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Research Article
Pan Yin1, Feng Liu2, Shugao Ye2, Jian Huang1, Chunxiao Hu3, Huixing Li2, Min Yan4, Lifang Zhang4, Hong Zhu5, Yantian Lv4, Ping Gao4, Bingqing Yue1, Bin Huang1, Xiucheng Yang1, Jin Zhao1, Decheng Yin1, Man Huang6, Jingyu Chen1,2
1Department of Lung Transplantation,The Second Affiliated Hospital Zhejiang University School of Medicine, 2Department of Thoracic Surgery,Lung Transplantation Center of Wuxi People's Hospital, 3Department of Anesthesiology,Lung Transplantation Center of Wuxi People's Hospital, 4Department of Anesthesiology,The Second Affiliated Hospital Zhejiang University School of Medicine, 5Department of Ultrasound Imaging,The Second Affiliated Hospital Zhejiang University School of Medicine, 6General Intensive Care Unit,The Second Affiliated Hospital Zhejiang University School of Medicine
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
이 프로토콜은 기증자 후방 심방 피판의 회전을 통해 폐 이식 중 기증자 심방 커프 전벽 결손을 효과적으로 재건하는 새로운 방법을 설명합니다.
폐 이식 중 후심방 피판을 회전시켜 생체 내에서 기증자의 전방 좌심방 결손을 복구하는 새로운 수술 기법에 대해 자세히 설명합니다. 이 방법은 가장 흔한 유형의 기증자 좌심방 커프 결손, 즉 전방벽 결손, 즉 전형적으로 기증자의 심장을 사용할 때 유지되는 온전한 후벽을 다룰 수 있습니다. 폐 이식에서 심방 커프 문합 동안, 여분의 기증자 후방 심방 벽은 심방 피판으로 트리밍됩니다. 후벽 문합이 완료된 후 심방 피판을 180° 회전시켜 전벽 재건 문합을 위한 패치로 사용합니다.
혈류를 회복한 후 폐정맥의 유속은 경식도 심장초음파로 확인된 바와 같이 정상적이고 매끄럽습니다. 기존의 패치 재건 방법과 비교하여 새로운 방법은 심방 커프 문합 시간을 효과적으로 줄입니다. 본 연구의 결과에서는 재건 후 폐정맥 폐색에 유의한 차이가 없었다. 폐동맥 수축기 혈압은 모든 그룹에서 수술 후 현저히 낮았고 폐 기능은 개선되었으며, 그룹 간에 유의한 차이는 없었다. 이 새로운 기술은 좌심방 커프 결손의 재건을 위한 실현 가능한 전략을 제공하고 기증자 폐의 효과적인 이용률을 향상시킬 수 있습니다.
대부분의 말기 폐 질환에 대한 유일하고 효과적인 치료법인 폐 이식은 기증자 장기의 부족으로 인해 제한적입니다. 따라서 잠재적인 기증자 장기를 효과적으로 활용하기 위해 이식 절차를 최적화할 필요가 있다1. 기증자의 폐 적출을 위한 수술 기법은 이 절차의 중요한 측면입니다. 현재, 폐정맥보다 문합에 일상적으로 사용되는 온전한 좌심방커프를 보존하는 것이 필수적이다 2,3. 좌심방 결손은 기증자의 폐 손상에서 가장 흔한 질환으로, 기증자의 심장과 폐가 분리될 때 발생하는 사례의 2.7%에서 발생합니다. 심장 이식 수혜자에서 좌심방 후방벽이 유지된다는 것은 기증자의 후심방 벽 조직이 일반적으로 기증자의 폐에 완전히 유지된다는 것을 의미하며(그림 1A), 좌심방 전방벽의 결손이 가장 흔한 유형의 심방 커프 손상이 되며(그림 1B) 사례의 약 71%를 차지합니다4. 심방간 홈으로 인해 전방 심방 벽 결손은 우측 기증자 폐에서 더 흔하게 발생한다 5,6.
본 논문은 기증자의 폐 이식 과정에서 발생하는 좌심방 근개 결손 문제를 안전하고 효과적으로 해결할 수 있는 새로운 심방커프 재건술을 소개하여 기증자 폐의 이용률을 향상시킬 수 있다. 이 새로운 방법의 핵심은 기증자 폐의 온전한 후심벽을 유지하는 것입니다. 과도한 후방벽을 가지치기함으로써 심방피판을 형성하고, 심방피판의 회전은 결함이 있는 전벽을 복구하기 위한 패치를 제공합니다.
심방커프 결손이 있는 경우, 정맥 유출 통로를 매끄럽게 하고 협착증을 예방하기 위해 심방커프를 형성하고 재건하는 데 추가 시간이 필요하다5. 전통적인 유형의 패치 재건은 기증자의 폐를 가슴에 삽입하기 전에 체외에서 수행되어 냉간 허혈 시간을 증가시킵니다. 커프 재건에는 패치 재료의 가용성이 필요합니다. 과잉 기증자 심낭 조직이 가장 일반적으로 사용되지만, 과잉 동맥 조직도 활용될 수 있다 4,5,6. 사용된 패치 재료의 유형에 관계없이 커프 재건은 수술 시간 증가 및 비상동 혈관 문합으로 인한 정맥 유출로 폐색과 같은 수술 합병증의 위험 증가와 관련이 있습니다.
새로운 방법은 기증자의 과도한 좌심방 조직을 사용하여 생체 내에서 전벽 결함을 복구할 수 있습니다. 수술이 더 편리하고 문합 시간이 효과적으로 단축되어 저온 허혈 시간을 줄입니다. 우리가 후심방 피판을 회전시키는 좌심방 커프 재건술이라고 명명한 이 방법은 폐 이식에서 가장 흔한 유형의 기증자 폐 심방 결손인 전방 심방 벽 결손을 다루기 위한 새롭고 실현 가능한 전략을 제공합니다.
이 연구는 병원의 윤리 검토 위원회(승인 번호 ChiCTR2400085507)의 승인을 받았으며 모든 피험자로부터 서면 동의서를 받았습니다.
1. 수술 전 준비
2. 마취 및 ECMO
3. 수혜자의 병든 폐 제거
4. 수혜자의 혈관 및 기관 잔여물의 치료
5. 기증자 폐의 분리 및 트리밍
6. 원발성 기관지와 폐동맥의 문합
7. 좌심방 커프의 재건 및 문합
8. 혈류 개방
9. 가슴 클로저
10. 데이터 로깅 및 수술실 나가기
11. 후속 조치
12. 통계 분석
환자는 2021년부터 2023년까지 저장대학교 의과대학 제2부속병원 폐이식센터 또는 우시 인민병원 폐이식센터에서 시행된 931건의 폐이식 기록을 검토하여 선발됐다. 두 센터 모두 동일한 수술 과장이 수술 팀을 이끌고 있었으며, 수술 팀은 경험이 풍부한 선임 의사와 간호사로 구성되었습니다. 모든 기증자 장기는 장기 배분 및 점수 매기기 원칙에 따라 COPO 시스템에서 공정하게 할당되었습니다.
접종자의 주요 질환으로는 특발성 폐섬유증, 결합조직질환 관련 간질성 폐질환, 세기관지염 폐상증후군, 만성 폐쇄성 폐질환 등이 있었다. 총 71명의 환자가 기증자 폐심방근개 재건술을 받았고, 그 중 13명은 단폐 이식을, 58명은 이중 폐 이식을 받아 이중 폐 절개 재건술 발생률이 6.2%에 달했다. 본 연구에 포함된 58명의 이중 폐 이식 수혜자 중 23명은 후벽 전방 회전 심방 커프 재건술(선호되는 기술, 그룹 1: 후방 심방 피판 그룹)을 받았고 35명은 전통적인 패치 재건술을 받았습니다. 패치 재건의 경우; 외과의는 기증자의 폐 상태에 따라 가장 적합한 패치 재질을 결정했습니다. 공여자 대동맥은 20명의 환자(그룹 2: 대동맥 패치 그룹)에서 사용되었고, 나머지 15명의 환자(그룹 3: 심낭 패치 그룹)에는 공여자 심낭을 사용했으며, 공여자와 수혜자의 기준선 특성은 표 1에 요약되어 있습니다. 그룹 간에 유의미한 차이는 관찰되지 않았습니다.
후방 심방 피판이 좌심방 커프 재건술을 회전하는 경우
2023년 10월, 17세 남성(신장 165cm, 체중 50kg)이 6개월 동안 가래를 동반한 기침이 지속되고 3개월 동안 천식이 악화되어 병원에 입원했습니다. 입원 6년 전, 환자는 다량의 노란 고름 가래를 동반한 기침을 일으켰고, 이는 감염을 동반한 기관지 확장증으로 진단되었습니다. 그러나 감염 방지 치료는 효과적이지 않았다. 유전자 검사에서 폐낭포성 섬유증이 밝혀졌다. 입원 3개월 전, 환자는 감기에 걸려 천식을 앓게 되어 지속적인 산소 요법이 필요했습니다. 치료 및 퇴원 후 가정에서 지속적인 산소 요법을 받은 경우 환자의 활동 지구력이 크게 감소했으며 종합적인 평가를 통해 폐 이식의 적응증이 확인되었습니다. 따라서 환자는 대기자 명단에 추가되었습니다. 대기자 명단에 오른 지 46일이 지난 후, 적합한 기증자가 확인되었습니다.
기증자는 2023년 11월 교통사고로 인한 외상성 뇌손상으로 병원에 입원한 20세 남성(신장 170cm, 체중 60kg)이었다. 흡기 산소 농도 분획에 대한 동맥혈 내 산소 분압의 비율은 450이었고 흉부 영상 소견은 정상이었다. 환자는 입원 후 5일째 되는 날에 뇌사 판정을 받았습니다. 가족들은 환자의 의사에 따라 장기 기증에 동의했고, 폐의 적합성을 평가했다. 심폐 삽관 관류 후 전체 심폐 시스템을 분리하고 심장과 폐를 in vitro에서 분리했습니다. 좌심방이 분리되는 동안, 기증자 심장에 충분한 전벽 조직이 허용됨에 따라 우측 기증자 폐의 심방 커프 전벽에 결함이 발생했습니다(그림 1B).
이중 폐 이식 절차는 2023년 11월 23일에 시행되었습니다. 수혜자의 단일 폐 인공호흡은 안정적인 산소 순환을 가져왔고, 따라서 폐 이식은 체외막 산소화 지원 없이 수행되었습니다. 수술 중 우심방 심방 커프의 후벽은 후방 심방 플랩 회전 좌측 커프 재건 기술을 사용하여 재건되었습니다. 좌측 폐정맥 심방커프 문합은 정상이었다. 좌우 폐심방커프의 문합 시간은 각각 24분과 16분이었다. 모든 문합이 끝난 후, 혈류가 회복되었고 정상적인 이중 폐 환기가 시행되었습니다. 경식도 초음파 검사는 정상적인 양측 심방 커프 문합 유속(<140cm/s)을 나타냈습니다(그림 4). 원발성 이식 기능 장애(PGD)는 발생하지 않았으며 수혜자는 폐 이식 후 20일 후에 퇴원했습니다. 현재까지 수혜자는 잘 회복되었으며 수술 후 삶의 질이 크게 향상되었습니다.
56명의 환자에 대한 심방커프 문합 시간 비교
우심방근개 재건술을 받은 56명 중 23명은 좌심방좌방굴개 재건술을 받았고, 33명은 대동맥 안치대, 13명은 심낭 절개 수술을 받았다. 우심방 커프 문합 시간은 후심방 피판, 대동맥 패치 및 심낭 패치 그룹에서 각각 20.5± 1.99분, 22.8± 5.2분, 23.3± 5.3분이었다. Kruskal-Wallis 검사를 이용한 분석은 후방 심방 피판의 문합 시간이 대동맥 및 심낭 패치의 문합 시간보다 현저히 짧다는 것을 밝혔습니다(P < 0.01). 그러나 대동맥 안금과 심낭 안치 사이에는 큰 차이가 없었다.
우측 재건술을 받았으나 좌측 재건술을 받지 않은 54명의 환자 중 21명은 좌심방 절개 회전 후심방 피판 재건술을 받았고, 33명은 대동맥 안치와 함께 대동맥 패치 재건술을 받았고, 13명은 심낭 안치술을 받았다. 복원되지 않은 좌심방 커프 문합 시간은 후심방 피판, 대동맥 패치 및 심낭 패치 그룹에서 각각 17.5± 2.8분, 17.7± 3.8분, 17.6± 4.3분이었습니다. Kruskal-Wallis 테스트에서는 그룹 간에 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았습니다(그림 5).
혈류 복원 후 재건 발생률 비교
후심방 피판 회전 좌심방 근개 재건술을 받은 환자 2명(8.6%), 대동맥 패치 재건술을 받은 환자 3명(15.0%), 심낭 패치 재건술을 받은 환자 3명(20.0%)에서 혈류 복원 후 재건이 필요한 문합 출혈이 발생했다. 후방 심방 피판 회전 좌심방 커프 재건술 후 재건 발생률이 낮았음에도 불구하고, 카이 제곱 검정을 사용한 분석에서는 그룹 간에 유의한 차이가 없는 것으로 나타났습니다(χ2 = 0.808, P = 0.667).
유출 속도의 비교
식도 초음파로 측정한 유출 속도(그림 6)는 세 그룹 모두에서 환자가 정상적인 폐정맥 유출 채널을 가지고 있음을 보여주었으며, 우측(후방 심방 피판 회전 좌심방 커프 재건술, 53.94 ± 16.3 cm/s; 대동맥 패치 재건술, 60.0 ± 21.5 cm/s; 심낭 패치 재건술, 56.4 ± 17.9 cm/s; P > 0.05) 또는 좌측(후방 심방 피판 회전 좌심방 커프 재건술, 64.8 ± 18.1 cm/s; 대동맥 패치 재건술, 68.8 ± 19.8 cm/s; 심낭 패치 재건술, 59.5 ± 16.8 cm/s; P > 0.05) 폐정맥(그림 7).
수술 후 30일 후의 심장 초음파 검사 비교
수술 전과 수술 후 심장 색 도플러 초음파 검사 결과, 세 그룹 간에 수술 전 또는 수술 후 폐 수축기 혈압에 통계적으로 유의한 차이가 없었다(P > 0.05)(그림 8). 그러나, 수술 후 폐동맥 수축기 혈압은 세 그룹 모두에서 수술 전 폐동맥 수축기 혈압보다 유의하게 낮았다(후방 심방 피판 회전 좌심방 커프 재건술, 24.5 ± 7.5 vs 41.4 ± 16.6 mmHg, P < 0.01; 대동맥 패치 재건술, 27.6 ± 8.6 vs 35.2 ± 11.1 mmHg, P < 0.05; 심낭 패치 재건술 27.7 ± 7.5 vs 35.9 ± 14.6 mmHg, P < 0.05).
수술 후 PGD와 수술 전후 생존율 비교
PGD 발병률은 대동맥(5.0%) 또는 심낭(13.3%) 패치 재건 그룹보다 후심방 피판 회전 좌심방 커프 재건 그룹(8.6%)에서 더 높게 관찰되었다. 그러나 이 차이는 통계적으로 유의하지 않았다(χ2 = 0.431, P = 0.806). 수술 전후 4명의 환자가 사망했는데, 그 중 1명은 좌심방 팔개 재건술을 받은 후심방 피판술을, 3명은 대동맥 패치 재건술을 받았다(χ2=2.515, P=0.284).
수술 후 90일 이내의 임상 데이터 비교
수술 후 90일째 경과한 시점에는 그룹 간 관련 임상적 특징에 유의한 차이가 없었다(표 2). 강제 호기량/강제 폐활량 및 동맥혈 가스로 측정한 폐 기능은 수술 전과 비교하여 수술 후 90일이 크게 개선되었습니다. 그러나, 세 그룹 간에 이러한 개선에는 유의한 차이가 없었다(표 1 및 표2).

그림 1: 기증자 폐의 해부학적 다이어그램. (A) 심폐 분리 후 기증자 폐의 정상적인 좌심방 커프 상태. 손상되지 않은 후방 좌심방 후방 벽과 충분한 전방 벽이 보존되어 있습니다. (B) 고전적인 기증자 좌심방 커프 전벽 결손: 우측 기증자 폐의 전방벽이 없습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: 좌심방 커프의 재건 및 문합 다이어그램. (A) 기증자 심방 커프의 오른쪽에 있는 전벽의 결함; 기관과 동맥의 문합이 완료된 후, 심방의 과도한 후벽을 아래에서 위로 절단하여 심방 피판을 형성합니다. (B) 후방 심방벽의 문합을 완료하는 것. (C) 심방 피판의 가장자리는 수혜자의 심방 커프의 전벽까지 문합되었으며, 심방 피판의 내막이 안쪽을 향하도록 했습니다. (D) 심방 커프의 나머지 가장자리를 수혜자의 전벽까지 문합했습니다. 배기구를 조이고 연 후 커프가 잘 확장되어 출혈이 없고 재건할 필요가 없습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3: 그림 2의 선 그림. (A) 기증자 심방 커프의 오른쪽에 있는 전벽의 결함. 기관과 동맥의 문합이 완료된 후, 심방의 과도한 후벽을 아래에서 위로 절단하여 심방 피판을 형성합니다. (B) 후방 심방벽의 문합을 완료하는 것. (C) 심방 피판의 가장자리는 수혜자의 심방 커프의 전벽까지 문합되었으며, 심방 피판의 내막은 내측d를 향하고 있었습니다. (D) 심방 커프의 나머지 가장자리를 수혜자의 전벽까지 문합했습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4: 양측 심방 문합 유속의 식도 초음파. 모든 문합이 완료된 후 수술실에서 경식도 초음파 이미지를 획득하여 양측 심방 문합 유속이 정상임을 보여주었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 5: 심방 커프 문합 기간의 비교. (A) 우측(재건) 심방 커프 문합 시간. (B) 좌측(재건되지 않은) 심방 커프 문합 시간. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 6: 양측 유출 유속의 식도 초음파. (A) 우측 폐심방 문합에서 유속 측정. (B) 좌측 폐심방 문합에서의 유속 측정. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 7: 식도 초음파로 측정된 양측 유출 속도. (A) 우측 폐심방 문합에서 유속 측정. (B) 좌측 폐심방 문합에서의 유속 측정. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 8: 수술 후 30일 시점의 심초음파. 수술 전과 수술 후 폐 수축기 혈압에서 차이가 관찰되었으며, 4V²TR + RPA mmHg로 측정되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
| 특성 | 커프 재건에 사용되는 기술 | P-값 | ||
| 후방 심방 피판(N = 23) | 대동맥 패치(N = 20) | 심낭 패치(N = 15) | ||
| 기증자 | ||||
| 성별 (F/M) | 5/18 | 4/16 | 4/11 | 나그네치아 |
| 나이 (년) | 35.0 ± 12.9 | 36.1± 12.1 | 36.7± 10.9 | 0.86 |
| 동맥 PO2/FiO2 | 401 ± 102 | 422± 106명 | 426 ± 101 | 0.14 |
| 수령인 | ||||
| 성별 (F/M) | 2/21 | 4/16 | 6/9 | - |
| 나이 (년) | 47.3 ± 21.0 | 52.3± 16.2 | 49.5 ± 21.4 | 나그네치아 |
| PO2 (mmHg) | 91.6 ± 21.6 | 106.7±38.3 | 102.2±35.2 | 나그네치아 |
| PCO2 (mm수흐) | 55.2 ± 21.7 | 54.6 ± 17.3 | 47.4 ± 11.2 | 나그네치아 |
| 포화도2 (%) | 96.6 ± 2.1 | 92.9± 20.3 | 91.9 ± 17.3 | 나그네치아 |
| FEV1/FVC | 49.4 ± 23.9 | 48.7± 30.0 | 63.7 ± 26.0 | 나그네치아 |
| 팹 (cm/s) | 38.8 ± 17.9 | 44.4± 23.0 | 39.1 ± 24.4 | 나그네치아 |
표 1: 폐 이식 기증자와 수혜자의 기준선 특성. 값은 평균 ± 표준 편차로 표시됩니다. 그룹을 비교하기 위해 Kruskal-Wallis 검정을 사용했습니다. 약어: F = 여성; FEV1 = 강제 호기량; FiO2 = 흡기 산소의 분율; FVC = 강제 폐활량; M = 남성; PAP = 폐동맥 압력; PCO2 = 이산화탄소의 분압; PO2 = 산소의 분압; SatO2 = 산소 포화도.
| 특성 | 커프 재건에 사용되는 기술 | P-값 | ||
| 후방 심방 피판(N = 23) | 대동맥 패치(N = 20) | 심낭 패치(N = 15) | ||
| PO2 | 113.2 ± 24.1 | 97.3 ± 27.5 | 98.8 ± 27.0 | 나그네치아 |
| 폴리에틸렌2 | 40.4 ± 5.7 | 39.2 ± 10.8 | 36.4 ± 7.2 | 나그네치아 |
| 포화도2 | 98.1 ± 0.9 | 93.0 ± 21.1 | 93.7 ± 16.7 | 나그네치아 |
| FEV1/FVC | 86.1 ± 10.3 | 87.1 ± 19.4 | 81.9 ± 17.6 | 나그네치아 |
표 2: 수술 후 90일 후 폐 이식 수혜자의 임상적 특성. 값은 평균 ± 표준 편차로 표시됩니다. 그룹을 비교하기 위해 Kruskal-Wallis 검정을 사용했습니다. 약어: FEV1 = 강제 호기량; FVC = 강제 폐활량; PCO2 = 이산화탄소의 분압; PO2 = 산소의 분압; SatO2 = 산소 포화도.
저자들은 자신들이 서로 상충하는 이해관계가 없다고 선언한다.
이 프로토콜은 기증자 후방 심방 피판의 회전을 통해 폐 이식 중 기증자 심방 커프 전벽 결손을 효과적으로 재건하는 새로운 방법을 설명합니다.
이 연구는 중국 국가 핵심 연구 개발 프로그램의 지원을 받았습니다. (프로젝트 번호 2023YFC2507100).
| ACE+7 SHEARS | ETHICON | HARH23 | |
| 관절 내시경 선형 절단기 | ETHICON | PSEE45A | |
| 외상성 조직 집게 | Delacroix-Chevalier | DC13200-24/DC13200-20 | |
| 심방 봉합 집게 | Delacroix-Chevalier | DC40672-26/DC40673-26 | |
| 파란색 모노필라멘트 비분류 봉합사 (4-0) | ETHICON | REF8521 | |
| 블루 모노필라멘트 비분류 봉합사 (5-0) | ETHICON | HS6856 | |
| 기관지경 | OLYMPUS | BF-Q170 | |
| 코팅 비크릴 플러스 항균 봉합사 (1-0) | ETHICON | VCP359 | |
| 진단 초음파 시스템 | PHILIPS | EPIQ 7C | |
| 디프리반 주사 | 아스트라제네카 | 1% w/v | |
| 일회용 스킨 스테이플러 | 프라이드 | P-PF-35R | |
| ECMO | 마케 | CARDIOHELP-i | |
| 전기 수술 연필 | AESCULAP | GN300 | |
| 바늘 홀더 | Delacroix-Chevalier | DC51170-24/G30154 | |
| 음압 흡입 장치 | SMAF | YX930 | |
| PDS II 흡수성 봉합사 (4-0) | ETHICON | W9109 | |
| 폐동맥 차단 겸자 | Delacroix-Chevalier | DC13010-23 / DC13010-23 | |
| Remifentanil Hydrochloride 주입 | CNPIC | H20223422 | |
| Thoratrak MICS 견인기 시스템 | Medtronic | 28605 | |
| 조직 가위 | Delacroix-Chevalier | B25925 |