Address for correspondence : Jong Sook Yi, MD, Department of Otolaryngology, Bundang CHA Medical Center, CHA University, 59 Yatap-ro, Bundang-gu, Seongnam 13496, Korea
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서론

한국인을 비롯한 동양인의 코성형은 서양인과 달리 융비술(augmentation rhinoplasty)이 주를 이루며, 두꺼운 피부와 낮은 비배(dorsum)를 교정하기 위해 흔히 보형물이 사용된다. 그러나 이러한 필요에도 불구하고 동양인은 자가 연골의 양이 적어 미용적으로 충분한 효과를 얻기에 부족한 경우가 많아 비첨융비술(tip augmentation) 등의 제한적인 상황을 제외하고는 서양의 코성형에 비해 인공 이식물의 의존도가 높은 편이다. 비배융비술(dorsal augmentation)에 사용되는 인공 이식물의 경우 실리콘이나 고어텍스, 저장 진피 등의 상품이 있으며 술자의 선호도에 따라 다양하게 사용되나 이들 중 실리콘이 가격이 저렴하며 다루기 쉬워 동양인의 비배융비술에 가장 널리 이용되고 있다.1) 그러나 높은 비율의 감염, 이식물의 이동 및 돌출 등의 합병증으로 안전성에 있어서는 끊임없이 문제가 제기되고 있다.2,3,4,5)
퍼마콜(Permacol^®, porcine dermal collagen sheet; Tissue Science Laboratories plc, Aldershot, UK)은 돼지에서 오래된 무세포성진피 시트(acellular collagen sheet)로 주 구성은 제1형 콜라젠(93~95%)으로 이루어져 있으며 콜라겐 분해효소(collagenase)에 저항성을 갖는다.6) 무세포성(acellular) 이식물로 인체 내에서 면역반응을 일으키지 않는 것으로 알려져 있으며 콜라젠 망(collagen matrix)이 섬유아세포(fibroblast)의 침윤과 혈관의 형성에 구조적인 비계(scaffold)가 되어 이식 후에 물리적으로 더욱 강한 조직 강도를 갖게 된다.6) 영국을 비롯한 유럽에서는 생체적합성과 적당한 강도, 낮은 생체 흡수성 등을 인정받아 피하필러, 복강의 재건 및 산부인과적 수술에 이미 널리 사용되고 있으며, 우리나라에서도 퍼마콜 콜라겐을 이용한 비융비술의 임상적 효용과 안전성에 대해 보고된 바 있다.7)
그러나 실제 퍼마콜이 이식 부위에서 어떤 변화를 보이는지에 대한 체내연구(in vivo study)는 탈장 환자를 대상으로 7개월째 조직검사를 한 연구밖에 없으며,6) 특히 융비술에 사용되었을 때의 조직학적 변화를 다룬 연구는 없었다. 이에 본 저자들은 비배에 삽입 후 2개월째 퍼마콜을 제거한 환자의 조직검사 결과와 3년째 퍼마콜을 제거한 환자의 조직검사 결과를 통해 퍼마콜이 생체에서 장, 단기로 어떠한 변화를 보이는지 병리학적인 소견과 함께 보고하는 바이다.

증례

증례 1
37세 여자 환자가 낮은 코를 주소로 본원에 내원하여 퍼마콜 콜라겐 시트를 이용한 비배부 융비술을 시행받았다. 수술은 연골 간 절개를 통해 이루어졌으며, 술 전 환자와의 상담을 통해 원하는 비배의 높이를 고려하여 1.5 mm의 퍼마콜 시트를 4장 이식하였다. 환자는 특별한 이상 없이 퇴원하였으나 외래 추적 관찰 2개월째 퍼마콜 시트가 삽입되어 있던 비첨상부(supratip) 부위의 발적 및 통증을 주소로 재내원하였고, 발열이나 압통, 비강 분비물 등의 다른 감염의 증거는 보이지 않았다. 이에 과도한 이식물의 삽입에 대한 조직반응으로 판단하여 기존에 넣었던 이식물을 제거하기 위해 재수술이 시행되었다. 기존의 절개 부위를 통해 이전에 넣었던 퍼마콜을 확인 후 제거하였으며 주변 육아조직을 같이 채취하여 병리검사를 시행하였다.
검체는 파라핀에 고정되어 5 µm의 두께로 절편되었으며 헤마톡실린과이오신 염색(hematoxilin-eosin staining, H&E staining)에서 대부분의 콜라겐 다발은 원래의 고른망의 배열을 보였고 일부에서 비정형인 패턴이 관찰되었다(Fig. 1). 불규칙한 부위를 200배 고배율에서 확대 관찰하였을 때 제거한 퍼마콜 주위로 결체조직의 침윤 및 염증반응이 관찰되었다(Fig. 2).
면역화학 염색은 혈관의 신생을 관찰하기 위해 시행되었으며 CD34 항체에 반응시켜 배양한 결과 CD34에 양성으로 퍼마콜 안으로 혈관내피세포가 염색되는 것을 관찰할 수 있었다(Fig. 3).

증례 2
24세 남자가 사비와 낮은 코로 내원하여 교정적 비성형술을 시행하였으며 수술 당시 상비첨의 융비술을 위해 1.5 mm 퍼마콜 시트 2장을 중첩이식하였다. 수술 이후 특별한 문제없이 3년째 외래 추적 관찰 중 수술 이후 코의 높이는 비교적잘 유지되었지만 코가 계속 높아 보이는 문제로 교정술을 원하여 축소 코성형을 계획하였다. 이전의 절개 부위를 통해 역 v모양 경비주 경계절개(inverted v-shape transcolumellar and marginal incision)를 넣은 후 절개 부위를 통해 기존 보형물이 이식된 수술 부위를 확인하였다. 그러나 육안으로 관찰하였을 때 증례 1과 달리 상비첨에 퍼마콜 잔유물은 관찰되지 않았으며 이식물이 들어 있던 부위에는 이전의 삽입되었던 이식물이 아닌 섬유조직을 비롯한 연부조직만이 채우고 있는 것이 관찰되었다.
이에 축소술을 시행하면서 제거한 상비첨 연부조직을 채취하여 조직검사를 시행하였다. 검체는 파라핀에 고정되어 5 μm의 두께로 절편되었으며 마찬가지의 방법으로 H&E staining을 시행하였다. 그 결과 퍼마콜의 구조물인 무세포성 콜라젠 망은 관찰되지 않았고 연골과 지방세포, 그리고 주위의 섬유화된 조직만이 관찰되었다(Fig. 4).

고찰

퍼마콜(Permacol^®)은 이종 이식물(xenograft)로 돼지의 진피 콜라겐으로부터 생성되며 생성되는 과정에서 퍼마콜 콜라겐은 정밀하게 조절되어 교차연결(cross-linking) 구조를 갖게 되고 이 구조는 이식된 퍼마콜이 붕괴되거나 흡수되지 않도록 교원질 분해효소(collagenase enzyme)로부터 저항성을 갖게 한다. 완성된 생체조직은 무세포성이기에 체내에서 면역반응이 일어나지 않는 것으로 알려져 있으며 퍼마콜의 수술적 이식물은 1 cm² 당 5~13개의 밀도의 자연적인 구멍(pore)을 갖게 되는데 이는 진피의 모낭이 있던 자리로 인해 형성된다. 이러한 구멍은 몇 달에 걸쳐 숙주세포(host cell)가 자라나며 신생 혈관이 생성될 수 있게 한다.8,9)
사람에게는 1998년 사용이 승인되었고 주로 탈장 및 산부인과 수술, 두경부에서 감염된 조직이나 자가조직이 부족한 외상 수술 등에 다양하게 적용되었으며 안전성을 인정받아 왔다.8,9) 본원에서는 작년에 퍼마콜을 이용한 비배융비술의 유효성과 안정성에 대한 결과를 보고한 바 있으며,10) 50명의 환자를 3년, 5년 추적 관찰한 결과 감염이나 이식물의 이동 등의 합병증은 발생하지 않았고 환자들의 미용적인 만족도 또한 높았다.
과거 퍼마콜 콜라겐의 이식 후 조직학적 변화에 대해서는 많지는 않지만 몇몇 연구가 이루어졌었다. 생체 외(in vitro) 연구에서는 퍼마콜 콜라겐을 사용한 경우 교원질 분해효소(collagenase)에 저항성을 보이는 "cross-link matrix"를 형성하며 세포가 분화하여 주변조직이 결합하고 자라난다고 보고하였다.11)
또한 생체 내 실험(in vivo)에서는 콜라젠 섬유가 이식물의 내 외면(visceral and parietal surface)에 조직적으로 평행하게 자라 새로운 콜라겐 덩어리(neocollagen deposit)를 형성하며 이러한 조직의 덩어리는 처음 보형물을 이식하였을 때보다 더욱 강한 내구성을 갖게 한다고 보고하였다.6)
Hunter 등12)에 의한 한 연구에서는 퍼마콜 콜라겐 보형물 이식 1년 후 재수술 과정에서 수술 당시 퍼마콜 보형물이 섬유화된 조직으로 "담요"와 같이 남아 있는 것을 확인하였으며 조직학적 검사상 주변조직에서 불규칙하게 배열된 콜라겐을 확인할 수 있었다고 보고하였다. 이 연구를 통해 퍼마콜은 개인에 따라 자가조직과 결합되는 부분은 발생할 수 있겠지만 흡수되지 않고 1년 이상 조직에 남아 있을 수 있음을 확인하였다.
본 저자들은 2개의 증례를 통해 퍼마콜의 이식 후 단기(2개월), 그리고 장기(3년)의 조직학적 변화를 확인하고자 하였다. 비교적 단기간 내에 제거된 이식물의 경우 조직학적 변화를 통해 주변조직으로 새로 자라나는 신생 혈관을 관찰할 수 있었으며 나란히 배열되어 있는 무세포성의 콜라겐 구조가 유지되며 염증반응과 주변 연부조직의 증식을 확인할 수 있었고 퍼마콜 주변조직의 변형 정도는 약한 정도만 관찰되어 수술 후 이식한 부위의 변형이 크게 발생하지 않는 것을 확인하였다. 그러나 장기간 삽입되어 있던 퍼마콜 콜라겐 조직은 서서히 흡수되어 현미경적 검사에서 콜라겐 구조가 확인되지 않았고 다양한 연부조직들이 이식물을 대체하고 있음을 확인하였다. 따라서 퍼마콜은 비록 자가조직은 아니지만 무세포성 생체 이식 재료로서 일정한 시간이 지나감에 따라 서서히 흡수되며 "cross-link" 구조를 통해 주변조직과 결합된다는 사실을 확인할 수 있었다.
그러나 흡수가 되는 과정에서 지방세포, 섬유조직 등으로 흡수되는 부피가 대체되어 실제 임상에서는 이식물의 흡수에 의한 어느 정도의 부피는 유지되지만 기존보다 낮아질 수 있음을 유의해야 하겠다.

1. Malone M, Pearlman S. Dorsal augmentation in rhinoplasty: a survey and review. Facial Plast Surg 2015;31(3):289-94.

2. Wang JH, Lee BJ, Jang YJ. Use of silicone sheets for dorsal augmentation in rhinoplasty for Asian noses. Acta Otolaryngol Suppl 2007;(558):115-20.

3. Ponsky D, Eshraghi Y, Guyuron B. The frequency of surgical maneuvers during open rhinoplasty. Plast Reconstr Surg 2010;126(1):240-4.

4. Park CH, Kim IW, Hong SM, Lee JH. Revision rhinoplasty of Asian noses: analysis and treatment. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 2009;135(2):146-55.

5. Deva AK, Merten S, Chang L. Silicone in nasal augmentation rhinoplasty: a decade of clinical experience. Plast Reconstr Surg 1998;102(4):1230-7.

6. Hammond TM, Chin-Aleong J, Navsaria H, Williams NS. Human in vivo cellular response to a cross-linked acellular collagen implant. Br J Surg 2008;95(4):438-46.

7. Harper C. Permacol: clinical experience with a new biomaterial. Hosp Med 2001;62(2):90-5.

8. Pitkin L, Rimmer J, Lo S, Hosni A. Aesthetic augmentation rhinoplasty with Permacol: how we do it. Clin Otolaryngol 2008;33(6):615-8.

9. Hopkins C, Walker R, Lee S, Roberts D. Permacol in augmentation rhinoplasty: how we do it. Clin Otolaryngol 2009;34(1):68-75.

10. Chang C, Kong WK. Clinical effectiveness and safety of collagen sheet for dorsal augmentation in rhinoplasty. J Craniofac Surg 2014;25(5):1852-4.

11. Macleod TM, Williams G, Sanders R, Green CJ. Histological evaluation of Permacol as a subcutaneous implant over a 20-week period in the rat model. Br J Plast Surg 2005;58(4):518-32.

12. Hunter B, Hopkins C, Tharavaj S, Roberts D. Permacol in augmentation rhinoplasty. Clin Otolaryngol 2010;35(4):340-1.