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배아 및 정자의 냉동보존
배아의 냉동 보존

1. 배아 냉동 보존의 필요성

체외수정의 기법이 발달함에 따라서 배아를 냉동 보존하여야 하는 필요성이 생기게 되었는데 그 필요성이 증가한 이유는 다음과 같다.

  1. 체외수정 및 배아이식 후 남은 배아를 보존하였다 필요에 따라 향후 주기에 이식하고자 할 때 배아보존이 필요하다.

  2. 환자의 상태가 이번 주기에 배아이식이 부적합한 경우에 차기에 이식하여야 할 때 배아보존이 필요하다.

  3. 과배란주기가 아닌 차기의 자연 주기를 이용하여 이식하고자 할 때 배아보존이 필요하다.

  4. 난자 공여자와 수여자 사이에 시간적 일치가 어려울 때 배아보존이 필요하다.

  5. 배아의 유전적 검진이 필요할 때 배아보존이 필요하다.

2. 배아 냉동 보존에 사용되는 동해 방지제의 역할

배아를 냉동 보존하고자 할 때 동해 방지제가 필요한데 동해 방지제가 하는 역할은 다음과 같다.

  1. 낮은 온도까지 온도를 내려도 세포 내 동결이 생기지 않게 한다.

  2. 세포막을 변화시켜 동해로부터 세포를 보호한다.

3. 동해 방지제의 종류

동해 방지제는 세포막을 통과할 수 있는 것과 세포막을 통과할 수 없는 것으로 크게 두 가지로 나눌 수 있다.

세포막 통과가 가능한 동해 방지제(세포내 동해 방지제)는 다음과 같다.

  1. 1,2-프로판디올(1,2-propandiol: PROH)

  2. 디메칠 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide: DMSO)

  3. 글리세롤(Glycerol)

세포막 통과가 불가능한 동해 방지제(세포외 동해 방지제)는 수크로스(Sucrose)가 있다.

4. 배아 발달에 따른 동해 방지제의 선택

배아를 냉동 보존할 때는 배아 발달에 따라서 다음과 같이 다른 동해 방지제를 사용하여야 한다.

  1. 난자의 냉동보존시에는 DMSO 및 PROH를 주로 사용한다.

  2. 전핵 단계의 배아, 2-세포기 및 4-세포기 배아의 냉동보존시에는 PROH를 사용한다.

  3. 8-세포기 및 16-세포기 배아의 냉동보존시에는 DMSO를 사용한다.

  4. 포배기 배아의 냉동보존시에는 글리세롤(Glycerol)를 사용한다.

5. 완만 냉각법과 급속 냉각법

베아의 냉동 보존시 냉각의 속도가 중요하며 크게 완만 냉각법과 급속 냉각법으로 나눌 수 있다.

완만 냉각법은 주로 인간 배아에 이용되는 방법으로써 자동 세포 냉각기(automatic cell freezer)를 사용하게 되는데 따라서 소요 시간이 길며, 경비가 많이 든다.

급속 냉각법은 주로 동물에서 사용되는 방법으로써 상온에서 직접 -196℃의 액화질소 속에 넣어 냉각하는 방법이다. 따라서 자동 세포 냉각기가 필요없고, 간편하며, 소요 시간이 짧다.

6. 냉동 보존되었던 배아의 융해

냉동상태로 보존되었던 배아를 이식하려면 먼저 냉동된 배아를 원상태로 복귀시켜야 하는데 이때 다음과 같은 과정이 필요하다.

  1. 융해(thawing)

  2. 재수화(rehydration)

  3. 동해 방지제 제거.

이때 융해하는 방법은 냉각할 당시의 방법에 따라서 완만 융해를 하거나 아니면 급속 융해를 한다.

7. 냉동 보존되었던 배아의 이식

냉동되었던 배아를 이식할 때, 자연 주기를 이용하는 방법과 인공 주기를 이용하는 방법 등이 있다.

자연 주기를 이용하는 방법은 혈청 LH 측정 및 질식 초음파 검사를 하여 LH 분비폭발(surge) 3일 내지 4일 후 초음파상에서 우성 난포가 소실된 시기에 맞추어 이식하는 방법이다.

인공 주기를 이용하는 방법은 난자 공여 프로그램과 동일한 방법으로 에스트로겐과 프로게스테론을 투여하여 인위적으로 자궁내막을 배아이식에 적합하게 만든 다음 이식하는 방법이다.

8. 냉동 융해 후 배아의 생존률 및 임신률

융해 후 배아의 생존률은 보고자에 따라 다소 다르나 50%에서 80%로 보고되고 있다. 냉종 보존되었던 배아의 이식 후의 임신률은 배아 이식당 19.2%로 보고되고 있다. 이렇게 하여 태어나는 아기의 기형아 문제에 관하여는 앞으로 많은 관찰이 필요하다.

정자의 냉동 보존

1. 정자의 냉동 보존이 필요한 이유

정자의 냉동 보존이 필요한 이유는 크게 자가정자 인공수정을 위한 경우와 공여자 인공수정을 위한 두 가지가 있다. 다음과 같은 경우에 자가정자 인공수정(homologous insemination)이 필요하며 따 라서 정자의 냉동보존이 요구된다.

  1. 고환제거술, 항암치료 및 방사선 치료를 해야 하는 경우 미리 정자를 보존하기 위하여 냉동보존이 필요하다.

  2. 체외수정 및 자궁내 인공수정을 하여야 하는 경우 정자를 용이하게 얻기 위하여 냉동보존이 필요하다.

  3. 정관 절제술을 하는 경우 향후 필요에 대비하여 냉동보존이 필요하다.

  4. 정자의 미세조작술을 하는 경우 남은 정자를 차후에 사용하기 위하여 냉동보존이 필요하다.

공여 정자 인공수정(donor sperm insemination)이 필요할 때 사전에 HIV, 간염 바이러스, 매독, 임질, 클라미디아 및 우레아플라스마 등의 감염 유무를 확인하여야 하므로 냉동보존된 상태이어야 이들을 철저히 검사할 수 있다.

2. 정자 냉동 보존의 실제

정액이 수집되면 실온에서 액화를 기다린 다음 정액을 분석한다. 분석이 끝나면 냉동 보존액과 정액을 1:1로 혼합한 뒤 약 15분간 실온에서 방치한다. 냉동 보존액과 혼합된 정액을 액화 질소에서 -60℃까지 냉각시킨다. 이때 동해 방지제는 6-8%의 글리세롤을 사용한다.

3. 냉동 보존된 정자의 융해와 임신률

냉동에서 보존되었던 정액의 융해는 실온에서 혹은 37℃ 욕조에서 융해하고 세척액을 사용하여 원심분리하여 냉동 보존액을 제거한다. 융해 후 운동성 정자의 보존률은 60-70%이다. 신선한 정자를 이용한 인공 수정시 임신률이 10-20%인데 비하여 냉동정자를 이용한 인공 수정시의 임신률은 5-10%로 낮은 편이다.

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