교신저자：박찬흠, 200-704 강원도 춘천시 교동 153  한림대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실
교신저자：전화：(033) 240-5181 · 전송：(033) 241-2909 · E-mail：hlpch@paran.com

서     론 

   미용에 대한 관심이 증가하면서 안면성형의 빈도가 증가하게 되었고, 특히 비성형술은 안면 윤곽에 주요한 영향을 끼쳐 안면성형 분야에서 중요한 자리를 차지하고 있다. 동양인에서 융비술이 가장 보편적으로 시술되고 있으며 만족도를 높이기 위한 다양한 성형 재료들이 제시되고 있으나 아직까지는 자가연골 및 자가골 등의 생체 재료가 선호되고 있다.¹⁾ 
   그러나 양이 적고 채취를 위한 부가적인 수술이 필요하며 이식 후 흡수로 인해 수술 후 결과 예측이 어려운 단점 등으로 인하여 다양한 인공 재료들이 사용되고 있다.²⁾ 이에 안면재건 및 비성형술에 고어텍스의 사용이 증가하면서 감염, 변위, 돌출, 장액종, 지속적인 종창 등의 다양한 부작용에 대한 임상적 보고들이 발표되고 있다.³⁾ 
   고어텍스의 사용에 따른 안정성과 합병증에 대한 지속적인 보고가 이루어지고 있음에 비해, 고어텍스의 조직학적, 형태학적 변화에 대한 기초 연구는 부족한 실정이다. 특히 융비술에 흔히 사용되고 있는 강화고어텍스(reinforced Gore-Tex^®)에 대한 조직학적, 형태학적 기초 자료는 드문 실정이다. 
   이에 본 연구는 토끼 비배부에 강화 고어텍스를 삽입한 후 기간별로 강화 고어텍스와 주변조직의 조직학적, 형태학적 변화 과정을 조사하여 그 결과를 통해 고어텍스의 임상적 사용시 고려해야 할 주요한 요인에 대한 기초 자료를 얻고자 한다.

재료 및 방법

   체중 2~4 kg의 New Zealand white rabbit 암컷 20마리를 사용하였다. 실험동물은 실험기간 동안 일정한 사육환경에서 사육하였고 실험부위의 감염, 혈종, 염증 소견 등을 주기적으로 관찰하였다. 삽입물은 1993년 미국의 식품의약품안전청(FDA)에서 융비술을 비롯한 미용 수술에 사용을 인정받은 고어텍스 중 flurorinated ethylene propylene로 강화하여 강직성이 보강된 강화 고어텍스를 사용하였다.⁴⁾
   삽입할 고어텍스는 상품화된 reinforced block(4.5 mm, 1.5×6.5 cm, W.L Gore & Associates Inc, Flagstaff, AZ)을 4.5×5×5 mm 크기로 일정하게 재단한 블록을 만든 후 가스멸균법으로 소독하였다.
   대상 동물은 ketamine(35 mg/kg)과 xylazine hydrochloride(5 mg/kg)를 근주하여 자기 호흡을 유지한 상태로 전신 마취를 시행하였다. 자극에 대한 반응으로 충분히 마취되었음을 확인 후 비배부에 털을 제거하고 포비돈 용액으로 소독하였고 1：100,000 epinephrin이 포함된 1% lidocaine을 이용하여 국소 침윤 마취를 시행하였다. 국소 침윤 마취 5분 후 비배부에 약 1 cm 크기의 절개를 가하여 피하 포켓을 만들고 거상기를 이용하여 골막을 박리하고 비골위에 미리 재단된 강화 고어텍스 블록을 삽입한 후 나이론 #4-0로 봉합하였고, 수술 후 예방적으로 cefazoline sodium(15 mg/kg)를 1회 근 주사하였다. 실험대상 동물은 관찰 기간에 따라 각 5마리씩 1개월군, 3개월군, 6개월군, 12개월군으로 분류하였고, 각 실험군은 해당시기에 phenobarbital sodium을 정맥주사하여 희생한 후 이전에 삽입한 고어텍스 블록을 주변조직 일부와 함께 분리하였다.

육안 관찰
   삽입물과 주변조직과의 관계 및 유착 정도, 삽입물 주변의 염증 소견 유무, 모양 등을 육안적으로 관찰하였다. 블록과 주변조직의 유착 정도는 주변 뼈와 결합된 경우(bone bond), 주변연조직과 안정된 경우, 주변조직과 유착 없이 움직이는 경우 등으로 세분하여 관찰하였다.

강화 고어텍스의 크기 변화 계측
   초경 디지털 캘리퍼스(Digimatic caliper, Mitutoyo, Nakatsugaqa, Japan)를 사용하여 4.5×5×5 mm 크기의 강화 고어텍스 블록을 기준으로 기간별로 채취한 강화 고어텍스 블록의 크기 변화를 계측하였으며 측정의 신뢰도를 높이기 위해 2명의 다른 검사자가 두께, 길이, 폭을 측정하였다. 각각의 기간에 따른 크기의 차이는 Mann-Whitney U test(SPSS for Windows, ver 12；SPSS Inc, Chicago, IL)를 이용하여 통계적 유의성을 검정하였다.

광학현미경 관찰
   채취한 고어텍스와 주변조직을 10% 중성 포르말린에 고정, 파라핀 포매한 후 5 μm 두께로 박절하였다. 절편들을 hematoxylin-eosin로 염색하여 염증 및 이물반응, 강화 고어텍스 내로의 결체조직의 내향성장 정도(ingrowth), 콜라겐 침착 정도, 신생혈관 증식(neo-vascular proliferation) 및 조직의 칼슘화 여부 등을 관찰하였다. 염증 및 이물반응의 정도는 200배 확대에서 전혀 없는 경우를 음성(-), 2부위 이하의 염증 및 이물반응이 있는 경우를 중도(+), 3부위 이상의 염증 및 이물반응이 있는 경우를 고도(++)로 구분하였다. 강화 고어텍스 내로의 결체조직의 내향성장 정도는 100배 확대에서 전혀 내향성장이 없는 경우를 음성(-), 블록의 상층부에만 국한된 경우를 중도(+), 중심부 이상으로 파급된 경우는 고도(++)로 구분하였다. 콜라겐 침착 정도는 100배 확대에서 전혀 침착이 없는 경우를 음성(-), 블록의 상층부에만 국한된 경우를 중도(+), 중심부 이상으로 파급된 경우는 고도(++)로 구분하였다. 신생혈관의 증식 정도는 200배 확대에서 전혀 없는 경우를 음성(-), 2부위 이하의 신생 혈관 증식을 중도(+), 3부위 이상일 경우는 고도(++)로 구분 하였다. 변성화 정도는 칼슘화의 정도에 따라 전혀 없는 경우 음성(-), 2부위 이하의 칼슘화 부위가 있는 경우를 중도(+), 3부위 이상의 칼슘화 부위가 있는 경우를 고도(++)로 구분하였다. 판별의 신뢰도를 높이기 위해 2명의 검사자 소견이 일치하는 경우를 채택하여 판별하였다. 

주사전자현미경(Scanning electron microscope) 관찰
   강화 고어텍스 블록과 주변조직을 5×5 mm 크기로 절제하여 1% paraformaldehyde가 함유된 1% glutaraldehyde(pH 7.4)에 고정시킨 후에 0.12 M cacodylate buffer(pH 7.4)로 세척하였다. 세척 후 조직 절편들을 2% osmium tetroxide 고정액에 1시간 30분간 후고정하고, 알코올과 아세톤으로 탈수시킨 후 임계점 건조기(HCP-2, Hitachi, Tokyo, Japan)로 건조하였다. 건조된 조직을 Eiko IB-III ion coater로 도금한 후 주사전자현미경(S-2500, Hitachi, Tokyo, Japan)으로 강화 고어텍스와 주변조직의 변화를 관찰하였다. 강화 고어텍스의 형태학적 변화는 내부 결절들 사이의 길이를 700배에서 2명의 다른 검사자가 측정하였다(Fig. 1). 결절간 길이 편차를 고려하여 전자현미경 사진을 4등분한 후 윈도우용 Photoshop(ver. 7.0) 프로그램으로 각각 5곳 이상에서 길이를 측정하였고 그 평균값을 통해 오차를 줄이도록 하였다. 각 군간의 차이는 Mann- Whitney U test(SPSS for Windows, Ver 12)를 이용하여 통계적 유의성을 검정하였다. 

결     과

육안 관찰 소견
   삽입물 채취시 육안 관찰결과, 염증이나 감염의 소견은 전례에서 관찰되지 않았고 미세한 위치 변화는 있으나 삽입전의 형태를 잘 유지하고 있었다. 채취한 삽입 강화 고어텍스는 삽입된 기간이 길수록 주변 조직과의 유착이 심해지는 경향을 보였으나 주변골과의 결합은 없었다. 전례에서 주변연조직과 안정된 경우에 해당되었고 박리는 비교적 쉽게 이루어졌다(Fig. 2).

강화 고어텍스의 크기 변화
   두께는 삽입된 기간이 길수록 감소하는 소견을 보였다. 삽입 후 1, 3, 6, 12개월 경과함에 따라 삽입 전에 비해 두께가 각각 평균 6.3%, 9.3%, 13.7%, 16.7%로 유의한 감소를 보였다(p<0.05)(Table 1). 길이 및 폭은 삽입기간이 증가함에 따라 삽입 전에 비해 각각 최대 3.5%, 7.5% 감소하였고, 1개월군의 길이를 제외한(p>0.05) 모든 삽입물이 삽입 전에 비해 통계적으로 유의하게 감소하였다(p<0.05). 삽입 기간에 따른 군 간의 길이 및 폭의 차이는 통계학적 유의성이 없었다(p>0.05)(Table 2 and 3). 또한 길이의 경우 1개월군과 3개월군의 평균값은 동일하나 표준편차의 차이에 의해 통계적 유의성에 차이를 보였다.

광학현미경 소견
   염증 및 이물반응은 생체내 삽입 기간이 길수록 증가하는 경향이 있었으나 개체에 따라 심한 염증 및 이물반응을 보이는 경우와 염증 및 이물반응이 관찰되지 않는 경우가 상존하여 염증 및 이물반응은 생체내 기간과 직접적인 연관성을 찾지 못하였다. 결체조직과의 융합 및 내향성장은 모든 강화 고어텍스 채취물에서 관찰되었고, 삽입기간이 길어짐에 따라 증가하는 양상을 보였다. 그러나 12개월 경과군에서는 결체조직의 내향성장이 감소하는 소견을 보였다. 콜라겐 침착은 모든 이식물질에서 관찰되었으나 12개월이 경과한 군의 경우는 콜라겐 침작 및 조직의 염색성이 다소 감소하였다. 
   강화 고어텍스 내부로의 신생혈관 증식은 일부 3개월 군에서 관찰되었으나 주로 6개월 이상군에서 다수 관찰되었고 12개월군에서 더욱 증가된 소견을 보였다. 조직 칼슘화 소견은 6개월 경과군 일부에서 나타나기 시작하여 12개월군에서 증가하는 양상이었으나, 칼슘화 소견이 일부 개체간에 차이가 관찰되었다(Fig. 3, Table 4).

주사전자현미경 소견
   결절들 사이의 거리(internodal space)가 삽입기간이 길어짐에 따라 감소하여 12개월군에서 최대 22.3%까지 줄어드는 소견을 보였고 1개월군을 제외한 모든 군에서 통계적으로 유의한 감소 소견을 보였다(p<0.05)(Table 5). 그러나 6개월 이상 삽입된 군 사이에는 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05)(Table 5). 또한 광학 현미경에서 관찰된 것처럼 삽입된 기간이 길수록 강화 고어텍스의 기공사이로 주변조직 및 콜라겐의 침투가 증가하여 기공의 크기가 감소하는 현상을 확인할 수 있었고 기공 사이에서 적혈구 및 염증성 다핵구 등도 관찰할 수 있었다(Fig. 4).

고     찰

   현재까지 비성형술시 자가연골 및 자가골 등의 생체 재료가 가장 이상적인 물질로 보고되고 있으나, 자가연골을 얻기 위해서는 비중격이나 이개부에 대한 부가적인 수술이 필요하고 채취할 수 있는 양이 제한적이며 재수술시에 사용할 수 없고, 이식된 연골이 흡수되거나 외비의 표면이 불규칙해지며 약한 외상에도 쉽게 손상을 받을 수 있다.⁵⁾ 따라서 이러한 단점들을 보완한 동종 이식물과 유사한 생체 적합성을 가지는 이종 이식물이 필요하게 되었으며, 이중에서 기공성 삽입물인 e-PTFE(expanded polytetrafluoroethylene)이 고어텍스라는 상품명으로 최근 들어 비성형술에 많이 이용되고 있다. 구조적으로 다양한 화학물질들에 의한 공격으로부터 화학적 안정성과 비활성화를 유지시켜 염증 반응을 줄이고 비발암성, 비알레르기성을 가진 뛰어난 생체 적합 물질로 알려져 있다.⁶⁾ 형태학적으로는 PTFE의 고형 결절들이 유연한 PTFE의 가는 섬유에 의해 연결되어 결절-섬유 구조를 형성하며 나머지 빈공간은 공기로 채워진 형태를 이루어 적당량의 섬유 모세포, 모세혈관, 콜라겐 등의 결체조직이 내향성장하여 삽입물의 수술 후 고정 효과 및 안정에 유리하고 구축을 최소화시키는 장점이 있다.⁶⁾ 여러 보고들을 종합한 논문에 따르면 총 769예의 비성형술 중 20예(2.6%)에서 감염과 염증반응이 보고되었고,⁷⁾ 국내에서는 진 등이 다기관 평가를 통해 853예 중 21예(2.5%)의 합병증 발생률을 보고하였다.⁸⁾
   본 연구의 육안적 관찰 소견상 생체내 삽입 기간이 증가할수록 피막이 다소 두꺼워지고 주변조직과의 유착이 증가하는 양상을 보였으나 제거는 용이하였고 육안적으로는 염증이나 감염 소견 없이 대부분 삽입 전 형태를 잘 유지하였다. 이는 Mass 등⁹⁾의 동물 모델 연구결과와 인체에서 제거된 고어텍스의 형태학적, 조직학적 변화를 보고한 Park 등¹⁰⁾의 결과와 유사하여, 고어텍스가 인공 삽입물이 갖추어야 할 안정성 및 일정한 형태를 유지해야 하는 조건에 부합된다고 판단된다.
   형태학적 측면에서 삽입된 고어텍스의 크기 변화를 관찰 할 수 있었는데 이는 안면부 미용성형술시 과교정이나 축소 교정을 하지 않도록 보고한 Singh 등¹¹⁾과 차이를 보였다. 본 연구에서 두께 변화는 12개월군에서 16.7%까지 감소하였으나 6개월군과는 통계적으로 유의한 차이를 확인할 수 없었고, 길이 및 폭은 각각 3.5%, 7.5% 감소하였는데 이는 삽입된 위치에서 삽입물이 받는 압력이 수평 방향에서 상대적으로 약하기 때문인 것으로 생각된다. 기간에 따른 변화에서 길이의 경우 3개월 이상군에서 통계적으로 유의하게 감소하는 소견을 보였으나 1개월군과 평균값이 동일하여 6개월 이상군에서 유의한 감소를 보인 것으로 해석함이 바람직할 것이다.
   광학현미경 소견상 결체조직과의 융합(connective tissue incorporation)은 모든 삽입물에서 관찰되었고 삽입 기간이 길어질수록 결체조직의 내향성장이 증가하는 양상을 보였으나 6개월 이상군에서는 유의한 차이가 없어 Mass 등⁹⁾의 비강화 고어텍스(sheet type)와 유사한 결과를 보였다. 고어텍스 내부로의 콜라겐 침착은 모든 조직에서 관찰되었고 생체내 기간이 길어질수록 증가되는 양상을 보이다가 12개월이 경과한 군에서는 콜라겐 침착이 감소하는 소견을 관찰하였다. 이는 결체조직의 내향성장이 6개월째까지 증가한 후 기간이 지속됨에 따라 점차 감소하여 콜라겐의 침착도 감소하는 것으로 생각된다.
   본 연구결과를 종합하면 염증 및 이물반응이 전혀 관찰되지 않는 조직들이 있는 반면에 심한 염증 및 이물반응이 관찰되는 조직이 있어 생체내 기간과의 유의성을 확인할 수 없었다. 이는 생체내 기간이 증가할수록 염증 및 이물반응이 감소한다는 Mass 등⁹⁾의 결과와 차이를 보였고, Park 등¹⁰⁾의 인체 삽입 고어텍스의 조직학적 변화 소견과는 일치하여 이전에 언급한 염증 및 이물반응의 유발 요인을 고려한 추가적인 연구가 있어야 할 것으로 사료된다.
   고어텍스 내부로의 신생 혈관 증식은 생체내 기간이 6개월 지난 조직에서 관찰되기 시작하여 12개월이 경과한 삽입물에서 뚜렷하였는데, 이는 인체에 삽입한 고어텍스에서 12개월에 신생혈관의 증식을 관찰한 Park 등¹⁰⁾의 결과와 차이를 보여 개체간 특성에 의해 영향을 받는 것으로 생각된다.
   Park 등이 인체내에서 36개월 경과한 고어텍스의 조직에서 칼슘화 관찰을 보고한 것과¹⁰⁾ 유사한 조직의 칼슘화 소견이 6개월군에서 부분적으로 관찰되다가, 12개월 경과한 군에서는 증가된 소견을 보였다. 이는 개체마다 차이는 있지만 생체내에 이식된 기간이 길어질수록 부분적인 칼슘화 소견이 관찰되어 고어텍스의 안정성이 완전하지는 않다는 것을 나타낸다. 따라서 장기 삽입 환자군을 통한 임상과 연계된 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
   주사전자현미경 소견상 결절간 거리가 12개월군에서 22.3% 감소 소견을 보였으나 6개월군과는 통계적으로 유의한 차이를 확인할 수 없었다. 이는 광학현미경 소견상 결체조직의 내향성장과 콜라겐 침착이 삽입 후 6개월이 경과할 때까지 증가한 소견과 일치하며 이러한 결과는 삽입 기간이 지속됨에 따라 고어텍스를 누르는 주위 압력과 기공내로 내향성장한 결체조직 및 콜라겐 침착에 의한 기공 지지력 사이에 힘의 균형이 6개월이 경과한 시점이라고 생각된다. 이는 본 연구결과에 나타난 결절간 거리 감소는 두께 변화를 나타내며, 이는 강화 고어텍스를 융비술에 사용할 때, 두께 변화에 대한 고려가 필요할 것으로 생각된다.

결     론

   강화 고어텍스는 시술 후 고정 및 안정측면에서 유용하며 비교적 안전한 재료로 여겨진다. 그러나 6개월 이상군에 관찰되는 이물 및 염증반응의 출현과 개체 간 조직 변성화의 차이는 임상에서 사용시 안정성에 대한 주의 깊은 관찰이 요구된다. 또한 주위 결체조직의 내향성장과 주변조직의 압력에 의한 삽입물의 부피 감소를 염두해 두어야 하며 특히 두께 변화를 고려하여 비융비술시 지나친 과교정이나 축소 교정에 주의해야 할 것으로 생각된다.

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