교신저자：최종철, 320-718 대전광역시 서구 가수원동 685번지  건양대학교 의과대학 이비인후과학교실
교신저자：전화：(042) 600-9215 · 전송：(042) 543-8959 · E-mail：entcjc@medigate.net

서     론

   비중격 만곡은 이비인후과 영역에서 흔하게 접할 수 있는 질환으로, 한국인의 22.4%가 비중격 만곡과 기형을 가지고 있다.¹⁾ 비중격 만곡의 원인으로는 선천적인 비중격 연골의 기계적 특성이나 비중격과 인접해 있는 안면골과 두개골 성장의 불균형에 의한 경우, 후천적으로 분만손상이나 외상, 비용, 종양에 의한 경우 등 다양한 원인들이 있다.²⁾³⁾⁴⁾
   비중격 연골의 성장과 형성은 청소년기에 가장 높은 성장률을 보이며 세포조직학적으로 소아기와 청소년기에 비중격 연골세포가 높은 성장속도와 밀도를 보이다가, 연령화가 진행되면서 성장률과 세포밀도가 전반적으로 감소되어 연골의 변성정도와 경도가 증가되어 성장이 끝나게 된다.⁵⁾⁶⁾
   동물실험에서 성장기와 성장기 이후의 비중격 연골은 성장률과 세포조직학적 차이에 의하여 외상에 대한 조직학적 반응도 서로 달라서 성장기에는 손상된 연골세포의 재생과 분화능력 그리고 비중격 연골막의 회복정도가 높아서 비중격 연골의 과성장이 손상 즉시 혹은 연속적으로 진행되어 비중격 만곡이 발생하게 되며, 비중격의 성장이 진행하면서 만곡의 정도가 심해진다. 하지만, 성장기 이후에 발생한 외상에 대한 비중격 연골은 손상된 연골세포의 재생과 분화능력이 저하되어 손상된 연골조직이 주로 섬유질과 기질로 치환되며, 경도가 증가된 상태로 가해지는 물리적 힘의 방향에 의하여 만곡된다. 따라서 비중격 연골은 성장기와 성장기 이후의 주요 외상에 대한 조직학적 재생과 반응의 차이가 있다.⁷⁾⁸⁾
   하지만, 임상적으로 성장기와 성장기 이후의 외상에 의한 비중격 만곡에서 비중격 연골의 조직학적 차이를 비교한 연구는 미비한 실정이다. 이에 저자들은 외상의 병력이 없는 비중격 연골의 만곡으로 인한 비폐색으로 비중격 수술을 받은 환자들과 청소년기와 성인기에 외상으로 발생한 비중격 전반부 만곡 즉, 비중격 연골의 만곡을 주소로 내원하여 수술을 받은 비중격 만곡증 환자들을 대상으로 비중격 연골의 조직학적 비교분석을 하였으며, 이러한 분석을 통하여 성장기와 성장기 이후에 외상으로 인한 비중격 만곡증의 조직학적 특징과 차이를 알아보고자 하였으며, 이를 통하여 비중격 연골에 가해지는 술식이나 비중격 연골을 이용한 수술에 도움을 주고자 하였다.

대상 및 방법

대  상
   2002년 5월부터 2005년 2월까지 본원 이비인후과에 비폐색 및 외비의 불만을 주소로 내원하여 비경 검사와 비내시경 검사 상에서 비중격 연골부 만곡이 확인되어 비중격 만곡증이라고 진단받고, 병력상 외상의 병력이 없는 환자 7명(Table 1)과 병력상에서 10~15세 사이에 주요 외상 즉, 비외상으로 비출혈과 코주위 부종의 병력과 외상 후에 비폐색의 증상이 발생되어 이비인후과적인 치료를 받은 병력이 있는 환자 8명(Table 2)과 25세 이후에 주요 외상(비출혈, 안면부종, 외상 후 비폐색)을 받은 8명(Table 3)을 대상으로 비중격 교정술과 비성형술을 시행받은 환자 23명의 비중격 연골을 수술 시에 만곡이 가장 심한 부위의 연골을 채취하여 조직학적으로 관찰하였다.
   대상군의 성별 분포는 남자 19명, 여자 4명이었고, 평균연령은 39.5세였다. 외상성 비중격 만곡을 가진 대상군은 병력상에서 외상의 병력이 최근 5년 간에는 없었고 대상군 모두는 비중격과 부비동수술을 받지 않았으며, 전신적인 병력은 없었다. 비중격 교정술은 동일한 술자에 의하여 시행되었으며, 국소 혹은 전신마취 하에 실시하였다. 술중 비중격 연골을 노출시킨 후 비중격 미단부와 배부를 제외한 연골부에서 가장 많이 만곡되어 있는 비중격 연골을 1×1 cm 크기의 정사각형으로 채취하였다. 모든 비중격 연골의 오목측(concave side)에서는 골절선이 관찰되었으며, 이 면에 표시를 해서 구별하여 채취하였다.

방  법
   채취된 비중격 연골절편은 포르말린에 고정한 후 파라핀에 포매시켜 H&E 염색을 실시하여 광학현미경하 시야에서 만곡된 면과 오목된 면을 구별하여 세포조직학적 소견을 관찰하였다.
   400배 광학현미경하 시야에서 연골의 만곡된 면과 오목된 면을 번갈아가며 노출시킨 후, 각각의 시야에 들어오는 연골세포 수를 직접 세어, 단위면적당 연골세포의 밀도를 비교하였다.
   연골세포의 세포이상변화(Dystrophic change)의 측정에 있어서는 연골세포수의 계산시와 동일한 시야 내에서 관찰되는 이상변화 세포수를 세어 비교하였는데, 세포이상변화는 연골세포 핵이 파괴되어 호염기성 염색질이 고르지 못한 핵파괴, 세포의 핵이 부풀어서 점차 그 염색질을 상실해가는 핵용해, 그리고 세포의 핵이 작아지며 외형이 고르지 못하고 염색에서 핵의 주요 성분인 염색질이 짙은 보랏빛으로 응집되어 한 덩어리가 되어가며 핵안의 구조가 불명료하게 되는 핵농축 등의 소견을 보이는 경우로 정의하였다.
   연골두께의 측정에 있어서는 현미경 하에서 만곡된 면과 오목된 면, 양측 모두를 포함하여 연골두께를 측정하였다.
   연골모세포(chondroblast)의 비율은 만곡된 면과 오목된 면을 포함한 전체 연골층에서 측정하였는데, 연골모세포가 연골기질 안에서 연골세포방(cartilage lacuna)을 형성하며, 둥그런 모양의 성숙한 연골세포로 이환되는 조직학적 경계를 기준으로 전체 연골두께에서 연골모세포층 두께의 비율을 계산하여 각 그룹을 비교 분석하였다.

통계 분석
   나이가 혼란변수로 작용할 수 있다는 가정 하에 통계적 유의성을 확립하기 위해 세 그룹 간의 나이 분포에 유의한 차이가 없음을 Kruskal-Wallis test를 통해 확인하였다. 또한, 외상 후 시간의 경과에 따라 자연히 발생하게 되는 조직학적 변화의 영향을 고려하고자 외상의 병력이 있는 환자 총 16명을 대상으로 외상 후 경과시간을 기준으로 Mann-Whitny test를 시행하였으며, 이번 연구에 있어 각각의 변수는 외상 후 경과시간과 통계적으로 유의한 상관관계가 없음을 확인하였다. 세 그룹의 각각의 변수에 대한 비교는 마찬가지로 Mann-Whitney test를 사용하였으며 유의수준은 0.05로 하였다.

결     과

역  학
   환자들의 연령 분포는 23세에서 56세까지였으며, 평균 나이는 39.5세였다. 남녀 비율은 남자가 19명, 여자가 4명이었다. 연령대 별로는 20대 4명, 30대 10명, 40대 5명, 50대 4명의 분포를 보였으며, 과거력상 외상의 병력이 없는 경우가 7예(Group Ⅰ), 10~15세에 외상을 당한 경우가 8예(Group Ⅱ), 그리고 25세 이후에 외상을 당한 경우가 8예(Group Ⅲ)에 해당하였다(Table 1, 2, 3).

조직학적 소견

저배율 소견
   40배 광학현미경 시야에서 연구대상군들의 연골조직 두께를 관찰하였는데 외상의 병력이 없는 군(Group Ⅰ)의 연골조직(Fig. 1A)의 평균두께는 1.3 mm였으며 10~15세에 외상의 병력이 있는 군(Group Ⅱ)의 연골조직(Fig. 1B)의 연골두께는 1.8 mm로 가장 두꺼웠으며 25세 이상에서 외상의 병력이 있는 군(Group Ⅲ)에서는 연골조직의 기질이 전체 연골조직에서 연골세포층보다도 상대적으로 많이 차지하는 조직학적 소견(Fig. 1C)을 보이며, 연골두께에서는 가장 얇은 1.0 mm의 관찰소견을 보였다.
   연골모세포(chondroblast)의 측정, 즉, 젊은 연골세포로서 연골조직의 분화와 재생정도의 측정에 있어서 전체 연골두께에서 연골모세포층의 두께를 비교한 결과에서는 10~15세에 외상의 병력이 있는 군(Group Ⅱ)에서 가장 높은 결과로 측정(Fig. 2A)되어 다른 연구 대상군보다도 젊은 연골세포조직으로 구성되어 있으며, 연골세포의 분화와 재생정도가 높게 측정(p<0.003)되었다. 반면에, 25세 이후 외상의 병력이 있는 군(Group Ⅲ)에서는 상대적으로 가장 낮게 측정(Fig. 2B)되었다.

고배율 소견
   400배 현미경 시야에서 만곡된 면과 오목된 면의 연골세포 수를 비교한 결과 연구대상군의 세 군에서 모두 만곡된 면에서 오목된 면보다도 통계적으로 연골세포의 수가 많이 측정(p<0.001)되었으며 특히, 10~15세에 외상의 병력이 있는 군(Group Ⅱ)(Fig. 3B)에서 가장 많은 차이를 나타냈다(Table 1, 2, 3). 외상의 병력이 없는 군(Group Ⅰ)에서는 다른 연구 대상군에 비하여 만곡된 면과 오목된 면에서 균일한 연골세포 수와 연골조직의 기질이 염색되는 소견(Fig. 3A)을 보였다.
   세포이상변화(dystrophic change)의 측정, 즉, 연골세포 성장과 노화의 정도측정에 있어서 10~15세에 외상의 병력이 있는 군(Group Ⅱ)에서는 만곡된 면과 오목된 면에서 통계적으로 높게 측정(p<0.005) 되어(Fig. 4A) 양측면에서 활발한 연골세포의 성장과 노화의 정도를 보인 반면에 25세 이상에서 외상의 병력이 있는 군(Group Ⅲ)에서는 상대적으로 양측면에서 낮게 측정되었다(Fig. 4B).
   조직학적 측정결과에서 연구 대상군들의 만곡된 면과 오목된 면의 연골세포수의 비, 연골두께, 연골의 세포이상변화, 그리고 연골모세포층의 비에 있어서 통계적으로 유의하게 차이(p< 0.005)가 있음을 확인할 수 있었다.

고     찰

   비중격의 성장은 주로 10세 전후에서 가장 높은 성장을 보이며, 성장기 이후의 비중격의 성장은 점차 감소하여 성인기에 이르면 비중격은 경도가 증가되어 코구조를 지지하는 중요한 구조가 된다.⁹⁾ 따라서 성장 시기에 생긴 비외상은 비중격뿐만 아니라 안면구조의 성장에도 영향을 줄 수 있다.¹⁰⁾ 위와 같은 외비와 비중격 구조의 성장을 고려하여 심한 기형이나 장애가 없으면 비중격에 대한 수술은 10대까지 연기하는 것을 대부분에서는 고려하고 있으며,¹¹⁾ Schwab 등¹²⁾은 성장기에 시행한 비중격 수술은 비중격 발달 장애를 유발하여 비중격의 기형뿐만 아니라 외비의 성장에도 영향을 끼쳐서, 성장기 이후에 재수술을 받을 정도로 심한 비중격과 비기능의 장애가 재발하였다고 보고하여 심한 선천성 기형을 제외하고, 비중격에 가해지는 수술을 성장기 이후에 하는 것을 권장하였다.
   현재 비중격 만곡증의 교정술도 성장을 감안하여 시술하고 있으며, 성장기에 시행되는 비중격 수술에 대해서는 아직도 논란의 대상이 되고 있다.
   비중격 연골은 성장기를 거치면서 조직학적으로 변화하는데 Vetter 등⁵⁾¹³⁾은 청소년기에 가장 높은 연골세포의 성장과 재생 그리고 세포밀도를 보이다가 성장기 이후에는 연골세포의 이러한 조직학적 변화가 전반적으로 감소하여 비중격 연골의 변성과 연골조직층의 매개체 변화로 연골의 탄성을 저하시켜 경도가 증가한다고 하였으며, 이러한 연골의 조직학적 변화로 인하여 비중격 연골부에 가해지는 물리적인 힘에 대한 반응이 연령에 따라 다르다고 하였다. Archer 등¹⁴⁾은 연골조직을 구성하는 정상적인 연골세포의 주요 외형은 둥근 모양으로 보이며, 풍부한 세포내 영양물질을 함유하는 반면에 외부의 물리적인 힘에 의하여 변형된 연골세포는 모양과 세포내 매개체의 변화가 나타난다고 하였다. 또한 Verwoerd 등⁷⁾은 동물실험에서 비중격 연골에 외상을 가하여 연골의 손상정도와 조직학적 반응을 관찰하였는데 성장기에는 손상을 받은 연골세포의 높은 재생과 분화로 인하여 높은 세포밀도와 분화능력을 보여 손상된 연골조직의 높은 치유력을 보였으나, 성장기 이후의 조직학적 반응에서는 연골세포의 재생과 분화현상이 관찰되지 않았으며 염증세포의 침윤과 조직의 괴사현상이 발생되어 손상된 연골조직이 섬유질 조직으로 치환되어 경도가 증가되었음을 보고하였다.
   하지만, 저자들은 인체의 비중격 연골세포는 동물조직의 연골조직보다 여러층의 연골세포로 구성되어 있으며 연골막의 많은 혈관분포 그리고 다양한 연골 성장 매개체와 호르몬의 영향 등으로 동물실험의 비중격 연골 외상에 대한 시기별의 차이를 인체에 적용하는 데는 무리가 있다고 사료되며, 임상적으로 비중격 만곡증의 수술을 많이 시행하고 있으나, 시기 별로 구별하여 성장기와 성장기 이후의 외상성 비중격 만곡에 대한 조직학적 비교연구는 거의 없는 실정이므로, 본 연구에서는 외상으로 인한 비중격 만곡 환자에서 비중격 수술을 시행할 때 얻은 연골조직의 비교분석을 실시하여 세포조직학적 차이를 알아보고자 하였으며, 또한 이러한 차이를 비중격 연골의 술식에 응용할 수 있는가를 알아보고자 연구를 진행하였다.
   10~15세에 외상을 받은 연구군에서는 비외상군과 25세 이후에 외상을 받은 연구군의 비교에서 상대적으로 만곡된 면에 많은 연골세포의 관찰소견을 보이며, 만곡된 면과 오목된 면의 연골세포의 비율에서도 높게 측정되었다. 이러한 소견은 성장기 중 발생한 외상에 대한 비중격 연골조직의 반응이 연골세포의 재생과 분화를 촉진하며, 손상된 부위에서 새로 분화된 연골세포의 높은 증식과 분포로 인한 조직학적 결과로 비중격 연골부의 심한 만곡이 발생됐다고 사료된다. 이러한 조직학적 분석결과는 본 연구에서 임상적으로도 10~15세에 외상을 받은 연구군에서 가장 심한 비중격 만곡과 비중격의 극(spur)을 관찰할 수 있었으며, 조직학적 분석과 일치하는 관찰소견을 보임을 알 수 있었다.
   따라서, 본 연구에서 10~15세에 외상을 받은 연구군에서 연구대상군 중에서 연골의 두께측정에 있어서도 가장 두꺼운 소견을 보였으며, 연골조직의 세포분화의 왕성한 활성정도를 반영하는 이상변화(dystrophic change)와 연골모세포의 관찰결과에 있어서도 가장 높게 측정되었는데 성장시기의 외상에 대한 비중격 연골조직의 반응은 외상을 받은 부위의 활발한 연골조직의 재생과 분화의 조직학적 반응의 결과로 인하여 심한 비중격 만곡의 소견을 야기한다고 이해할 수 있었다.
   반면에, 25세 이후에 외상을 당한 비중격의 연골조직에서는 연골세포층의 단속성과 밀도저하 그리고 연골세포층 사이의 섬유질 치환이 관찰되어 경도가 증가된 조직학적 소견과 연구대상군 중에서 가장 얇은 연골조직 두께의 측정치를 보였다. 이는 성장기 이후의 외상에 대한 연골조직의 손상이 연골세포의 재생과 회복보다는 연골세포의 괴사 혹은 염증반응으로 인한 연골세포의 흡수 그리고 기질의 섬유질성분의 증가로 인한 조직학적 반응의 결과로 추정되며, 실제로 본 연구에서도 연골세포의 이상변화와 연골모세포의 측정에 있어서도 연구대상군에서 가장 낮게 측정되어 기존에 보고되었던 동물실험⁷⁾에서의 조직학적 반응과 유사할 것으로 저자들은 사료된다.
   본 연구결과를 고려할 때 성장기와 성장기 이후의 외상에 대한 비중격 연골의 조직학적 반응은 동물 연골의 외상에 대한 반응과 유사한 결과를 보였으나, 이러한 결과는 저자들의 연구에서 외상이 가해진 시기에 전후한 연골조직의 비교가 없다는 점과 비외상이 가해진 방향과 물리적 강도를 대상군의 병력에 의존하여 후향적으로 관찰하였으며, 전체적인 연골조직의 조직학적 관찰이 이루어지지 않고, 가장 많이 만곡된 연골조직의 국한적인 조직학적 비교만 이루어졌다는 점 등을 감안할 때 추가적으로 더 많은 조직학적 관찰이 필요하리라 사료된다. 또한, 대상군 수가 적어 이번 연구에서는 외상 후 경과시간이 연구결과에 통계적으로 영향을 미치지 않음만을 확인하였다. 하지만, 외상 후 경과시간과 더불어 연구 및 외상시 연령이 모두 연관관계가 있을 수 있으므로, 더욱 많은 연령별 관찰을 통해 이에 대한 추가적 검증도 필요할 것으로 생각된다. 외상시기에 따른 비중격 연골의 조직학적 분석을 통한 본 연구의 결과는 비중격 연골의 세포조직학적 고려를 임상적으로 적용하여 보다 유용한 술식의 적용과 고려에 도움이 될 것으로 저자들은 생각한다.
   Seo 등¹⁵⁾의 보고에 의하면 비중격 교정술시에 있어서 10대와 20대 초반의 연령층에서 비중격 연골의 전층 절개(full-thickness incision)의 교정술로 인하여 과교정의 경험한 바를 보고하고 하였는데, 이러한 결과는 본 연구에서 성장기의 외상에 대한 비중격 연골의 조직학적 반응, 즉, 손상부위의 연골세포의 분화와 재생의 증가로 인한 결과로 인하여 발생되었다고 생각되며, 본 연구의 조직학적 관찰소견과 일치하는 결과로 저자들은 사료된다.
   따라서, 본 연구의 결과로 미루어 비중격 연골에 가해지는 술식은 되도록이면 성장이 끝난 이후에 할 것을 고려하는 것이 좋을 것으로 생각된다. 또한 외상을 받은 시기를 고려하여, 성장기에 발생한 외상성 비중격 만곡증의 수술적 치료는 연골의 연속성과 탄성을 제거하는 방법으로 술식의 적응을 고려해야 하며, 성장기 이후에 외상으로 발생된 비중격 만곡의 수술은 연골의 연속성과 탄성보다는 비중격 경도를 고려하여 교정하는 수술을 선택하는 것이 좋을 것으로 저자들은 조심스럽게 고려하고 있다. 또한 비중격 연골을 이용하는 동종 이식술식에도 비외상에 대한 병력의 존재시 외상을 받은 시기를 고려하여 연골세포의 밀도와 이형성 과정 그리고 연골조직의 재생과 분화에 대한 조직학적 고려도 포함해서 술식에 이용하는 것이 좋을 것으로 생각된다.
   저자들의 연구결과는 임상에서 많이 시행되고 있는 비중격 만곡증에 대한 비중격 교정술시에 비중격 연골의 세포조직학적 특성을 근거로 하여 비중격 연골의 수술에 대한 전향적인 조직학적 분석과 적용을 하고자 추후 연구를 계획하고 있으며 추가적인 분석이 필요하리라 생각된다.

결     론

   외상성 비중격 만곡으로 비중격 교정술을 시행 받은 환자들의 비중격 연골의 조직학적 비교결과에서 10~15세에 외상을 받은 병력이 있는 환자들의 비중격 연골은 외상이 없는 대상군과 25세 이후에 외상을 받은 병력의 비중격 만곡 환자들과의 비교시 연골조직을 포함한 세포조직학적 측면에서 연골조직의 두께, 만곡된 면과 오목된 면의 연골세포수의 차이와 비, 그리고 연골모세포와 연골세포의 이상변화 등의 관찰에서 통계적으로 차이가 있음을 알 수 있었다. 이러한 비중격 연골의 세포조직학적 고려는 비중격 수술에 도움을 주리라 생각된다.

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