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방법 논문

복부 내 유착 형성을 위한 번역 수술용 돼지 모델

761 조회수

⸱

DOI:

10.3791/70377

⸱

2026년 3월 13일

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1Department of Surgery, Stanford University School of Medicine, 2Hagey Laboratory for Pediatric Regenerative Medicine, Division of Plastic and Reconstructive Surgery, Stanford University School of Medicine, 3Department of Bioengineering, Stanford University, 4Department of Material Science and Engineering, Stanford University, 5Sarafan ChEM-H, Stanford University, 6Department of Pediatrics (Endocrinology), Stanford University School of Medicine, 7Woods Institute for the Environment, Stanford University

이 논문에서

요약

이 프로토콜은 유카탄 미니 돼지를 이용한 수술 후 복부 유착 형성 모델을 통해 장 절제술을 포함한 개복 수술을 진행하는 돼지 모델을 설명합니다. 이 접근법은 복부 내 유착을 신뢰성 있게 유도하며, 유착 발달 평가와 반유착 전략 검증의 장을 제공합니다.

초록

유카탄 미니 돼지를 이용해 수술 후 복부 유착 형성의 돼지 모델을 구축하였다. 이 프로토콜은 복강 정중 절개술, 2층 1차 문합을 포함한 소장 절제술, 그리고 개복 수술 형식의 단측 두정 복막 찰과상을 결합합니다. 유착 형성은 수술 후 4주 동안 확립된 총괄 및 조직학적 평가 기준을 사용하여 평가했으며, 평가는 눈가리적 관찰자가 수행하였습니다. 이 모델을 사용한 모든 동물에서 유착이 발생했으며, 장과 복벽 사이의 장고리, 복부가 복부(예: 간) 위에 겹치는 복막, 그리고 수술 부위에 포함된 다초점 유착으로 나타나며, 심각도는 다양했습니다. 4주 후 조직학적 분석에서 주로 세포외기질, 섬유아세포, 혈관으로 구성된 유착이 나타나 재형성 단계 상처 치유 조직 표현형과 일치하였다. 이 모델은 복부 유착 섬유증 생물학 연구 및/또는 후보 항유착 치료제의 중개 평가에 관련성이 있습니다. 임상적으로 중요한 장 수술 절차와 정의된 복막 손상, 표준화된 평가 전략을 통합함으로써, 이 프로토콜은 대동물 모델에서 수술 후 복부 유착을 유도하고 평가하는 재현 가능한 접근법을 제공합니다.

서론

복부 및 골반 수술 후 유착은 주요 이환 원인으로, 환자의 최대 93%에서 발생하며, 약 20%는 유착 관련 합병증으로 5년 이내에 입원해야 합니다 3,4. 복막 손상은 복부 수술 시술뿐만 아니라 복부 내 자극(감염 또는 화학적 노출), 또는 염증성 장 질환과 같은 만성 염증 상태에서 발생합니다. 이로 인한 유착은 재발성 장폐색으로 인한 추가 수술이나 불임 및만성 통증 등 다양한 임상적 결과를 초래할 수 있습니다. 악성 종양에 대한 다중 내장 절제술, 예를 들어 세포 축소 수술, 만성 염증, 장 천공 등에서 유착 형성이 특히 심각할 수 있으며, 이때 광범위한 복막 손상이 섬유화 반응을 증폭시킵니다. 또한, 접착 질환은 이후 수술 시술을 크게 복잡하게 만들어 최소 침습 접근법을 진행할 수 없게 하거나 장이나 기타 장기에 의도치 않은 의인성 손상을 일으킬 수 있습니다.

임상적 중요성에도 불구하고, 효과적인 반유착 전략 개발은 제한적이며, 이는 인간에서 관찰되는 해부학, 생리학, 상처 치유 반응을 재현하는 전임상 모델의 한계 때문일 가능성이 큽니다8. 설치류 모델은 그 가용성, 실험적 다루기 용성, 그리고 신뢰할 수 있는 접착 생성 9,10,11 덕분에 널리 사용됩니다. 그러나 작은 복막 공, 얇은 장간막, 그리고 뚜렷한 염증 환경은 번역 관련 가능성을 제한할 수 있습니다 8,12. 이러한 모델들은 동물 연구에서는 견고한 효능을 입증했으나, 인간에서는 제한적이거나 상황에 따라 임상 이익이 나타난 항부착 접근법 개발에 기여했습니다 8,13,14,15,16,17. 또한, 장 절제술과 문합과 같은 인간과 비교 가능한 외과 절차는 설치류에서 번역적으로 관련성 있게 모델링하기 어렵고, 종별 약물 대사 차이가 임상 외삽을 더욱 제한합니다18.

대형 동물 모델, 특히 돼지의 모델은 해부학적·생리학적 유사성과 유사한 외과적 취급 덕분에 복부 과정 연구에 널리 사용되며, 유착 형성과 치료 중재 실험 모두를 위한 플랫폼을 제공합니다19, 20, 21, 22. 기존의 돼지 유착 모델은 중요한 통찰을 제공했으나, 많은 모델이 시술별 유착 형성에 초점을 맞추고 표준화된 절차가 부족하여 특히 개장 수술 후 발생한 심각한 유착에 적용이 제한되는 경우가 많습니다 23,24,25,26,27.

이러한 한계를 해결하기 위해, 우리는 정중 복강 절개술, 소장 절제술, 일측성 두정 복막 마모를 통합한 수술 후 복부 유착의 돼지 모델을 개발했습니다. 이 다초점 복막 전략은 복부 수술 중 흔히 접하는 유착 촉진 자극을 재현하며, 4주 시점에 서로 다른 강도와 부위의 유착을 발생시키며, 정방향 두정 마취가 이루어지는 복부 측면과 복부 전반에 확률적 유착이 보장됩니다. 명확하고 재현 가능한 복막 손상이 있는 임상적으로 중요한 장 수술 절차를 통합함으로써, 이 모델은 기존 돼지 시스템의 주요 한계를 극복하고 수술 후 유착 형성 연구와 유착 방지 중재를 평가하는 일관된 기반을 제공합니다.

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프로토콜

윤리 선언서

모든 돼지 연구는 스탠퍼드 대학교 기관동물 관리 및 사용 위원회(IACUC) 프로토콜 #34052에서 승인한 프로토콜28에 따라 수행되었습니다.

1. 축산

  1. 검증된 판매자로부터 유카탄 미니 돼지(권장 9-12kg, 7-9주 된 동물)를 구입하세요. 우리는 코호트당 n = 4마리의 돼지를 권장합니다. 집 동물들은 빛과 온도가 조절되는 방에서 쌍으로 배치됩니다.
  2. 표준 돼지 음식을 자유롭게 제공하세요. 동물들은 탈수를 방지하기 위해 지속적으로 물을 공급받을 수 있어야 합니다.
  3. 기관 기준에 따라 체중과 전반적인 건강 상태를 정기적으로 모니터링하고 기록하세요.

2. 마취 및 수술 전 준비

  1. 집 우리에서 근육 주입 자일라진과 케타민을 사용하는 진정 돼지. 수의사가 진정이 적절하다고 판단되면 동물을 조심스럽게 수술실로 옮기세요.
  2. 수술실에 들어가면 기관내 삽관으로 동물의 기도를 확보하세요. 시술 내내 면허가 있는 수의사의 감독 하에 이소플루란으로 마취를 유지하세요.
  3. 수술 중 저혈압을 치료하기 위해 필요에 따라 IV 수액, 혈관 수축제, 이노트로프를 투여하여 장의 저관류와 문합 누출 위험을 예방합니다.
  4. 안과 연고를 바르고 눈을 윤활하고 각막 찰과상을 예방하세요. 상처 감염을 예방하기 위해 절개 1시간 전에 세파졸린 또는 이에 상응하는 항생제를 투여하세요.

3. 외과 절차

  1. 동물을 온열 패드 위에 눕혀 정상 체온을 유지하세요. 산소포화도(SpO2)를 맥박 산소 측정기로 측정하고, 심박수 모니터로 맥박을 측정하며, 10분마다 체온을 측정하세요.
  2. 복부에서 전기 클리퍼로 털을 제거한 후, 알코올 면봉 한 번을 한 번 채취한 뒤 포비돈-요오드에 적신 거즈로 피부를 준비합니다. 멸균 수건으로 복부에 남은 과도한 소독액을 닦아내세요.
  3. 복부를 멸균 수건과 수술용 드레이프로 덮어 시술 내내 무균을 유지하세요. 계획된 절개 부위의 복벽에 25게이지 바늘을 사용해 리도카인 용액을 침투합니다.
  4. 10날 메스를 사용해 백선을 따라 피부, 피하 조직, 복벽 근육을 전층 절개하여 복강 안으로 들어가 복강 안으로 들어가는 정중 복강 절개술을 시행합니다. 복벽 견인기를 설치하고 장을 적출하세요.
  5. 장의 일외판 근위~10-15cm 부위를 확인하고, 가위로 소장 2.5cm(1인치) 구간을 절제합니다. 관련 장간막을 전기소작으로 절제하여 장간막 혈관의 지혈을 합니다. 두 개의 열린 장 끝을 중단된 3-0 실크 봉합사로 봉합하여 방수 폐쇄를 달성합니다. 2층, 좌우 1차 문합술(기능적 종단 간 관문)을 시행합니다. 내강의 내층은 3-0 흡수성 봉합사를 달리듯 재구성하고, 바깥층은 3-0 비흡수성 봉합사로 재구성합니다. 시술 중 장이 새는 것을 최소화하려고 노력하세요.
  6. 무균 거즈나 전기적 소작 스크래치 패드를 사용해 오른쪽 복부 측벽을 따라 3 x 5cm 크기의 두정 복막 부위를 부드럽게 문지르세요. 복막 표면이 해리가 생기거나 복벽에 혈청 부종이 생길 때까지 (중간 압력으로 10-15회 스트로크). 왼쪽 복부 측벽은 기술적 조절 역할을 하기 위해 마모되지 않고 남겨둘 수 있지만, 이 모델을 사용하면 인간 질병과 유사한 방식으로 복부 전반에 걸쳐 확률적 유착이 형성됩니다.
  7. 장을 복강 안으로 다시 위치시키고 복벽 견인기를 제거하세요. 복부를 1리터 가열한 멸균 식염수로 세척하고, 모든 체액을 배출한 후 지혈(활성 출혈 없음)을 확인한 후 폐쇄하세요.
  8. 근막을 0-0 흡수성 봉합사로 봉합하세요. 2-0 또는 3-0 비흡수성 봉합사로 피부를 봉합하고, 절개 부위를 멸균 드레싱으로 덮으세요. 시술의 평균 소요 시간은 1시간이었습니다.
  9. 동물은 자연호흡이 돌아오면 기관관을 제거하세요. 마취에서 완전히 회복될 때까지 활력 징후(맥박, 산소포화도, 체온, 혈압)를 지속적으로 모니터링하세요.

4. 수술 후 관리

  1. 수술 후 처음 3일간은 카프로펜(25 - 50mg 경주정관)을 24시간 투여하고, 필요에 따라 복용하세요(PRN). 수술 후 처음 3일 동안은 동물들을 액체 고단백 식단(하루 두 번 1.5병, 두 번 복용)으로 유지하세요.
  2. 아목시실린(10 mg/kg)을 하루 두 번 1주일 동안 경구로 투여한 후, 상처 감염 징후(발적, 열, 배액 유무 여부 상관없이 PRN)를 투여하세요.
  3. 동물의 식욕, 활동량, 장 기능 및 상처 상태 등을 하루 두 번 점검하세요. 감염이 걱정된다면 항생제 용량과 복용 기간에 대해 수의사와 상의하세요. 상처 감염 위험을 최소화하기 위해 수술 후 처음 3일간은 멸균 드레싱을 착용한 채 두어야 합니다. 수술 후 체중 유지를 위해 2일에서 3일 간격으로 체중을 기록하세요.
  4. 수술 후 4일째(POD4)부터 동물을 고체 식사로 전환하세요. 고형 차우 섭취와 보충 액체 고단백 식단을 이어가면서 고형 차우만으로 충분한 칼로리를 견딜 수 있게 하세요.

5. 안락사

  1. 동물은 기관 기준에 따라 수의사의 감독 하에 안락사 용액을 사용해 4주 후 안락사시킵니다.
  2. 유착 정도를 대략적으로 평가하세요. 즉시 조직과 혈액 샘플을 수집하여 하위 분석을 진행하세요. 기관의 환경 보건 및 안전 지침에 따라 모든 생물학적 및 의약품 폐기물을 폐기하세요.

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결과

제안된 돼지 수술 후 유착 모델(그림 1)은 적응된 점수 시스템과 결합되어 유착을 실시간으로 등급 매겼다28. 부착 점수는 4주 실험 조건에 대해 눈 가림이 된 대표 코호트인 n=4마리 돼지에 대해 3명의 팀원이 독립적으로 수행했으며; 점수는 동물별 최종 부착 점수에 대해 평균화되었다(그림 2A). 복부 내 유착은 100% 검사된 동물에서 마모된 쪽과 비마찰된 쪽 모두에서 형성되었습니다28. 마모된 측면 유착은 마모되지 않은 쪽보다 통계적으로 유의미하게 높은 유착 점수를 보였습니다(그림 2A). 마모된 쪽과 비마모된 쪽 간의 유의성은 비짝 t-검정(p < 0.05)을 ...

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토론

제안된 돼지 유착 모델은 복부 내 유착을 모델링하는 데 임상적으로 관련성 있고 신뢰할 수 있는 방법을 제공합니다. 국소 또는 단일 부위 손상 모델과 달리, 정중 복강 절개술, 문합이 포함된 소장 절제술, 표준화된 두정 복막 마모 수술을 의도적으로 선택하여 개복 수술 중 발생하는 다요인 복막 손상을 재현하였습니다. 복부 측벽을 따라 두정 복막의 통제된 마찰은 인간 복강 절개 수술 시 흔히 발생하는 견인기 관련 손상을 모방하며, 장 절제와 문합은 임상적으로 중요한 장 취급, 허혈성 스트레스, 봉합 매개 염증을 도입합니다.

이 모델을 사용하면, 모든 동물은 다양한 정도와 분포의 유착이 발생하여, 일반 외과 진료에서 흔히 겪는 복잡한 접착 질환을 재현했습니다. 여기에는 부착성 장 폐색과 손상 부위(찰출되지 않은 쪽)에서 떨어진 곳에서 발생하는 유착과 같은 흔한 수술 후 후유증이 포함됩니다. 이 모델은 복부의 특정 부위를 의도적...

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공개 사항

저자들은 관련 공개 사항이 없습니다.

감사의 글

이 출판물에 보고된 연구는 스탠포드 SPARK 프로그램, 칼리노 가족의 후원을 받은 미국 외과학회 외과 유착 개선 프로젝트 보조금, 그리고 스탠퍼드 대학교 외과의 지원을 받았습니다. 스탠포드 수의의학 서비스 센터와 비교동물 전시관 직원 여러분께 감사드립니다. 모든 아이디어, 분석, 참고문헌 및 수치는 저자들에 의해 창작되고 검증되었습니다. AI 도구는 사소한 언어 및 문법 수정에만 사용되었습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
<스트롱>애니멀스
유카탄 미니 돼지 암컷, 체중 9에서 12kg (7주에서 9주 생)S& S 농장8
수술 용품
DMI4000 B 현미경라이카 마이크로시스템즈조직학
<스트롱>재료
유타솔 버박안락사
이오신-Y 알코올 얼룩아제르 사이언티픽   그리고 nbsp;Cat#ES709조직학
서리 낀 슬라이드피셔 사이언티픽  카테고리#12-550-400조직학
마이어 &프라임; s 헤마톡실린 용액  시그마-올드리치  Cat#MHS80 조직학
<강>약
아목시실린코베트루스59629감염 예방
10mg/kg PO BID 1회
앤세프/세파졸린코베트루스84773수술 전 감염 통제
25 mg/kg IV
아티파메졸코베트루스82124진정 역전제
0.2 mg/kg 
아트로핀코베트루스74760서맥
0.04mg/kg  그리고 nbsp;
부퍼노르핀 서방형 (ER)웨지우드 파람시진통제
0.18 mg/kg 정맥
카프로펜 - 수술 중데크라진통제
25 mg/kg 정맥 및 정맥;
카프로펜 - 수술 후데크라진통< br/> 25-50mg 경구 복용 필요
세레니아조에티스항구역질제< br/> 1-2 mg/kg 1회 수술 중 IV 투여
이소플루란데크라진정 요법 &
리도카인 2%베트원V1 510212진통제
절개 전 2 mg/kg SQ
케타민데크라무호흡증 및 진통< br/> 12 mg/kg 근육 투여
도부타민호스피라 마취과 의사별 투여 및 용량 조절 및 nbsp;
포비돈-요오딘 (베타딘)밸리벳12265소독제
자일라진(롬푼)데크라GW l400000진정/진통
2.2 mg/kg 근육
<스트롱>외과 용품
3-0 PDS(폴리디옥사논) 봉합사에티콘Cat#Z316H아나스타모시스
양 - 2 
3-0 실크 봉합사 (팝오프)  에티콘Cat#1679H아나스타모시스
수량 - 팝오프 1팩
0-0 PDS(폴리디옥산논) 봉합사에티콘Cat#Z990G리네아 알바 폐쇄<> 수량 - 1
3-0 프로린 봉합사에티콘카탈로그#8684G피부 닫힘
양 - 1
보비 전기소작술  그레이라인 메디컬 서플라이Cat#E2516항상성과 절단
육군/해군이나 리처드슨 원자로와 같은 복벽 견인기가 장착된 표준 무균 복부 수술 기구 세트. 
3M 테가덤 + 패드 3M카테고리#3593외과 드레싱
고단백 액체 식단확실히식<브루/> 1.5병, 전당 1통
Software
바이오렌더협약 번호 SH28Z3OOKI피규어 생성 
어도비 일러스트레이터어도비v29.8.1피규어 생성 
피지NIH피규어 생성 
*참고: AI 도구는 소규모 언어 및 문법 수정에만 사용되었습니다
*입찰 - 하루 두 번, 그리고 nbsp; IV - 정맥 주사, 근육 내 마사, 경구 주입 - 경구 투여, SQ - 피하 주사, 필요 시 PRN

참고문헌

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