Volume 3, Number 2, October, 2000
절제한 좌골신경에 정맥이식 후 생리식염수와 신경성장인자 주입에 따른 신경재생에 대한 연구
고려대학교 의과대학 정형외과학교실 이광석・심재학・김태하・주성대
= Abstract =
The study of nerve regeneration with infiltration of normal saline and nerve growth factor after vein graft to the resected sciatic nerve
Kwang-Suk Lee, M.D., Jae-Hak Shim, M.D., Tae-Ha Kim, M.D., Sung-Dae Ju, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Korea University, Seoul, Korea
Purpose : To compare the effect of nerve regeneration with infiltration of normal saline and nerve growth factor after vein graft to the resected sciatic nerve of rat.
Materials and Methods : Eighty Sprague-Dawley rats were divided into five experimental groups: ortho- topic nerve graft as control group, inside-in vein graft with normal saline infiltration, inside-out vein graft with normal saline infiltration, inside-in vein graft with nerve growth factor infiltration and inside-out vein graft with nerve growth factor infiltration group. Animals of each group were sacrificed after electromyography at 2, 4, 8 and 12 weeks after operation. Also the light microscopy and transmission electron microscopy were per- formed to observe histologic change of grafted sites.
Results : This study demonstrates that autogenous vein graft serves as a conduit for nerve regeneration, and inside-out vein graft technique and nerve growth factor induce faster and more numerous axonal regeneration and earlier recovery of muscle power.
Conclusion : Inside-out vein graft with nerve growth factor infiltration is supposed to be a promising tech- nique to take the place of autogenous nerve graft.
Key Words : Defect of nerve, Inside-out vein graft, Nerve growth factor
※ 통신저자 : 심 재 학
서울특별시 구로구 구로동 80번지
고려대학교 의과대학 구로병원 정형외과학교실 Tel : 02) 818-6681, Fax : 02) 837-4347 E-mail : [email protected]
서 론
신경 결손이 있는 경우 자가 신경이식술은 좋은 방법으로 인식되어 왔으나 신경을 절취한 공여부 의 감각소실이 동반되는 단점이 있다. 그러므로 공여부의 감각소실이나 기능소실 없이 신경결손을 치료하기 위해서는 자가신경을 대치할 수 있는 만 족스러운 대치물의 선택이 필수적이며, 특히 신경 결손에 대한 자가정맥이식의 관심이 높아지고 있 다. 1982년 Chiu 등5 )은 쥐의 좌골신경에 1㎝의 결손 부위를 만들고 자가정맥이식을 실시하여 이 식정맥이 신경재생을 위한 통로로 작용함을 보고 하였으며, 정맥의 외막이 안쪽으로 뒤집히게 하는 inside-out vein graft방법이 신경이식에 사용하 는 새로운 방법으로 연구되고 있다2 6 , 2 7 )
. 또한 절단 된 신경의 재생을 촉진시키는 방법으로 신경성장 인자(nerve growth factor)를 투여하는 방법이 있으며 여러 실험적 모델2 , 7 , 1 1 , 2 8 )을 통하여 그 효능 이 입증된 바 있으나, 이러한 실험들은 축색절단 (axonotomy) 후 신경성장인자를 투여함으로써 신경의 재생이 촉진되었다고 발표하였고 신경결손 부위에 정맥이식 후 신경성장인자 투여 후 효과에 대한 연구는 아직 보고된 바 없다. 본 연구의 목 적은 신경결손에 시행한 자가정맥 이식에서 생리 식염수와 신경성장인자의 주입 후의 효과에 따른 신경재생의 정도를 비교하고, 정맥이식술의 방법 에 따라서 어떠한 결과를 보이는지 알아보고자 하 였다. 이를 관찰하기 위해 신경결손 부위에 자가 정맥이식을 실시하고 그 방법으로 정맥을 원위부 와 근위부를 바꾸어 이식한 군(inside-in vein g r a f t )과 정맥의 내막을 바깥으로 뒤집어 이식한 군(inside-out vein graft)으로 나누고, 각각의 군을 다시 신경성장인자 용액을 투입한 그룹과 생 리식염수를 투입한 그룹으로 나누어 2주, 4주, 8 주 및 1 2주에 근전도 검사를 시행하여 복합활성 운동전위(compound motor action potential) 의 최대진폭을 측정하고 광학 및 투과전자 현미경 상 수초화의 정도와 수초의 두께를 관찰하여 그 결과를 비교하였다.
연구대상 및 방법 1. 연구대상
체중이 3 5 0 g m에서 4 0 0 g m인 백서( S p r a g u e - Dawley rat)를 실험 대상으로 하였으며, 신경성 장인자 용액은 미국 S i g m a사의 제품인 N G F - 7 SⓇ (Sigma Product, No. N-0513, USA)를 사용 하였으며, 희석액으로 Nacl(150mM), MgSO4
(1.2mM), CaCl2(1.8mM), K2H P O4 ( 2 . 0 m M ) 와 쥐 알부민인 albumin rat fraction V pow- d e rⓇ(Sigma Product, No. A6272, USA) 4㎎
/㎖를 사용하여 N G F - 7 S의 최종농도가 0 . 0 0 2 2
㎎/㎖, pH는 7 . 4가 되도록 하였다. 근전도 검사 기로는 미국 C a d w e l l사의 Excell 을 사용하였으 며 투과전자 현미경은 일본 H i t a c h i사의 H - 6 0 0 모델을 이용하였다.
2. 실험방법
1) 실험군
총 8 0마리의 백서를 5개 군으로 나누었다. 제 1 군은 경정맥 이식을 시행하지 않고 좌골신경을 상하 절단 후 재 봉합하는 동소이식( o r t h o t o p i c g r a f t )을 시행한 군을 대조군으로 하였으며, 제 2 군은 백서의 좌측 좌골신경 결손부위에 좌측 경 정맥을 절제 후 원위부와 근위부를 바꾸어 이식하 는 inside-in vein graft를 시행하고 이식 정맥 내 생리식염수를 투여한 군, 제 3 군은 경정맥의 안쪽 즉 경정맥의 내막이 바깥으로 되게 경정맥을 뒤집어 이식하는 inside-out vein graft를 시행 하고 생리식염수를 투여한 군, 제 4 군은 i n s i d e - in vein graft를 시행하고 신경성장인자를 투여 한 군, 제 5 군은 inside-out vein graft를 시행 하고 신경성장인자를 투여한 군으로 분류하였고, 각 군 당 1 6마리씩 실험을 행하였다.
2) 수술방법
실험 백서에 ketamin HCl(케이란Ⓡ, 한국유나 이트)을 1 2㎎/㎏의 용량으로 복강 주사하여 전신 마취 후 수술대 위에 복와위로 사지 및 두부를 고
정하고, 좌측경부와 좌측대퇴부의 털을 면도기로 삭모한 후 베타딘 및 알콜 용액을 도포하여 무균 처리하였다. 먼저 좌측 경정맥을 박리하기 위하여 백서 전 경부 중앙에서 약 1 0㎜ 정도 좌외측에서 길이 3 0㎜가량의 종절개를 가하였으며, 수술현미 경(Zeiss, S5)하에서 연부 조직을 박리한 후 1 5
㎜가량의 경정맥을 절취하였다. 연결된 혈관 분지 는 전기 조작기에 의하여 소작하였으며, 근위부 및 원위부는 5-0 black silk로 결찰한 후 미세 수술용 가위로 횡 절단하였다. 정맥내의 혈액 응 괴를 제거 하기 위하여 혈관 내강을 h e p a r i n i z e d saline(10 I.U/㎖)으로 세척하였으며, 과도한 정 맥의 경축을 방지하기 위하여 2% lidocaine으로 도포하였다. 이렇게 준비된 경정맥은 1 2 ~ 1 4㎜
정도로 약간의 경축을 보였으며 생리식염수에 적 신 거즈에 싸서 이식 부위가 준비될 때까지 보관 하였다. 백서의 좌골 신경은 좌측 대퇴부 내측에 약 4 ~ 5㎝가량의 피부를 종절개 한 후 대퇴 내전 근 사이를 박리하여 좌골신경을 노출시켰다. 좌골 신경이 경골신경과 비복신경으로 갈라지는 부분에 서 약 5㎜ 근위부 지점을 미세 수술용 가위로 절 단하고 이로부터 1 0㎜ 근위부 지점을 절단하여 좌골신경에 1 0㎜의 신경 결손부위를 만들었으며 각 군 당 실험방법은 다음과 같다.
Inside-in vein graft를 시행한 군에서는 정맥 내의 밸브가 신경재생에 지장을 주지 않도록 절제 한 경정맥의 근위부와 원위부의 방향을 바꾸어 이 식하였다. 결손부에 정맥 이식시 양쪽의 좌골 신 경 절단단을 2 ~ 3㎜씩 경정맥의 양단에 삽입시켜 이식된 경정맥내로 재생된 좌골신경이 자라는데 지장이 없도록 하였다. 정맥이식술은 수술 현미경 하에서 10-0monofilament polyamide nylon 을 사용하여 좌골신경 외막과 경정맥을 봉합하였 다. Inside-out vein graft를 시행한 군은 미세 수술용 겸자(No. 5 Jeweler’s forceps)를 이용 하여 이미 절취한 경정맥의 원위단을 안으로 근위 부를 통하여 집어넣어 원위부 끝을 겸자로 잡고 근위부를 끌어내려 정맥의 안쪽내막이 바깥으로 뒤집히게 하였다. 이렇게 준비된 경정맥을 위와 같은 방법으로 좌골신경의 결손 부위에 이식하였 으며, 이 때는 정맥내의 밸브가 바깥으로 나오기 때문에 경정맥의 방향은 고려하지 않았다. 실험군
에 따라 생리식염수나 신경성장인자 희석액 0 . 2 c c를 1cc 주사기로 좌골신경과 경정맥의 봉합 된 부위 사이로 1회 투여하여 경정맥의 개존을 확 인하였다. 대조군의 경우에는 절단한 1 0㎜의 좌 골신경을 다시 결손부위에 미세수술 현미경하에서 신경외막 봉합술을 시행하였다. 절개한 근육과 근 막은 4-0 polyglycolic acid로 봉합하였고, 절개 한 피부는 4-0 black silk로 봉합하였다. 수술 후 감염을 방지하기 위하여 알콜 및 베타딘으로 소독하였으며 수술 후 3일 까지 g e n t a m i c i n ( 2㎎ /㎏)을 근육내 주사하였다.
3) 육안적 소견 및 근전도 검사 3) ( e l e c t r o m y o g r a p h y ; E M G )
신경재생능력을 알아보기 위해 수술 후 2주, 4 주, 8주 및 1 2주에 육안적 관찰과 근전도 검사를 시행하였다. 이를 위하여 각 백서를 수술 방법과 동일한 방법으로 마취하고 절개하여 좌골신경의 기시부인 좌골 절흔(sciatic notch)부터 이식된 경정맥 부위를 지나 경골신경이 비복근( g a s t r o c- nemius muscle)으로 부착되는 지점까지 노출하 였으며, 경정맥을 중심으로 좌골신경의 근위부 및 원위부를 육안적으로 관찰하였다. 근전도 검사는 좌골 절흔의 바로 아래 부분에서 두 개의 침전극을 사용하여 이식정맥의 근위부에서 좌골신경을 자극 하였으며, 이때 활동기록전극(action electrode) 은 경골결절의 1 0㎜ 하방 지점의 비복근에 삽입하 였다. 또한 참고전극(reference electrode)은 족 관절의 후방에 침전극으로 삽입하였고, 접지전극 (ground electrode)은 꼬리부분에 삽입하였다.
근전도 검사의 결과 판정은 좌골신경을 최대로 자 극하였을 때 기록되는 복합활성운동전위( c o m- pound motor action potential)의 최대 진폭 (peak amplitude)을 비교하였으며 이러한 침근 전도 검사는 5초 간격으로 3회씩 시행하였다.
4) 조직검사
(1) 광학현미경 검사
근전도 검사가 끝난 후 신경재생정도와 양상을 보기 위해 광학 및 투과전자현미경 검사를 시행하 였다. 조직편의 절취는 이식된 경정맥의 중간부분 부터 이식 경정맥의 원위 문합부위까지 5㎜를 절
취하였으며, 대조군에서는 동소이식부위 중간부터 원위부 5㎜를 절취하였다. 또한 광학현미경검사 및 투과현미경검사는 이식정맥의 중간부위 조직에 서 시행하였다. 절취한 조직편은 0.1M cacody- late buffer(pH 7.3)에 녹인 2.5% glutaralde- h y d e와 2% paraformaldehyde의 혼합액으로 2 시간동안 고정하고 동일 완충액에 녹인 1% osmi- um tetroxide 용액(pH 7.3)으로 1시간동안 더 고정하였다. 고정된 조직편은 완충액으로 수세한 다음 50%, 70%, 90%, 95% ethanol에서 각각 1 0분씩 1회, 100% ethanol에서 1 5분씩 3회 탈수 하고 , Poly bed 812 (Polyscience, Inc., U S A )에 포매하였다. 포매된 조직편은 1㎛ 두께 의 후박절편(semithin section)을 제작하고 이를 toluidine blue로 염색하여 이식 정맥의 중앙부를 광학현미경으로 관찰하고, 400배 확대된 임의의 한 시야(one field)에서 보이는 재생된 신경섬유 중 유수신경이 차지하는 비율을 계산하였다.
(2) 투과전자현미경검사
(2) (Transmission electron microscopy) 후박절편으로 제작된 표본을 다시 6 0㎚ 두께의 초박절편(thin section)을 제작하여 u r a n y l a c e t a t e와 lead citrate로 이중 염색을 시행한 후 Hitachi H-600형 투과전자현미경으로 7 5 k V의 가속전압 하에서 미세구조를 관찰하였으며, 2 5 0 0배 확대된 사진을 찍어 재생된 모든 유수신 경 수초의 두께를 1 / 1 0㎜까지 눈금이 있는 자를 이용하여 측정하여 평균값을 구하였다.
결 과 1. 육안적 소견
경정맥이식 후 2주, 4주에는 이식한 정맥 모두 에서 이식정맥의 중앙부로 갈수록 다소 직경이 감 소하는 모래시계 양상을 보였으나(Fig. 1), 신경 성장인자를 투입한 군에서는 모래시계의 양상이 생리식염수를 투입한 군보다 경미한 것을 볼 수 있었다. 근위부 및 원위부의 좌골신경 문합부위에 신경종 형성이나 혈종의 소견은 발견할 수 없었 다. 술 후 8주 및 1 2주에 모두 이식정맥 중앙부
직경이 4주에 비해 증가하는 양상을 보였으며, 역 시 신경성장인자를 투입한 군에서 직경이 더욱 증 가된 모습을 볼 수 있었다. 각 주에 따른 모든 군 에서 신경 결손부위 하방 비복근의 심한 위축소견 을 볼 수 있었으나 신경성장인자를 투여한 군에서 는 같은 주의 다른 군에 비해 위축의 정도가 경미 한 것을 볼 수 있었다.
2. 근전도 검사 소견
Inside-out vein graft를 시행한 군에서 i n s i d e - Fig. 1. The mid-portion of grafted vein was shown more slender
than both ends of the sciatic nerve with hourglass config- uration at postoperative 4 weeks.(Group II)
Fig. 2. The peak amplitudes of nerve growth factor infiltration group were higher than those of normal saline infiltration group; the peak amplitudes of inside-out vein graft group were higher than those of inside-in vein graft group. The peak amplitudes were highest in inside-out vein graft with nerve growth factor infiltration group except control group.
in vein graft를 시행한 군보다 높은 진폭을 보였 으나 통계적 의의는 없었다. 신경성장인자를 투여 한 군에서 생리식염수를 투여한 군보다 높은 진폭 을 나타내었으며, 2주를 제외한 모든 주에서 통계 적 의의를 보였다(P<0.05)(Table 1, Fig. 2).
3. 조직검사 소견
1) 광학현미경 소견
광학현미경검사 결과 재생된 신경섬유 중 수초
화 정도는 시일이 경과함에 따라 증가하는 소견을 보였으며, 대부분의 경우 inside-out vein graft 를 시행한 군이 inside-in vein graft를 시행한 군 보다, 그리고 또한 신경성장인자를 투여한 군 이 생리 식염수를 투여한 군보다 수초화가 더 많 이 진행되었다. 또한 신경성장인자 투여 유무에 의한 차이는 정맥이식의 방법에 의한 차이보다 더 큰 것을 볼 수 있었다. 특히 수술 후 2주에는 대 조군과 신경성장인자를 투여한 군, 생리식염수를 투여한 군 사이에 많은 차이를 보여주고 있으나, Table 1. Result of EMG study(peak amplitude of compound motor action potential, mV)
2 weeks 4 weeks 8 weeks 12 weeks
Group I 9 . 6 5±2 . 4 2 1 2 . 2 5±3 . 2 4 1 5 . 2 8±2 . 7 7 2 0 . 9 5±4 . 2 9 Group II 4 . 9 3±1 . 2 6 5 . 3 8±1 . 1 7 6 . 8 3±1 . 6 1 7 . 4 8±1 . 6 1 Group III 4 . 3 0±0 . 8 8 6 . 1 8±1 . 1 8 9 . 3 8±1 . 9 8 1 3 . 4 0±3 . 1 2 Group IV 6 . 6 3±2 . 1 1 1 0 . 4 0±1 . 6 9 1 2 . 3 8±2 . 7 2 1 6 . 5 0±2 . 2 9 Group V 6 . 5 8±1 . 9 4 1 1 . 8 5±2 . 9 3 1 3 . 8 0±2 . 6 7 1 8 . 9 5±2 . 3 2 Group I : Orthotopic graft
Group II : Inside-in vein graft with normal saline infiltration Group III : Inside-out vein graft with normal saline infiltration Group IV : Inside-in vein graft with nerve growth factor infiltration Group V : Inside-out vein graft with nerve growth factor infiltration Table 2. Percentage of myelinated nerve fiber ( % )
2 weeks 4 weeks 8 weeks 12 weeks
Group I 6 5 7 3 8 3 9 0
Group II 0 1 8 6 9 7 5
Group III 1 3 3 6 9 7 6
Group IV 8 6 5 8 0 8 0
Group V 2 5 7 2 7 6 8 2
Table 3. Thickness of myelin sheath (mm)
2 weeks 4 weeks 8 weeks 12 weeks
Group I 2 . 5±0 . 4 3 . 1±0 . 1 4 . 4±0 . 1 4 . 8±0 . 1
Group II 0 . 0±0 . 0 0 . 5±0 . 1 2 . 8±0 . 1 2 . 5±0 . 1 Group III 0 . 7±0 . 1 1 . 5±0 . 1 2 . 5±0 . 1 2 . 7±0 . 1 Group IV 1 . 8±0 . 1 2 . 1±0 . 1 3 . 7±0 . 1 3 . 2±0 . 1
Group V 2 . 6±0 . 2 4 . 4±0 . 1 4 . 3±0 . 2 4 . 7±0 . 1
4주가 되면서 신경성장인자를 투여한 군은 대조군 과 별 차이가 없을 정도로 수초화가 조기에 급격 히 증가하는 양상을 보여 주었다. 그러나 8주 및 1 2주에는 각 군과의 차이는 감소하여 비슷해지는 양상을 보였다(Table 2, Fig. 3,4).
2) 투과 전자현미경 소견
Inside-out vein graft를 시행한 군에서 inside-in vein graft를 시행한 군보다 수초의 두 께가 두꺼웠으나 통계적 의의는 없었으며, 신경성 장인자를 투여한 군에서 생리식염수를 투여한 군 보다 수초의 두께가 두꺼웠다(P<0.05)(Table 3, Fig. 5,6).
고 찰
말초신경의 손상에 대한 치료방법 중 가장 일반 Fig. 3-A. The unmyelinated(white arrow) and myelinated(black arrow) fibers are intermingled in control group and the myelinated
fiber is occupied 65% at postoperative 2 weeks. (semi-thin, toluidine blue stain, X 400)
Fig. 3-B . Inside-in vein graft with normal saline infiltration. There are few regenerating nerve fibers and no myelinated fiber at postop- erative 2 weeks.(semi-thin, toluidine blue stain, X 400)
Fig. 3-C . Inside-out vein graft with normal saline infiltration. There are a few regenerating nerve fibers and few myelinated fiber(1%) at postoperative 2 weeks. (semi-thin, toluidine blue stain, X 400)
Fig. 3-D . Inside-in vein graft with nerve growth factor infiltration. There are increased regenerating nerve fibers and increased myeli- nated fiber(8%) at postoperative 2 weeks. (semi-thin, toluidine blue stain, X 400)
Fig. 3-E . Inside-out vein graft with nerve growth factor infiltration. There are many regenerating nerve fibers and more increased myelinated fiber(25%) at postoperative 2 weeks. (semi-thin, toluidine blue stain, X 400)
Fig. 4. Percentage of the myelinated nerve fiber was higher in inside-out vein grafted group than inside-in vein grafted group, and also higher in nerve growth factor infiltration group than normal saline infiltration group. These differ- ences were statistically significant at 2 and 4 weeks after operation and also decreased after 8 weeks. There were no significant statistical difference at 12 weeks.
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적으로 사용되는 술식은 일차적 봉합술로 널리 사 용되고 있다. 그러나 신경손상의 정도가 심하여
결손을 초래하게 될 경우 신경의 결손부위를 봉합 부위의 긴장 없이 치료할 수 있는 방법으로는 신 경의 가동화(mobilization), 신경전위( t r a n s p o- sition), 관절의 굴곡(joint flexion), 골 단축 (bone shortening) 및 신경이식(nerve graft) 등의 방법이 있으며 그중 신경이식은 널리 쓰이는 방법이다. 그러나 신경이식술은 공여부의 감각 소 실 등이 초래되는 단점이 있어 많은 사람들이 공 여부의 기능손실을 막기 위하여 자가신경을 대신 할 수 있는 대치물을 찾기 위한 노력을 기울여 왔 으며, 그 대치물로 골격근8 , 9 , 1 3 )
, 합성 생체흡수용 튜브(synthetic biodegradable tube)1 2 , 1 5 )
, 신경 외막 튜브(perineural tube)1 9 ), 자가동맥3 , 1 4 ) 및
자가정맥5 , 6 , 1 0 ) 등이 연구되어왔다. 1982년 C h i u
등5 )이 쥐의 좌골신경에 1 0㎜의 결손 부위를 만들 어 자가정맥이식을 실시하여 이식정맥이 신경재생 을 위한 통로로 작용함을 보고한 바 있으며, 그후 Fig. 5-A.Thick meylin sheath(average thickness ; 3.1 mm) in control group at postoperative 4 weeks. (uranyl acetate and lead citrate
stain, X 2500)
Fig. 5-B . Inside-in vein graft with normal saline infiltration. Very thin myelin sheath(average thickness : 0.5 mm) at postoperative 4 weeks.(uranyl acetate and lead citrate stain, X 2500)
Fig. 5-C . Inside-out vein graft with normal saline infiltration. Average thickness of myelin sheath is 1.5 mm at postoperative 4 weeks.
(uranyl acetate and lead citrate stain, X 2500)
Fig. 5-D . Inside-in vein graft with nerve growth factor infiltration. Average thickness of myelin sheath is 2.1 mm at postoperative 4 weeks. (uranyl acetate and lead citrate stain, X 2500)
Fig. 5-E . Inside-out vein graft with nerve growth factor infiltration. Thick myelin sheath(average thickness : 4.4 mm) is noted at post- operative 4 weeks. (uranyl acetate and lead citrate stain, X 2500)
Fig. 6. The diameter and thickness of the myelin sheath were greater in inside-out vein grafted group than inside-in vein grafted group, and also greater in nerve growth fac- tor infiltration group than normal saline infiltration group.
The thickness of myelin sheath increased with time but the rate of increment decreased after 8 weeks.
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자가정맥이식의 결과를 발표한 많은 논문이 보고 되었다. 1983년 Rigoni 등2 1 )은 쥐의 양쪽 좌골 신경에 1 0 ~ 2 0㎜의 결손을 만들어 한쪽은 신경이 식술을 다른 한쪽은 정맥이식술을 시행한 결과 비 교적 적은 결손인 1 0㎜ 이하의 경우 신경이식 및 정맥이식술 모두 비슷한 좋은 결과를 얻었으나 그 보다 더 큰 결손인 경우는 신경이식술이 더 좋은 결과를 얻었다고 보고하였다. 1984년 Godard 등
1 0 )
은 자가정맥이식 후 전기 생리학적 연구를 통하 여 신경의 재생을 확인하였으며, 광학현미경검사 를 통하여 시간이 경과함에 따라 수초의 숫자 및 두께가 증가함을 보고하였다. 1989년 Walton 등
2 5 )은 2 2례의 수지신경 결손 부위에 자가정맥이식
술을 시행하여 8 2 %에서 좋은 결과를 얻었으며, 특히 1 ~ 3㎝의 결손은 자가정맥이식술과 자가신 경이식술이 비슷한 결과를 보인다고 보고하였다.
정맥의 내막에는 내세포층이 존재하고, 얇은 중막 에는 기저막과 이에 부착된 풍부한 l a m i n i n이 존 재하며 제일 바깥층인 외막에는 c o l l a g e n이 풍부 한 것으로 알려져 있으며, 실험적 연구6 , 2 3 , 2 4 )를 통 하여 이러한 l a m i n i n과 c o l l a g e n은 말초신경의 재생에 특히 도움을 주는 것으로 보고되고 있다.
1 9 9 3년 W a n g등2 6 )은 c o l l a g e n이 풍부한 정맥의 외막을 재생되는 신경에 노출시키는 방법으로 inside-out vein graft를 시행하였으며 이를 통 하여 기존의 정맥이식보다 신경재생의 촉진반응이 증가되고 특히 조기에 수초화가 진행된다고 보고 하였으며, 1995년 W a n g등2 7 )은 다시 i n s i d e - o u t vein graft가 신경이식보다 기능적 결과(전도속 도가 빠름) 및 조직학적 결과(축삭의 수가 많음) 모두에서 우수하다고 발표하였으며, 이는 정맥 외 막에 collagen 및 l a m i n i n이 풍부하여 신경재생 을 촉진시키며 Schwann cell이 새로운 신경의 혈관화( v a s c u l a r i z a t i o n )을 증진시키는데 기인한 다고 발표하였다. 본 연구에서도 백서의 좌골신경 에 1 0㎜의 신경결손을 만들어 자가정맥이식술을 실시한 결과 이식정맥이 신경재생의 통로로 작용 하고 있음을 알 수 있었으며 전기생리학적 및 조 직학적 결과 inside-out vein graft를 시행한 군 이 inside-in vein graft를 시행한 군보다 복합 운동활성전위의 최대진폭이 크고 수초의 두께 및 수초화의 비율도 조기에 증가하는 양상을 볼 수
있었다. 특히 수술 후 4주 이내의 경우 i n s i d e - out vein graft를 시행한 군의 수초화가 현저히 증가하는 것을 볼 수 있었다. 신경의 재생을 촉진 시키는 방법으로 정맥이식의 방법을 달리하는 방 법이외에도 체외에서 투여하는 신경성장인자에 대 한 여러 실험적인 모델2 , 7 , 1 1 , 2 8 )이 제시되어 왔다. 현 재 알려진 신경성장인자로는 B D N F ( b r a i n derived neurotrophic factor), NT-3,4(neu- rotrophin-3,4), CNTF(ciliary neurotrophic factor), FGF-1,2(fibroblast growth fac- tor), EGF(epidermal growth factor), PDGF(platelet derived growth factor)등이 있다. 1987년 Müller 등1 7 )은 신경봉합부위에 관 을 통하여 신경성장인자를 주입하여 일정 용량을 유지시킨 후 그 결과를 보고하였고, 1989년 R i c h
등2 0 )은 실리콘 관(silicone chamber)을 통하여
신경성장인자를 투입하여 신경재생을 향상시킬 수 있었다고 보고하였으나, 감염 및 거부 반응 등의 부작용이 있어 silicone guide 및 생물학적 재료 (biologic material)등이 연구 중이다. 1999년 Xavier 등2 9 )은 실험적 연구를 통하여 신경성장인 자를 국소 주입하여 운동신경의 재생을 향상시켰 으며 신경성장인자의 용량 및 투여속도를 조절함 으로 해서 말초신경의 재생을 촉진시킬 수 있었다 고 보고하였다. 그러나 이러한 대부분의 연구결과 는 신경절단 후 일차적 봉합을 실시하고 신경성장 인자를 투여했을 때의 결과이며 신경결손부위에 정맥이식 후 신경성장인자를 투여했을 경우에 대 한 연구보고는 아직 보고된 바 없다. 이에 본 연 구에서는 신경결손부위에 일반적인 정맥이식 방법 인 inside-in vein graft와 정맥을 뒤집어 제일 바깥 층인 외막이 안으로 들어오게 하는 i n s i d e - out vein graft를 실시하여 정맥이식의 방법을 달리하고 각각의 경우에 대하여 신경성장인자를 투여한 군과 생리식염수를 투여한 군을 동소이식 을 실시한 대조군과 비교하여 그 결과를 비교한 결과 대부분의 경우 inside-out vein graft를 시 행한 군이 inside-in vein graft를 시행한 군보 다, 그리고 정맥이식부위에 신경성장인자를 투여 한 군이 생리식염수를 투여한 군보다 근전도 검사 에서 복합활성운동전위의 최대진폭이 크고 광학현 미경 및 투과전자현미경을 통한 조직학적 검사 결
과에서도 수초가 형성되는 유수신경이 조기에 두 껍게 형성되어 신경재생이 촉진됨을 볼 수 있었 다. 또한 정맥이식부위로 투여한 신경성장인자의 영향으로 근위부 신경말단에서 축색의 발육의 시 작이 조기에 이루어지고 이러한 재생된 축색이 원 위부 신경의 절단단을 만나 보다 활발한 Schwann 세포의 증식이 일어난 것으로 생각된 다. 신경성장인자는 임상적 적용을 고려하여 술 후 일회 투여하였으며, 생리적 평형상태를 유지하 기 위해 전해질 및 알부민 농도를 조절하였다. 이 렇게 조기에 재생된 신경에 의해 백서의 좌골신경 이 지배하는 원위근인 비복근의 탈 신경화 기간이 단축되고 재신경화 되면서 근육의 위축도 방지되 어 술 후 4 내지 8주가 경과되면 수초화 정도 및 수초의 두께는 각 군간에 차이가 많이 나지 않을 정도로 비슷해지지만 근전도 검사에서는 계속적으 로 최대진폭의 차이가 각 군간에 나타나는 것으로 사료되며, inside-out vein graft 방법과 신경성 장인자를 투입하는 방법을 함께 사용하는 경우 자 가신경이식술과 비슷한 결과를 나타내었던 것으로 여겨지며 이를 임상에 적용했을 때 자가신경이식 에 의한 공여부의 소실 없이 좋은 결과를 얻을 수 있으리라 생각된다.
결 론
신경 결손에 시행하는 정맥이식술은 결손된 신 경의 근위부로부터 신경 재생을 유도하는 통로로 서의 역할을 훌륭히 시행하며 또한 자가신경이식 술의 좋은 대치물로 사료되며, 특히 i n s i d e - o u t vein graft 방법은 inside-in vein graft 방법 보다, 그리고 이식정맥내 신경성장인자를 투입한 경우가 생리식염수를 투입한 경우보다 조기에 많 은 신경의 재생을 유도하는 효과적인 방법으로 생 각된다. 따라서 향후 신경 결손의 경우 i n s i d e - out vein graft 방법에 신경성장인자를 투여하는 수술 치료법을 임상에 적용하면 좀더 조기에 신경 재생을 유도할 수 있고, 이에 탈신경화된 원위부 근육에 재신경화도 일찍 일어나 근육의 위축을 최 소화 할 수 있으리라 사료된다.
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