 관한 연구를 제시하고자 한다. 인체의 등가 물질로는 조직공학적 실험으로 자주사용되고 있는 돼지피부를 적용하여 돼비 피부를 인간피부라고 간주하고 방사선조사 후 피부 아래의 선량을 측정하고자 하였다. 또한 방사선이 피부를 통과한 후에 정량화 가능한 수식을 유도하고자 한다.
^[7] 이번 연구에서는 이미 구축되어 있는 cell-line을 통하여 iv-vitro라 불리는 채외실험에 관한 기초실험법을 제공하고자 한다. 직접적으로 세포 에게 방사선장해를 유도하는 것이 아닌 인체의 피부밑에 있다는 조건하에 피부세포 및 피하 조직세포에 방사선장해에 관한 연구를 제시하고자 한다. 인체의 등가 물질로는 조직공학적 실험으로 자주사용되고 있는 돼지피부를 적용하여 돼비 피부를 인간피부라고 간주하고 방사선조사 후 피부 아래의 선량을 측정하고자 하였다.

제안 방법

도시바 진단용 방사선발생장치(model:kox-15R)을 사용하여 방사선을 조사하였고 엑스레이 조사조건은 50Kvp 4mAs 거리 90cm 로 정하여 방사선조사를 시행하 였다. 세포의 cell-line은 C3H10T 1/2 cells (Murine)를 사용하여 방사선 조사후 사전 실험을 하였다.
도시바(model:kox-15R)을 사용하여 방사선을 조사하였고 엑스레이 조사조건은 50Kvp 4mAs 거리 90cm 로정하여 방사선조사를 시행하였다. 선량측정기는 radical corporation (model 2026) 을 사용하여 측정하였다.
도시바(model:kox-15R)을 사용하여 방사선을 조사하였고 엑스레이 조사조건은 50Kvp 4mAs 거리 90cm 로정하여 방사선조사를 시행하였다. 선량측정기는 radical corporation (model 2026) 을 사용하여 측정하였다.
^[1-3] 이러한 방사선 조사를 통한 실험은 invivo 상에서 이루어지는 것이 대부분이다. 또한 실험방법은 쥐의 경우에 대부분 방사선조사 후 초기 장해유도는 2-4주 정도를 실험을 하며 후기 방사선 장해 실험은 8주후까지 post-radiation 유도한 후 혈액을 체취하거나 조직을 적출하여 분자 생물학적 기법으로 분석을 하게 된다.^[4,5] 따라서 많은 방사선 장해에 관한 연구자들은 동물실험에 관해 오랜 시간이 소요된다.
12] 또한 두께를 2,4,6mm 로 측정한 것은 인체의 피부두께의 기반하여 실험하였기 때문이다. 만약에 실험자가 4mm의 두께의 일반적인 사람피부 두께를 이용하여 방사선장해 실험을 구현하고자 한다면 4mm의 돼지 피부를 사용하여 세포가 존재하는 petridish 에 마운팅 한후 방사선 조사를 실시하면 적합한 방사선장해 실험을 실행할 수 있을 것이라는 점을 착안하였다. 한편으로는 엑스레이 조건을 50kvp ,3mAs,90cm로 설정한 이유는 많은 생물공학자들이 실험실에서 사용하는 보편적인 장비인 Faxitron digital x-ray 장비를 기반으로 하여 설정하였다.
도시바 진단용 방사선발생장치(model:kox-15R)을 사용하여 방사선을 조사하였고 엑스레이 조사조건은 50Kvp 4mAs 거리 90cm 로 정하여 방사선조사를 시행하 였다. 세포의 cell-line은 C3H10T 1/2 cells (Murine)를 사용하여 방사선 조사후 사전 실험을 하였다. C3H10T 1/2 cells은 세포골에형성에 관여하는 대표적인 세포로 조직공학연구자들에게 대표적으로 사용된다.
세포는 더 이상 증식이나 분화를 하지 못하고 사멸하여 부유하게 떠다니는 형태를 가져다주는 세포사멸(Apoptosis)이 발생한다. 쥐 계열의 세포인C3H10T 1/2을 단순 배양하여 실험조 건인 방사선량으로 조사한 후 24시간이내에 단순 광학 현미경으로 관찰한 것을 스냅사진으로 찍어 데이터화 하였다. (a)는 방사선을 조사하기전 (b)는 방사선을 조사한 후 사멸현상이 발생한 것을 촬영한 사진이다.
도시바(model:kox-15R)을 사용하여 방사선을 조사하 였고 엑스레이 조사조건은 50Kvp 4mAs 거리 90cm 로정하여 방사선조사를 시행하였다. 하부에는 방사선량을 측정할 수 있는 검출기를 위치시켰으며 순차적으로 1-6mm의 두께를 증가시켜 가면서 방사선량을 측정하여 분석하였다. 측정된 방사선량을 수식화 하여 결과를 나타내었다.
만약에 실험자가 4mm의 두께의 일반적인 사람피부 두께를 이용하여 방사선장해 실험을 구현하고자 한다면 4mm의 돼지 피부를 사용하여 세포가 존재하는 petridish 에 마운팅 한후 방사선 조사를 실시하면 적합한 방사선장해 실험을 실행할 수 있을 것이라는 점을 착안하였다. 한편으로는 엑스레이 조건을 50kvp ,3mAs,90cm로 설정한 이유는 많은 생물공학자들이 실험실에서 사용하는 보편적인 장비인 Faxitron digital x-ray 장비를 기반으로 하여 설정하였다. 이번실험에서의 몇 가지 추가 실험해야하는 점과 한계점이 존재하는데 일반촬영엑스레이 장비를 이용한 점과 이는 방사선장해가 편면적을 가지고 방향성을 간과 했다는 점 그리고 실질적으로 받는 사람내부의 피부선 량과 비교하지 못한다는점 등의 여러 가지 보완점이 존재한다.

데이터처리

모든 통계적 수치의 차이는 엑셀을 통하여 T-student (t-test)를 통하여 검증되었으며 P값 value 0.05<P 의 범위에 있을 때 통계적 차이가 유의한 것으로 간주하였다.

이론/모형

도시바(model:kox-15R)을 사용하여 방사선을 조사하였고 엑스레이 조사조건은 50Kvp 4mAs 거리 90cm 로정하여 방사선조사를 시행하였다. 선량측정기는 radical corporation (model 2026) 을 사용하여 측정하였다.

성능/효과

두께가 증가할수록 방사선의측정량은 급격하게 낮아지는 결과를 얻었다. 데이터에서는 보여주지 않았지만 back ground 값은 평균 8.
이번실험에서의 몇 가지 추가 실험해야하는 점과 한계점이 존재하는데 일반촬영엑스레이 장비를 이용한 점과 이는 방사선장해가 편면적을 가지고 방향성을 간과 했다는 점 그리고 실질적으로 받는 사람내부의 피부선 량과 비교하지 못한다는점 등의 여러 가지 보완점이 존재한다. 하지만 이번연구는 복잡한 실험이 아닌 간편한 일반촬영용 엑스레이 장비를 이용하며 바로 돼지 피부를 쉽게 구해 사람에게 받는 선량을 유추해 낼 수 있다는 장점을 가지고 있어서 실험자로 하여금 보다 편리성을 제공해 줄 수 있다.

후속연구

(a) 그림은 세포에 관한 직접적인 방사선 조사 연구법을 나타내며 (b) 그림은 이번연구에서 적용하는 돼지피부를 세포에 밀접시킨 후 방사선 조사모델을 구현 할 수 있게 된다. 이러한 실험방법은 방사선 장해로 인한 세포연구를 간접적으로 구현함에 있어서 도움을 줄 수 있을 것이다.
하지만 이번연구를 통한 실험은 일반촬영장비와 cell-line을 가지고도 in-vitro 상의 방사선 장해에 관한 세포연구에 적용할 수 있으며 이를 통해 얻은 RNA와 단백질을 얻을 수 있으리라 사료된다. 이번연구는 돼지피부와 세포만을 가지고도 보다 쉬운 방법으로 방사선 장해연구모델을 구현해냄으로 많은 방사선생물학 연구자에게 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
방사선장해 구현에 있어서 세포의 특정RNA를 획득 시에는 일반적으로 동물에게 방사선을 노출시킨 후 조직에서 세포를 획득하게 된다. 하지만 이번연구를 통한 실험은 일반촬영장비와 cell-line을 가지고도 in-vitro 상의 방사선 장해에 관한 세포연구에 적용할 수 있으며 이를 통해 얻은 RNA와 단백질을 얻을 수 있으리라 사료된다. 이번연구는 돼지피부와 세포만을 가지고도 보다 쉬운 방법으로 방사선 장해연구모델을 구현해냄으로 많은 방사선생물학 연구자에게 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

참고문헌 (12)

R.E. Jacob, M.K. Murphy, J.A. Creim, J.P. Carson, "Detecting radiation-induced injury using rapid 3D variogram analysis of CT images of rat," lungs.Acad Radiol.20(10):1264-71, 2013.

상세보기
M.F Bin Mh Busra, S.R. Chowdhury, F. Bin Ismail, A. Bin Saim, R.H Idrus. "Tissue-Engineered Skin Substitute Enhances Wound Healing after Radiation The rapy." Adv Skin Wound Care.;29(3):120-9,2016.

상세보기
K. Bourtzis, R.S. Lees, J. Hendrichs, M.J Vreysen. "More than one rabbit out of the hat: Radiation, transgenic and symbiont-based approaches for sustainable management of mosquito and tsetse fly populations." Acta Trop. 13;157:115-130, 2016.
I. Papadopoulou,V. Stewart,T.D. Barwick,W.E. Park, N. Soneji, etal."Post-Radiation Therapy Imaging Appearances in Cervical Carcinoma.Radiographics", 29:150117,2016.
R.K. Flannigan, R.T Baverstock, "Management of post-radiation therapy complications among prostate cancer patients: A case series." Can Urol Assoc J. 8(9-10):E632-6,2014.
S.E McGuire. "DNA Damage and Repair Pathway Profiles as Biomarkers in High-Risk Prostate Cancer." JAMA Oncol.7:1-2, 2016.
S.R Pajoum Shariati, MA Shokrgozar, M Vossoughi, "In vitro co-culture of human skin keratinocytes and fibroblasts on a biocompatible and biodegradable scaffold." Iran Biomed J.13(3):169-77,2009.

상세보기
J. Kodiyan, K.T. Amber. "Topical antioxidants in radiodermatitis: a clinical review." Int J Palliat Nurs. 21(9):446-52, 2015.

상세보기
F. Haubner, E. Ohmann, F. Pohl, J Strutz, H.G Gassner, "Wound healing after radiation therapy: review of the literature", Radiat Oncol, 24;7:162, 2012.
H. Goldschmidt, W.K. Sherwin. "Reactions to ionizing radiation", J Am Acad Dermatol. 3(6):551-79. Review,1980.

상세보기
A.F. Pellegata, M.A. Asnaghi, I. Stefani, A. Maestroni , S. Maestroni, et al. "Detergent-enzymatic decellularization of swine blood vessels: insight on mechanical properties for vascular tissue engineering." Biomed Res Int. (2013):918753,2013.
Z. Wu, L. Fan, B. Xu, Y. Lin, P. Zhang, X. Wei. "Use of decellularized scaffolds combined with hyaluronic acid and basic fibroblast growth factor for skin tissue engineering." Tissue Eng Part A. 21(1-2):390-402, 2015.

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증