교신저자：박찬흠, 200-704 강원도 춘천시 교동 153  한림대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실
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서     론

   경제적인 여건이 향상됨에 따라 미용에 대한 관심이 증가되고 이에 비례하며 코 성형술이 점차로 늘고 있다. 특히 동양인에서의 코 성형술은 융비술이 가장 보편적인 수술이지만 융비술에 사용되는 다양한 재료들 중 아직까지 인체에 적합한 이상적인 물질은 알려져 있지 않다. 최근 들어 높은 생체 적합성, 낮은 조직 반응성, 오랜 시간 동안의 안전성을 유지한다고 보고된¹⁾ 기공성 삽입물인 고어텍스(Gore-Tex^®)가 코 성형술에 많이 이용되고 있다.^2)3)4)5)6)7) 그러나 짧은 기간 동안의 동물 실험에 의한 고어텍스와 주변 조직간의 변화에 대한 보고는 있지만 아직까지 인체에서 융비술시 사용된 고어텍스의 조직학적 변화에 대해 상세히 보고 된 바는 없는 상태이다. 이에 저자는 기간별로 인체에서 융비술에 삽입된 고어텍스와 주변 조직의 성상을 분석하여 고어텍스가 인체 내에서 어떠한 변화 과정을 거치는지를 알아보고자 하였다. 

대상 및 방법

대  상
   연구 대상은 2000년 3월부터 2003년 6월까지 고어텍스 sheet(2 mm) 이용하여 비 융비술을 시행 받은 후에 감염이나 염증 소견이 없이 미용적인 이유로 2차 수술로 고어텍스를 제거 받은 24명의 환자를 대상으로 하였다. 여자 20명, 남자 4명으로 연령은 22세부터 46세로 평균 연령은 30세였다. 2차 수술은 모든 경우에서 미용적인 이유로 시행하였으며 1차 수술시 삽입한 고어텍스와 고어텍스를 둘러싸고 있는 주변 조직을 포함해서 채취한 후에 다양한 이식물을 이용하여 융비술 및 코 성형술을 시행하였다. 2차 수술을 받은 시기는 1차 수술 후 2개월부터 36개월으로, 2개월이 2명, 3개월이 3명, 6개월이 8명, 8개월이 3명, 12개월이 2명, 15개월이 4명, 36개월이 2명이었다(Table 1).

방  법

육안적인 관찰
   2차 수술중에 고어텍스 주변의 염증 소견의 유무, 고어텍스의 모양, 주변 조직과의 관계 및 유착 정도를 관찰 하였다. 

광학 현미경적 관찰 
   2차 수술중에 채취한 고어텍스와 주변 조직의 일부는 10% 중성 포르말린에 고정한 후 파라핀 포매 과정을 거쳐 5 μm 두께로 박절하여 hematoxylin-eosin으로 염색하였다. 고어텍스 내로의 결체 조직의 내향 성장 정도(ingrowth), 염증 및 이물 반응(inflammatory and foreign body reaction), 신생 혈관 증식(neo-vascular proliferation), 조직의 변성화 소견인 칼슘화(calcification)를 관찰하였고 Masson's-trichrome 염색을 이용하여 고어텍스와 주변 조직간의 교원질(collagen)의 성상을 관찰 하였다.
   고어텍스 내로의 결체 조직의 내향 성장 정도 및 고어텍스와 주변 조직간의 교원질의 성상은 고어텍스의 상층부에만 있는 경우를 중도(+), 중심부까지 있는 경우는 고도(++), 없는 경우를 음성(-)로 하여 구분하여 관찰하였으며, 약한 염증 및 이물 반응은 중도(+), 심한 경우를 고도(++), 없는 경우를 음성(-)로 하였고, 약간의 신생 혈관 증식은 중도(+), 많은 경우는 고도(++), 없는 경우는 음성(-)로 판별하였다. 

주사 전자 현미경(Scaning Electron Microscope, SEM) 관찰
   고어텍스와 주변조직을 5×5 mm 크기로 절제하여 1% paraformaldehyde가 함유된 1% glutaraldehyde(pH 7.4)에 고정시킨 후에 0.12M cacodylate buffer(pH 7.4)로 세척하였다. 세척된 조직 절편들은 2% osmium tetroxide 고정액에 1시간 30분간 후고정하여, alcohol과 aceton에 탈수 후에 critical point dryer(Hitachi HCP-2)로 고정 시켰다. 건조된 시료들은 Eiko IB-III ion coater로 도금한 후 주사 전자 현미경(Hitachi S-2500)으로 고어텍스와 주변 조직간의 변화를 기간별로 관찰 하였다. 

결     과

육안적인 소견
   채취된 고어텍스는 생체내 기간이 길어 질수록 주변 조직과의 유착이 심해지는 경향을 보였으나 실리콘 삽입시 발생하는 단단한 피막 조직은 보이지 않았다. 또한 주변 조직과 고어텍스간의 박리는 비교적 어렵지 않았으며 채취시 육안적으로는 염증이나 감염 소견은 없었다. 채취된 고어텍스의 일부에서 주변부가 약간 접혀 있는 소견을 보였지만 대부분의 경우 삽입전의 모양을 유지 하고 있었으며 두께가 약간 감소된 소견을 보였다.

광학 현미경적 소견 
   채취된 모든 고어텍스는 결체조직과의 융합(connective tissue incorporation)을 보였으며 생체내 기간이 길어질수록 결체 조직 내향 성장이 증가 하는 양상이 관찰되었다(Figs. 1 and 2). 6개월이 경과한 조직에서는 3개월에 비해서 결체 조직의 내향 성장이 보다 증가한 소견을 보였으며 이는 12개월까지 증가하는 소견을 보였다(Figs. 1 and 2). Fig. 1B에서 보이는 것 같이 전혀 염증 및 이물 반응이 없이 주변 결체 조직과 융합 및 내향 증식 소견을 보인 경우가 있었으며 이와는 반대로 Fig. 1C에서 처럼 강한 염증 및 이물 반응과 함께 주변 결체 조직과 융합 및 내향 증식을 보이는 경우도 있었으며 이는 생체내 이식된 기간에는 관계 없는 소견을 보였다(Table 2). 고어 텍스 내부로의 신생 혈관 증식은 생체내 기간이 12개월 경과한 조직에서 관찰되기 시작 했는데 완전한 혈관 형태를 갖추지는 않았지만 적혈구 및 세포들이 고어텍스 내부로 불규칙한 관을 따라 침투해 있는 소견을 보였다(Fig. 1D). 15개월 이후부터 혈관 벽을 갖춘 신생 혈관 증식을 확연하게 관찰 할 수 있었으며 신생혈관 내부에서 적혈구 등을 관찰 할 수 있었다(Fig. 1E). 조직의 변성화 소견이라고 할 수 있는 칼슘화가 생체내 이식기간이 36개월 경과한 1개의 조직에서 관찰되었는데 고어텍스 내부로 부분적인 칼슘 침착과 함께 고어텍스의 변성 소견을 관찰할 수 있었다(Fig. 1F). 고어텍스 내부로의 교원질의 침착은 모든 조직에서 관찰되었고 전체적으로 생체내 기간이 길어질수록 내부로의 침착이 증가되는 소견을 보였으며 성상면에서도 염색성이 더욱 증가하는 소견을 보였으나(Fig. 2) 기간에 관계없이 개체마다 약간의 차이를 보였다(Table 2).

주사 전자 현미경 소견
   광학 현미경에서 관찰된 것처럼 주사 전자 현미경 소견에서도 생체내 기간이 길어질수록 고어텍스의 기공 사이로 주변 결체 조직 및 교원질의 내향 성장이 증가하는 양상을 보였다. 생체내 기간이 2개월이 경과한 조직에서 광학 현미경에서 미약하게 보였던 주변 결체 조직의 내향 성장을 주사 현미경하에서는 확연하게 관찰 되었으며 이는 기간이 경과 할수록 증가하는 양상을 보였다(Fig. 3). 3개월부터는 고어텍스의 기공 내로 결체 조직의 내향 성장이 점차 증가하여 기공의 크기가 감소하는 소견을 보였다(Fig. 3B). 6개월이 경과하면서부터 고어텍스의 표면은 3개월이 경과한 조직에 비해 두꺼워진 주변 결체 조직으로 기공을 둘러싸고 있는 양상을 보였다(Fig. 3C). 특히 6개월이 경과한 조직에서부터 기공 내부에서 적혈구와 염증성 다핵구 등을 관찰할 수 있었으나(Fig. 3C) 전혀 관찰 되지 않은 조직도 있었다. 생체내 이식된 기간이 경과 할수록 결체 조직이 고어텍스 내부의 기공 사이로 내향 성장이 증가하여 기공내부를 채우고 있는 양상을 보였으며 이는 기공의 크기가 감소하게 하는 양상을 보였다. 특히 36개월이 경과한 조직에서는 결체 조직과 고어텍스간의 구분이 되지 않은 정도로 고어텍스를 둘러싸고 있는 결체 조직이 두꺼워진 양상을 보였다(Fig. 3F). 

고     찰

   비 융비술시 사용될 수 있는 재료 중에 자가 연골이 가장 이상적이다.⁸⁾ 그러나 자가 연골을 얻기 위해서는 비중격이나 이개부에 대한 부가적인 수술이 필요하고 채취할 수 있는 양이 제한되어 있으며 재 수술시에 사용할 수 없으며 이식된 연골이 흡수가 되거나 외비의 표면이 불규칙해지고 약한 외상에도 쉽게 손상을 받을 수 있다.⁹⁾ 따라서 이러한 단점들을 보완하고 동종 이식물과 유사한 생체 적합성을 가지는 이종 이식물이 필요하게 되었으며, 이중에서 기공성 삽입물인 고어텍스가 최근 들어 코 성형술에 많이 이용되고 있다. 고어텍스는 1960년대 후반에 발명되었는데 과거 20년동안 혈관 수술에 사용되어 그 안전성이 확인되었으며 1993년 미국 FDA에서 융비술을 포함한 미용 수술에 사용을 인정받아 사용되는 물질이다.¹⁰⁾ 고어텍스는 구조적으로 2개의 이중 결합된 탄소 원자에 4개의 불소 원자가 연결된 단량체가 중합되어 400,000~10,000,000 dalton의 분자량을 갖는 중합체로 고도 음전하를 띤 불소 원자가 탄소 원자 사슬 위에서 방어막을 형성하여 다양한 화학물질들에 의한 공격으로부터 화학적 안정성과 비활성화를 유지 시켜 염증 반응을 줄이고 비 발암성, 비 알레르기성을 가진 뛰어난 생체 적합성을 보인다. 구조적으로는 가는 섬유(fibril)에 의해 polytetrafluoroethylene(PTFE) 결절(nodule)들이 서로 연결된 평균 22 μm(0.5~30 μm)의 기공을 가지고 있으며 이 기공내로 적당량의 섬유 모세포, 모세혈관, 콜라겐 등의 결체 조직의 내향 성장을 일어나게 된다.¹¹⁾ 이에 대하여 Mass 등이 뉴질랜드 백토끼에서 실험한 결과에서 고어텍스 삽입후 3주된 조직에서는 염증 세포와 염증 반응은 있었으나 결체 조직의 내향 성장은 관찰 되지 않았고 6개월이 경과한 조직에서 염증 세포 및 염증 반응이 감소된 소견과 함께 결체 조직의 내향성장이 관찰 되었으나 고어텍스의 중심부까지는 관찰되지 않았다고 하였고 12개월이 경과한 조직에서는 6개월 경과한 조직과 큰 차이는 없었으나 미세한 섬유 피막을 관찰할 수 있었다고 하였다.¹²⁾ 본 연구에서는 생체내 2개월이 경과한 조직에서부터 결체 조직의 내향 성장을 관찰 할 수 있었다. 이를 광학 현미경 및 주사전자 현미경으로 생체내 기간별 관찰이 가능했으며 기간이 길어질수록 결체 조직의 내향 성장으로 기공내로 결체 조직들이 채워져 기공이 좁아지는 소견을 관찰 할 수 있었다. 또한 염증 세포 및 염증 반응이 전혀 관찰 되지 않은 조직이 있는 반면에 심한 이물 반응 및 염증 세포 및 염증 반응이 관찰된 조직이 관찰 되었다. 이는 고어텍스의 생체내 기간에는 관계없는 소견을 보였으며 이는 고어텍스를 삽입시 발생할 수 있는 오염의 차이에서 발생할 수 있을 것으로도 생각되지만 환자들마다 삽입된 고어텍스에 대한 조직 반응의 차이가 어느 정도 존재 하지 않을까 생각된다. 그리고 콜라겐 침착정도도 생체내 기간에 관계없이 차이를 보여 이 또한 개체간의 조직 반응의 차이가 존재할 것으로 생각된다. 고어텍스 내부에서 신생 모세 혈관 생성을 관찰할 수 있었는데 생체내 12개월이 경과한 조직에서 부분적인 신생혈관을 관찰할 수 있었으며 혈관 벽을 가진 확연한 모세 혈관은 15개월이 경과한 조직에서 관찰이 가능 하였다. 12개월 이상 경과한 조직들 중에서 고어텍스의 중심부까지 이동된 세포들과 결체 조직의 내향 성장을 관찰할 수 있었다.

   이는 이전에 발표된 문헌에서는 중심부까지 결체 조직의 내향 성장은 없는 것으로 알려진 것과는 다른 결과라고 생각된다. 이러한 고어텍스 내부로의 결체 조직의 내향 성장은 수술 후 고어텍스의 고정 및 안정성을 유지시키며 주위에 생기는 피막을 감소시켜 구축을 최소화한다고 하였으며¹¹⁾ 본 실험에서도 삽입된 고어텍스 채취시에 강한 피막형성은 보이지 않았으며 비교적 제거가 용이 하였다. 그러나 다른 재료에 비해 상대적으로 유연하고 부드러워 구조적 지지력이 약한 단점이 있는데¹¹⁾ 본 연구에서도 삽입된 고어텍스의 두께가 감소한 소견을 보였는데 이러한 현상은 고어텍스 삽입후 초기에 주변조직의 압력에 의해서 고어텍스 내부의 기공이 눌리면서 두께가 감소 할 것으로 생각되며 본 연구의 주사전자 현미경 소견에서 관찰된 것처럼 내향 성장한 결체 조직이 기공을 채우면서 기공이 줄어드는 것이 감소하면서 고어텍스가 일정한 부피를 유지할 수 있을 것으로 생각된다. 또한 이전 발표된 문헌에서는 삽입된 고어텍스의 조직학적인 변형이나 흡수가 관찰 되지 않았다고 하였으나³⁾¹²⁾ 본 실험에서는 생체내 36개월이 경과한 고어텍스 조직에서 변성화 소견이라고 볼 수 있는 칼슘화 소견을 관찰 할 수 있었다. 이는 이전의 실험들이 동물을 대상으로 하였고 단기간의 실험 결과이기 때문이라고는 생각되지만 인체에 장기간 삽입된 고어텍스가 변성이 될 수 있다는 것을 의미하며 이것에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

결     론

   본 연구는 인체에서 융비술시 사용된 고어 텍스의 조직학적 변화를 광학 현미경 및 전자 현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 고어텍스 내부로의 결체 조직의 내향 증식은 생체내 2개월이 경과한 모든 조직에서 관찰되었으며 기간이 길어질수록 기공내로 내향 성장이 증가하여 기공내로 침투가 증가하는 소견을 보였다. 고어텍스와 주변 조직간의 염증 반응 및 이물 반응은 생체내 기간에 관계없이 개체간의 차이를 보였고 삽입된 고어텍스에 대한 개체간의 조직학적인 반응의 차이가 있을 것으로 생각된다. 생체내 기간이 길어질수록 콜라겐의 침착도는 증가하는 양상을 보였으며 개체간의 조직학적인 반응의 차이를 보였다. 고어텍스 내부로의 신생혈관 생성은 생체내 12개월이 지난 조직에서부터 관찰 할 수 있었으며 이는 기간이 길어질수록 점점 증가하는 양상을 보였다. 생체내 36개월이 경과한 고어텍스 조직에서 변성화 소견이라고 볼 수 있는 칼슘화 소견을 관찰 할 수 있었다. 
   이상의 연구결과 기간별로 인체에서 융비술에 삽입된 고어텍스와 주변 조직의 변화에 대해 새로운 사실들을 알 수 있었고 고어텍스에 대한 개체간의 조직학적인 반응의 차이가 존재하며 장기간 삽입된 고어텍스에서 변성화 소견이 관찰되었고 이에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다. 

1. Neel HB III. Implant of Gore-Tex. Arch Otolaryngol 1983;109:427-33.

2. Conrad K, Gillman G. A 6-year experience with Gore-Tex in rhinoplasty. Plast Reconstr Surg 1998;101:1675-83.

3. Maas CS, Monhian N, Shah SB. Implants in rhinoplasty. Facial Plastic Surgery 1998;13:279-90.

4. Queen TA, Palmer III FR. Gore-Tex for nasal augmentation: A recent series and a review of the literature. Ann Otol Rhinol Laryngol 1995; 104:850-2.

5. Owsley TG, Taylor CO. The use fo gore-Tex for nasal augmentation: A retrospective analysis of 106 patients. Plast Reconstr Surg 1994; 94:241-8.

6. Waldman SR. Gore-Tex for augmentation of the nasal dorsum: A preliminary report. Ann Plast Surg 1991;26:530-5.

7. Rothstein SG, Jacobs JB. The use of Gore-Tex implants in nasal augmentation operations. Entechnology 1989;40,42,44-45.

8. Stucker FJ, Gage-White L. Survey of surgical implants. Facial Plast Surg 1986;3:141-4.

9. Welling DB, Maves MD, Schuller DE, Bardach J. Irradiated homologous cartilage graft: Long term results. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 1988;114:291-5.

10. Gordin MS, Waldman SR, Johnson CM. The use of expanded polytetra-fluoroethylene (Gore-Tex(r)) in rhinoplasty. Arch otolaryngol Head Neck Surg 1995;121:1131-6.

11. Lewis RP, Schweitzer J, Odum BC, Lara WC, Edlich RF, Gampper TJ. Sheets, 3-D strands, Trimensional (3-D) shapes and sutures of either reinforced or nonreinforced expanded polytetrafluoroethylene for facial soft-tissue suspension, augmentation, and reconstruction. J Long-term Effects of Medical Implants 1998;8:19-42.

12. Maas CS, Gnepp DR, Bumpous J. Expanded polytetrafluoroethylene (Gore-Tex soft-tissue patch) in facial augmentation. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 1993;119:1008-14.