초음파가 뇌부종에 미치는 영향 : Blood Brain Barrier가 파괴된 쥐 모델
Effect of Ultrasound on Brain Edema : Rat Model of Blood Brain Barrier Disruption
- 주제(키워드) 초음파 , 뇌부종 , Blood Brain Barrier , 쥐 , 두부손상
- 주제(KDC) 512.42
- 주제(DDC) 615.82
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 민병현
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 분자과학기술학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
배경 및 목적: 두부손상에서 발생하는 부종에 대한 치료 연구는 지난 30여 년간 지속되어 왔으나 아직까지 특별한 치료 방법이 개발되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 많은 환자들이 부종치료의 한계성으로 중증장애를 겪거나 사망하고 있으므로 이를 극복하고자 본 연구에서는 부종에 대한 새로운 치료방법으로 초음파 치료의 효과를 검증하기 위해서 뇌부종을 동반하는 두부손상 쥐 모델에서 초음파 치료에 의한 혈관성 부종의 변화를 확인하고자 한다. 실험 방법 및 재료: 대조군으로 건강한 백서(270~300g)를 미세 드릴로 두개골을 천공(Craniotomy)하여 두개골 천공 자체에 의한 뇌손상이 없음을 Evans blue dye를 이용하여 확인하고, 외상성 두부손상(Traumatic brain injury: TBI) 모델을 만들어 혈관성 뇌부종(Vasogenic brain edema)을 유도하였다. 외상성 두부손상(TBI) 백서는 Marmarou의 추 낙하 모델에 기초하여 50g 추를 높이 40cm, 60cm, 70cm, 80cm에서 낙하시켜 백서 두개골의 정수리점과 시옷점 사이에 충격을 가하여 만들었다. 부종이 발생된 정도를 정상적인 백서와 비교하기 위하여 대뇌를 분리한 후 %H2O = [(wet weight - dry weight)/wet weight]X100 식에 의하여 수분 함량(water content)값을 측정하였으며, 충격 후 시간의 변화에 따른 부종 발생 정도를 확인하기 위하여 0시간, 6시간, 10시간, 24시간째 수분 함량값을 측정하였다. 충격을 가한 후 초음파는 초음파 장치를 이용하여 100mW/cm2의 세기로 양쪽 두정엽(Parietal lobe) 부위에 5분간 주사하였다. 초음파 처리 후 부종의 감소 정도를 확인하기 위하여 대뇌의 수분 함량을 측정하였고, 혈뇌장벽(Blood brain barrier: BBB)의 손상 정도를 확인하기 위하여 Evans blue dye를 이용하여 흡광도를 측정하였다. 실험에서 통계처리는 통계 프로그램을 이용하여 ANOVA 분석을 통한 신뢰도 95%에서 추정하였다. 결과: 본 연구에서 충격을 주지 않은 대조군에서 대뇌의 수분 함량값은 78.91%였으며, 60cm, 70cm 높이에서 충격을 주었을 때는 각각 79.03%, 79.52%였다. 또한 충격 후 0시간, 6시간, 10시간, 24시간째는 각각79%, 79.52%, 79.25%, 78.8%의 값을 나타냈으며, 충격을 가한 뒤 0시간, 2시간, 5시간째 초음파를 주사한 후 대뇌의 수분 함량 값은 각각 78.8%, 79.25%, 79.44%이었다. 따라서 6시간 째 대뇌의 수분 함량값이 가장 높게 형성 되었으며, 충격 후 바로 초음파를 주사 하였을 경우에 수분 함량값은 감소하여 충격을 주지 않은 정상 쥐의 대뇌의 수분 함량값과 유사하였다. 또한 충격 후 초음파를 주사하기까지의 시간에 따라 초음파의 효과가 감소함을 나타내었다. 혈뇌장벽의 손상 정도를 확인 하기 위하여 정상 쥐, 충격을 가한 쥐, 충격 후 0시간, 2시간, 5시간째 초음파를 주사한 쥐에 Evnas blue dye를 염색하여 대뇌의 흡광도를 측정한 결과 각각 0.06㎍, 0.5㎍, 0.2㎍, 0.22㎍, 0.38㎍의 값을 나타내었기 때문에 충격 후 바로 초음파를 주었을 경우 회복되는 정도가 크며, 시간이 지남에 따라 회복되는 효과가 떨어지는 것으로 추정되었다. 결론 : 두부손상 쥐 모델에서 발생한 뇌부종에 대한 초음파 처리는 뇌부종을 줄이는데 통계적으로 효과가 있다고 추정되며, 이를 이용한다면 임상에서 초음파는 뇌부종 치료에 새로운 치료방법으로 도움이 될 수 있을 것으로 제시한다.
more초록/요약
Background & Objective: Treatment researches on the edema by the head injury have been continued for last 30years, but effective methods have not been developed yet. As a result, many patients are suffering from high mortality and serious disorders due to the limitation of edema treatment. In order to overcome this, this study will observe the decrease of the brain edema by traumatic brain injury rat model after ultrasound treatment. Method & Materials: A craniotomy has been done on the skull of a healthy rat(270~300g) by a high speed drill and it has been confirmed that no damages have been found by evans blue stain. We also have made traumatic brain injury(TBI) rat model. Rats have been made by impacting a weight of 50g dropping from 40cm, 60cm, 70cm, and 80cm on the spot between bregma and lambda of the rat skull based on the weight drop model of Marmarou. To observe the extent of edema, the value of water content was calculated from the formula, %H2O = [(wet weight - dry weight)/wet weight]X100 after separating the brain, and each water content value at 0, 6, 10, 24 hours has been measured to find the extent of edema according to the time change after the impact. After this impact, ultrasound was treated in both parietal lobes at the intensity of 100mW/cm2 using ultrasound equipment for 5 minutes. Water content in the brain has been measured in order to observe the decrease of edema after ultrasound treatment, and the damage of blood brain barrier (BBB) has been measured by using evans blue stain. The statistics in the test was assumed as 95% of reliability through ANOVA analysis using a statistical program. Result: In this study, the value of water content in the brain of the control group was 78.91% and when an impact was applied from the height 60cm and 70cm, it was 79.03%, 79.52% respectively. At 0, 6, 10, and 24 hours after the impact, it was 79%, 79.52%, 79.25%, and 78.8%. The value of water content in the ultrasound treated brain at 0, 2, and 5 hours after the impact was 78.8%, 79.25%, 79.44% each. Further to this, the effect of ultrasound decreases as the time given to the treatment of ultrasound after impact. As a result of measuring the optical density in the brains of normal rat, impacted rat, ultrasound treated rats at 0, 2, and 5 hours after the impact using evnas blue dye to obseve the damage extent in the blood-brain barrier, it was 0.06㎍, 0.5㎍, 0.2㎍, 0.22㎍, 0.38㎍ each. So we assumed that the recovery level is high at the injection right after the impact and the recovery effect decreases with time. Conclusion: Ultrasound treatment on the vasogenic brain edema in rats with traumatic brain injury showed statistically effective, and ultrasound treatment will be a new method to treat the brain edema in clinics.
more목차
Ⅰ. 서론 = 5
Ⅱ. 실험 방법 및 재료 = 9
A. 부종 발생 모델 = 9
B. 혈관성 뇌부종 백서 모델의 초음파 처리 = 12
C. 대뇌의 수분 함량 측정 = 12
D. Evans blue 염색 = 12
E. 통계 처리 = 13
Ⅲ. 결과 = 14
A. 천공(craniotomy) 후 뇌손상 정도 관찰 = 14
B. 뇌부종 발생 모델 개발 = 17
C. 충격 후 시간별 수분 함량 변화 = 20
D. 초음파 처리 후 대뇌의 수분 함량값의 변화 = 22
E. 초음파 처리후 Evans blue의 농도 변화 = 24
Ⅳ. 고찰 = 26
Ⅴ. 결론 = 30
참고문헌 = 31
Abstract = 38
