교신저자：이창호, 463-712 경기도 성남시 분당구 야탑동 351  포천중문의과대학교 분당차병원 이비인후과학교실
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서     론

   이비인후과 만성 비부비동염의 부비동 내시경술 후 유착은 가장 흔한 합병증으로서 그 빈도는 7.6%에서 38%에 이르며 또한 유착의 재수술 시 56%에서 재유착이 발생한다고 보고되었다.¹⁾²⁾ 이는 소공 협착(ostial stenosis)을 일으키고, 부비동 배액의 장애를 가져오며, 결과적으로는 만성 부비동염의 재발에도 영향을 준다. 유착을 방지하기 위해서 수술 시 상처를 최소화해야 하며, 수술 부위에 물리적 장벽(physical barrier)을 사용하는 방법이 개발되어 사용되고 있다.³⁾
   이들 재료 중에서 sodium carboxymethylcellulose는 음이온성 셀룰로오스 유도체로서, 고점도의 수용액을 제공하며, 증점제, 안정화제, 현탁제, 바인딩제 등으로 식품 및 의약품 분야에서 널리 사용되어 왔다. Sodium carboxymethyl cellulose용액은 dextran-70보다 rat과 토끼의 유착형성 방지실험에서 보다 효과적이고 독성은 낮은 것으로 나타났다.⁴⁾⁵⁾ 또한 sodium hyaluronate경우 세포외 기질을 구성하는 성분의 하나로서, 즉 결합조직에서 발견되는 일종의 다당류이다. 이것은 점성이 있는 용액이나 고체의 막으로서 만들어질 수 있다.
   본 연구에서는 sodium hyaluronate와 sodium carboxymethylcellulose를 혼합하여 제조한 용액형 유착방지제 GUARDIX-SL^®에 대하여 토끼의 부비동 수술 후 유착방지에서의 유효성을 평가함으로써 이비인후과 분야에서 유착방지제로서의 가능성을 동물모델을 통하여 평가하고자 하였다.

재료 및 방법

재  료
   실험동물은 토끼[New Zealand white rabbit, 3~4 kg, male, pathogen-free, Samtako Co., Seoul, Korea]를 사용하였으며, 7마리에 대해 실험을 실시하였으며 유착방지제 GUARDIX-SL^®를 사용한 좌측 상악동을 실험군, 생리식염수를 사용한 우측 상악동을 대조군으로 정하였다.
   실험에 사용한 유착방지제는 sodium hyaluronate와 sodium carboxymethylcellulose로부터 제조된 용액형 유착방지제 GUARDIX-SL^®(Biorane, Seoul, Korea)를 사용하였다. 신경안정제로는 세다젝트(acepromazine maleate, 삼우화학공업, Seoul, Korea), 마취제로는 ketamine hydrochloride(유한양행, Seoul, Korea), 국소마취제로는 2% 리도카인(lidocaine, 제일제약, Seoul, Korea)과 에피네프린(epinephrine, 대한약품공업, Seoul, Korea)을 1：200,000으로 혼합하여 사용하였다. 진통제로는 디-프론(Methylmelubrin, 한동, Seoul, Korea)을 사용하였고, 항생제로는 겐타마이신(gentamicin, 대성, Seoul, Korea) 0.03 mg/kg을 실험기간 동안 사용하였다. 유착방지제는 적용시 젤라틴 스폰지(Spogostan, Ferrosan, Denmark)에 적셔서 사용하였다.

실험 방법
   실험 30분 전에 토끼에게 acepromazine melate 1 mg/kg을 근육 내에 주사하여 안정시키고, 30분이 경과한 후 토끼의 마취를 위해 Ketamin hydrochloride 50 mg/kg을 근육 내에 주사하였다. 마취가 어느 정도 이루어지면 토끼의 콧등의 털을 면도하여 제거하고, 수술할 부위를 포비돈을 사용하여 충분히 소독하였다. 2% Lidocaine과 Epinephine(1：200,000)을 토끼의 콧등의 피하에 골고루 주입한 후 주변조직에 잘 퍼질 수 있도록 문질러 주면서 국소마취가 되도록 하였다. 토끼의 두 눈 사이와 콧끝까지의 정중앙을 T자 형으로 절개하고, 피부를 벌려 고정한 후 상악동 위 토끼 비골의 양측면에서 골막을 절개하였다. 큰 cutting burr를 사용하여 부비동(sinus)의 상부 점막이 확인될 때까지 상악동의 상부 벽에 구멍을 내었다. 부비동강 안쪽으로 들어가서 상악동의 자연공(natural ostium)을 확인하였다. 3 mm 직경의 cutting burr를 이용하여 부비동 중간벽을 통하여 자연공의 앞쪽에 개구부(opening)를 만들었으며, 비강 안쪽으로까지 연장하였다. 지혈을 시킨 후 실험동물의 왼쪽 구멍에는 용액형 유착방지제를 미리 적신 Gelfoam(3×3 mm, 4개)을 삽입하였으며, 오른쪽에는 식염수에 미리 적신 Gel-foam을 동일한 방법으로 삽입하였다. 절개된 피부는 3/0 SURGIFIT 봉합사를 사용하여 봉합하였다. 봉합 후 겐타마이신(0.03 mg/kg)과 디-프론(0.3 mg/kg)을 근육 주사하였으며, 수술 후 3일간 하루에 한 번씩 동량을 주사하였다. 수술 후 토끼는 각각 한 마리씩 우리에 넣어져 키워졌으며, 매일 이상반응 여부에 대해 확인하였다.
   2주 후⁶⁾ 과량의 마취약을 근육 주사하여 동물을 희생시켰으며, 동일한 수술기법을 사용하여 부비동을 조사하였다. 비골을 절개하여 직접 육안으로 확인할 수 있도록 충분히 열고 부비동염 여부를 육안으로 조사하였으며, 열려 있는 경우 밀리미터 단위의 격자무늬가 있는 투명필름을 marker로 사용하여 GUARDIX-SL^® 처치군과 대조군에 대하여 상악동수술 부위의 면적을 측정 비교하였다(Fig. 1).
   조직학적 검사를 위하여 GUARDIX-SL^® 처치군과 대조군의 각 부분에서 검체를 떼어내었으며, H & E 염색하였다.
   통계적으로는 Wilcoxon's signed ranked test를 사용하여 두 군에서 상악동 수술 부위의 면적을 비교하였다.

결     과

   모든 실험동물이 실험기간동안 생존하였다. 부비동염은 초기수술 및 희생 시 발견되지 않았다. 수술 후 관찰 시 특별한 후유증은 발견되지 않았다.
   수술 2주 후 대조군의 경우 7마리 중 2마리에서 수술부위가 폐쇄된 상태였으며, 5마리는 개방상태를 유지하였다. GUARDIX-SL^® 처치군의 경우 7마리 중 수술부위가 폐쇄된 것은 없었으며, 모두 개방상태를 유지하였다(Fig. 2).
   수술 직후와 수술 후 2주째에 두 군에서의 상악동 수술 부위의 면적에 대해 비교하였으며, Wilcoxon's signed rank test를 실시하였다. 수술 직후 개구부의 면적은 대조군의 경우 평균 12.86 mm²였고, GUARDIX-SL^® 처치군에서는 평균 12.71 mm²정도로 비슷한 수준이었다. 통계적으로도 수술 직후 대조군과 GUARDIX-SL^® 처치군 사이에 유의한 차이는 나타나지 않았다(p=1.000). 그러나 수술 2주 후 대조군의 평균면적은 1.61 mm²인 반면, GUARDIX-SL^® 처치군에서는 수술부위의 평균면적이 9.29 mm²였다(Fig. 3). 수술부위의 면적을 통계적으로 비교해보면 수술 2주 후에는 대조군과 GUARDIX-SL^® 처치군 사이에 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(Table 1).
   2주 후 점막 검체에 대한 현미경 관찰 결과 대조군과 GUARDIX-SL^® 처치군의 두 수술부위에서 정상적인 섬모 상피로 나타났으며, 점막하 면에서는 약간의 염증반응을 나타내었다. 그러나 두 군 사이에 조직학적으로 특별한 차이는 나타나지 않았으며 두 군 모두에서 골형성도 관찰되지 않았다(Fig. 3).

고     찰

   물리적 장벽(physical barrier)용 재료가 안전하게 사용되려면 재료 자체 혹은 그 분해산물이 인체에 무해하여야 하며, 한편 일정기간의 상처 치유가 끝난 후에는 분해 혹은 흡수되어 제거되어야 한다. 이러한 유착방지용 재료는 다당류의 일종인 oxidized regenerated cellulose, sodium carboxymethylcellulose(CMC), dextran, sodium hyaluronate(HA) 등이 있으며, 합성고분자인 polyethylene glycol-polypropylene glycol(PEG-PPG, Poloxamer), polyethylene glycol(PEG), Gore-Tex 등이 알려져 있다.
   Sodium hyaluronate는 인체 내 세포외 기질을 구성하는 성분 중의 하나이며 재료 관점에서는 수용성의 천연고분자로 윤활작용을 하며, 세포의 이동을 용이하게한다. 또한 음전하를 띠고 있어서 세포나 단백질의 부착을 막아주기도 한다. 이러한 특성으로 인하여 유착방지용 제료로 알려져 있다. 그러나 생체 내 분해효소(Hyaluronidase)가 있어 생체내에서 분해된 후 흡수되어 제거되므로 상처의 치유기간을 유지할 수 있을 정도로 충분한 분자량을 나타내고 있어야 하며 이를 위해 분자량이 높은 재료를 사용하거나 화학적 가교를 이용하여야 한다. 한편 sodium carboxymethylcellulose는 sodium hyaluronate와 마찬가지로 음이온을 갖고 있어서 세포나 단백질의 부착을 어렵게 하는 특징이 있어 유착방지제로 알려져 있다. 분자량이 비교적 작으나 화학적으로 개질되었기 때문에 물에 대한 용해도가 낮아지고 생체 내에서 분해되지 않기 때문에 생체 내 잔류시간이 길어져서 생체내에서 흡수가 느리다. 그러나 cellulose류는 천연고분자이긴 하나 생체를 구성하는 성분은 아니므로 생체 내 삽입시 이물 반응을 일으켜 염증소견을 보였다.⁶⁾
   Sodium hyaluronate와 sodium carboxymethylcellulose의 용액형 유착방지제는 점탄성이 있는 용액으로서 부비동의 복잡한 3차원 공간을 잘 precoating 할 수 있으며, 근접한 창상 조직을 잘 분리, 유지시킬 수 있다. 또한 이 용액은 점차 이 위치로부터 새로 만들어진 개구부를 통해 흘러내려가 코 점액처럼 삼켜지게 된다. 따라서 적용 후 제거를 위한 작업이 필요치 않다.
   Shim 등에 의해 보고된 백서에 대하여 여러 가지 수용성 고분자를 실험한 결과에 따르면, sodium hyaluronate와 sodium carboxymethylcellulose가 다른 재료에 비하여 유착방지 효과가 우수한 것으로 나타났다.⁶⁾ 또한 Kimmelman 등의 임상 연구에서 cross-linked hyaluronic acid로 제조된 Sepragel의 평가에서 Sepragel을 사용한 군은 4주후 평균유착이 none(1)과 mild(2) 사이의 값인 1.2를 나타낸 반면, 대조군에서는 mild(2)와 moderate(3)의 사이인 2.6을 나타내어 유의한 차이를 보였다고 보고한 바 있다.⁷⁾
   반면 Jacob 등은 동물실험에서 sodium hyaluronate를 주 성분으로 한 MeroGel(Medtronic Xomed Surgical Products, Jacksonville, FL)이 부비강내 골형성을 촉진하므로 sodium hyaluronate의 임상 적용 시 주의가 필요하다고 보고한 바 있다.⁸⁾ 그러나 본 연구에서는 2주 후 조직학적 소견상 약간의 염증반응만 보이며 골형성이 관찰되지 않았다. 따라서 부비강 크기가 큰 사람에서 sodium hyaluronate가 골형성을 촉진하는가에 대해서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 보이며, 임상적으로 Merocel(Medtronic Xomed Surgical Products)보다 임상적으로 우수한 것으로 증명된 MeroGel 또는 sodium hyaluronate의 유착방지 작용은 부비동 수술에서 염증 반응을 최소화하고 비강 점막 표면의 회복을 잘하게 하여 개방된 비강을 유지하는 것으로 보인다.⁸⁾ GUARDIX-SL^®은 액상 제재이므로 임상적으로 Merocel에 흡수시켜 사용하게 되므로 젤 형태로서 흡수기간이 약 2주간 소용되는 MeroGel에 비해 사용기간이 매우 짧아 골형성 부작용 없이 Merocel의 과다한 염증반응을 억제할 수 있을 것으로 고려된다.
   본 연구 결과에서 수술 2주 후 개방된 수술부위의 비율을 대조군과 GUARDIX-SL^® 처치군에 대해 비교한 경우 통계적으로 유의하게 GUARDIX-SL^® 처치군에서 수술 부위가 개방되는 차이를 나타내었다. 또한 수술 부위의 면적을 비교한 경우에서도 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다. 이들 결과에 따르면 선행된 연구들에서 용액형 유착방지제에 대해 보고된 바와 같이 섬유소 응고(fibrin clot)의 형성과 섬유모세포의 침투를 막아줌으로써 개구부를 유지시켜주는 것으로 보인다. 한편 상피화는 정상적으로 진행된다는 것을 조직학적 검사 결과 알 수 있었다. 부비동 외측벽의 개구부에서 대조군은 barrier 역할을 하지 못하지만 유착방지제 GUARDIX-SL^® 처치군은 barrier 역할을 할 수 있다는 것을 볼 수 있었으며, 이를 통해 OMU synechiae의 방지에 효과를 기대할 수 있을 것으로 고려된다.
   이번 연구는 부비동내에 유착을 만들어 유착방지제를 사용한 군과 사용하지 않은 군으로 나누어 비교하여야 하나 실제로 이러한 동물실험을 시행하기 힘들기 때문에 그와 가장 근접한 부비동 외측벽에 개구부를 만들어 이 개구부가 얼마나 유지되는가를 관찰하는 것으로 대체한 실험으로 이번 동물실험의 한계이다. 그러나 유착을 직접적으로 관찰하는 것이 아니고 개구부가 유지되는 것으로 대체하여 유착방지를 실험한 연구가 있으므로 본 논문의 결과를 가지고 유착방지제 GUARDIX-SL^®의 효과에 대해 언급할 수 있을 것이다.^9)10)11) 또한 협착(stenosis)을 줄이면 OMU synechia 또는 adhesion에 의한 소공 폐색(ostial obstruction)의 가능성도 적어지므로 부비동 수술의 성공률을 증가시킬 수 있을 것으로 고려된다.¹⁰⁾ 따라서 향후 임상 실험에서는 실제 부비동 내시경 수술 후 발생한 유착방지에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다. 

결     론

   본 연구를 통하여 sodium hyaluronate와 sodium carboxymethylcellulose를 사용하여 제조된 용액형 유착방지제GUARDIX-SL^®는 부비동 점막의 창상치유를 방해하지 않으며, 상피가 정상적으로 재생되도록 한다는 것을 나타내었다. 2주 후 조직학적으로 관찰한 결과 변화가 없었으며 유착방지제에 의한 합병증은 관찰되지 않았다.

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