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미세조작술
1. 미세조작술의 임상적 응용

미세조작술은 이미 수십년 전부터 생물학 및 축산학 분야에서 많이 사용해 오던 표준화된 기법인데 이 방법을 다음과 같은 목적으로 임상에 도입하게 되었다. 수정을 높이기 위하여 다음과 같은 방법을 사용한다.

  1. 난자세포질내 정자 주입술(intracytoplasmic sperm injection: ICSI)

  2. 난자세포질내 정세포 주입술(round spermatid injection: ROSI)

  3. 미세수술 부고환정자 흡인술(microsurgical epididymal sperm aspiration: MESA)

배아의 착상을 높이기 위하여 보조 부화술(Assisted hatching)를 사용한다.

착상전 유전 진단을 위하여 다음과 같은 방법을 사용한다.

  1. 제1 극체(first polar body) 생검법

  2. 포배외층(trophoectoderm) 생검법

  3. 2-세포기 배아로부터 한 개의 할구를 분리하는 방법(그림 36-1)

할구 생검법

그림 36-1. 할구 생검법

2. 미세조작술에 의한 착성 전 유전 진단이 가능한 질환

미세조작술이 가능해지면서 착상전 배아를 생검하여 유전적 진단이 가능하게 되었는데 현재까지 알려진 진단이 가능한 질환은 다음과 같다.

  1. 듀케네씨 근발육이상(Duchene's muscular dystrophy)

  2. 겸상적혈구병(sickle cell disease)

  3. 혈우병(hemophilia)

  4. 태이쌕씨 병(Tay-Sachs disease)

3. 그 동안 중증 남성 불임증의 치료는 해결할 수 없는 과제이었다

체외수정의 초창기에는 중증 남성 불임도 체외수정으로 해결될 것으로 기대하였다. 그러나 중증 남성 불임은 체외에서의 수정 자체가 이루어지지 않기 때문에 이러한 기대는 허사가 되었다.

그 이후 펜톡시필린(pentoxifylline) 및 2-데옥시아데노신(2-deoxyadenosine) 등으로 정자를 활성화시키는 방법도 강구하였으나 그 성적은 좋지 않았다.

또한 투명대 천공(zona drilling), 투명대 부분 절제(partial zona dissection: PZD) 및 투명대하 정자 주입(subzonal sperm insertion: SUZI) 등이 개발되었으나 다정자수정(polyspermy)이 문제가 되어 임상에 적용하는데는 어려움이 있었다.

드디어 1980년대 중반에 난자세포질내 정자 주입술(ICSI)이 도입됨으로써 중증 남성 불임을 상당히 해소할 수 있게 되었다. 물론 여기에도 문제가 없는 것은 아니다.

4. 난자세포질내 정자 주입술(ICSI)의 실제

유리 모세관으로 미리 집게 피펫(holding pipette)과 주입피 펫(injection pipette)을 준비한다. 이 과정은 숙련된 사람이 매우 정교하게 만들어야 한다.

준비된 미세피펫을 미세주입기(microinjector)에 연결한다.

현미경 200배 시야에서 정자 1개를 선택하여 주입 피펫 끝으로 꼬리를 잡아 꼬리부터 주입 피펫에 흡인한다(그림 36-2).

다음은 집게 피펫을 이용하여 난자를 고정시킨 다음, 주입 피펫을 투명대를 통과하여 난자의 세포질내로 찌른다(그림 36-3).

주입 피펫 속의 정자를 난자의 세포질 내에 주입시킨 다음 주입 피펫을 뽑으면 시술은 끝난다.

미세조작술을 위한 장치

그림 36-2. 미세조작술을 위한 장치

ICSI

ICSI

그림 36-3. ICSI

5. ICSI의 문제점

ICSI는 그 동안 큰 문제가 없는 것으로 알고 있었으나 최근 ICSI에 의해 태어나는 아기의 선천성 기형이나 염색체 이상의 발생 빈도가 높다고 보고되고 있다. 따라서 이 점에 관해서 앞으로 세심한 주의가 요할 것으로 생각된다.

6. 난자세포질내 정세포 주입술(ROSI)이란

난자세포질내 정세포 주입술이란 정액에서 정자가 발견되지 않는 남성 불임 환자에서 고환의 생검을 통하여 얻은 정세포 (spermatid)나 정모세포(spermatocyte)를 난자세포질 내에 주입하는 방법으로 아직 연구 단계에 있다.

7. 미세수술 부고환정자 흡인술(MESA)이란

미세수술 부고환정자 흡인술(MESA)이란 선천성 정관 결손증 환자와 같이 부고환에 운동성 정자는 있으나 배출이 되지 않아 정액 검사에서는 무정자증을 보이는 환자를 치료하기 위해서 미세수술에 의하여 부고환에서 정자를 흡인하는 방법이다(그림 36-4). 이와 같이 MESA에 의해 채취한 정자를 ICSI에 의해 체외수정을 하면 다른 방법에 비하여 좋은 성적을 얻을 수 있는 것으로 알려지고 있다.

미세수술 부고환 정자 흡인술

미세수술 부고환 정자 흡인술

그림 36-4. 미세수술 부고환 정자 흡인술

8. 보조 부화술이란

지금까지의 체외수정 프로그램에서 체외에서의 수정률은 80-90%에 이르고 있으나 이식 후의 한 개의 배아가 자궁내막에 착상하는 착상률은 10-15%에 그치는 실정이다.

따라서 이식된 배아의 착상 실패가 배아의 부화 실패와 관련이 있는 것으로 생각하게 되었으며 이때 부화의 실패는 다음과 같은 원인 때문으로 생각하게 되었다.

  1. 난자 자체의 노화(aging)에 의하여 투명대가 경화(hardening)된다.

  2. 부적절한 배양 조건에 의하여 투명대가 경화된다.

  3. 그래서 투명대의 경화와 이에 따른 착상의 실패를 해결하기 위하여 고안해 낸 방법이 보조 부화술이다(그림 36-5).

    보조 부화술의 실제적인 방법으로는 다음과 같은 방법이 있다.

    1. 투명대를 부분 절제하는 방법

    2. 산(acid)으로 처리하는 방법

    3. 레이저를 이용하는 방법

보조 부화술

그림 36-5. 보조 부화술

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