KR20120096686A - 수정란 직접채란기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수정란 직접채란기(DEC)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 소 수정란 이식에 이용되는 체내수정란이 과배란 유도된 암소로부터 직접 수집하기 위한 채란기구에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수정란 직접채란기를 이용하여 수정란을 채란할 경우, 1way의 방식으로 채란할 수 있으므로 간편하면서도 효과적으로 수정란을 채란할 수 있다. 또한 적은양의 관류액으로 효과적인 채란이 가능하며, 채란시간도 기존의 2way 또는 3way 방식에 비해 1/3로 단축시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 수정란 직접채란기를 이용한 수정란 채란과정은 시험가축의 스트레스를 감소시킬 뿐만 아니라, 지속적으로 가축의 자궁선단부를 자극할 필요가 없고, 채란을 위한 특정한 보정시설이 필요 없어 일반 농가에서 단시간에 수정란 채란을 할 수 있을 것으로 사료된다.

Description

수정란 직접채란기 {Direct Embryo Collector}

본 발명은 수정란 직접채란기(DEC)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 소 수정란 이식에 이용되는 체내수정란이 과배란 유도된 암소로부터 직접 수집하기 위한 채란기구에 관한 것이다.

1970년대 초 캐나다에서 실용화된 소 수정란이식은 북미와 유럽을 중심으로 많은 발전을 이루어 왔다. 소에서 수정란이식은 유전적인 능력개량의 수단으로 폭 넓게 활용되었다. 즉, 능력이 우수한 공란우를 과배란처리, 수정란을 회수하여 능력이 낮은 집단에 이식, 우수한 능력을 보유하고 있는 송아지를 일시에 다량 생산하여 집단의 능력을 조기에 개량하는 다배란수정란이식(MOET; Multiple Ovulation and Embryo Transfer) 방법이 이용되고 있다. 최근에는 혈통 및 능력이 확인된 공란우로부터 초음파진단기를 이용하여 생체난자채취(OPU; Ovum Pick Up) 기법에 의해 미성숙 난포란을 반복적으로 채취하며, 채취된 난자의 체외수정과 배양으로 체외수정란을 생산하는 기술이 적용되고 있다.

국내에서 소 수정란이식은 1980년대 초부터 이루어져, 1982년에 건국대 정길생 교수팀에 의해 최초의 수정란이식 송아지가 태어났으며, 1980년대는 국내 수정란이식에 있어서 많은 연구가 이루어져 실용화를 위한 기틀을 마련해 왔고, 1993년 서울대 황우석 교수팀에 의해 체외수정란이식에 의한 송아지가 생산되어 수정란이식기술의 전망을 밝게 하였다. 또한 황우석 교수팀이 1995년 핵치환 복제송아지와 1999년 체세포 복제송아지 생산, 생명공학연구소 이경광 박사팀이 1996년 락토페린분비 형질전환 젖소를 생산하는 개가를 올렸다.

산업적으로 동물의 수정란 이식에 있어서, 산업성을 결정하는 요인에서 가장 중요한 것은 우수한 형질을 가진 암컷과 우수한 수컷의 생식세포로 생산된 수정란을 많이 확보하는 것과 수태율이다. 그러나 우수 수정란의 대량 확보가 용이치 않아 대랑 확보를 위한 과배란 유기법, 도축된 가축의 난소로부터 얻어낸 난자를 이용한 체외수정법, 초음파를 이용한 난소 내 난자 채란법(OPU) 및 체내수정란 채란 방법 등이 고안되었다. 이 중 효과적으로 우수한 양질의 수정란 획득을 위해 대부분 과배란 유기법을 통한 체내수정란 채란방법이 이용되고 있다.

수정란은 발정주기에 따라 난소 내 난포의 성장과 함께 난자가 성장하여 발정기에 난포가 터지면서 난포 내 난자가 난관누두부에 배출되는 배란과정이 일어나며, 배란된 난자는 난관누두부에서 난관팽대부를 통해 난관협부와 접합되는 부위까지 난관 내 섬모운동에 의해 이동한다. 난관협부에 도달된 난자는 정자와 수정되어 수정란을 형성한다. 수정란은 6 ~ 7 일간 난관협부에서 자궁선단부까지 난할을 하면서 이동하며, 자궁선단부에 도달하게 될 때에는 수정란은 상실배나 초기배반포까지 난할된 상태로 자궁에서 도달되면 초기배반포가 확장되고 부화되어 배반포가 신장하면서 수정일로부터 13일까지 자궁을 부유하다가 자궁내막상피세포에 착상하게 된다. 수정란 채란은 이 기간 중 수정란이 난관을 통과하여 자궁선단부에 도달되는 7 ~ 8일 시기에 채란을 실시하게 된다.

한편, 종래의 채란기술은 외과적 시술과 비외과적 시술이 이용되고 있으며, 그 중 비외과적 시술로는 3way 카테터 및 2way 카테터를 이용하여 수정란 채란이 시술되고 있다. 외과적 시술에는 수정란을 공급하는 공란우를 개복하여 자성생식기를 드러내 난관팽대부나 팽대부협부 접합지점에 관을 삽입 후, 관류액을 흘려보내 난관협부와 자궁선단부가 접합되는 지점에 회수용 관을 삽입하여 관류액에 흘러나온 수정란을 회수하는 방법과, 자궁 선단부에 관을 삽입 후 자궁하단에서 관류액을 회수하여 수정란을 회수하는 방법이 있다. 이와 같은 방법은 시술하는 과정에서 개복수술을 하여야 되므로 채란과정에서 비외과적 시술에 비해 고비용과 장시간 소요된다. 또한 수정란 채란을 위해 필요한 시술도구가 많고, 혼자서 시술하기 힘든 점, 한 마리의 암컷에서 반복적인 수정란 회수가 어렵다는 단점도 가지고 있다. 이러한 문제점으로 인해 소의 채란의 경우 현재 국내외적으로 대부분 비외과적 방법으로 실시하고 있다.

비외과적 시술에는 상기 기재와 같이, 2way 및 3way 카테터를 이용한 수정란 채란방법이 시행되고 있으며, 이 중 3way 카테터를 이용한 수정란 채란방법은 과배란 유기법을 통해 과배란된 공란우의 인공수정 시점을 기준으로 7 ~ 8 일령에 자궁선단부에 도달된 수정란을 도 2에서와 같이 관류액의 주입 및 회수를 반복함으로써 수정란을 회수하게 된다. 3way 카테터를 이용한 수정란 채란방법에서 필요한 구성물은 도 1에 보이는 바와 같으며, 수정란 채란과정은 도 2에 나타낸 것과 같으며, 먼저 직장내 분변을 제거 후, 직장에 왼손을 넣어 직장 막 아래부위에 손끝 감각을 이용하여 난소를 찾아 배란이 일어난 자궁의 위치를 확인한다. 배란이 일어난 자궁의 위치가 확인되면, 스테인레스 재질인 3way 폴리카테터를 질내 삽입하여 직장에 집어넣은 왼손의 유도를 통해 자궁경관을 통화 시킨 후, 배란된 자궁선단부에 카테터를 위치시킨다. 자궁선단부에 도달된 카테터의 고정을 위해 주사기로 카테터 끝 부분에 공기주입 호스를 연결 주사기를 이용하여 적정량의 공기를 주입하면, 카테터 머리부분에 퐁선이 부풀어 올라 자궁선단부에 고정된다. 카테터 고정이 끝나면 도 2에서와 같이 관류액과 주사기 주입관과 회수관 그리고 수정란 회수를 위한 채란컵을 카테터에 연결하고 각각 주입관과 회수관에 조절기를 장착 후, 관 입구를 닫아 놓는다. 채란을 위한 준비가 끝나면 주입관에 연결된 주사기를 이용하여 관류액팩에 담긴 액을 빨아들인 후, 주입관에 입구를 열어 주사기를 이용하여 관류액을 자궁선단부까지 주입한 후, 관류액 역류를 막기 위해 주입관 조절기의 입구를 닫는다. 그 후, 직장에 집어넣은 왼손을 이용하여 자궁선단부를 마사지하면서 회수관에 있는 조절기의 입구를 열고, 자궁선단부의 관류액을 회수하면서 채란컵에 관류액을 담고 채란컵 밑에 조절기를 열어 남은 관류액을 흘려버리고 채란컵내 필터로 걸러진 수정란은 회수한다. 이러한 3way를 이용한 채란방법은 도 1에서와 같이 구성물이 많고, 도 2에서와 같이 시술과정이 복잡하여 혼자서 시술하기엔 무리가 따른다. 따라서 시술과정에서 2명 이상의 인원이 필요하다. 또한 카테터의 재질이 금속이기 때문에 도 2에서와 같이 자궁내벽이 카테터에 의해 손상될 우려가 있으며, 관류액을 흘려보내는 시간이 약 1시간 이상 소요됨에 따라 자궁손상을 줄이기 위해 채란에 이용되는 동물의 보정이 필수적으로 작용함으로 장시간 보정과 관류액에 의한 충격으로 채란에 이용되는 동물에 스트레스가 발생하게 된다.

비와과적 수술의 다른 방법인 2way 카테터를 이용한 수정란 채란방법은 상기 3way 카테터를 이용한 수정란 채란방법의 단점을 보완하기 위해 과정을 간편화하고, 자궁내벽의 자극을 줄이기 위해 카테터 재질을 고무재질로 변경하여 자궁 내에서 카테터가 잘 휘어질 수 있도록 하였다. 채란과정은 3way 방식을 2way 방식으로 한 것으로서 관류액이 들어가는 주입구와 회수구의 2개의 관을 입구를 하나로 하고, 카테터 고정을 위한 풍선을 조절하기 위한 공기주입구를 따로 하여 카테터의 입구를 연결된 주입구와 회수구 2개의 관을 조절하여 수정란을 채란하는 방식이다. 채란과정은 도 4에 나타낸 바와 같이, 자궁 내 카테터 주입시 주입기를 카테터에 결합하여 자궁선단부까지 주입한 후, 공기주입구에 주사기를 이용하여 적정량의 공기를 주입 후 카테터가 고정되면, 주입기를 제거하고 주입기가 들어갔던 입구에 관류액 팩에 관을 연결하는 주입과 회수관이 합쳐진 관을 삽입하고, 관류액 팩에 연결된 주입관의 조절기 입구를 열어 자궁선단부까지 관류액을 넣고 어느 정도 채워지면 조절기 입구를 닫고, 회수관에 조절기를 열어 채란컵으로 관류액을 회수하여, 수정란을 회수한다. 2way 카테터도 3way 카테터와 동일하게 효과적인 수정란 채란을 위해, 자궁선단부를 직장에 집어넣은 왼손으로 자극하여 수정란을 채란하게 된다. 이러한 2way 카테터는 3way의 문제점을 개선하였지만, 여전히 주입관과 회수관이 길고 구성물이 많아 혼자 채란하는데 문제가 있고, 채란과정동안 지장에 손을 넣고 지속적으로 자궁선단부를 자극해야 하므로, 채란하는 암소의 보정이 필수적이고, 보정틀을 갖춘 채란장소 또한 필요하다.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 1way 방식의 수정란 직접채란기를 고안하는 경우, 채란과정이 간편하고, 채란시간을 단축할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명의 주된 목적은 기존의 복잡한 채란과정 없이 직접 혼자서 간편하게 수정란을 채란할 수 있는 수정란 직접채란기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 몸체(10) 선단부에 관류액의 배액 및 수정란의 흡입을 위해 형성된 배액 및 흡입구(11), 상기 배액 및 흡입구(11)의 근접부에 형성되어 몸체(10)를 고정시킴과 동시에 관류액의 역류를 방지하도록 공기주입통로(13)와 통하여지게 형성된 풍선(12), 몸체(10) 후단부에 상기 배액 및 흡입구(11)와 통하여지게 형성된 연결구(14)로 구성된 카테터(01); 상기 연결구(14)를 통해 카테터(01)에 삽입하도록 형성된 채란용 주입기(02); 상기 카테터(01)로의 초기 관류액 주입 및 수정란이 함유된 관류액을 회수하도록 형성된 주사기(03); 상기 주사기(03)를 상기 카테터(01)와 통하여지게 상기 주사기(03)와 연결구(14) 사이에 형성된 어댑터(04); 로 구성되어 1way 방식으로 수정란을 채란하는 것을 특징으로 하는 수정란 직접채란기를 제공한다.

본 발명의 수정란 직접채란기를 통한 구체적인 채란과정은 다음과 같다.

도 6에 보이는 바와 같이, 먼저 점선을 따라 카테터(01)의 연결구(14)를 통해 채란용 주입기(02)를 삽입하고, 이를 암가축의 외음부에서부터 주입하여 자궁 선단부까지 주입한다. 이후 공기주입통로(13)를 통해 공기를 주입하여 카테터(01) 내의 풍선(12)을 부풀려 카테터(01)가 자궁선단부에 고정되도록 한다. 카테터(01)가 고정되면 채란용 주입기(02)를 제거하고, 관류액이 담긴 주사기(03)와 연결시킨 어댑터(04)의 반대쪽 부분(41)을 카테터(01)의 연결부(14)와 연결한다. 이후 주사기(03)를 이용하여 관류액 주입 및 수정란이 함유된 관류액을 회수한다. 상기 수정란이 함유된 관류액의 회수로 채란과정은 종료된다.

본 발명에 따른 수정란 직접채란기는 1way 방식으로, 기존의 2way 또는 3way 방식에서 반드시 필요로 하는 채란컵과 이의 연결되는 관을 배재시켰다. 채란컵을 동시에 사용할 시, 채란컵에 관을 연결시켜야 하며 채란컵을 고정할 다른 기구가 추가로 필요하게 되나, 본 발명은 수정란 직접채란기를 통해 수정란이 함유된 관류액을 주사기로 회수하여 채란과정을 완료한 후, 실험실 등에서 채란컵으로 수정란을 회수함으로, 전 과정을 보정틀과 같은 부가적인 장비 없이 간편하게 채란과정을 수행할 수 있도록 하였다.

본 발명의 수정란 직접채란기에 있어서, 상기 카테터에 삽입하도록 형성된 채란용 주입기는 카테터를 자궁에 삽입할 때 채란용 주입기가 안내역할을 하도록 함을 특징으로 한다.

수정란 채란시 자궁 내 카테터의 주입은 채란용 주입기를 카테터에 삽입하고, 이를 자궁 선단부까지 주입하고, 공기주입통로를 통해 공기를 주입시켜 카테터가 자궁 내에서 고정되도록 한다.

본 발명의 수정란 직접채란기에 있어서, 상기 채란용 주입기의 재질은 스테인레스인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 카테터의 재질은 실리콘, 무독성 고무류인 실리콘 고무 및 천연고무인 라텍스로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다. 상기의 재질로 제조된 카테터는 채란과정에서 자궁내벽의 자극을 최소화할 수 있다.

본 발명의 수정란 직접채란기에 있어서, 상기 주사기는 관류액의 주입 및 수정란이 함유된 관류액의 회수를 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 따른 수정란 직접채란기는 손으로 주사기를 당겨 주입시킨 관류액을 빨아들이는 압력에 의해 수정란이 주사기 안으로 함께 빨려오게 함으로써 수정란을 채란하는 방식이다. 종래에는 위치차를 이용하여, 즉 관류액을 주입시킨 위치보다 상대적으로 낮은 위치에 있는 회수관을 통해 관류액을 회수하기 때문에, 수정란을 회수하는 데에 작용하는 힘이 적게 들어 채란과정이 오래 걸리고, 소모되는 관류액이 많은 단점을 갖는다. 반면, 본 발명에 따른 수정란 직접채란기는 주사기에 손으로 힘을 가하고, 그 가해진 힘이 관류액을 통해 수정란에 전달되고 수정란은 빨아당기는 힘에 의해 파도처럼 밀려오는 관류액에 휩쓸려 주사기 안으로 빨려들어오는 방식으로 수정란을 회수함으로써, 단시간에 적은 양의 관류액으로 수정란을 더 효율적으로 채란할 수 있다.

본 발명의 수정란 직접채란기에 있어서, 상기 어댑터(adaptor)는 채란용 카테터와의 접합을 위한 어댑터(41)와 주사기와의 접합을 위한 어댑터(42)로 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 채란용 카테터와의 접합을 위한 어댑터(41)는 카테터(01)의 연결구(14)의 내경과 같은 외경을 가지며, 주사기(03)와의 접합을 위한 어댑터(42)는 주사기(03)의 첨단부의 외경과 같은 내경을 가진다.

상기 어댑터는 수정란 채란 시, 소의 생식기와 주사기의 거리를 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 채란과정에서 소는 수시로 소변과 분변을 배설하는데 갑작스러운 생리현상으로 인해 주사기에 이물질이 묻지 않도록 하며, 소의 발길질로부터 채란자를 보호한다. 또한 채란과정에서 카테터의 고정 및 분리를 용이하게 하고, 채란시 주사기의 이용을 편리하게 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 수정란 직접채란기를 이용하여 수정란을 채란할 경우, 1way의 방식으로 채란할 수 있으므로 간편하면서도 효과적으로 수정란을 채란할 수 있다. 또한 적은양의 관류액으로 효과적인 채란이 가능하며, 채란시간도 기존의 2way 또는 3way 방식에 비해 1/3로 단축시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 수정란 직접채란기를 이용한 수정란 채란과정은 시험가축의 스트레스를 감소시킬 뿐만 아니라, 지속적으로 가축의 자궁선단부를 자극할 필요가 없어 가축이 받게되는 스트레스를 줄일 수 있으며, 채란시설이 필요 없어 일반 농가에서 단시간에 수정란 채란을 할 수 있을 것으로 사료된다.

도 1은 3way 카테터를 이용한 수정란 채란 시 필요한 구성물을 나타낸 것이다 (1; 관류액, 2; Flushing Accessories, 3; 채란컵, 4; 50ml 주사기, 5; Flushing Tubings, 6; 폴리카테터(3way fole)).
도 2는 3way 카테터를 이용한 수정란 채란 과정을 도식화 한 것이다.
도 3은 2way 카테터를 이용한 수정란 채란 시 필요한 구성물을 나타낸 것이다 (1; 관류액, 2; 채란컵, 3; Flushing Tubings, 4; 채란용 주입기, 5; 폴리카테터).
도 4는 2way 카테터를 이용한 수정란 채란 과정을 도식화 한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 수정란 직접채란기의 구성물들의 결합모습을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 수정란 직접채란기의 구성물을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 수정란 직접채란기를 이용한 채란과정을 도식화 한 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

실시예 1. 채란방법에 따른 1회 수정란 채란에 소요되는 경비 비교

일반적으로 사용되는 3way 및 2way 채란방법과 본 발명에 따른 수정란 직접채란기를 이용한 1way 채란방법에서, 1회 수정란 채란에 소요되는 경비를 비교하여 하기 표 1에 나타내었다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 수정란 직접채란기를 이용하면, 적은량의 관류액으로도 수정란 채란이 가능하므로 비용면에서 매우 효율적인 방법인 것이다.

[표 1. 1회 수정란 채란시 소요되는 경비]

실시예 2. 채란방법에 따른 효율성 비교

일반적으로 사용되는 3way 및 2way 채란방법과 본 발명에 따른 수정란 직접채란기를 이용한 1way 채란방법에서, Flushing solution, 시술시간 및 수정란 채란의 효율성을 비교분석 하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

각각의 방법을 이용한 채란과정은 3way, 2way는 일반적으로 알려져 있는 채란과정으로 수행하였으며, 본 발명의 수정란 직접채란기를 이용한 채란과정은 상기 기재된 바와 같이 수행하였다.

그 결과, 효율성이 본 발명의 수정란 직접채란기를 이용하여 채란하는 경우 61.7 %로 가장 높았으며, 시술시간도 다른 방법에 비해 1/3로 단축되었다. 따라서 본 발명의 수정란 직접채란기를 이용하여 수정란을 채란할 경우 비용면 및 효율면에서 매우 효과적인 수정란 채란방법을 제공한다.

[표 2. 채란방법에 따른 효율성 비교분석]

Claims (6)

1. 몸체(10) 선단부에 관류액의 배액 및 수정란의 흡입을 위해 형성된 배액 및 흡입구(11), 상기 배액 및 흡입구(11)의 근접부에 형성되어 몸체(10)를 고정시킴과 동시에 관류액의 역류를 방지하도록 공기주입통로(13)와 통하여지게 형성된 풍선(12), 몸체(10) 후단부에 상기 배액 및 흡입구(11)와 통하여지게 형성된 연결구(14)로 구성된 카테터(01); 상기 연결구(14)를 통해 카테터(01)에 삽입하도록 형성된 채란용 주입기(02); 상기 카테터(01)로의 초기 관류액 주입 및 수정란이 함유된 관류액을 회수하도록 형성된 주사기(03); 상기 주사기(03)를 상기 카테터(01)와 통하여지게 상기 주사기(03)와 연결구(14) 사이에 형성된 어댑터(04); 로 구성되어 1way 방식으로 수정란을 채란하는 것을 특징으로 하는 수정란 직접채란기.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 카테터에 삽입하도록 형성된 채란용 주입기는 카테터를 자궁에 삽입할 때 채란용 주입기가 안내역할을 하도록 함을 특징으로 하는 수정란 직접채란기.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 채란용 주입기의 재질은 스테인레스인 것을 특징으로 하는 수정란 직접채란기.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 카테터의 재질은 실리콘, 실리콘 고무 및 라텍스로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 수정란 직접채란기.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 주사기는 관류액의 주입 및 수정란이 함유된 관류액의 회수를 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 수정란 직접채란기.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 어댑터(Adaptor)는 채란용 카테터와의 접합을 위한 어댑터(41)와 주사기와의 접합을 위한 어댑터(42)로 구성되는 것을 특징으로 하는 수정란 직접채란기.

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