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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1997;40(2): 185-196. |
| Morphologic Study on a Vascularized Composite Flap for Tracheal Reconstruction in Rabbit: I. Light Microsopic Study. |
| Eun Seo Kim, Won Pyo Hong, Jeung Gweon Lee, Yoo Sam Chung, Young Joon Choi, Seok Cheol Kong |
| Department of Otolaryngology, Yonsei University College of Medicine, Seoul, Korea. |
| 토끼 기관에 이식한 혈행성 연골막-구강점막 복합피판의 형태학적 연구：I. 광학현미경적 연구 |
| 김은서 · 홍원표 · 이정권 · 정유삼 · 최영준 · 공석철 |
| 연세대학교 의과대학 이비인후과학교실 |
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| ABSTRACT |
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Successful regeneration of a cartilage framework using perichondrium has been reported by several authors but there are some arguments surrounding mucosal regeneration. Some authors report that regeneration of mucosa is completed by ingrowth from neighboring tissue but others insist that it occurs via metaplasia from the squamous epithelium. This study was designed to investigate the differences in regeneration between nonvascularized and vascularized flaps.
A 5 X 15mm sized vascularized composite flap composed of vascularized perichondrium pedicled on the central auricular artery and free buccal mucosa which was harvested from the oral cavity and sutured on the vascularized perichondrium was fabricated in a rabbit ear. It was transferred to a pre-created 4 X 12mm tracheal defect. A morphologic study was carried out to determine the outcome of the grafted mucosa at regular intervals under light microscopy after H and E staining. A nonvascularized perichondrial-mucosal composite flap with the same dimension was transferred in the control group. The results are as follows;1) The control group showed necrosis of the grafted mucosa and defective area was covered by ingrowth of the neighboring normal mucosa. The periphery of the defective area regenerated earlier than the central area and immature epithelia were still found 6 weeks after the graft. Regeneration of cilia was rather inconsistently observed 8 weeks after the transfer. 2) In the experimental group, the grafted mucosa survived on the vascularized perichondrium which was thought to act as a vascularizing bed. Two weeks after reconstruction, the covering epithelium appeared almost as normal as the tracheal columnar epithelium. At 4 weeks, the regenerated mucosa could hardly be distinguished from the normal mucosa. Regeneration of cilia was consistent at 6 weeks in the experimental group. Mucosal regeneration in the experimental group was superior to the control group in terms of degree and quality. Mucosal coverage of the control group occurred by ingrowth from the neighboring mucosa. In the experimental group, survival of the grafted mucosa relied upon revascularization through the vascular pedicle.
It can be conceived that metaplasia of the grafted mucosa occurs in a vascularized composite flap transferred group.
In conclusion, maintenance of vascularization is essential to successful regeneration of grafted mucosa with good quality. |
| Keywords:
Tracheal mucosal regenerationㆍPerichondrial-mucosal composite flapㆍVascularized flapㆍMetaplasiaㆍIngrowth |
서론
선천성 또는 외상등에 의한 후천성 기도협착의 치료 또는 기관을 침범한 종양을 절제한 후 생긴 결손부의 재건은 아직도 어려운 문제중 하나로, 많은 난제를 내포하고 있다.2)15) 기도협착을 성공적으로 치료하기 위해서는 협착부위를 제거한 후 남게되는 기관의 결손 부위를 원활히 재건하여야 하는데 이를 위해 연골의 재생과 아울러 재건부위의 점막재생이 신속하고 원활히 이루어지도록 하는 것이 중요하다.26)
역사적으로 볼 때 1950년대말 늑골의 연골막에서 신생연골과 골의 재생이 관찰된 이후24), 1960년대초 연골막을 이용한 기도의 재건이 보고되었으며28) 1970년대초에는 기관의 결손부에 유리이식한 토끼의 연골막에 연골생성능이 있음이 처음 실험적으로 입증되었다.35) 그 이후에도 유리 연골막을 이용한 여러 실험적 보고30)36)와 임상적 시도3)등이 진행되어 왔다.
그러나 기관점막의 재건에 대해서는 보고자에 따라 이견이 많다. Farkas등11)은 개의 제 2, 3, 4 기관연골륜을 제거하고 구강점막과 이개연골로 복합피판을 형성한 후 이를 이식하는 방법으로 기도를 재건하였는데, 14개월 후의 조직검사상 기관내면이 호흡성상피로 피복되었음을 확인하였고, 이에 대해 주위 기관상피로부터의 이행(ingrowth)이 아니라 화생(metaplasia)이라고 주장하였다. 한편 Drettner등10)은 비중격의 연골과 점막으로 구성된 복합피판을 이식한 개에서 11내지 12개월이 경과하면 연골은 대부분 소실되어 섬유성 결합조직으로 대치되고, 이식한 비강점막의 편평상피는 원주상피로 전이된다고 보고함으로써 Flemming등13)의 보고를 뒷받침하였다. 그는 이것이 초기의 부분적인 혹은 전체적인 상 피괴사 후 주위 기관 점막 상피로부터의 이행(ingrowth)에 의한 것이거나 혹은 직접 출현한 원주상피로 추정하였다.10) 1990년대에 들어서는 미세 혈관수술의 급속한 발전에 힘입어 혈행성 피판을 이용한 연구들이 활발히 보고되고 있다. Delaere등7)은 토끼에서 혈관경을 가진 이개연골막을 혈관상(vascular bed)으로 하여 한 면에 구강점막을, 다른 한 면에 동종연골을 이식한 결과 이식한 구강점막은 재혈관화(revascularization)된 연골막상(perichondrial bed)위에서 생존하고 이 때 동종연골도 생존하지만 후두내강은 비섬모성 상피세포로 구성된 점막으로 피복됨을 관찰하였다. 더 나아가 풍부한 혈행을 가진 유리 근막피판을 미세수술적 기법으로 부분적 또는 환상(circumferential)의 기도 결손부에 이식하는 술식이 소개되어 기관 재건방법에 있어 또 하나의 새로운 가능성이 제시되고 있다.8) 그러나 상기의 견해들은 모두 점막의 복원 및 재생이 시기별로 어떻게 일어나는지를 확실히 규명하지는 못했는데, 특히 기관재건에 사용된 피판의 구성상태에 따라, 이식된 점막의 복원 및 재생과정에 어떤 차이가 있는지를 규명하는 것은 매우 의의있고 중요한 문제라고 생각된다.
본 연구에서는 동, 정맥 혈관경을 가진 연골막에 구강점막을 봉합하여 이식점막의 재혈관화(revascularization)를 시도하였다. 이는 최근에 미세수술분야에서 활발한 연구가 진행되고 있는 2차적 도서형 복합피판(prefabricated flap 또는 secondary island flap)의 시도1)와 유사한 개념으로서, 본 연구에서는 토끼의 중앙이개동, 정맥(central auricular artery & vein)을 혈관경(vascular carrier)으로 하여 구강점막의 재혈관화(revascularization)를 유도할 수 있으리라 생각하였다. 즉 기도재건을 위해 이식한 피판에 일정한 혈행이 유지되고 있는지의 여부가 점막재건에 어떠한 영향을 미치는지를 알아 보고자 하였으며 보고자에 따라 견해차이가 있는 이식연골막 및 이식점막의 운명에 대해, 시기에 따른 형태학적 변화를 광학현미경적으로 연구하였다.
재료 및 방법
1. 실험동물
체중 2.5∼3kg의 성숙한 토끼를 암수 구별없이 사용하였다. 토끼는 동물실의 환경에 적응할 수 있도록 1주일 이상을 사육한 후 실험에 사용하였으며 실험전 최소한 12시간 이상의 공복을 유지하도록 하였다. 50마리를 실험군 및 대조군의 두 군으로 나누어 각 군당 25마리씩으로 하였다.
2. 방법
1) 비혈형성 복합피판(nonvascularized composite flap)의 이식
체중 1kg당 pentobarbital sodium(Entobar(r)) 30mg을 이개정맥에 주사하여 전신마취하였다. 체중 1kg당 amoxacillin 50mg을 예방적으로 정맥주사하고 제모제(Neet R)로 공여부의 이개 배부(dorsal surface of auricle)와 전경부(anterior neck)의 털을 완전히 제거한 후 수술대위에 앙와위로 고정하였다. 70% isoprophyl alcohol과 betadine R으로 수술부위를 소독한 후 소독포를 도포하였다. 마취가 깊거나 호흡이 원활하지 않은 경우에는 경구강으로 No. 3 튜브를 기관에 삽관한 후 ambu bagging으로 호흡을 유지하였다.
개구기(mouth opener)를 이용하여 입을 벌리고 혀를 당겨 구강의 시야를 확보한 후 협점막(buccal mucosa)에 2% xylocaine을 국소 주사하였다. 5mm×15mm 크기로 협점막의 전층을 채취하였으며 공여부의 출혈을 전기소작기(electric coagulator)로 지혈하여 흡인을 방지하였다. 채취한 점막은 생리식염수에 보존하였다.
마취와 항생제 주입을 위해 이용한 이개의 반대측 이개배부를 노출시킨 후, 중앙이개 동, 정맥이 위치하는 이개 중앙부위에 5×15mm 크기의 피판을 도안하였다. 피판의 중심은 이개 전경(whole length)의 원위부 2/3되는 곳에 위치하도록 하였다(Fig. 1A). 2% xylocaine을 국소주사하여 마취외에도 수력박리(hydraulic dissection)의 효과를 통해 피부조직과 연골막이 분리될 수 있도록 하였다. 피부를 절개, 박리하여 피하조직 및 연골막을 노출시킨 후 미세거상기(microelevator)를 이용하여 도안한 연골막의 3면을 거상하고 한 면은 주위 연골막과의 연결을 유지하였다. 채취한 구강점막을 연골막의 내면에 위치 시키고 #6-0 vicryl로 두 조직을 봉합하였는데 주변부는 물론 중심부도 봉합하여 두 조직이 밀착되도록 하였다. 매듭은 협점막측을 향하도록 하였으며 봉합 후 fibrin glue(Tisseel(r))를 이용하여 두 조직이 강하게 밀착되도록 하였다(Fig. 1B). 봉합이 끝난 후 연골막의 남은 한 면도 주위조직으로 부터 분리시켜 생리식염수에 보관하였다.
경부를 앙와위에서 신전시켜 전경부의 시야를 충분히 확보한 후 2% xylocaine을 국소 주사하였다. 갑상연골의 하부의 피부를 4cm의 크기로 수직절개하여 박리하고 피하조직과 경근막을 박리하여 피대근(strap muscle)을 노출시켰다. 내경정맥 및 경동맥의 손상에 유의하면서 피대근을 박리하여 기관을 노출시키고 제 3, 4, 5번 기관륜의 전벽을 점막과 함께 4×12mm 크기로 절제하여 결손을 형성하였다. 생리식염수에 보관하였던 복합피판을 기관 결손부에 위치시키고 연골막을 기관 주위조직에 #6-0 vicryl로 단속 봉합하였으며 fibrin glue를 도 포하여 공기가 새지않도록 하였다(Fig. 1C). 창상부위를 충분히 소독하고 피대근을 봉합한 후 피부절개 부위를 #3-0 silk로 봉합하였다. 수술 후 1주일 동안 매일 창상부위를 소독하고 cefazolin 500mg을 정맥투여하였다.
2) 혈행성 복합피판(vascularized composite flap)의 이식
수술전 처치, 마취, 제반 준비 및 협점막 채취는 대조군과 같은 방법으로 시행하였다. 양측 이개중 혈관이 굵고 주행이 비교적 직선에 가까운 이개를 선택하였으며 약제 주입에는 반대측 이개정맥을 사용하였다.
대조군과 같은 위치에 같은 크기의 피판을 도안하고 중앙이개동, 정맥의 주행을 따라 혈관의 내측으로 이개의 근위부까지 피부를 절개하였다(Fig. 2A). 연골막과 상부의 피부조직으로 피판을 구성하였으며 후에 기관결손부에 이식할 때 피부를 전경부의 피부에 봉합함으로써 이 피부를 통해 수술 후 이식피판의 상태와 생존여부를 파악할 수 있도록 하였다. 연골막을 거상한 직후 혈관경을 박리하기에 앞서 채취한 협점막을 대조군과 동일한 방법으로 피판에 봉합하고 fibrin glue를 도포하였다(Fig. 2B). 중앙이개동, 정맥을 보호하기 위하여 혈관경에는 피하의 연조직을 포함시켜 박리하였다(Fig. 2C). 또한 피판에 가까운 원위부의 혈관일수록 직경이 작아져 박리도중 쉽게 손상받을 수 있으므로 피판에 인접한 혈관경에는 이개연골을 포함시켰다(Fig. 2C). 이개근에서의 출혈에 주의하면서 이개근이 노출되는 근위부까지 혈관경을 충분히 박리함으로써 전경부로 회전할 때 긴장이 걸리지 않도록 하였다.
전경부의 피부절개, 박리 및 기관 결손부의 형성은 대조군과 같은 방법으로 하였다. 이개의 근위부와 전경부의 피부절개 부위를 연결하는 피하터널을 만들고(Fig. 2D) 이 곳으로 피판과 혈관경을 회전, 통과시켜 피판이 긴장없이 기도 결손부에 위치하도록 하였다(Fig. 2E). 대조군과 동일한 방법으로 기관결손 부위에 피판을 이식하고 fibrin glue를 도포한 후 피판의 피부조직과 전경부의 피부를 nylon #4-0로 봉합하였다(Fig. 2F). 이개의 피부절개창은 silk #3-0로 봉합하였다. 술 후 10일간 매일 창상부위를 소독하고 cefazolin 500mg을 정맥주사하였다.
3) 분석방법
대조군과 실험군 모두 1주, 2주, 4주, 6주 및 8주에 각각 5례씩 이식피판과 주위기관벽전층을 모두 포함하여 채취한 후 포르말린에 고정시키고 파라핀에 포매하였다. 파라핀블럭을 5μm간격으로 연속전달한 후 각 절편을 hematoxylin과 eosin으로 염색하였다. 결손부와 이식편의 전장을 포함하는 절편중 일정 간격으로 20개를 선택함으로써 적절한 절편의 선택에 있어 편견을 배제하고자 하였다.
각 절편에서, 기관 결손부에 이식한 점막의 변화를 관찰하고 이를 결손부 주위 기관점막과 비교함으로써 결손부에 피복되는 상피세포의 일련의 변화과정을 광학현미경으로 검색하였다.
결과
각 군의 일부 토끼에서 창상감염이 발생하였는데 대부분은 초기에 그리고 일과성으로 발생하였다. 대조군에서는 감염이 발생한 총 7예중 4예에서 이개배부에, 3예에서 전경부에 창상 감염이 있었다. 이개부의 염증은 소독과 항생제의 주입 및 국소도포로 완전히 치유되었으며 전경부에 감염이 있었던 3예중 2예는 변연절제술과 항생제 주입 및 국소도포의 치료에도 불구하고 중증으로 진행되어 연구대상에서 제외하였다. 실험군에서는 총11예에서 창상감염이 있었는데 이 중 이개배부에 4예, 전경부에 4예, 그리고 양측에 3예의 염증이 발생하였고 양측 창상에 감염된 3예와 이개배부에 감염된 1예는 실험대상에서 제외하였다. 실험군에서 이개배부에 염증이 호발한 것은 혈관경이 긴장을 감소시키기 위해 이개 근위부 연골막을 너무 많이 박리하였기 때문으로 사료되었고 수술 술기를 변형시킨 후에는 감염의 빈도가 현저히 줄어들었다. 총5마리의 토끼가 수술 후 기도와 관련된 문제로 사망하였는데 이 중 2마리는 술 후 1주내에, 3마리는 2주내에 사망하였다. 이는 수술 중 출혈에 의한 혈종 또는 기관 전벽 결손부위의 함몰에 의해서 유발된 기관협착에 의한 것으로 사료되었고 이는 부검에 의해 확인되었다. 전 연구를 통하여 6마리의 토끼가 원인불명으로 사망하였다.
정상 기관 점막을 피복하는 상피는, 세포내 핵의 위치는 서로 상이하나 모든 세포가 기저막에 접하고 있는 전형적인 위중층 섬모성 원주상피였다(Fig. 3A). 정상 협점막 상피세포의 경우, 기저세포는 입방형이며 상부로 갈수록 편평한 형태의 세포로 이행하는 전형적인 비각화 중층 편평상피로 구성되어 있었다(Fig. 3B).
대조군의 1주 표본에서는, 이식한 협점막의 상피는 이탈, 괴사되고 점막하 조직에서는 염증세포 침윤과 농양이 관찰되었다. 이와는 대조적으로 실험군의 1주 표본에서는 이식 점막의 상피세포가 생존하였다.
2주 표본의 경우, 대조군에서는 이식점막이 괴사되면서 결손부 주변의 정상 점막이 결손부를 향하여 자라들어가는(ingrowth) 것이 관찰되었다(Fig. 4A). 결손부로 이행한 점막은 키가 작은 상피세포로 구성되었으며 주변부로 갈수록 좀 더 큰 입방상피로 피복되는 양상으로서 점막하의 조직이동을 시사하는 소견으로 생각되었다. 반면 실험군의 이식 점막은 결손부 전장에 걸쳐 비교적 균일한 재건과정을 보였으며 육아조직 등에 의한 부분적인 결손없이 연속적으로 기관내강을 피복하였다(Fig. 4B). 실험군의 결손부는 이 시기에 이미 부분적으로 주위의 정상 호흡상피와 유사한 형태를 갖춘 상피세포로 피복되었으며 일부의 중층편평세포가 크기와 모양이 변화된 상태로 관찰되었다(Fig. 4C). 전반적으로 실험군 2주표본의 상피세포는 지속적으로 분화하는 과정에 있었다고 생각할 수 있었으며, 편평상피양 세포들이 상대적으로 감소하는 반면, 원주상피양 세포의 비중이 증가하는 양상이었다(Fig. 4B).
이식 후 4주가 경과하면, 대조군에서는 결손부 중앙의 점막이 단순 입방상피 또는 납작한 상피세포로 구성되면서 사이사이에 기관강내로의 육아조직이 상피세포의 피복을 단절시키는 양상으로, 정상조직과 인접한 결손부의 주변으로 갈수록 정상 기관점막의 호흡상피와 유사한 모양을 갖추었다(Fig. 5A). 또한 결손부 점막은 2∼3층의 상피세포로 구성되며 이 세포는 주변부에 비하여 현저히 납작하였다(Fig. 5A). 실험군의 경우 이식한 점막이 위치한 결손부의 상피는, 대부분 주변부의 정상 상피와 거의 유사하여 서로 구별되지 않았으며(Fig. 5B) 섬모의 출현은 고배율에서 일정치 않게 관찰되었다.
6주 표본 대조군의 점막은 이제 정상적인 위중층 원주상피와 유사한 모습으로 관찰되나 아직도 결손부의 중심은 분화가 덜 되어 미숙하면서 납작한 세포로 피복되는 양상으로서 주변부의 정상 원주상피와 구별되었다(Fig. 6A). 실험군의 경우, 점막은 위중층 원주상피로 재생되었으며 섬모도 비교적 일정하게 관찰되었다. 또한 4주 표본에 비해 점막하 모세혈관의 증식이 현저하였다(Fig. 6B).
8주 표본에서 대조군의 점막은 위중층 원주상피로 재 생되었으나 섬모는 일정하게 관찰되지 않았다(Fig. 7A). 실험군에서는 기관내강이 전체적으로 전형적인 위중층 섬모성 원주상피로 피복되었다(Fig. 7B).
고찰
선천성 또는 외상등에 의한 기도 협착의 치료는 아직도 어려운 문제중의 하나로서 해결하여야 할 많은 과제를 내포하고 있다.6)16)31)34)40)41) 기도협착을 성공적으로 치료하기 위해서는 협착부위를 절제한 후 남게되는 기도의 결손 부위를 원활히 재건하여야 하는데 이를 위해 기도의 골격으로서의 연골의 재건과 아울러 이 재건부위에 점막재생이 신속하고 원활하게 이루어 지도록 하는 것이 중요하다.9)25)33)39) 즉 안정되고 유연한 골격으로 구조적인 안정성을 확보하는 동시에 내면은 호흡성상피로 피복됨으로써 기능적으로도 정상화되어야 하는 것이다. 따라서 기도의 골격과 점막을 동시에 재건함으로써, 재건부위의 가피형성과 분비물의 축적을 억제하고 원활한 호흡을 유지시켜 정상적인 기도생리를 복원할 수 있다면 이상적이라고 하겠다.
Rice 및 Coulthard32)는 개의 윤상연골 전층에 걸친 결손부위에 이식한 연골막에서 신생연골이 재생되고 함께 이식한 협점막에서 기도점막이 재생됨을 관찰하였는데, Krepsi등22)도 개의 기도에 자가이식한 흉막-골막 복합피판에서 신생골과 점막이 재생되었음을 보고하였다. 이들은 기도 전벽에 창모양의 결손부를 형성하고 혈행이 유지된 흉막-골막 피판을 이식하여 각각 점막형성 및 신생골의 재생을 유도하였으며 조직학적으로 이를 증명하였다. 또한 Finley등12)은 미세혈관 수술기법을 기도재건에 처음 소개하여 유리골막으로 기도재건을 시도하기에 이르렀다. 1980년대 들어서는 광범위한 결손부의 재건을 위해 실제적인 상황과 유사하게 연골막을 원통형으로 도안하여 이식하는 술식이 고안되었으며21), 미세혈관 문합술을 이용한 재건술이 소개되었다.4)27) Krepsi등 22)이 2단계의 수술을 통해, 개의 기도에 형성한 환상의 결손부(circumferential defect)를 흉막-골막 피판으로 재건한 실험적 결과를 보고함으로써, 실제 임상에서 경험할 수 있는 문제를 해결하는데 유용한 술식으로서의 가능성을 인정받게 되었다. 즉 과거에는 자가 또는 동종의 연부조직을 이식하여 기도 점막의 재건을 꾀하였으나 거부반응 및 기도폐색으로 실패했던 반면 이 실험에서는 미세혈관 수술기법을 통해 혈행이 유지되는 흉막-골막 피판을 스텐트(stent)에 감아 이식함으로써 상피조직으로 피복된 튜브모양의 골격을 형성할 수 있었다. 그러나 흉막-골막 복합피판이 실제로 임상에서 적절한 기관대체물로 사용될 수 있을 지에 대해서는 논란이 있었다.21) 이외에도 측두-두정근막 유리피판(temporoparietal fascial free flap)을 이용한 재건4)이나 근골막피판(myoperiosteal flap)을 이용한 재건14)등이 실험적으로 또는 임상적으로 시도되었다.
1980년대 후반 미세혈관 수술이 모든 분야에서 일반화 되면서 기도재건에도 혈행을 유지한 피판의 이식이 도입되었다. 그에 앞서 Krepsi등22)은 개의 기도의 전층에 걸친 결손부를 재혈행화된 복합 피판(revascularized composite flap)을 이용하여 성공적으로 재건하였으며, 이를 통해 피복상피의 재건과 견고한 골격의 재건을 동시에 이룩할 수 있다는 가능성을 제시하였다. 임상적으로는 성문하협착부위에 상피화된 장골능피판(epithelialized iliac crest flap)을 이식하여 성공적으로 재건한 예20)가 첫 보고인데, 이식에 사용한 골편이 후두 및 기관 결손부의 만곡에 맞추어 도안하기가 용이하지 않다는 단점이 있으며7) 또한 피판의 수확 및 이식을 2단계로 나누어 시행하는 번거로움도 있었다. 최근에는 미세혈관수술등을 이용하여 다양한 부위의 근막이나 연골막에 혈행을 유지시켜 복잡하고 넓은 부위의 재건을 시도하고 있는데 이러한 보고들에서 공통적으로 지향하고 있는 점은, 술식은 단순화시키면서 유연한 골격과 아울러 일관성 있는 내강의 상피화를 구현하는 것이다.5)7)8)19) 연골막은 연골생성능이 있어 기도를 견고히 유지할 수 있고 기도의 모양에 따라 변형이 가능하다는 장점 및 감염에 대한 높은 저항성, 공기차단성등으로 기도재건의 유용한 이식물임이 입증되어 있으며 점막과 함께 복합피판을 구성하기가 용이한 장점도 있다.
외상이나 장기간의 삽관에 의해 발생한 협착부위를 절제하거나 기도에 발생한 종양을 절제한 후 생긴 결손부위를 구조적, 기능적으로 재건하기 위해서는, 위에 기술한 미세혈관수술기법을 이용한 유리피판 이식술이 기존의 치료방법에 대한 새로운 대안일 수 있다. 그러나 결손부위가 넓고 복잡하여 다양하고 큰 피판을 필요로 하는 경우가 아니라면, 혈관경을 유지한 상태로 인접부위로 부터 도안한 회전피판을 이용하는 것이 더 실용적일 수 있다. 최근에 이와 같은 개념하에 이개 연골막 회전피판을 이식하는 실험적 시도들이 보고되고 있는데17)18) 미세혈관 문합술에 비해 술식이 간단하고 재건과정에도 특별한 문제가 없다. 본 연구에서는 중앙이개동정맥을 혈관경으로, 이개 연골막을 회전피판으로 하고 이 연골막에 구강점막을 봉합, 밀착시켜 이식함으로써 기관의 구조적, 기능적 재건을 시도하였다. 수술 기법상 0.7mm정도의 혈관을 손상없이 박리하여, 과도한 긴장없이 이식부위로 회전시키는 것이 중요한데 이를 위해 혈관경에 연조직을 포함시켜 박리하는 것이 유리하다.8) 또한 박리된 연골막은 수축하는 성질이 있으므로 다른 조직과 함 께 박리하여 이식하면 이와 같은 단점을 극복할 수 있다.8) 본 연구에서와 같이 연골막-피부피판(perichondrocutaneous flap)을 도안하여 이식하면 상기의 문제를 해결할 수 있을 뿐만아니라 수술 후 이식피부에서 모세혈관 재충전(capillary refilling)을 검사함으로써 피판의 허혈여부를 판단할 수 있다.
1주 표본에서, 대조군과는 달리 실험군의 이식점막이 생존하였는데 이것은 혈행이 유지되는 연골막을 혈관상(vascular bed)으로 하여 이식점막이 재혈관화(revascularization)된 것으로 해석할 수 있다. 2주 표본에서는 대조군과 실험군의 상피피복이 전혀 상이한 과정을 거쳐 진행된다는 것을 확실히 보여주었다. 대조군의 경우에는 이식점막이 괴사된 부위로 주변의 정상 상피조직이 자라들어가며, 이와같은 기전으로 결손부를 피복한 상피세포는 정상조직에 인접한 주변부와 결손의 중심부 사이에 큰 차이를 나타내, 중심부의 세포는 비교적 납작하고 1내지 2층의 세포로 구성된 반면 주변부는 중층의 입방형 세포로 구성되었다. 반면 실험군에서는 결손부의 점막이 부분적으로는 주위의 호흡상피와 거의 유사한 형태를 갖추었으며 이식점막의 중층 편평세포중 일부는 모양과 크기가 약간 변화된 상태로 생존하였다. 즉 상피의 피복은 단절된 부분이 없이 연속적이었으며 세포의 모양도 결손부위 부위에 따라 차이가 없이 균일하였다. 즉 이것은 상피세포가 지속적으로 분화하면서 편평상피양 세포들은 상대적으로 감소하고 원주상피양 세포의 비중이 증가하는 과정이라고 생각할 수 있었다. Delaere등8)에 따르면 혈행성 피판의 경우, 이식후 8일과 14일 사이에 세포의 활발한 분화를 거쳐 섬모성 원주상피양 세포의 비중이 증가한다고 하였으며 이식 후 약 3주에 점막의 90%가 점액섬모상피로 재건되는 것으로 보아 2주와 3주사이에 재혈관화가 완성된다고 하였다.
편평상피가 원주상피로 전환될 가능성에 대해서는 일찍이 1940년대부터 제기된 후38) 실험적으로 증명하려는 노력들이 있어왔다.13)25)29)37) 이들은 이러한 세포의 화생이 그 위치의 상피세포로부터 in situ의 기전으로 발생하든지 또는 주위 조직으로부터의 전이에 의한다고 보고하였다. 한편 Ohlsen등30)은 이식한 편평상피가 원주상피로, 후에는 섬모성 원주상피로 분화되는 것을 관찰함으로써, 호흡상피의 결손부위에 이식한 편평상피내에서 일련의 화생과정이 연속적으로 진행된다고 생각하였다. 본 연구의 실험군에서 확인된 것처럼 이식 점막이 생존한다고 하더라도 재건부위의 상피피복이 이식점막의 화생에의해 이루어진다고 단정하기는 어려우며 또한 기관 내강의 상피피복이 대조군에 비해 훨씬 빠르고 완전하다는 점을 토대로, 이식한 점막의 중층 편평상피가 위중층 원주상피로 화생되었다고 추정하는 것은 다소 무리가 있을 것으로 생각된다. 또한 표본을 수확한 시간간격이 1주 내지 2주정도로 긴 점도 판단에 어려움을 겪게 한다. 그러나 위에서 언급한 바와 같이, 대조군에서는 결손부위 주변부와 중심부사이에 재생능 및 속도에 있어 차이를 보이면서 재건된 반면 실험군에서는 부위에 따른 차이없이 전 결손부위가 균일하게 재건되었던 것으로 볼 때 대조군이 이식점막의 괴사후 이행에 의한 피복과정을 밟는 반면, 실험군에서는 생존한 이식점막의 분화 및 화생이 점막재건의 주된 기전이라고 생각할 수 있었다.
본 연구는 현재까지 이론이 분분한 기관점막의 복원에 촛점을 맞추어, 재건에 이용된 이식피판의 구성상태에 따라 이식점막이 어떻게 기관내강을 피복하게 되는 지를, 광학현미경적 연구를 통해 알아보았으며 향후 상피재생 및 섬모재생의 과정을 좀 더 자세히 규명하기 위해 면역조직화학적 연구 및 전자현미경적 관찰을 통한 연구결과를 보고할 예정이다.
결론
혈행이 유지된 이개연골막에 구강점막을 봉합하여 복합피판을 구성한 후 기도 결손부에 이식하고 점막이 재건되는 과정 및 양상을 형태학적으로 관찰하였다. 대조군은 혈행이 유지되지 않은 유리연골막에 구강점막을 봉합하여 이식한 경우로 하였으며 광학현미경 검색을 통하여 결손부에 이식한 점막의 재건과정을 살펴보았다.
그 결과를 요약하면 다음과 같다.
1) 대조군에서는 이식점막이 괴사되면서 주위 점막으로부터의 이행에 의해 결손부가 재건되었다. 반면 실험군에서는 이식점막이 연골막의 혈관상에 의하여 재혈관화되어 생존하였으며 대조군에 비하여 점막의 재건 및 섬모의 증식이 좀 더 빠르고 완벽하였다.
2) 실험군에서는 이식점막이 호흡상피로 화생되었을 가능성을 시사하는 여러가지 소견들이 관찰되었는데, 이식점막이 생존하였던 것과 아울러 이식점막이 부위에 무관하게 시간경과에 따라 균일한 변화를 거쳐 재생되는 것이 확인되었다.
3) 성공적인 점막재건을 위해서는 결손부에 이식한 피판에 일정한 혈관상을 유지하는 것이 가장 중요한 요소임을 알 수 있었다.
결론적으로 기관점막의 재건이 기도의 생리적 복원에 필수적인 요소로서 이를 위해 혈행이 유지되는 피판을 점막과 함께 이식함으로써 좀 더 빠르고 완벽한 재건을 가능하게 할 수 있음을 알 수 있었으며 육아조직형성이나 섬유화에 의한 재협착을 방지하는데 기여할 수 있으리라 사료되었다.
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