Therapeutic Effects of Acupuncture and Herbal External Preparation on Healing of Deep Partial Thickness Burn Wound in Rats

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심재성 2도 화상이 유발된 흰쥐의 조직 회복에 대한 침 및 한약외용제의 효과

조희근*⋅박애련⋅최진봉

동신대학교 한의과대학 한방재활의학과교실, 순창의료원*

Therapeutic Effects of Acupuncture and Herbal External Preparation on Healing of Deep Partial Thickness Burn Wound in Rats

Hee-Guen Jo, K.M.D.*, Ae-Ryon Park, K.M.D., Jin-Bong Choi, K.M.D.

Department of Rehabilitation Medicine of Korean Medicine, College of Korean Medicine, Dong-Shin University, Sunchng Health Center and County Hospital*

The first two authors Hee-Guen Jo and Ae-Ryon Park contributed equally to this work.

RECEIVED June 18, 2014 REVISED July 10, 2014 ACCEPTED July 14, 2014

CORRESPONDING TO Jin-Bong Choi, Department of Rehabilitation Medicine of Korean Medicine, College of Korean Medicine, Dong-Shin University, 377-12, Wolsan-dong, Nam-gu, Gwangju 503-232, Korea

TEL (062) 350-7219 FAX (062) 350-7208 E-mail [email protected]

Objectives The present study aimed to investigate the effects of acupuncture and herbal external preparation on wound healing procedure in a deep partial thickness burn model in rats.

Methods A total of 40 male Sprague-Dawley rats were allocated into four groups with an equal number in each group: acupuncture treatment group, herbal external perparation group, Silver sulfadiazine dressing group and control group. We describe the effect of acu- puncture and herbal external preparation on morphologic and histologic changes, epithelial growth factor (EGF), hematological value of the deep partial thickness burn wound in rats.

Results At 21th day after wounding the wound size in acupuncture treat group and herb- al external preparation group were decreased more significantly compared to control group. In addition, epidermal regeneration on acupuncture treatment was than other treat- ment and control group in histological finding. Hematological findings revealed that acu- puncture treatment group and herbal external prepartion group was more effective than control group in reducing inflammation response induced by burn. In acupuncture treated group, neutrophil and leukocyte level were significantly decreased compared to other treat- ment group. Also, this study showed that EGF was obviously expressed in nascent tissue when wounds were treated with the acupuncture and herbal external preparation after injury. In particular, acupuncture treatment group had a significant increase of EGF ex- pression in burn wound healing area when compared with the other treatment groups.

Conclusions These findings suggest that acupuncture and herbal external prepration may improve burn wound healing through decreasing inflammatory reaction, increasing tis- sue regeneration and expression of EGF. Moreover, acupuncture treatment could be more effective in comparison with Silver sulfadiazine dressing. (J Korean Med Rehab 2014;24(3):87-98)

Key words Deep partial thickness burn, EGF, Acupuncture, Herbal external preparation,

Regeneration

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서론»»»

화상은 과도한 열자극에 의하여 조직 구조물 및 세포 의 파괴가 발생한 것으로, 흉터 및 장애를 유발하거나 사 망에 이르는 등 심각한 문제를 동반할 수 있어 각별한 의 학적 관심이 요구된다. 화상역학(burn epidemiology)에 관한 국내 연구에서는 연 평균 472,400명에 이르는 화상 환자 발생수가 집계되었으며¹⁾, 미국의 경우에도 연평균 500,000명 이상의 화상 환자가 발생하고 있다고 보고하고 있다²⁾. 이처럼 화상은 매우 흔한 외상의 원인 중 하나로 많은 사회적 비용을 발생시킬 수 있으므로 화상의 중증도 및 양상에 따라 그 관리 대책을 다양한 방향에서 마련할 필요가 있다. 다만, 95% 이상의 화상이 외래 진료에 의해 잘 관리될 수 있으므로³⁾, 이러한 경증 화상(minor burn) 에 대한 적절한 초기 처치 방법에 대한 논의는 중증 화상 (major burn)의 관리에 대한 논의 못지않게 중요한 의의 를 갖는 것으로 볼 수 있다.

화상 센터로의 이송이 필요하지 않은 정도의 화상에 대해서는 국소적 처치 위주의 치료가 진행된다. 화상의 회복은 습윤한 환경 조성을 통하여 재상피화(reepithelial- ization)를 촉진하고 환부의 건조를 방지함으로써 잘 이루 어질 수 있으며, 이러한 환경을 위해 폐쇄형 드레싱이나 국소 제제를 시술하여 체액의 손실을 막는다⁴⁾. 이때, 적 절한 국소 제제의 선택은 창상의 신속한 회복 이외에도 통증의 억제와 환부의 감염 방지 등 부가적 효과를 제공 한다⁵⁾. 손상이 심각하지 않아 별다른 약물 처치를 요하지 않는 1도 화상(superficial burns)에 비하여 호전에 오랜 시간이 필요하고 감염 및 흉터 등의 위험이 남는 2도 화 상(partial thickness burns)의 경우 항균처치 및 창상관리 등에 더욱 주의를 기울여야 하는데⁴⁾, 이러한 수준의 화상 에 대하여 가장 널리 사용되는 국소 약제는 Silver sulfa- diazine이다⁶⁾. 다만, 이 약제는 그 독성으로 인하여 술파 제 알레르기(sulfa allergy)가 있는 환자, 임신 및 수유중 인 여성 및 신생아 등에 금기⁷⁾로 알려지는 등 보다 넓은 범위의 적용에 어려움이 있다는 문제점을 안고 있다. 또 한, 2013년 이루어진 코크란 고찰에서는 분명한 결론을 내리기에는 높은 질의 연구가 부족하지만 silver sulfadia- zine이 생합성(biosynthetic)제제나 실리콘 코팅 제제 등 새로운 약제들에 비하여 일관되게 낮은 치료 결과(healing outcome)를 보였음을 언급하였다⁸⁾. 이러한 사실들로

미루어볼 때, 현재의 표준 화상 처치보다 나은 효과와 폭 넓은 적용범위를 갖는 요법에 대한 개발 시도를 지속할 필요성은 분명하다.

최근 연구에서 동아시아의 전통 의학이 화상에 기여해 온 역사가 길고 뚜렷하며, 현재에 이르러서도 화상 환자 를 효과적으로 관리할 수 있다는 사실이 조명되고 있다⁹⁾. 이와 관련하여 해외에서는 한약 기반의 연고(MEBO)가 임상 근거들을 바탕으로 화상에 대한 중요한 대안적 국소 처치로 자리잡고 있으며^10,11), 단일 한약재로 사용되어온 꿀이나 알로에 베라 등도 화상 처치에 있어서의 효과를 인정받고 있다^12,13). 침 또한 동물실험을 바탕으로 화상의 신속한 호전을 위한 새로운 처치 약물로써 가능성을 보고 하기도 하였다¹⁴⁾. 국내에서는 화상에 대한 무작위 대조 임상시험에 준하는 임상 연구는 없지만, 실험 연구로써 단일 한약재인 황련의 효과, 자운고와 난황유의 효과 및 약침의 효과를 검토한 연구 등이 긍정적인 결론을 보고하

였다^15-17). 선행 연구들을 감안한 본 연구의 설계 과정에

서는 실제 한의약 임상에서의 화상 처치에 침과 한약 외 용제를 모두 사용할 가능성이 높다는 점과, 기존의 화상 에 대한 국내 선행연구에서 단일 약물이 아닌 복합 외용 제로써는 자운고가 주로 언급된다는 점 등을 고려하였다.

이에 따라 본 연구에서는 심재성 2도 화상을 유발시킨 쥐 의 피부 조직에 침 시술 및 자운고의 구성에 기반하여 제 작한 한약 외용제 처치를 적용하여, 무처치 대조군 및 Silver sulfadiazine dressing 대조군과 비교 관찰하였다.

재료 및 방법»»»

1. 실험대상

1) 실험동물 및 실험군 설정

본 실험에서는 체중이 200±5 g의 Sprague-Dawley계 흰쥐(생후 5주령, 웅성, 다물 사이언스)를 각 군당 10마리 씩 무작위 할당하여 총 40마리를 사용하였다. 사육실의 온도는 25±1^oC, 습도 55±10%를 유지 하였으며, 광주기 (lightcycle)및 암주기(dark cycle)는 12시간 주기로 하고, 물과 사료는 자유롭게 급여하였다. 실험동물의 사육 및 처치는 **대학교 실험동물윤리위원회의 윤리요강을 따라 실시하였다. 실험군의 분류는 심재성 2도 화상 유발 후

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Group name Number of rats Treatments

Control 10 Non-treatment after burn in rats

SSD 10 SSD treatment after burn in rats

AT 10 Acupuncture treatment using press needle after burn in rats

HEP 10 Herbal external preparation using Gamijawoongo treatment after burn in rats Table I. Classification of Experimental Groups

Fig. 1. Diagram of location of burn in rats.

Herbal name Crude drugs name Quantity 胡麻油 Black Sesame Oil 500 ml

豚脂 Lard 10 ml

蜜蠟 Bee's Wax 200 g

當歸 Angelicae Gigantis Radix 50 g

紫草 Lithospermi Radix 50 g

黃芩 Scutellariae Radix 10 g

黃柏 Coptidis Rhizoma 10 g

苦蔘 Sophorae Radix 10 g

白芷 Angelicae dahuricae Radix 10 g

桔梗 Platycodi radix 10 g

桑葉 Mori Folium 2 g

金銀花 Lonicerae Flos 3 g

連翹 Forsythiae Fructus 5 g 甘草 Glycyrrhizae Radix 5 g 馬齒莧 Portulaca oleraceae Ladix 3 g

薄荷 Mentha Piperita 2 g

Total 370 g

Table II. Prescription of Herbal External Prepration and Amount

아무런 치료를 실시하지 않은 대조군, Silver sulfadiazine dressing군(이하 SSD군), 침 치료군, 한약 외용제군의 4개 군으로 나누어 각 10마리씩 배정하였다(Table I). 각 실험 군에 지정된 치료는 3주 동안 시행되었다.

2. 실험재료 및 방법

1) 화상(Burn wound) 유발

실험실에 적응한 흰쥐를 마취챔버(Royal medical, Korea)에 넣고, 70% N2O와 28.5% O2 가스에 1.5~2.0%

엔플루란(enflurane)을 혼합한 마취가스로 전신흡입마취 후 수술대에 고정시키고 다시 1.5% 엔플루란으로 흡입을 유지시켜 실험 동안 마취가 지속되도록 하였다. 제모기를 이용해 흰쥐의 등쪽 부위 털을 면도하고, 화상 유발 부위 를 70% 알코올로 소독하였다. 캘리퍼로 측정한 가로 20 mm×세로 20 mm 크기의 인두팁을 사용하여 95^oC에서 10초간 면도부위에 열을 가하였다. 그 직후 피부에 남아 있는 잔열을 제거하기 위하여 4^oC 생리식염수 10 ml을 도포하여 5분간 공기 중에 노출시킨 후 환부를 건조시켰 다(Fig. 1).

2) 한약 외용제 조제와 도포방법

본 실험에 쓰인 한약 외용제의 약물구성은 아래 표와

같다(Table II). 본 연구에서는 국내에서 흔히 화상에 대 한 한의학적 외치 요법으로 언급되는 자운고의 약물 구성 에 조직 손상 및 염증에 유효할 것으로 여겨지는 기타 한 약재를 추가로 조합하여 실험하였다. 약재는 모두 동신대 학교 부속 광주한방병원에서 구입하여 정선하였다. 제법 은 호마유에 돈지를 넣어 녹인 다음 약재를 넣어 색깔이

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우러나올 때까지 은근한 불로 가열하고 약재를 면포에 걸 러내고 뜨거운 상태에서 밀납을 넣어 녹이고 소독된 용기 에 넣어 열을 식혀 제조하였다.

실험기간 동안 쥐의 화상부위를 생리식염수로 세척한 뒤 한약 외용제를 2 mm 두께로 도포한 후 랩으로 한번 싸서 고정하고 외과용 수술 테이프로 화상부위를 보호하 였다. 이후 실험기간 동안 매일 교체해주었다.

3) Siver sulfadiazine dressing

본 실험의 처치 대조군으로는 심재성 2도 이상의 화상 이나 오염된 찰과상에 대하여 기존에 표준 요법으로 사용 되고 있는 Silver sulfadiazine dressing으로써 상품명 메 디폼(Medifoam-silver, Biopol, Korea)을 선택하였다. 화 상부위를 생리식염수로 세척한 후 해당 소재를 가로 23 mm×세로 23 mm 적용 후 떨어짐을 방지하기 위하여 위 에 Tegaderm film (3M, USA)으로 고정하였다. 이후 실험 기간 동안 매일 교체 해주었다.

4) 침 치료

본 실험에서는 쥐의 활동성을 고려하여 장시간 유침이 가능한 press-needle (耳針, 행림서원, 한국)을 사용하였 다. 쥐를 마취시킨 상태에서 주 5회, 매일 화상 유발 주 변 부위를 생리식염수로 닦아준 후 화상 조직 변연부에 1cm 간격으로 시술한 후, 30분 유침하였다.

3. 관찰 및 측정방법

1) 혈액학적 검사

채취한 혈액을 혈액응고방지제가 함유된 EDTA 튜브에 담아 coulter mixer에서 5분간 혼합한 뒤 혈액 분석기를 이용하여 백혈구, 적혈구, 호중구, 호산구, 호염기구, 림프 구, 단핵구를 측정하였다.

2) 피부 성장 단백질 함량 측정

단백질 정량은 분광광도계(spectrophotometer, UV1601, SHIMADZU, Tokyo, Japan)를 이용하여 Serva Blue G dye가 함유된 시약(Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA) 1 ml를 Bradford assay 방법으로 분석하였다. 소혈 청 알부민(bovine serum albumin)을 표준용액으로 이용 하였으며, 분광광도계에서 나타난 흡광도(absorbance,

A595) 수치로 해당 근육의 단백질 함량을 산출하였다¹⁸⁾. 3) 조직학적 관찰

실험 종료 후 실험동물을 희생시킨 다음 화상부위가 포함되도록 피부를 적출하여 4% 중성포르말린(pH7.2)에 3일간 고정 한 후 흐르는 물에 3회 수세하였다. 에탄올을 농도별로 이용한 탈수(dehydration) 과정과 자일렌(xy- lene)을 이용한 청명(cleansing) 과정을 거쳐 파라핀 포매 (paraffin embedding)를 실시하였다. 제작된 파라핀 블록 (paraffin block)은 회전식 미세박절기(sakura 2040, Japan) 를 이용하여 4 μm 두께로 박절하고, 슬라이드 글라스에 부착시켜 염색을 준비하였다. 조직의 형태학적 관찰은 광 학현미경(Olympus Bx 50, Japan)을 이용하여 현미경에 장착된 디지털 CCD 카메라(Foculus, IEEE 1394, Ger- many)로 촬영한 후 피부 조직의 상태를 관찰하였다.

(1) Hematoxylin & Eosin (H & E) 염색

피부부속구조(skin adnexal structure)의 형태학적 관찰 및 피부 조직의 재생과 염증세포의 침윤을 관찰하기 위하 여 박절 조직이 부착된 슬라이드를 투명(clearing) 과정과 에탄올 과정을 거쳐 흐르는 물에 침전시켰다. 탈파라핀 과정을 거친 조직 절편은 Hematoxylin (HHS32, Sigma, St Louis, USA)과 Eosin (HT110232, Sigma, St Louis, USA)으로 염색 한 후, 과염색된 부분은 흐르는 수돗물에 5분 정도 수세하고, 다시 탈수 및 투명과정을 거쳐 봉입 (mounting) 하여 광학현미경으로 관찰하였다.

(2) Masson's Trichrome (M & T) 염색

피부 조직 내 아교질(collagene), 섬유소 형성과 정렬 상태를 파악하기 위하여 Masson's trichrome (M & T) 염 색을 실시하였다. 슬라이드에 박절된 조직절편은 25^oC의 bouin 용액에 24시간 담그고, Masson's trichrome으로 염 색 후 진피층 내 아교질 섬유의 양과 방향성, 섬유아세포 (fibroblast) 형성을 광학현미경으로 관찰하였다.

4) 통계처리

본 연구의 통계학적 분석은 SPSS 14.0 version을 사용 하였다. 모든 실험 결과는 평균±표준편차로 표시하였으 며, 각 실험군들 간의 차이를 검정하기 위하여 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 실시하여 Duncan's multi- ple range test를 이용하여 사후검정하였다. 실험의 분석 시 유의수준은 p＜0.05로 설정하여 검정하였다.

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14 days

A

B

C

D

7 days

21 days Fig. 2. Photograph in burn wound

rat skin for 21 days (×3).

(A) Control: Non-treatment after burn in rats. (B) SSD: Silver sul- fadiazine dressing treatment after burn in rats. (C) AT: Acupunc- ture treatment after burn in rats.

(D) HEP: Herbal external prepa- ration treatment after burn in rats.

결과»»»

1. 화상부위의 육안적 변화

화상유발 후 21일 동안 실험군 모두에서 피부 재생이 일어났으나 재생의 속도는 군 간의 차이를 보였다. 침치 료군은 2주차 시점부터 가피가 탈락되기 시작하는 양상 을 나타내어 가장 신속한 창상면 호전 양상을 나타내었 다. 3주 경과 시점에서 대조군은 가피 탈락 부위 변연의 피부 발적이 확인되었으나, 침치료군은 발적 및 가피가 대부분 소실되고, 해당 부위에 새로이 수복된 피부가 관 찰되었다. 한약외용제군은 다소 짙은 색의 습윤성을 띄는 가피가 형성되었고 3주째에는 가피가 탈락하였으나 약간 의 잔여 삼출액 및 진피층 내 충혈이 관찰되었다. SSD군 의 경우 1주에 비해 2주째에는 삼출액이 크게 감소하였으 며 3주에 들어서면서 황색 삼출액 딱지가 탈락되고 상피 세포가 재생되었다. 대조군은 3주 시점에 피부 재생 소견 을 확인할 수 있었으나 가피, 삼출액, 충혈이 남아있고 화 상부위가 함몰상태로 유지되었다(Fig. 2).

2. 화상부위 직경 변화

각 실험군의 캘리퍼를 통해 화상부위 크기를 측정한 결과 모든 실험군에서 화상부위의 횡측 직경은 시간 경과 에 따라 유의한 감소 양상을 보였다. 직경의 감소속도는 침치료군에서 월등하였고 SSD군과 한약 외용제군은 서로 비슷하였고 대조군보다는 빨랐다(Fig. 2). 특히 침치료군 은 화상유발 후 3일은 17.44±0.74 mm, 7일은 11.50±

1.92 mm, 14일은 5.06±1.30 mm, 21일은 1.78±0.09 mm로 측정되어 초기 2주에 빠른 직경감소를 보였다 (Table III).

3. 혈액소견 변화

화상 유발 후 21일이 경과한 시점에 각 군 간의 혈액 학적 수치를 비교한 결과 대조군에서 염증성 지표인 백혈 구, 호중구, 림프구, 단핵구의 수치가 높았던 반면, 실험 군들에서는 이들 수치가 유의하게 감소하였다. 특히, 침 치료군에서는 타실험군과 비교하여 백혈구와 중성구 수

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Day Control SSD AT HEP

3 days 17.45±0.60 17.08±0.26 17.44±0.74 17.31±0.68

7 days 15.54±0.45* 14.35±0.69* 11.50±1.92

^†

14.13±0.45*

14 days 12.50±1.27

^†

11.01±0.28

^†

5.06±1.30

^‡

10.23±1.29

^†

21 days 6.97±0.64

^‡

4.28±0.42

^‡

1.78±0.09

^‡

4.17±0.80

^‡

All value are showed mean±S.D.

Tested by one-way ANOVA.

*

^†‡

: Different letters in the same column represent significantly different among the groups at p＜.05.

Control: Non-treatment after burn in rats. SSD: Silver sulfadiazine dressing treatment after burn in rats. AT: Acupuncture treatment after burn in rats. HEP: Herbal external treatment after burn in rats.

Table III. The Change of Wound Diameter in Burn-caused Integument Damage (mm)

Group Control SSD AT HEP

WBC (k/μl) 2.90±0.04 1.86±0.06* 1.20±0.05

^†

2.20±0.04*

Neutrophil (k/μl) 0.39±0.03 0.28±0.06* 0.20±0.05

^†

0.30±0.04*

Eosinophil (k/μl) 0.027±0.01 0.024±0.006 0.020±0.008 0.027±0.008

Basophil (k/μl) 0.48±0.03 0.50±0.01 0.49±0.02 0.51±0.02

Lymphocyte (k/μl) 3.36±0.34 3.08±0.24* 3.02±0.26* 3.10±0.30*

RBC (M/μl) 3.82±0.40 3.70±0.34 3.75±0.22 3.80±0.48

Monocyte (k/μl) 0.18±0.03 0.15±0.01* 0.13±0.02* 0.15±0.03*

All value are showed mean±S.D.

Tested by one-way ANOVA.

*

^†‡

: Different letters in the same column represent significantly different among the groups at p＜.05.

Control: Non-treatment after burn in rats. SSD: SSD treatment after burn in rats. AT: Acupuncture treatment after burn in rats. HEP:

Herbal external preparation treatment after burn in rats.

Table IV. The Change of Hematological Value in Burn-caused Integument Damage after 21 Days

Group Control SSD AT HEP

EGF 280.50±25.2 358.38±19.6* 460.62±28.4

^†

340.50±20.5*

EGF: epithelial growth factor.

All value are showed mean±S.D.

Tested by one-way ANOVA.

*

^†‡

: Different letters in the same column represent significantly different among the groups at p＜.05.

Control: Non-treatment after burn in rats. SSD: Silver sulfadiazine dressing treatment after burn in rats. AT: Acupuncture treatment after burn in rats. HEP: Herbal external preparation treatment after burn in rats.

Table V. The Change of Epithelial Growth Factor in Burn-caused Integument Damage after 21 Days (pg/ml)

치가 보다 유의하게 감소하였다(Table IV).

4. 상피세포성장인자 함량 변화

화상 유발 후 21일 경과 시점에서 각 실험군의 피부조 직의 상피세포성장인자 함량을 비교한 결과는 대조군이 280.50±25.2 pg/ml, SSD군은 358.38±19.6 pg/ml, 침치 료군은 460.62±28.4 pg/ml, 한약 외용제군은 340.50±

20.5 pg/ml으로 침치료군이 대조군에 비하여 약 1.5배 높은 함량을 보였으며 실험군간 상피세포성장인자 발현 에 유의한 차이를 보였다(Table V).

5. 조직학적 변화

1) 피부조직의 H & E 염색

실험종료 후 채취한 표본을 H & E 염색으로 살펴본

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A B

C D

Fig. 3. Histological observation

on burn wound rat skin after 21 days (Hematoxyline & eosin stain, × 100).

(A) Control: Non-treatment after burn in rats. (B) SSD: Silver sul- fadiazine dressing treatment after burn in rats. (C) AT: Acupunc- ture treatment after burn in rats.

(D) HEP: Herbal external prepa- ration treatment after burn in rats.

결과 대조군은 화상 부위가 주변의 피부조직과 다르게 표 피와 진피층의 배열이 불규칙적이었다. 또한 화상부위 표 면에 비후성 반흔(hypertrophic scarring)으로 예상되는 조직의 비후가 관찰되었다. SSD군에서는 주변 조직과 유 사한 섬유 조직으로의 대체 소견과 함께, 진피층에서의 활발한 아교질 증식이 관찰되었다. 침치료군에서는 정상 피부와 유사한 정도의 재상피화 소견을 보였다. 한약 외 용제군에서는 SSD군의 수준에 미치지 못하는 정도의 아 교질 증식이 관찰되었다(Fig. 3).

2) 피부조직의 M & T 염색 소견

21일째 채취한 표본을 M & T 염색을 통해 관찰하였 다. M&T염색상 교원섬유는 청색으로, 근섬유와 세포질은 적색으로, 핵은 흑갈색으로 나타난다. 결과상 교원섬유로 예상되는 부위의 두께는 침치료군, SSD군, 한약 외용제 군, 대조군 순으로 나타났다. 대조군에서는 주변과 다르 게 핵이 붉게 염색되는 합성형 섬유아세포(synthesizing fibroblast)들이 일부 관찰되었으나, 교원섬유(collagen fiber)의 양은 적고 배열 또한 불규칙적이었다. 메디폼군에 서는 광범위한 섬유아세포가 관찰되었으며, 교원섬유층은 대조군 및 다른 실험군에 비하여도 그 두께는 두꺼우나 조직의 치밀도가 떨어지는 양상을 보여주었다. 침치료군 에서는 소량의 섬유아세포와 두꺼운 교원섬유배열이 관

찰되었다. 한약 외용제군에서는 섬유아세포가 다소 관찰 되었고 비교적 두꺼우나 일관적이지 않은 교원섬유층이 확인되었다(Fig. 4).

고찰»»»

본 연구의 목적은 심재성 2도 화상(deep partial thickness burns)의 관리에 한의학적 국소 처치 기법인 침과 한약 외용제가 효과적인지 여부를 확인하는 것이다. 이에 따라 실험군과 대조군의 화상 조직의 육안 소견, 혈액학 적 소견, 상피성장인자(이하 EGF) 및 조직학적 변화의 관 찰 결과를 비교하였고, 이를 통하여 침치료군 및 한약 외 용제군이 무처치 대조군과 비교하여 화상 조직의 회복에 유의성있는 효과를 나타냄을 확인하였다. 특히, 침치료군 의 경우 기존의 표준적 요법인 Silver sulfadiazine과의 비 교에서도 우수한 효과를 보였다.

실험에서 채택한 심재성 2도 화상은 종종 흉터나 구축 과 같은 영구적 피부 손상을 남기며²⁾, 동시에 박테리아의 방어와 수분 손실에 대한 장벽 역할을 하는 표피가 소실 되었기 때문에 감염에 매우 취약하다는 특징을 갖는다.

그러므로, 2도 화상 이상의 손상에 대한 국소 처치시에는 신속한 손상 회복 및 감염 방지 등의 목표를 염두에 둘

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A B

C D

Fig. 4. Histological observation on burn wound rat skin after 21 days. (Masson's trichrome stain,

×100).

(A) Control: Non-treatment after burn in rats. (B) SSD: Silver sul- fadiazine dressing treatment after burn in rats. (C) AT: Acupunc- ture treatment after burn in rats.

(D) HEP: Herbal external prepa- ration treatment after burn in rats.

필요가 있다. 강한 항균력을 가진 Silver sulfadiazine이 지금까지 화상 처치의 표준적 국소 약제로 널리 사용되고 있었으나 심각한 세포독성(cytotoxicity)과 손상 회복 과 정의 지연 등과 같은 문제점들이 알려지고 있으므로⁶⁾, 보 다 안전하고 우수한 효능을 보이는 치료 도구를 개발하기 위한 비교 연구가 다양하게 이루어지고 있다^19-21). 본 연 구에서도 한의학적 국소 처치의 화상에 대한 유효성 여부 뿐 아니라, 기존의 표준 약제를 대체하는 효과를 발휘할 수 있는지의 가능성을 확인하고자 무처치 대조군 이외에 SSD군을 설정하여 효과를 비교하였다.

일반적인 피부 창상의 회복은 염증기(inflammatory phase), 증식기(proliferative phase), 재구성기(remodelling phase)의 과정으로 이루어지는데, 이러한 양상은 화 상의 경우에도 유사하다²²⁾. 다만, 시간이 경과함에 따라 호전이 지속되는 보통의 창상과는 달리 2도 화상이나 3도 화상의 경우, 적정 시기에 회복이 지체되면 세포외기질 (extracellular matrix)의 해소기(resolution phase)가 제대 로 이루어지지 않아 비후성 반흔(hypertrophic scarring) 이나 피부 구축 등의 장애가 더 많이 발생할 수 있다²²⁾. 이와 관련하여 Deitch 등²³⁾은 화상의 상처 문제와 관련된 가장 중요한 지표는 회복에 소요된 시간으로 규정하였으

며, 화상이 14에서 21일 사이에 회복된 경우 1/3의 비율 로 해당 부위에 비후가 나타났으나, 21일이 경과한 경우 에는 화상 부위에 비후성 반흔이 생길 확률이 78%에 달 한다고 보고하기도 하였다. 본 연구에서의 대조군에 대한 육안적 관찰 결과, 타 실험군에 비하여 실험 종료시까지 손상의 회복 속도가 비교적 더딘 양상을 보임과 동시에 박리되지 않은 가피(eschar)가 관찰되었고, H & E 염색 에 의한 조직학적 관찰에서도 조직의 비후성 반흔(hypertrophic scarring) 소견이 확인되었다. 창상 면적의 감소 에 대한 측정에서도 대조군은 가장 느린 유합속도를 보이 는 것으로 관찰되었다. 따라서, 대조군의 결과에서는 화 상 조직의 회복이 비교적 지연되고 있으며, 이에 따른 비 후성 반흔이 발생하였음을 알 수 있다. 이와 비교하여 모 든 실험군에서 유의성있는 창상 면적의 감소가 이루어졌 을 뿐 아니라, 육안적 소견에서는 정도의 차이는 있지만 대체로 진피층 이상의 조직 재생이 이루어졌다는 소견을 확인할 수 있었다. 따라서, 침치료과 한약 외용제 치료는 대조군과 비교할 때 화상 조직의 회복을 촉진하는 작용을 매개한 것으로 볼 수 있다. 특히, 침치료군은 창상 면적 의 감소 속도가 SSD군을 비롯한 모든 실험군과 비교하여 도 가장 빠르며, 실험 종료 시점의 육안적 소견 상으로도

(9)

가장 정상 조직에 가까운 수준으로 유합이 진행되었다는 점 등을 감안하면 침치료군이 조직 회복 과정에 가장 강 한 영향을 미쳤음을 추정할 수 있다.

H & E 염색에 의한 조직학적 소견에서는 한약외용제 군 및 SSD군에서 다량의 아교질(collagen) 증식이 확인되 었으며, 침치료군에서는 재상피화 과정이 보다 신속하게 진행된 양상이 보였다. 이는 피부 회복의 과정 중 증식기 (proliferation phase)에 진피층에서 섬유모세포(fibroblast) 가 피부의 지탱에 가장 중요한 아교질을 침착시키는 작 용²⁴⁾과 관련지을 수 있다. 이후 섬유모세포는 세포외기질 (extracellular matrix)에 반응하여 손상의 변연을 견인하 는 역할을 하게 된다²⁵⁾. M & T 염색에 의한 조직학적 소 견에서는 교원섬유층(collagen fiber)의 두께가 대조군에 비하여 모든 실험군에서 우위를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이는 상기의 증식기 과정이 대조군에 비해 실험 군들에서 잘 이루어졌음을 뒷받침하는 것으로 해석할 수 있다. 특히, 침치료군의 경우 교원섬유층이 가장 두꺼우 면서도 조직이 치밀하며 섬유모세포의 수는 가장 적은데 이는 침치료군에서 보다 원활하게 조직 회복의 과정이 이 루어져 충분한 양의 교원섬유층이 구성되었기 때문인 것 으로 보인다. 상기의 관찰을 종합해보면 육안적 소견과 조직학적 소견 모두 침치료군에서 가장 우수한 화상 조직 의 호전이 보였다. 이와 관련하여 최근 Park 등²⁶⁾은 창상 을 유발한 흰쥐에 침을 시술하여 창상 조직의 호전도를 개선시켰다는 결과를 보고하면서, 침으로 유발된 세포증 식(cell proliferation) 및 혈관형성(angiogenesis)작용의 증가와 세포외기질 재구축(ECM remodelling) 활성화를 해당 결과의 기전으로 제시하고 있다. 또, 아킬레스건에 손상을 유발시킨 쥐에 전침을 시술한 결과 아교질의 집중 도를 높이고, 더 나은 구조의 교원섬유를 생성하는 기전 을 통하여 건손상(tendon injury)의 호전도를 증가시켰다 는 실험 보고²⁷⁾ 등도 침이 손상 조직의 회복을 촉진시킬 것이라는 가설을 뒷받침 하는 다른 근거로 볼 수 있을 것 이다. 본 연구에서의 한약 외용제의 경우 SSD군과 비교 하여 더 나은 결과를 보이지는 않았으나, 대조군과 비교 하면 뚜렷하게 화상 조직 회복을 촉진시키는 효과를 확인 할 수 있었다. 이와 관련하여 다양한 실험 및 임상 연구 들을 바탕으로 이미 널리 사용되고 있는 MEBO¹¹⁾의 예나, MEBO와의 비교 실험에서 그에 뒤지지 않는 조직 손상 회복 효과를 보여준 혈갈 알콜 추출물의 효과 보고²⁸⁾등

이 본 연구에 참고가 될 수 있었다.

화상 발생 초기의 울혈시에는 섬유소응괴(fibrin clot) 가 형성되는데, 여기서 다양한 염증유발 싸이토카인(pro- inflammatory cytokine)과 TGB-β, PDGF, FGF, EGF 등 의 성장인자가 방출되며, 이후 화학주성(chemotaxis)에 의하여 호중구, 대식세포 및 림프구 등이 손상부위로 순 차적으로 침투하면서 염증기가 시작된다²⁴⁾. 이러한 염증 반응은 감염을 방어하는데 중요하지만, 최근의 연구에서 는 여러 종류의 염증반응 세포가 같은 시간동안 중복되어 활성화되어있을 경우 오히려 상처의 회복에 해롭기 때문 에, 염증 반응을 제어하기 위한 치료 전략이 필요하다는 주장이 제기되기도 하였다²⁹⁾. 침에 의한 염증 반응 제어 가능성에 관련하여서는 Yan 등³⁰⁾에 의하여 자가면역성 전립선염(autoimmune prostatis)을 발생시킨 쥐에 전침을 15일간 시술하였을 때, 전립선 조직 내의 TNF-α, iNOS, MDA 등으로 표현되는 염증 반응이 뚜렷하게 감소하였다 는 보고와 Xu 등³¹⁾의 의한 염증 유발 쥐에 대한 침 시술 결과 염증 관련 단백질(inflammation-related proteins)들 에 대한 제어 효과가 확인되었다는 연구 등의 선행 보고 가 존재한다. 한약의 경우에도 Muluye 등³²⁾이 11종의 청 열 한약이 각기 다른 기전으로 항염증 작용을 발휘함을 검토한 바 있고 한약재 기반 화상 외용제인 MEBO는 Silver sulfadiazine과의 대조 임상 연구¹¹⁾에서, 염증 억제 측면에서의 효과가 동등한 수준임을 보고하였다. 이러한 연구들의 결론을 바탕으로 조직 손상 치료 과정에서의 염 증 반응을 효과적으로 제어하기 위한 도구로써 침과 한약 과 같은 한의학적 처치가 보다 폭넓게 사용될 수 있는 가 능성을 유추하는 것은 어렵지 않다. 본 연구의 혈액학적 소견에서는 화상 유발 후 21일이 경과한 시점에서 대조군 의 혈액 내 염증성 지표들의 수치는 상승한 상태였으나, 실험군들의 경우 관련 수치가 유의하게 감소하였으며, 특 히 침치료군의 경우 백혈구와 중성구 수치의 감소가 더욱 뚜렷하였다. 선행 연구 결과들을 고려할 때, 이 결과는 침과 한약 외용제가 화상 이후 발생하는 염증반응을 억제 하여 화상의 호전에 기여하였다는 해석이 가능하다. 특 히, 쥐의 화상 조직에 대한 침치료의 효과를 분석한 선행 연구¹⁴⁾에서도 호산구의 숫자 및 백혈구의 손상 부위 침투 소견을 지표로 하여 침치료가 전신 및 국소의 염증 반응 을 감소시켰음을 보고하였는데, 이 또한 본 연구 결과와 의 관련성을 보여준다.

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EGF는 창상이나 궤양의 회복에 단독으로 작용하거나 다른 성장인자들과 복합 작용을 통해 조직의 수복에 관여 하는 다양한 생물학적 반응을 촉진시키는 역할을 한다

33,34)

.이 과정은 급성의 손상 이후 keratin k-6과 16의 발 현 증가의 결과로 EGF가 상향조절(upregulation)되어 재 상피화를 촉진하고, 피부의 인장강도(tensile strength) 등 을 증가시키는 형태로 이루어지는데³⁵⁾, 최근의 다기관 임 상 연구에 따르면 손상 회복에 대한 이러한 EGF의 효과 는 용량 의존적인 것으로 보인다³⁶⁾. 이에 따르면 본 연구 에서의 EGF 발현 측정치는 해당 시술이 화상의 호전도에 미치는 영향을 반영하는 것으로 해석할 수 있다. 실험 종 료 시점의 결과는 침치료군이 가장 높은 수치를 보였으 며, 한약 외용제군과 SSD군은 대조군에 비해서 유의하게 높았으나 군 간의 뚜렷한 차이는 없었다. 이는 침과 한약 외용제가 조직 내 EGF발현에 영향을 미침으로써 화상의 회복 속도를 증가시켰음을 보여주는 것으로, 이 결과는 조직 회복과 관련한 육안적, 조직학적 관찰 결과와도 부 합한다. 침 및 한약이 EGF의 발현에 어떤 기전으로 영향 을 미치는지는 현재 명확하게 설명하기 어렵다. 그러나, 급성의 위손상을 유발시킨 토끼의 대한 침과 전침의 시술 이후 점막과 혈중의 EGF가 증가하였다는 실험보고^37,38) 등이나 두경부암에 방사선 치료를 받던 중 발생한 급성 구강점막염 환자에 한약을 투약한 대조 임상 연구에서 한 약 투여군이 대조군에 비해 점막 염증이 현저하게 개선되 었을 뿐만 아니라, 타액(saliva)에서 채취한 EGF 수치도 유의한 상승치를 보였다는 보고³⁹⁾ 등과 같은 선행 연구들 에 대한 참고는 제한적으로나마 상기의 결과에 근거를 부 여한다.

이상의 결과에 덧붙여 본 연구가 갖는 의의로는 주로 단일 한의약 중재를 채택하였던 기존 국내 선행 보고^15-17) 들과 달리 한의약 임상의 현실을 고려하여, 침 및 한약을 동시에 실험군으로 채택하여 효과를 관찰하였다는 점을 들 수 있다. 또한 일반적인 화상 표준 처치를 한의약적 접근이 대체할 가능성이 있는지 확인하기 위하여 표준 처 치 약제인 Silver sulfadiazine dressing을 처치 대조군으 로 설정하여 효과를 비교한 점도 본 연구에서의 특징이 다. 마지막으로 흔히 화상 외치를 위한 한약 외용제의 재 료로 단일 한약재나 고전의 자운고 원처방이 사용되었던 이전의 연구들과 달리 본 연구에서의 외용제는 자운고를 기반으로 하였으나, 염증과 조직 손상에 유효할 것으로

여겨지는 한약재를 추가로 혼합하여 새로운 유형의 외용 제를 조제하여 사용함으로써 고전의 처방을 바탕으로 변 형한 새로운 한약 외용제의 가능성을 검토하였다. 이러한 설계 의도를 바탕으로 진행된 본 연구의 결과는 선행연구 들에서 확인할 수 있었던 바와 같이 화상 조직의 회복에 대한 침과 한약 외용제 등 한의약 처치의 효과가 긍정적 임을 보여준다.

그러나, 본 연구에는 몇가지 한계점이 있어 결과의 해 석에 주의가 필요하다. 첫 번째 문제는 결과의 평가에 사 용된 지표(parameter)의 정량화가 부족하다는 점이다. 예 컨대, 본 연구에서는 화상 조직의 회복을 확인하기 위하 여 육안적, 조직학적 관찰을 실시하여 해당 결과에 대한 시각적 소견을 중심으로 평가가 이루어졌다. 그러나 관련 연구들의 지표를 살펴보면, 화상 조직의 영역을 초기 손 상의 넓이에 대한 비율로써 측정하거나, 조직학적인 소견 의 경우에도 평가 점수 척도를 적용하는 등 보다 엄격한 정량화 도구를 도입하고 있다. 이들과 비교할 때 본 연구 에서는 결과 측정의 정량화 설계가 비교적 부족한 것으로 보아야 하며, 이는 결론에 대한 신뢰도를 저하시키는 요 인이 될 수 있다. 두 번째 한계점으로 연구의 결과 평가 간격의 측면을 들 수 있다. 화상을 유발시킨 실험동물 모 델의 관리에 관한 한 연구에서는 조직 손상의 호전도 평 가에 대하여 상피화 시기, 조직학적 변화 등을 매일 관찰 해야 한다고 설명하고 있다⁴⁰⁾. 그러나 본 연구에서는 화 상 조직의 면적 감소에 대한 관찰 이외에는 지표의 평가 를 21일간의 실험 과정이 종료된 후에 단 1회 실시하였으 며, 실험 진행 중의 지표에 대한 평가는 이루어지지 않았 다. 그러므로 연구의 결론 도출에 있어, 영향을 미칠 수 있는 실험 과정상의 변수에 대한 배제가 불가능하다는 잠 재적인 문제점이 생기게 되었다. 향후, 이러한 실험 설계 상의 한계점 및 침과 한약의 작용에 대한 생리학적 기전 등을 보완한 연구를 진행하여 본 연구에서의 결과를 보다 분명하게 검토할 필요가 있을 것이다.

결론»»»

결론적으로, 본 연구의 결과는 침과 한약 외용제가 피 부조직 재생 속도의 개선, 염증의 완화, 상피세포성장인 자의 증가 등 작용을 바탕으로 화상의 회복을 촉진하는데

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유효함을 시사한다. 특히, 침은 기존의 표준 약제인 Sil- ver sulfadiazine보다 우수한 화상 조직의 회복 효과를 보 였다. 이러한 가능성에도 불구하고 그간 국내 한의약 임 상에서의 화상 처치 접근은 그리 활발하다고 말할 수 없 는 형편이다. 따라서, 화상 센터로의 이송이 필요하지 않 은 수준의 경증 화상에 대한 한의약 요법의 적용을 위한 임상 연구를 차후 적극적으로 시도할 필요가 있을 것으로 생각된다. 다만, 본 연구의 결론은 제한적인 것이므로 향 후 다양한 한의약 술기에 기반한 화상 처치 기법에 대한 엄격한 설계의 실험 연구 또한 추가적으로 진행해나가야 할 것이다.

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