실험 장치와 팬텀 (Phantom)

관류 실험 장치는 그림 13과 같다. 팬텀으로 사용한 Sephadex column 또는 투 석기(dialyzer)를 정량 펌프(peristaltic pump)와 연결하여 NaCl 용액 혹은 Gd-DTPA 용액을 관류 시켰다. 정량 펌프는 자기 공명 영상실 밖에 위치하고, 그 사이는 Sephadex column은 내경, 외경이 2, 4 mm인 실리콘 튜브로, 투석기의 경 우에는 4, 6 mm 튜브로 연결하였다. 실험에 사용한 정량 펌프는 EYELA사의 MP-3N(EYELA, Tokyo, Japan)이다.

그림 13. 관류 실험 장치 모식도. 점선 안쪽 부분은 자기 공명 영 상실 내부이다. 정량 펌프(peristaltic pump)는 영상실 밖에 위치 하고 있다.

Peristaltic Pump

Used water Sephadex

column or Dialyzer

Peristaltic Pump

Used water Sephadex

column or Dialyzer

가. Sephadex 팬텀

표 3. Sephadex의 technical specifications

ParticleDry

G10 40-120 55-165 < 700 1.0±0.1 2-3 1.24

(superfine)G25 10-40 17-80 1,000-5,000 2.5±0.2 4-6 1.13 Amersham Biosciences 2002. p488 Technical specifications

그림 14. 수분 흡수로 팽창한 Sephadex의 wet bead 크기와 pore 크기의 모식도. (a) G10은 (b) G25에비해 bead 크기는 2배이고, pore 크기는 1/4 이다. (위 그림 에서 pore 크기는 bead 크기에 비해 과장되게 그려졌 다.)

(a) G10 (b) G25

(a) G10 (b) G25

그림 15. Sephadex 고정 팬텀 실물 사 진. 팽창 후 부피가 약 5 ml가 되도록 다양한 농도의 Gd- DTPA 용액에서 팽 창시켰다.

5 ml

5 ml

관류 팬텀으로는 증류수로 하루이상 팽창시킨 Sephadex를 그림 16에서와 같이 XK 16/20 column에 약 52, 48 mm 높이로 채운 것을 이용하였다. Sephadex column을 정량 펌프와 연결하여 0.15 M NaCl 용액을 화살표 방향으로 분당 약 3.6 ml로 관류시켜 영상을 얻었다. 관류액이 지나가는 Sephadex bead의 외부는 전체 부피의 33 %를 차지하므로, 관류 속도는 약 0.9 mm/sec가 된다. 영상을 얻 을 때, 고정 팬텀으로 2 % agar를 사용하였다. Sephadex 관류 팬텀을 자기 공명 영상기기 내에 세워서 넣고, extremity 코일을 이용하여 관류 방향에 수직인 단면 인 coronal 영상을 얻었다. 동시 획득 T1/T2*

강조 경사 자장 펄스열을 이용하여 영상을 얻기 시작한 후 약 20초 경과 후에 25 mM Gd-DTPA 0.1 ml를 일시 주입 하여 약 3분 동안 영상을 얻었다. 이때 0.15 M NaCl 용액을 사용한 것은, 전하를 띤 Gd가 Sephadex에 결합하는 것을 막기 위해서이다.

그림 16. Sephadex를 XK 16/20 column에 패킹하여 extremity 코일에 장착한 사진.

(a) Sephadex를 XK 16/20 column에 높이 약 5 cm로 패킹한 모습, (b) Sephadex column을 extremity 코일에 장착한 모습.

(a) (b)

(a) (b)

나. 투석기 (Dialyzer)

동시 획득 T1/T2* 강조 경사 자장 펄스열을 이용하여 막의 투과도를 측정하기 위한 팬텀으로 hollow fiber형 투석기(dialyzer ; F5( conventional therapy dialyzer), Fresenius Medical Care AG, Bad Homburg, Germany)를 사용하였다(그림 17). 실 험에 사용한 투석기 F5의 특성은 표 4와 같다.

그림 17에서 hollow fiber 내부로 들어가는 혈액이 들어가는 부분(②)은 막고, 투석액이 들어가는 부분(①)을 통해 500 mM Gd-DTPA 2 ml를 넣고 약 3일 이상 경과 후에 실험하였다. Gd-DTPA는 fiber의 pore를 충분히 통과하기 때문에, 투석 기 전체에 고루 퍼지고, 그때의 농도는 약 4 mM이 된다. 관류 영상을 얻을 때에 는 hollow fiber의 외부로 연결된 그림 17의 ①은 막고, ②를 통해 hollow fiber 내 부로 4 mM 보다 낮은 농도인 1.0∼2.0 mM의 Gd-DTPA 용액을 약 26, 30 ml/min 속도로 관류시키면서 영상을 얻었다. 관류 용액이 지나가는 투석기의 fiber 내부는 전체 부피 중 약 30 %를 차지하므로, 이때의 관류 속도는 각각 1.6, 1.8 mm/sec가 된다. 자기 공명 영상장치의 축에 평행하게 투석기를 놓고, extremity 코일을 이용하여 물의 흐름에 수직되는 단면인 axial 영상을 약 3분 30 초씩 5분 간격으로 약 1시간 동안 얻었다.

그림 17. 실험에 사용한 hollow fiber 형태의 투석기 모식도. 관류 영상을 얻는 동 안에는 투석액이 들어가는 부분(①)은 막고, 혈액이 들어가는 부분(②)으로 낮은 농도의 Gd-DTPA 용액을 관류시켰다.

1

2

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2

표 4. 투석기 (dialyzer) F5의 특성

F5

surface Area [㎡] 1.0

Prime Volume [㎖] 63

UFR [㎖/min/mmHg]^* 4.0

Membrane Fresenius Polysulfone

Membrane wall thickness [㎛] 40

inner diameter [㎛] 200

http://www.pitt.edu/~patzer/dialysis/dialyzers.htm Fresenius, Lexington, Massachusetts, USA

*UFR : Ultrafilteration rate ; 부록[2]