하이드로젤 기반 림프관 모사 미세유체칩과 유한요소해석을 이용한 림프 흐름 특성 연구
Study of lymphatic flow characteristics using hydrogel-based microfluidic chips mimicking lymphatic vessel and finite element analysis
- 주제(키워드) 림프관 , 림프 , 하이드로젤
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김정욱
- 발행년도 2019
- 학위수여년월 2019. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000064378
- UCI I804:11029-000000064378
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
림프계는 조직액으로부터 나와 정맥으로 합류되며, 노폐물을 배출하는 기능을 가진다. 림프 속의 면역세포들은 림프계를 통해 몸 전체에 순환하며 면역반응을 일으킨다. 그러므로 림프의 순환은 우리 몸에 있어서 중요하다. 적지 않은 현대인들은 림프계의 질병인 부종(lymphedema)이나 임파선염(lymphadenitis) 등을 가지고 있다. 따라서 이러한 림프질병을 위한 치료 개발이 필요한 상황이며, 림프의 질병을 일으키는 원인을 분석하고 해결하기 위해선 림프 흐름 메커니즘에 대한 분석이 필요하다. 심장과 같은 강한 동력원으로 인하여 흐르는 혈액과 달리, 림프의 경우는 림프관 주변의 평활근(smooth muscle)들의 수축을 동력으로 하여 판막(valve)을 가지는 림프관 특유의 구조로 인해 한 방향으로 흐르게 된다. 이러한 평활근들의 수축 순서와 수축 시간 조건에 따라 림프 흐름 특성들이 어떻게 변화하는지에 대한 연구는 더 필요하다. 이 부분에 대한 선행연구들은 림프 흐름에 있어서의 복잡한 상호작용을 모사하기엔 간단한 수학적 모델들로 진행되었으며, 서로 모순되는 결과들을 보이기 때문이다. 또한 이러한 연구를 위한 in vivo 및 ex vivo 연구의 어려움과 한계점으로 인해 다른 연구 방법을 필요로 한다. 이러한 한계점을 극복하기 위한 PDMS(poly dimethylsiloxane) 및 하이드로젤(hydrogel) 기반 림프관 모사 in vitro system을 본 논문은 소개한다. 본 논문에서 소개할 in vitro system은 평활근 세포들의 운동 특성인 수축 순서, 주기, 위상차(phase delay) 조건에 따른 전체 흐름양 측정을 가능하게 하였다. 또한 유한 요소 해석을 이용한 시뮬레이션 연구를 진행하여 얻은 데이터와 in vitro 실험을 통해 얻은 데이터를 비교하여 림프 흐름 특성을 분석한 것을 본 논문에서 제시한다.
more