교신저자：강명구, 602-715 부산광역시 서구 동대신동 3가 1번지  동아대학교 의과대학 이비인후과학교실
교신저자：전화：(051) 240-5428 · 전송：(051) 253-0712 · E-mail：mgkang@daunet.donga.ac.kr

서     론

   유양동 폐쇄술(mastoid obliteration technique)은 개방 유양동 절제술(canal wall down mastoidectomy；CWD)의 공동문제(cavity problem)를 줄이기 위해 고안된 방법이다. 주로 전 기저 피판(Palva flap), 하 기저 피판(inferior based flap)같은 직접 혈액공급을 받는 근골막 피판과¹⁾ 비 관혈적 물질인 골,²⁾ 피질 골분,^1,3) 연골,⁴⁾ 지방⁵⁾ 등이 사용되었다. 국내에서도 상 기저 혹은 하 기저 근골막 피판과 이개 연골을 이용하거나 골분과 지방을 이용한 유양동 폐쇄술을 보고하였다.^6,7,8) 그러나 이 방법들은 긴 치유기간, 이식 물질의 흡수로 인한 공동 문제의 재발생, 공여부위의 합병증, 사용량의 제한 등의 문제점들이 있었다.
   뼈로 둘러싸인 빈 공간을 폐쇄하는 술식은 전두동 수술에서 먼저 시행되고 많은 발전을 해 왔다.⁹⁾ 전두동 폐쇄 시 내벽의 점막을 완전히 제거하지 않을 경우 점액 낭종이 발생할 수 있다는 보고가 있다.¹⁰⁾
   본 연구는 자가 이식 물질의 문제점을 보완할 수 있는 유양동 폐쇄 물질로서 이종 골 이식물질, 동종 골 이식물질의 가능성과 유양동 내벽의 점막제거 여부에 따른 이식물들의 조직병리학적 변화를 알아보고자 시행하였다. 

재료 및 방법

이식 물질의 특성 

골 왁스(Bone wax；Ethicon, Somerville, NJ, U.S.A)
   White beeswax 80%와 isopropyl palmitate 20%의 무균 화합물로 흔히 지혈하기 위해 사용된다.

이종 골 이식 물질(Xenograft bone material：Lubboc^®；Transphyto S.A. direction Henri Chibret, France)
   어린 송아지의 해면골을 탈 무기질화하여 정제 가공한 것으로 3차원적인 기본 골격을 그대로 유지하였다. 세포 배양검사에서 물질 자체나 추출물의 세포독성은 발견되지 않았으며 다음의 4가지 공정을 거쳐 생산된다.
   1) 골수를 제거하기 위해 고압세척을 한다.
   2) 유기용제를 사용하여 지질성분을 추출한다.
   3) 단백질 적출을 위해 8 M(molar concentration) 요소 처리를 한다.
   4) 25 kGy(kilo gray)의 가속화된 전자 광선으로 무균화 시킨다.

동종 피질 해면골(Homologous corticocancellous bone)
   동종 흰쥐의 대퇴 골두를 모아 작은 조각으로 만들어 항원성과 감염성을 줄이기 위해 영하 80℃에서 2주간 보관하였다가 사용하였다. 자가 골이 동종 골보다 조직 거부반응이 적지만 동종 골은 공여부 이환이 없고, 많은 양이 필요한 상황에서 충분히 사용할 수 있다.

동물 모델과 이식 방법
   생후 7~8주의 정상 preyer 반사가 있는 암컷 흰쥐(Sprague Dawley：Samtako bio Inc, Korea) 55마리 우측 55귀를 사용하였으며, 항온 항습 및 10시간의 낮 주기와 14시간의 밤 주기가 일정하게 유지되는 적절한 조건에서 시판용 고형사료로 사육하였다. 실험 과정에서 과다 출혈로 죽은 1마리를 제외하고는 54마리 모두 표본제작을 하였으며 중간에 죽은 쥐는 없었다. 수술 전 마취를 위해 Ketamin^® 50 mg/ml와 Rompun^® 25 mg/ml를 섞어 복강 내로 주사하였다. 무균적인 환경에서 우측 귀 후면의 3~4 mm 위치에서 대략 1.5 cm 길이로 피부 절개를 하고 피하조직을 박리하여 유양동을 확인하였다. 1 mm 드릴을 사용하여 유양동의 외측벽에 지름 3×3 mm 크기의 구멍을 만들었다. 대조군은 점막의 제거 및 이식 물질 없이 피부 봉합을 하였고, 유양동 점막 제거의 유무와 이식 물질의 종류에 따라 실험군을 분류하였다(Table 1). 유양동 점막 제거는 2% TCA(trichloroacetic acid)를 유양동 내에 채운 후 15분 뒤 식염수로 세척하고 pick으로 유양동 내면을 긁어내었다. 수술 후 피하조직 및 피부조직을 각각 5-0 Vycryl^®과 5-0 Nylon^®으로 봉합하였고, 감염을 예방하기 위해 1세대 cefalosporin 50 mg/kg을 2일간 근주하였다. 12주 후 희생시켜 유양동 부위를 채취하였다.

표본제작과 염색
   채취된 유양동은 10% 중성 포르말린(neutral buffered formalin)에 24시간 고정한 다음 2주 동안 pH 7.0, 10% EDTA (ethylene-diamine tetraacetic acid)로 탈회하였다. 세척 후 유양동 장축의 중앙을 기준으로 내·외측으로 나누어 파라핀 포매하였으며 조직 박절기(Leica. jung RM 2035, Nussloch, Germany)로 5 μm 두께로 잘라 표본을 제작하였다. 조직 절편은 Hematoxylin-Eosin 염색을 시행하였다.

관찰 방법
   표본 슬라이드는 광학현미경하에서 두 명의 병리학자가 맹검법으로 유양동 내면을 관찰하여 염증, 이물 반응, 신생골 형성, 이식물 흡수, 점액낭종의 형성 등에 관하여 5점 등급으로 분류하였다(Table 2).¹¹⁾ 염증 반응은 이식물 주변에 존재하는 다핵거대세포의 침윤정도와 점막의 비후를 관찰하였고, 이물 반응은 다핵 거대세포의 침윤 정도를, 신생골 형성은 새로 형성된 골, 연골, 조골세포, 골수와 주위의 지방조직을 확인하였으며, 이식 물질의 흡수는 유양동 내에 남아있는 이식 물질의 정도를 관찰하였다. 그리고 점막상피세포로 둘러싸인 점액낭종의 형성도 확인하였다.

통계 분석
   통계 처리는 유양동 폐쇄를 시행한 38예를 대상으로 Windows^®용 SPSS(version 12.0 K)를 사용하였다. 사용한 물질의 종류에 따른 조직병리학적 평가는 두 병리학자 소견의 평균을 구하여 일원배치 분산분석법(one-way analysis of variance, ANOVA)을 이용하였고, 사후검정은 Turkey's B Method를 이용하였다. 유양동 점막제거의 유무에 따른 분석은 교차분석의 카이제곱검정(chi-square test)을 이용하였다. 유의확률(p)은 0.05 이내인 것을 의미 있는 것으로 하였다. 그리고 두 병리학자에 의한 평가도 일치도 판정을 시행하였다.

결     과

A군：유양동 점막 보존 군

제1군：이식 물질 없음
   유양동 내면은 비어 있었고, 유양동구 근처에서는 단순 편평 점막 상피세포와 모세혈관과 림프관을 포함한 점막하층을 볼 수 있었다. 와우갑각 근처에는 점막하층 없이 단순 편평 및 입방 세포(simple flat and cuboidal epithelium)의 점막층만으로 구성되어 있었다(Fig. 1).

제2군：골 왁스
   대부분의 점막에서 중성구, 림프구 등 염증세포의 침윤으로 지속적인 급·만성 염증 반응이 계속되었고, 두꺼워진 점막하층과 골 파괴 소견이 관찰되었다. 그리고 이물 반응에 의한 다핵 거대세포들이 많이 관찰되었다. 극히 일부에서는 기존의 유양동 내벽에서부터 시작된 신생골 형성이 관찰되기도 하였으나 제3, 4군에 비해 극히 소량이었다. 이식된 골 왁스는 흡수되지 않고 그대로 유양동 내면을 가득 채우고 있었고, 점액낭종 형성이 일부 관찰되었다(Fig. 2).

제3군：이종 골 이식물질
   유양동 내면의 구조는 키 큰 원주상피세포(tall colum-nar epithelium)로 변하였고 점액을 생성, 분비하여 점액낭종이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 일부에서는 유양동 내벽으로부터 신생골 형성이 일어나고 있었고 다른 부위에서는 이식된 이종 골 이식물질이 흡수되고 있는 소견도 관찰되었다. 염증 반응은 심하지 않았고, 이식된 이종 골 이식물질과 신생골, 그리고 기존 골 사이는 유양동 점막 상피세포에서 자라나온 섬유성 결합조직들에 의하여 가득 차 있는 것이 관찰되었다(Fig. 3). 

제4군：동종 피질 해면골
   이종 골 이식물질 군에 비해 이식 골 흡수가 적고, 신생골 형성이 매우 활발하여 이식 골과 신생골에 의하여 유양동이 꽉 차 있었다. 또한 이종 골 이식물질에는 없었던 조골세포가 이식 골 내부에서 발견되었다. 염증과 이물 반응은 거의 없으나 점액낭종을 형성하고 있었다(Fig. 4).

B군：유양동 점막을 2% TCA로 제거한 군

제1군：이식 물질 없음
   점막상피 재생이 두 가지 형태로 일어나고 있음을 확인하였다. 일부는 단순 편평 및 입방 상피세포로 재생되었으나 대부분의 상피재생은 점액을 생성하고 분비하는 키 큰 원주 상피세포로 변형이 되어 있었다. 점막하 간질조직들은 두꺼워져 있었다. 염증과 이물 반응은 없었다(Fig. 1).

제2군：골 왁스
   A군의 제2군과 마찬가지로 염증 및 이물 반응이 심하고 정상 점막과 유양동 내벽은 파괴되었고, 유양동 내면은 이식된 골 왁스로 가득 차 있었다.

제3군：이종 골 이식물질
   전체적으로 염증과 이물 반응은 적으며 점액낭종의 형성은 없었다. A군의 제3군에 비해 이식물질의 흡수가 적어 유양동 내면에 더 많이 존재하고 있으며 활발한 신생골 형성이 이식 물질 주위에 일어나면서 신생혈관의 형성도 발견되었다. 신생골은 이식된 Lubboc^®과 달리 기존의 정상 골처럼 조골세포를 가지고 있었다(Fig. 3).

제4군：동종 피질 해면골
   제3군과 마찬가지로 염증과 이물 반응이 거의 없고 점액낭종은 발견되지 않았다. 그러나 제3군에 비해 유양동 내면에 간질조직이 적고 이식된 동종 피질 해면골과 신생골로 가득 차 있었다(Fig. 4).

통계 분석
   이식한 물질의 종류에 따른 조직소견의 비교는 점액 낭종 형성을 제외하고는 모두 유의확률 <0.01로 통계적으로 유의하였다(Table 3, Fig. 5). 염증과 이물 반응은 골 왁스 그룹에서 각각 3.88±0.31, 3.58±0.47로 점수가 가장 높았고, 신생골 형성은 동종 골 이식 그룹에서 3.00±0.89, 이식 물질의 흡수는 이종 골 이식 그룹에서 2.35±0.72로 가장 높았다. 또한 분산분석에서 유의한 차이가 없는 점액낭종 형성을 제외하고 사후검정을 실시한 결과 이물 반응 소견의 이종 골 이식 물질과 동종 골 이식 물질 그룹을 제외하고는 모두 유의한 차이가 있음을 보여주었다(Table 3). 유양동에 물질을 이식한 38귀에 대한 5가지 병리소견에 따라 총 190예에서 두 병리학자의 병리소견은 일치도 판정에서 카파 값이 0.839, 유의확률 <0.01로 유의한 일치성을 보여주었다(Table 4). 그리고 유양동 점막의 제거 유무에 따른 조직학적 소견은 점액낭종의 형성에만 유의확률 <0.01로 통계적 유의성이 있었다(Table 3, Fig. 5).

고     찰

   진주종이 있는 중이염 환자에서 수술의 원칙은 가능한 모든 잔여 진주종을 없애는 것이다. CWD 방법은 병변을 적절하게 노출시켜 진주종을 제거하기 쉽지만, 늦은 상처 회복, 반복적인 염증, 주기적인 소독치료, 보청기 착용의 어려움, 그리고 만성적으로 젖은 귀 등과 같은 문제점들을 초래할 수 있다. 이러한 문제점들로 인해 개방 유양동을 피하고 공동 문제들을 줄이기 위해 유양동 폐쇄술이 고안되었다. 진주종성 중이염 환자에서 유양동 폐쇄술은 Passow¹²⁾가 최초로 내이미로의 누공을 막기 위해 근육 피판과 골막을 사용하였으나 Palva 등¹³⁾이 유양동 폐쇄에 사용된 여러 가지 물질들의 조직학적 변화를 확인한 결과가 보고되기 전까지는 관심을 끌지 못했다. 유양동 폐쇄술이 진주종의 재발을 막는 데 유용한 술식으로 생각되면서 뼈, 근육, 근육골막 피판 등의 신선한 조직들이 사용되어졌고, 폐쇄에 사용된 물질들이 시간이 지남에 따라 위축되고 염증반응이 발생하자 이식 물질에 대한 특성, 내구성, 흡수성, 그리고 이식-숙주 반응 등을 고려하게 되었다.
   무기물질인 골 왁스는 주로 지혈에 사용되는 물질로 피질골의 관통관(harversian canal)과 해면골의 수질 공간(medullary spaces)을 직접 압박하여 혈류를 막고 응고를 촉진시키는 것으로 알려져 있다.¹⁴⁾ 일반적으로 수술 시 지혈에 사용되고 있지만 주위의 체 조직에 의해 흡수되지 않아 이물 반응과 육아종 형성, 색전 형성, 신생골 형성의 기계적 방해, 알레르기 반응 등의 합병증을 일으키기도 한다.^15,16) 본 연구에서도 골 왁스를 사용한 후의 결과에서 많은 염증세포들이 침윤된 것을 확인하였고 이물 반응이 계속 진행되고 있었으며 주위의 골 파괴 소견까지 보이고 있어 생체 내에 사용할 경우에는 주의해야 할 것이다.
   이종 골 이식 물질은 정형외과와 두개안면 재건술에서 유용하게 사용되어 왔다.¹⁷⁾ 특히 골절의 유합, 골 결손 부위의 충전물, 그리고 신생골 형성을 유도하는 데 높은 성공률을 보여 왔다. 이는 이종 골 이식 물질이 기존 골 형성 세포들의 이동 발판이라기보다 전구 세포들을 직접 골형성 세포로의 분화를 유도하는 역할을 하기 때문이다.¹¹⁾ 유양동에 이식된 이종 골 이식 물질의 조각들 사이에는 약간의 림프구를 제외하고는 대부분 섬유 결합조직으로 채워져 있어 염증 반응이 조금 있었으나 이미 회복 단계를 보여주고 있었다. 또한 파골 세포들에 의해 흡수되고 있으면서도 신생골 형성을 유도하고 있었다.
   Mickel¹⁸⁾은 전두동 폐쇄 시 지방이나 근육보다 골이식이 자발적인 신생골 형성에 우수한 것으로 보고하였다. 유양동 폐쇄에 골 조각을 이용한 것은 1957년 이전에 Guilford에 의해서였으나 골 조각들이 이물 반응을 일으켜 더 이상 사용할 수 없었다.¹⁹⁾ Schiller²⁰⁾는 1960년과 1963년 사이에 중이의 재건 없이 유양동 폐쇄에 자가 장골의 가느다란 조각을 사용하여 합병증 없이 빠른 회복을 보였다. 동종 이식골은 이종 골 이식 물질보다 더 빨리 숙주 골과 통합된다. 이것은 동종 이식골을 동결 저장하는데 반해 이종 골 이식물질은 요소 처리 시에 골 형성을 유도하는 골형성 단백(bone morphogenetic protein；BMP)들이 모두 제거되기 때문이다.^21,22) 본 연구에서 동종 이식골은 흰쥐의 대퇴 골두를 획득하여 항원성과 감염성을 줄이기 위해 영하 80℃의 냉동고에 2주간 보관하였다가 사용하였는데 신생골 생성이나 흡수문제에 있어서 이종 골 이식 물질보다 훨씬 우수함을 보였고, 이물 반응 또한 거의 발견되지 않았다. 이식 물질에 따른 조직병리학적 결과는 점액낭종 형성을 제외하고는 통계적으로도 유의함을 보여주었다. 염증 및 이물 반응에서는 골 왁스 폐쇄군이 3.88±0.31, 3.58±0.47으로 가장 심하였고, 신생골 형성에서는 동종 골 이식 물질이 3.00±0.89로 우수한 결과를 보여 주었다.
   과거에는 정상 중이강의 내 세포막이 분비활동이 전혀 없는 편평한 비 기능성 내피 유사 막으로 덮여 있다고 보고되었다.²³⁾ Ojala²⁴⁾는 중이에 염증이 있을 때 내피 유사 세포막이 분비기능을 가진 위 중층 원주형 상피세포로 화생이 일어난다고 보고하였고, Friedmann²⁵⁾은 실험적으로 유도된 중이염에서 기니픽(guinea pig)의 정상 편평 내피 유사 세포막이 원주형의 호흡상피로 변형되는 것을 관찰하였다. Hentzer^26,27)는 정상 인간 중이의 부검 결과 유양동의 일부분을 제외한 모든 곳에서 섬모 및 분비기능 상피세포를 관찰하였다. 분비 세포들은 유양동의 후반부로 갈수록 그 수가 줄어들었고, 과립 발생의 분비 징후 또한 후반부에서 감소하였다. Maeda 등²⁸⁾은 중이 연구를 위해 42마리의 임신 상태의 쥐와 90마리의 성장 중인 어린 쥐를 대상으로 연구를 진행하였으며 전자현미경을 이용한 이들의 연구는 정상 중이점막의 세포 분포를 알아내면서 더욱 활발해졌다. 상기의 많은 연구들을 종합해 볼 때 인간과 쥐 모두에서 중이강과 유스타키오관을 덮고 있는 상피세포들은 호흡 상피 점막임을 알 수 있다. 이러한 정상 상피세포의 성장과 사멸에 관련된 세포의 증식은 주로 기저층에서 이루어지고, 세포가 분화하고 성숙되면서 기저상층 또는 각질층에서 케라틴 형성과 함께 세포탈락이 일어나 자연스럽게 고사된다. 그러나 중이 진주종은 상피 조직의 과증식 반응과 분화 및 중이강 내에 케라틴 조직파편의 축적이 병리학적 특성으로 알려져 있다. 중이강과 유양동 점막세포는 어떤 병리학적 환경에서 이형성 과정을 거쳐 능동적 분비막 또는 케라틴화 된다.²⁹⁾ 점액낭종은 상피세포에 둘러싸인 점액 함유 주머니로 전두-사골 부비동에 가장 흔히 발생한다. 대개 부비동구의 폐쇄와 분비액의 축적으로 형성이 된다. 전두동 골절의 경우 전두동 점막을 모두 제거하고 공간을 폐쇄하는 술식을 이전부터 시행하였는데, 이는 점막 재생에 의한 점액낭종의 재발을 막기 위해서이다. 본 연구에서도 점막을 제거하지 않은 그룹에서는 유양동 내막 상피세포가 이식물과 상호작용하여 점액을 분비하는 키 큰 원주세포로 화생하였고, 점액을 함유한 낭종들이 관찰되었다. 통계적으로도 점막제거의 유무에 따른 조직소견의 결과에서 점액낭종의 형성은 의미가 있는 것으로 나타났다. 이러한 낭종들을 둘러싸고 있는 섬유모세포는 골 흡수인자들, 대개 프로스타글란딘 E2와 교원질효소(collagenase)를 생산한다.³⁰⁾ 그래서 점액낭종의 주위를 둘러싼 골 조직은 활동적 골 파괴 소견과 더불어 풋뼈(osteoid)와 경화증을 동반한 골 파괴활성을 보여준다.
   본 연구에 사용된 물질 외에도 생합성 이식물질(biosynthetic material),^31,32) 탈무기질화된 골(demineralized bone matrix) 등³³⁾이 이상적인 유양동 폐쇄 물질로 연구되고 있다. 그러나 이러한 대체물 또한 면역학적 거부반응, 감염, 골 형성 능력의 한계, 이식 골 흡수 등의 단점이 있다.³⁴⁾

결     론

   골 왁스는 생체 내의 조직에 흡수되지 않고 그대로 남아 있으면서 염증 반응과 기존의 골 파괴 작용을 하기 때문에 이식 물질로 적합하지 못하다. 그러나 생물질인 이종, 동종 골 물질들은 신생골 형성을 유도하고 주위 조직과 통합되어 단단한 결합을 형성하므로 좋은 재료라고 할 수 있다. 이종 골 물질은 그 처리 과정에서 BMP가 제거되므로 신생골 형성이 오래 걸리고 시간이 경과함에 따라 이식된 물질자체도 흡수되어 부피가 줄어든다. 동종 골 이식물질은 이종 골 이식물질보다 골 형성 유도가 훨씬 우수하다. 유양동 점막을 제거하지 않고 폐쇄를 시켰을 경우에는 점액낭종이 생겨 골 형성 유도에 방해가 되었다. 임상에서도 유양동 절제술 시 가능한 한 유양동 점막을 완전하게 제거해야 할 것이다. 잠재적인 이식물질에 대한 계속적인 연구가 필요할 것이며, 이러한 연구들은 유양동 절제술 후 유양동 폐쇄술에 선택할 물질에 대한 정보를 제공할 뿐만 아니라 유양동 절제술 후 유양동 폐쇄술의 결과 및 장기적인 예후에 대한 연구의 기초를 마련하게 해줄 것이다.

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