ORIGINAL ARTICLE

대한화상학회지 제 20 권 제 1 호

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Vol. 20, No. 1, 12-15, 2017

ORIGINAL ARTICLE

A Newly Developed Collagen Substitute (InsureGraf ^Ⓡ )의 임상적 효용성

김 진ㆍ윤재철

ㆍ김영민

ㆍ임해준

ㆍ김도헌

ㆍ허 준

ㆍ전 욱

ㆍ조용석

한림대학교 강동성심병원 외과, ¹한림대학교 한강성심병원 화상센터 화상외과

Clinical Effectiveness of a Newly Developed Collagen Substitute (InsureGraf

)

Jin Kim, M.D., Jae Chul Yoon, M.D.

, Young Min Kim, M.D.

, Hae Jun Lim, M.D.

, Dohern Kim, M.D.

, Jun Hur, M.D.

, Wook Chun, M.D.

and Yong Suk Cho, M.D.

Department of Surgery, Gang Dong Sacred Heart Hospital, Hallym University, ¹Department of Surgery and Critical Care, Burn Center, Hangang Sacred Heart Hospital, College of Medicine, Hallym University, Seoul, Korea

Purpose: Aim of this study was to assess effects of InsureGraf

Methods: To examine the clinical effectiveness of InsureGraf

Results: The take rate was 99% after day 7 and 100% after day 14 respectively.

Conclusion: InsureGraf

Key Words: InsureGraf

접수일: 2017. 5. 8, 수정일: 2017. 5. 30, 승인일: 2017. 5. 30 책임저자：조용석, 서울시 영등포구 국회대로56길 18

󰂕 07247, 한림대학교 한강성심병원 화상외과 Tel: 02-2639-5442, Fax: 02-2678-4386 E-mail: [email protected]

이 논문은 한림대학교 한강성심병원이 IRB 승인을 받았습니다 (Grant Number: H20111765).

서 론

화상환자에서 3도 화상으로 인한 피부결손부위에는 피 부이식술을 시행하여 치료한다. 대부분 피부이식술 중 표 피와 진피 일부를 환자 자신의 건강한 자가 피부를 공여부 로 채취하여 이식하는 부분층피부이식술을 시행하게 되는 데, 범위가 넓은 중화상환자의 경우에는 공여부 부족으로 인해 얼굴이나 손, 발 등 노출부위를 제외하고는 일반적으 로 그물식피편(meshed graft)을 만들어 이식하게 된다. 부 분층피부이식술의 경우 전층피부이식술에 비해 수술 후 반

흔 구축이 발생할 수 있고, 특히 관절부위에는 관절운동 장 애가 발생할 수 있다

. 이러한 부분층피부이식술과 함께, 진피대체물을 사용하게 되면 반흔 구축을 최소화할 수 있 다는 장점이 있다

. 진피대체물에는 인체조직으로 만들어 진 무세포동종진피(acellular dermal matrix)와 돼지나 송아 지로부터 추출된 콜라겐을 사용하여 만들어진 인공진피 (artificial dermis)가 있다

.

두 단계 수술(two-stage operation)은 인공진피를 이식한 후

2∼3주 후 신생진피가 형성된 후 부분층피부이식술를 시행

하는 것이며 한 단계 수술(one-stage operation)는 인공진피

를 이식한 후 바로 그 위에 부분층피부이식술를 동시에 수

행하는 것이다. 인공진피에는 두 단계 수술에 사용되는 기

존의 인공진피들(Pelnac

, Integra

, Terudermis

)과 달리,

무세포동종진피 처럼 한 단계 수술이 가능한 인공진피

(Materderm

, InsureGraf

)가 있다. 여기에서 저자들은 국

내 기술로 개발된 인공진피 InsureGraf

의 임상적 효용성

을 알아보기 위해 이것을 중증화상환자들에 이식한 후 그

결과를 여기에 보고하고자 한다.

김진 등：A Newly Developed Collagen Substitute (InsureGraf^Ⓡ)의 임상적 효용성

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Table 1. Patients Information and Results of Operation No Sex Age TBSA

(%)

Full Thickness Burn (%)

No. of operation

Area of used InsureGraf

PBD of InsureGraf application

Width of InsureGraf

(cm²)

Size of mesh

Take rate (%) (POD7)

Take rate (%) (POD14)

1 M 18 40 20 3 Knee, Right 18 150 1:1 97 99

2 M 46 35 30 3 Knee, Right 16 150 1:1 97 98

3 M 51 40 40 3 Knee, Right 15 300 1:1 96 98

Knee, Left 15 150 1:1 98 99

4 M 49 40 40 4 Neck 27 40 1:1 100 100

5 M 55 15 10 2 Elbow, Right 19 150 1:1 96 98

6 F 44 57 40 4 Knee Right 15 150 1:2 99 99

Knee, Left 15 300 1:2 99 99

Hand, Both 31 190 sheet 95 96

Elbow, Right 31 150 1:2 96 98

7 M 61 12 7 1 Knee, Right 25 150 1:2 100 100

8 M 42 60 45 3 Knee, Left 29 150 1:2 100 100

Hand, Left 29 40 Sheet 96 97

9 MM 34 34 30 3 Knee,Right 16 150 1:1 96 98

10 47 44 35 3 Hand,Lt. 15 150 Sheet 95 96

TBSA = total body surface area, PBD = post burn day, POD = post operation day.

대상 및 방법

1. 대상

2014년 7월 1일부터 12월 31일까지 한림대학교 한강성심 병원 화상외과에 입원한 환자들 중 주로 무릎, 목 등 관절부 위를 3도 화상으로 수상한 환자들 8명에게 InsureGraf

을 사용하여 연구하였다.

2. 방법

총 8명의 3도 화상의 중증화상 환자들 중 7명의 환자에서 감염과 체액손실의 예방을 위해 5∼7일 이내에 조기가피절 제술과 사체피부이식술을 우선 시행하였다. 그 후 약 2주 동안 생성된 신생혈관이 풍부한 육아조직을 제거 후. 출혈 감소를 위해 지혈대 사용하거나 1:400,000 epinephrine 거 즈 압박 또는 피하 주사와 전기소작으로 지혈하였다. 지혈된 창상부위의 크기에 적당하게 InsureGraf

를 올려놓은 후 생리식염수로 수화를 시키고 그 위에 바로 자가피부로 부 분층식피술을 시행하는 한 단계 수술을 시행하였다. Insu- reGraf

사용부위는 관절부위로 제한하였다. 손 부위에는 sheet graft를, 그 밖에 관절부위에는 1:1이나 1:2 mesh graft 를 이식하였다(Table 1). 이식한 후에는 이식편 고정을 위해 바세린 거즈 드레싱을 하였고, 그 위에 습윤드레싱을 하였다.

이식결과는 InsureGraf

위에 이식된 식피편의 생착율을 확인 후 판정하였다. 생착율은 이식 후 7일과 14일 두 차례 평가하였는데, 사진을 찍어 2명의 화상외과 전문의가 개별

적으로 평가하여 평균값을 기록하였다(Fig. 1).

결 과

총 8명의 환자(남자 7명, 여자 1명)에서 이식하였다. 대상 환자의 평균나이는 45.75±12.78세(18∼61세)이고 화상 총체 표면적(TBSA)은 37.38±17.19% (12∼60%)이며 화상 전층 총체표면적은 29.0±14.86% (7∼45%)이었다. 수술부위는 총 14개 관절부위로 무릎 8, 팔꿈치 2, 목 1, 손 3이었다. 이식의 결과로서, InsureGraf

위에 이식된 식피편의 생착율(take rate)은 이식 후 7일 99%, 14일 100%이었다(Table 1).

고 찰

중증 화상을 수상한 환자들에게 5∼7일 이내에 가피절제술 을 시행 후 동종피부를 이식한다. 동종피부이식(allograft) 은 환자의 통증을 감소시키고, 상처의 감염을 감소시키며, 육아조직의 형성을 촉진하여 이후 자가피부이식을 용이하 게 함으로써 궁극적으로 이를 통해 중증 화상 환자의 생존 율을 높이는 데 기여하였다. 또한 자가피부이식과 동시에 진피대체물(무세포동종진피와 인공진피)을 환자의 관절부 에 이식함으로써 중증 화상환자에서 비후성 반흔으로 인해 발생하는 관절부의 구축을 방지할 수 있어 환자의 사회복 귀까지의 시간을 단축할 수 있게 하였다.

진피대체물에는 한 단계 수술이 가능한, 인체조직으로

만들어진 무세포동종진피와 두 단계 수술에 사용되는, 돼

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Fig. 1. Total body surface area 57% flame burn patient. (A) One stage operation with InsureGraf^Ⓡ and 6/1,000 inched autograft. (B) 7 days after operation. (C) 14 days after operation. (D) 42 days after operation.

지나 송아지로부터 추출된 콜라겐을 사용하여 만들어진 인 공진피가 있다

. 저자들은 그 동안 수입에만 의존해오던 진 피대체물의 국산화를 위해 노력하여, 2010년 세계 최초의 동결보존 무세포동종진피인 CryoDerm을 개발하였는데 이 는 동결건조 무세포동종진피인 Alloderm 보다 구조와 기 능 등 여러 면에서 실제 건강한 피부와 매우 유사한 장점들 이 많다.

무세포동종진피는 감염에 강하고, 광범위한 그물식자가 이식(wide meshed autograft)과도 사용 가능한 장점이 있 으며

. 인체조직을 원재료로 하기에 공급이 부족하고 큰 사 이즈를 만들기 어렵다는 단점이 있다

. 반면, 인공진피는 공급과 크기가 자유롭지만 감염에 약하다는 단점이 있다.

한편, 인공진피의 일종인 InsureGraf는 진피 대체물로 돼지 의 콜라겐을 이용하므로 대량 공급과 큰 사이즈가 가능하 며, 두 단계에서 한 단계로의 단축된 수술에 의한 비용의 절감과 치료기간의 단축이라는 장점들이 있다.

인공진피에서, 동물의 콜라겐 용액을 동결건조기에 넣어 서 동결을 시키면서 기압을 떨어뜨리면 용액 속 얼음이 바 로 기화가 되면서 빠져 나와 콜라겐 스펀지 형태를 이루게 된다. 콜라겐 스펀지 사이의 빈 공간을 공극(pore)라 부르 는데, 이 부위는 콜라겐 용액 중 물이 있었던 부위이다. 이 식할 때, 이러한 공극으로 환자의 섬유아세포와 혈액세포가 이동하게 되고, 결국 콜라겐을 만들면서 환자의 진피 성분 을 만들게 되고 여기서 콜라겐 스펀지는 비계(scaffold)의 역할만 한 후 천천히 분해 흡수되게 된다. 인공진피의 역할

을 잘 수행하기 위해서는 염증반응 없이 천천히 분해 흡수 가 되어야 하는데 적어도 6∼8주 정도는 형태가 유지됨이 필요하다고 보고되고 있다.

두 단계 수술을 하는 인공진피는 인공진피를 이식한 후 2∼3주 후 신생진피가 형성된 후 부분층피부이식술를 시행 하였으나, InsureGraf

처럼 부분층피부이식술를 동시에 수 행하는 인공진피의 경우, 이식한 부분층피부이식술의 생존 을 위하여 빠른 혈관화가 반드시 요구된다. 이러한 빠른 혈 관화를 위해서는 인공진피를 구성하는 공극 구조가 수직 방향으로 배열시키는 것이 혈관화에 도움이 되는데 실제 로, InsureGraf

는 기존의 인공진피에 비하여 공극의 채널 이 수직방향으로 배열되어 있으며, 보다 작은 공극 구조를 가짐에 따라 이식 후 빠른 혈관화에 도움이 될 것으로 판단 된다.

InsureGraf은 돼지의 피부로부터 추출된 Type I 콜라겐

(Matrixen

, Bioland, Korea)을 섬유화 시킨 후 −196

C의

초저온 조건에서 동결건조 한 후 당을 이용하여 천연 가교

(natural cross-linking)을 시켜 만들어 지는데, 미국의 Integra

LifeScience사와 일본의 Gunze사에서 판매 중인 인공진피

의 경우 이러한 가교를 위하여 화학적 가교 방법 중 gluta-

raldehyde를 이용하여 제조하고 있으며, 이러한 방법은 다

른 가교 방법에 비하여 매우 강한 물리적 강도와 효소 분해

저항성을 갖는 콜라겐 메트릭스를 제조할 수 있으나, gluta-

raldehyde가 콜라겐 내에 잔존함에 따라 세포친화도가 다

소 떨어지며, 체내 이식 후 서서히 배출됨에 따른 부작용이

김진 등：A Newly Developed Collagen Substitute (InsureGraf^Ⓡ)의 임상적 효용성

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우려된다는 문헌 보고가 있다

. 그래서, InsureGraf

는 이 러한 화학물질을 사용하지 않고 천연의 당, ribose용액을 이용하여 가교를 하므로 잔류 가교제로 인한 세포의 이동 과 증식에 대한 영향을 최소화 하여 가교의 효과와 더불어 콜라겐의 생체적합성을 만족시킬 수 있다.

본 연구에서 사용한 InsureGraf

는 두께 1.2 mm, 크기는 5×8 또는 10×15 cm의 크기이며 부분층식피편의 두께는 6∼

8/1,000 inch이었다. 여기에서 조사한, 이식 후 7, 14일에서 InsureGraf

의 생착들이 잘 되었음을 알 수 있었으며 그 후, 이식한 후 4개월이 경과한 시점에서도 이식부위에 염증 이 발생한 경우가 없어 InsureGraf

이 염증 없이 분해 흡수 되었음을 유추할 수 있었다. 하지만 표본수가 작고, 장기 추 적 기간이 없다는 점, 기능적인 평가 특히 관절 부위 등이 없다는 제한점이 있다.

결 론

국내에서 개발된 인공진피, InsureGraf

는 거의 100%에 가까운 초기 이식성공률을 보여 줌으로서, 한 단계 수술이 가능한 진피 대체물로 사료되나 향후 더 많은 환자를 대상 으로 한 연구들과 이들에 대한 전향적인 장기간의 경과 관

찰이 필요할 것으로 사료된다.

REFERENCES

1) Valencia IC, Falabella AF, Eaglstein WH. Skin grafting. Der- matol Clin. 2000;18:521-532.

2) Juhasz I, Kiss B, Lukacs L, Erdei I, Peter Z, Remenyik E.

Long-term followup of dermal substitution with acellular dermal implant in burns and postburn scar corrections. Der- matol Res Pract. 2010;2010:210150.

3) Philandrianos C, Andrac-Meyer L, Mordon S, Feuerstein JM, Sabatier F, Veran J, et al. Comparison of five dermal sub- stitutes in full-thickness skin wound healing in a porcine model. Burns. 2012;38:820-829.

4) Reddy N, Reddy R, Jiang Q. Crosslinking biopolymers for biomedical applications. Trends Biotechnol. 2015;33:362-369.

5) Bargues L, Boyer S, Leclerc T, Duhamel P, Bey E. Incidence and microbiology of infectious complications with the use of artificial skin Integra in burns. Ann Chir Plast Esthet. 2009;

54:533-539.

6) Min JH, Yun IS, Lew DH, Roh TS, Lee WJ. The use of matriderm and autologous skin graft in the treatment of full thickness skin defects. Arch Plast Surg. 2014;41:330-336.

7) Jones I, Currie L, Martin R. A guide to biological skin subs- titutes. Br J Plast Surg. 2002;55:185-193.