책임저자：이종훈, 서울시 노원구 하계 1동 280-1
139-711, 을지대학교 의과대학 을지병원 성형외과 Tel: 02-970-8255, Fax: 02-978-4772
E-mail: [email protected]
본 논문은 2008년 제65차 대한성형외과학회 학술대회에서 포스 터 발표되었음.
본 논문은 을지대학교 산학협력단 전자현미경실의 지원을 받아 이루어졌음.
실험동물 백서의 전층피부결손에 대한 망상 실리콘 드레싱 제제(Mepitel®)의 창상치유 효능
이종훈1ㆍ전소연1ㆍ홍성희1ㆍ이원미2ㆍ전진현3ㆍ김상수4
을지대학교 의과대학 을지병원 1성형외과학교실, 2병리학교실, 3을지대학교 보건과학대학 임상병리학과, 4을지대학교 의과대학
을지병원 비뇨기과학교실
The Wound Healing Effect of a Porous Silicone Dressing Material (Mepitel
Ⓡ) on Full Thickness Skin Defect of the Rat
Jong Hoon Lee, M.D.1, So Yeon Jeon, M.D.1, Sung Hee Hong, M.D.1, Won Mi Lee, M.D.2, Jin Hyun Jun, Ph.D.3 and Sang Soo Kim, Ph.D.4
Departments of 1Plastic and Reconstructive Surgery, 2Pathology, Eulji General Hospital, College of Medicine, Eulji University, Seoul,
3Department of Bio-Medical Laboratory Science, College of Health Science, Eulji University, Seongnam, 4Department of Urology, Eulji General Hospital, College of Medicine, Eulji University, Seoul, Korea Purpose: MepitelⓇ is a porous silicone dressing material which allows exudate to pass into an outer absorbent dress- ing and prevents the outer dressing from sticking to the wound. We compared the effects of MepitelⓇ to the standard vaseline gauze dressing on full thickness skin defect of the rat.
Methods: Two full thickness skin defects in rats (n=12) were developed on the back and applied MepitelⓇ on one defect and vaseline gauze on the other. Wound sizes, histologic findings and eletron microscopic findings were evaluated.
Results: The wound size of MepitelⓇ group decreased faster than vaseline gauze group with statistically significant differ- ence during whole experimental period. In histolotic findings, MepitelⓇ group showed more epithelialization and gran- ulation tissue formation and less inflammatory cell infiltration and necrosis than vaseline gauze group with statistically sig- nificant differences on scores (p=0.014 (at 1 week), 0.042 (at 2 weeks)). Electron microscopic findings supported histologic
observation that MepitelⓇ dressing had rapid wound healing effects than vaseline gauze dressing.
Conclusion: The dressing using MepitelⓇ prevents wound damage whenever changing dressings and protects newly formed tissue, therefore provides better wound healing effect compared to the vaseline gauze dressing. (Journal of Korean Burn Society 2009;12:43-48)
Key Words: MepitelⓇ, Silicone dressing, Wound healing, Defect
서 론
사고나 화상 등 여러 원인에 의해 발생한 피부 창상에 대 한 국소 치료로 고식적 방법인 바셀린 거즈를 이용한 드레 싱 외에도 폼 드레싱 제제를 포함한 다양한 드레싱 제제를 이용한 방법이 개발되어 사용되고 있다.
MepitelⓇ은 실리콘 겔이 코팅된 다공성의 비접착성 드레 싱 제제로 다공성 형태에 의해 삼출액이 고이는 것을 방지 하고 창상을 습윤 상태로 유지하며, 창상에 부착되지 않아 교환할 때 조직손상을 최소화하고 새로 형성된 조직을 보 호한다는 장점이 있다1).
저자들은 흰 쥐에 전층화상에 준하는 전층피부결손 창상 을 유발한 후 고식적인 바셀린 거즈를 이용한 드레싱과 MepitelⓇ을 이용한 드레싱을 시행하여 비교하는 방법으로 망상 실리콘 드레싱 제제가 창상 치유에 미치는 효과를 알 아보고자 하였다.
대상 및 방법
1. 실험재료 1) 실험동물
오리엔트 바이오(Orient Bio Inc., Sungnam, Korea)에서 제공하는 생후 8주된 250∼300 g의 Sprague-Dawley계 흰 쥐 암컷 12마리를 생활 조건을 같게 하여 사용하였다.
Table 1. The Quantity Analysis of Wound Healing
Score Grade of reepithelialization
Grade of inflammation
Finding of reepithelialization & granulation tissue formation in wound
Finding of inflammatory cells in wound
None
＜⅓
⅓∼⅔
＞⅔ None Rarely Scattered Grouped
0 1 2 3 0
−1
−2
−3 The quantity of wound healing is sum of score of grade of reepithelialization and inflammation.
2) 실험제재
(1) MepitelⓇ (Mölnlycke Health Care, Göphenburg, Sweden)
(2) Vaseline gauze
2. 실험방법
1) 창상유도 및 처치
99% 2.2.2-tribromoethanol (PurumⓇ, Fluka, USA) 10 g 을 tert-amyl alcohol (ReagentPlusⓇ, Sigma-Aldrich, USA) 10 ml와 혼합한 것을 100%로 하여 phosphate buffered sal- ine (PBS)를 혼합하여 5%로 희석한 후 0.006 ml/g의 용량 으로 12마리의 쥐에게 복강 내 주사하여 마취를 한 후 쥐의 배부(dorsal surface)에 있는 털을 제거하고 povidone-io- dine 및 70% ethanol로 피부를 소독하였다. 쥐의 배부를 소 독하고 Bovie (Megadyne, Draper, USA)를 이용하여 pan- niculus carnosus층까지 1.5×1.5 cm 크기로 절제하여 전층화 상에 준하는 전층피부결손창을 2군데 유발한 후 MepitelⓇ를 이용한 실험군과 Vaseline gauze를 이용한 대조군으로 나 누어 MepitelⓇ과 Vaseline gauze를 창상 전체를 덮을 수 있 도록 2.5×2.5 cm 크기로 창상에 부착하고, 거즈를 덮어 OpsiteⓇ로 밀봉한 후 테이프로 고정하였다. 창상치료는 2
∼3일 간격으로 시행하였다. 실험을 시행한 쥐는 각각 cage 하나에 한 마리씩 넣고 2주 동안 관찰하였으며 관찰 기간 동안 사료(5L79, PMI Inc., St. Louis, USA) 및 물은 무제한 으로 공급하였다.
2) 창상면적 측정
창상치료를 시행할 때마다 창상 면적의 변화를 조사하였 으며, 소독된 OHP 필름을 창상에 대고 창상의 경계를 따라 그린 후 스캔하여 영상 분석 프로그램(Image Tool Version 2.01 Alpha 4, Microsoft Corporation)을 이용하여 창상의 면적을 측정하였다. 기준면적으로 1.5×1.5 cm 크기의 정사 각형을 스캔하여 면적을 측정하였다. 측정한 면적을 cm2로 환산한 후, 창상유발 면적을 100%로 하고 백분율로 환산하
여 면적의 변화를 비교하였다.
3) 창상조직 검사
창상 유발 후 1주째, 2주째에 6마리씩 실험동물을 경추탈 골로 도살한 후 창상을 절제하여 조직검사를 시행하였다.
창상의 조직 검사는 주변의 정상 조직과 창상 전체가 포함 되도록 조직을 채취한 후 Hematoxylin and eosin 염색을 시행하여 광학현미경 하에서 관찰하여 재상피화 정도, 육 아조직 증식 정도와 괴사 및 염증의 정도를 관찰하였다. 창 상조직 검사 소견의 정도에 따라 정량화하여 비교하였다.
정량화는 재상피화, 육아조직 증식 정도 각질층 및 상피층 의 괴사 및 염증 정도를 수치화하여 값을 합산하여 표시하 였다. 재상피화, 육아조직 증식의 형성 정도를 각각 0부터 3까지 나누어 수치화하였으며 재상피화나 육아조직 증식 이 전혀 형성되지 않은 경우를 0, 재상피화나 육아조직 증 식이 형성되지 못한 결손부분이 ⅔ 이상이면 1, ⅓∼⅔ 이 면 2, ⅓ 이하인 경우를 3으로 수치화하였고, 각질층과 상피 층의 괴사 및 염증 정도에 따라 각각 −3부터 0까지 나누어 수치화하였으며 정상피부의 괴사 및 염증 정도를 0으로 정 하여 neutrophil과 같은 염증세포가 군락 형성이 없이 세포 형태로만 부분적으로 나타나면 −1, 군락이 뚜렷하지 않고 작은 군락 형태나 세포 형태로 혼재되고 있는 상태를 −2, 큰 군락을 이루고 있는 상태를 −3으로 수치화하였다 (Table 1). 재상피화, 육아조직 증식 정도와 각질층 및 상피 층의 괴사 및 염증 정도의 정량화된 수치를 합산한 값을
−6에서 6으로 범위를 정하였고 값이 클수록 창상치유효과 가 좋은 것으로 가정하였다.
4) 전자현미경 검사
전자현미경으로 MepitelⓇ의 구조 및 2주째 정상조직과 함께 창상조직 검사를 시행하여 MepitelⓇ의 창상치유에 대 한 영향을 알아보고자 하였다.
(1) 창상조직 검사: 창상 유발 후 2주째에 조직검사를 위 해 채취한 조직의 일부분을 떼어 2.5% glutaraldehyde-2%
paraformaldehyde (4°C, 0.1 M phosphate buffer, pH 7.4)
Fig. 1. Wound size change (%) curves in each groups. Wound size change of MepitelⓇ group was larger than control group.
The difference between groups was statistically significant.
Fig. 2. Histological findings of control and experimental group by light microscopy (Hematoxylin and eosin stain, ×100). Experimental group showed more advanced reepithelialization and relatively well formed granulation tissue and decreased inflammation compared to control group. (A) MepitelⓇ group. There were partial reepithelialization with inflammatory keratin layer and partly well-formed granulation tissue. Keratin inflammation score: −2, epithelial inflammation score: −2, reepithelialization score: 2, granulation tissue formation score: 2, so wound healing grade score was 0. (B) Vaseline gauze group. There were severe epithelial inflammation and poor granulation tissue. Keratin inflammation score: −3, epithelial inflammation score: −2, reepithelialization score: 1, granulation tissue formation score: 1, so wound healing grade score was −3.
에 두 시간 동안 고정하고 인산완충용액(4°C, 0.1 M phos- phate buffer, pH 7.4)으로 2회 세척 후, 1% OsO4 (4°C, 0.1 M phosphate buffer, pH 7.4)로 암조건 하에서 한 시간 동 안 후고정 하였다. 후고정 후 동일 인산완충용액으로 세척 후, ethanol 농도 상승 순으로 탈수하고, propylene oxide로 치환하여 Epon812 mixture로 포매한 후, 60°C에서 48시간 동안 열중합 하였다. 블록은 초박절기(Ultracut UCT, Leica, Germany)를 이용하여 1μm의 박절편을 만들어 toluidine blue로 염색 후 광학현미경 상에서 관찰하고, 60 nm의 초
박절편을 만든 후, uranyl acetate와 lead citrate로 이중 염 색하여 투과전자현미경(H-7600, Hitachi, Japan)으로 가속 전압 80 kV 상에서 관찰하였다.
(2) MepitelⓇ의 구조: MepitelⓇ을 0.3×0.3 cm 크기로 절단 하여 carbon tape을 이용하여 알루미늄 stub에 부착시키고, Ion sputter (E-1030, Hitachi, Japan)로 Pt-Pd 이온을 약 5∼
10 nm 두께로 증착시킨 후 전계방사형 주사전자현미경 (S-4700, Hitachi, Japan)을 이용하여 10 kV의 가속전압으로 관찰하였다.
(3) 통계: 자료 분석은 SPSS 프로그램(SPSS for Windows 12.0, SPSS Inc., Chicago, USA)을 이용하였다. 창상면적 변 화의 통계학적 유의성은 t-test로 검정하였으며 창상조직 검사 결과의 통계학적 분석은 Mann-Whitney U test를 시 행하였고 유의 수준은 모두 5% 미만에 두었다.
결 과
1. 창상면적 변화
모든 군에서 시간이 지남에 따라 창상면적이 감소하는 양상을 보였으나 실험군이 대조군에 비해 창상 면적이 빠 른 감소 양상을 보였다. 통계학적으로 t-test 결과 모든 기간 에서 p＜0.05로 유의성있게 나타났다(Fig. 1).
2. 창상 조직검사
창상유발 1주째 생검한 조직검사에서는 실험군과 대조 군 모두 비슷한 양상을 보였는데 괴사 및 염증세포 침윤이
Fig. 3. Wound healing grade curves in each groups. Wound healing effect of MepitelⓇ group was better than control group.
The difference between groups was statistically difference.
관찰되었고 창상 주변 부위부터 상피가 새롭게 형성되었으 며 괴사 하부에 육아조직이 형성되는 양상을 보였다. 그러 나 괴사 부위 및 염증세포 침윤은 대조군에 비해 실험군이 감소되어 있는 것이 관찰되었다. 2주째에는 실험군이 대조 군에 비해 괴사부위가 줄어들고 염증세포 침윤이 감소되는 양상이 뚜렷하게 관찰되었으며 대조군은 1주와 비슷한 양 상으로 나타났다(Fig. 2). 재상피화, 육아조직 증식, 괴사 및 염증 정도에 대한 정량화의 결과도 실험군과 대조군 모두 1주보다 2주에서 수치가 증가하였으나 실험군이 대조군에 비해 1주와 2주 모두 창상치유가 더 좋은 것으로 나타났다.
실험군과 대조군의 창상치유효과에 대한 정량화의 차이는 1주와 2주 모두 통계학적으로 유의성이 있는 것으로 나타 났다(p=0.014, 0.042)(Fig. 3).
3. 전자현미경 검사 1) 창상조직 검사
창상 유발 2주 후에 생검한 피부조직의 미세구조 관찰에 서 실험군의 표피각질층(stratum corneum)이 정상조직과 유사한 형태로 두터워져 있었으며, 표피과립층(stratum granulosum)에서도 대조군에 비해 세포의 활성이 증가된 형태로 관찰되었다. 표피기저층(stratum basale)의 관찰에 서도 실험군에서 대조군에 비해 많은 양의 케라틴을 형성 하는 tonofilaments를 관찰할 수 있었다. 표피 하부의 진피 관찰에서도 실험군의 콜라겐이 대조군에 비해 치밀한 구조 로 관찰되었다(Fig. 4).
2) MepitelⓇ의 구조 검사
수지성분의 fiber가 실리콘 막으로 싸여있는 모습으로 관 찰되었다. 표면에 1 mm 크기의 구멍이 형성되어 있고 실리
콘 막에 싸여있는 fiber의 굵기는 20μm였으며 많은 fiber가 실리콘 막의 형태를 유지할 수 있는 지지대 역할을 하는 것으로 관찰되었다(Fig. 5).
고 찰
화상이나 다른 외상에 의한 개방성 창상을 위한 이상적 인 드레싱은 창상면에 충분한 습도와 깨끗한 환경을 유지 하고 압박 및 기계적인 외상과 이차 감염으로부터 보호하 며 부종의 감소 및 삼출물과 독성물질을 제거하고 가스교 환이 가능하며 창상면의 보호 및 경제성과 사용의 간편성 등의 조건을 갖추어야 한다2-4).
MepitelⓇ은 실리콘 겔이 코팅된 다공성의 드레싱 제제로 창상에서 발생하는 삼출액이 다공성 형태에 의해 바깥에서 싸고 있는 흡수성의 드레싱 제제로 빠져나가 창상에 삼출 액이 고이는 것을 방지하고 창상을 습윤 상태로 유지하며, 창상에 부착되지 않아 교환할 때 조직손상을 최소화하고 새로 형성된 조직을 보호한다는 장점이 있다1,5). 그리고 실리 콘이 수분에 대해 투과성이 있으므로 가스교환이 가능하다6). 창상치유는 24시간 내에 중성구가 창상부위에 출현하여 점차 증가하였다가 3일이 경과하면 대부분 사라지고 대식 세포로 대치되면서 교원섬유와 신생혈관으로 구성되는 육 아조직이 점차 창상내로 자라 들어오게 된다. 이러한 육아 조직은 시간이 경과함에 따라 혈관 형성이 극도에 이르고 교원섬유는 더욱 풍부해져 창상부위로 서로 가로 질러 창 연의 융합을 이루게 된다7).
본 실험에서 창상유발 후 1, 2주째 생검한 조직검사 모두 괴사 부위 및 염증세포 침윤이 대조군에 비해 실험군이 감 소되어 있는 것이 관찰되었으며, 2주째에는 감소되는 양상 이 더 뚜렷하게 관찰되었다. 이것은 실험군에서 혈관신생 이 더 활발하게 이루어지고, 창상에서 발생하는 삼출액이 다공성 형태에 의해 빠져나가 창상에 고이는 삼출액이 감 소하여 염증기를 단축시켰기 때문이라고 사료된다.
창상 처치시 흔히 볼 수 있는 문제점으로 삼출액의 저류, 딱지 및 응혈의 형성으로 인한 염증 및 드레싱 제제의 교환 시 재생된 상피세포의 탈락 등으로 창상치유가 지연되는 것이 있는데 이런 문제점은 흔히 삼출물이 많은 창상 발생 후 3일간의 창상처치에서 흔히 관찰된다8). 본 실험에서 창 상치유 기간 동안 실험군이 대조군에 비해 창상 면적이 빠 른 감소 양상을 보였으며 특히 초기 4일 이내에 더 빠른 양 상을 보였다. 이것은 MepitelⓇ이 창상치유 초기 단계에서 삼출액의 배출과 상피세포의 보호를 통한 치유 속도의 촉 진이 대조군에 비해 더 좋았기 때문이라고 사료된다.
실리콘 겔의 수분 투과율은 피부의 거의 절반 정도로 낮
Fig. 4. Histological findings of con- trol and experimental group by t- ransmission electron microscopy. (A, C, E) MepitelⓇ group. (B, D, F) Vase- line gauze group. (A, B) In MepitelⓇ group, the thickness of the stratum corneum was similar to that of nor- mal skin. In the stratum granulosum, the activity of the cell was increased comparing to control. C: stratum cor- neum. G: stratum granulosum. Scale bar=10μm. (C, D) In the stratum basale, tonofilaments composing a larger amount of keratin were ob- served in the experimental group than control group. B: stratum basale. Small arrow: keratin in the form of tono- filaments. Scale bar= 10μm. (E, F) The collagens in dermal layer were more compact in MepitelⓇ group. D: der- mis. Large arrow: dense mass of col- lagen. Scale bar=10μm.
아 창상에 습한 환경을 제공할 수 있다9). MepitelⓇ은 수지 성분의 fiber가 실리콘 막으로 싸여있는 구조로 낮은 투과 율에 의해 밑면으로 수분벽을 형성하게 되어 습한 개방상 처에는 붙지 않아 드레싱 교환시에 재생된 상피세포의 탈 락을 막고 통증을 거의 유발하지 않는다6).
전자현미경을 이용한 미세구조 관찰에서 실험군의 치유
효과가 표피의 각질층(stratum corneum)의 구조와 과립층 (stratum granulosum)의 활성 뿐만 아니라 진피의 콜라겐 분포 양상에도 영향을 미치는 것을 관찰할 수 있었다. 대조 군에서 관찰된 피부조직의 미세구조는 정상 피부조직과는 상이한 형태의 각질층과 과립층으로 분화되는 양상으로 관 찰되었다. 그러나 이와 같은 상태가 치유 기간이 더 필요한
Fig. 5. Ultrastructure of MepitelⓇ by scanning electron microscopy. MepitelⓇ showed multiple fibers covered with silicone membrane.
Diameter of pore was 1 mm, and thickness of fiber was 20μm.
미분화 상태인지, 조직의 변형이 유발되었는지에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다고 사료된다.
Gotschall 등10)(1998)과 Bugmann 등11)(1998)는 화상으로 인한 부분층 피부 결손의 치료에 있어 MepitelⓇ을 이용한 드레싱이 silver sulfadiazine을 이용한 드레싱과 비교해서 감염률이 증가하지 않는다는 보고를 하였는데 창상치유가 원활하게 이루어지기 위해서는 창상의 감염을 줄이는 것이 중요하므로 MepitelⓇ의 창상 감염률에 대한 평가도 향후 연구가 필요할 것으로 사료된다.
임상적으로 화상 환자들에게 MepitelⓇ을 적용하였을 때 비교적 값이 비싼 단점이 있으나 교환 횟수와 진통제의 감소 를 통해 병원비를 줄일 수 있으므로 환자들의 경제적 부담을 줄일 수 있으므로10), 화상이나 다른 외상에 의한 개방형 창상 의 드레싱 제제로 MepitelⓇ이 도움이 될 것으로 사료된다.
결 론
망상 실리콘 드레싱 제제인 MepitelⓇ은 수지성분의 fiber 가 실리콘 막으로 싸여있는 형태로 흰 쥐의 전층피부결손 에 대해 고식적인 바셀린 거즈를 이용한 창상치료와 비교 하였을 때 다음과 같이 나타났다.
1. 창상에 삼출액이 고이는 것을 방지하면서 창상을 습윤 상태로 유지하였다.
2. 창상에 부착되지 않아 교환할 때 조직손상을 최소화하 고 새로 형성된 조직을 보호하는 효과를 나타냈다.
3. 고식적 방법인 바셀린 거즈를 이용하는 방법에 비해 창 상의 크기 감소를 촉진하였고 재상피화 및 육아조직 형성을 더 빠르게 촉진하여 창상치유 효과가 좋은 것으로 나타났다.
REFERENCES
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11) Bugmann P, Taylor S, Gyger D, et al. A silicone-coated nylon dressing reduces healing time in burned paediatric patients in comparison with standard sulfadiazine treatment: a pro- spective randomized trial. Burns. 1998;24:609-612.
