Clinical Practice of Glycerol Preserved Xenograft

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Clinical Practice of Glycerol Preserved Xenograft

Jeong Wook Jeon, M.D., Dohern Kim, M.D., Jun Hur, M.D., Wook Chun, M.D.

Woo Young Jang, M.D.¹

and Jong Hyun Kim, M.D.

Departments of Surgery and

Pathology, Hangang Sacred Heart Hospital, College of Medicine, Hallym University, Seoul, Korea

Backgrounds: In the treatment of patients with extensive burn, covering the burned areas and open wounds after escharectomy with a biological dressing for a period of time is largely known to help save patients' lives. These authors report an application of safely processed swine skins in the treatment of extensive burns using a glycerol-preserve method, one of the preservation methods of cadaver skins.

Methods: Using a dermatome, swine dermis was collected at a thickness of 15/1,000 inch at a slaughter house. The collected samples were washed with a normal saline several times, and then they were immediately preserved in an 85% glycerol solution. After sufficiently soaking the specimens in a phosphate buffered saline solution just before surgery, the specimens were submerged in 1,000 ml saline solution mixed with ceftazidime 1,000 mg, ampicillin 1,000 mg and amphotericin B 50 mg. All of the skins were used by preparing 1：2 mesh grafts.

Results: The subject of this investigation was a 45-year old male patient inflicted with a 22900-volt electric burn (40% TBSA burned). Escharectomy was done in the trunk and both extremities at three days after injury. Acute renal failure and pulmonary edema were developed concurrently immediately after surgery. As patients' condition became worse, the wounds were infected. We re-operated him instantly. Debridement were performed for infected wound and the muscular injury sites in the patient's left forearm. The swine skin was grafted on the trunk open wound. The patient improved his renal function and pulmonary edema some extent after two days.

Then, the swine skin was removed and an autograft was performed and, amputation of the left upper limb was carried out. The swine skins were somewhat firmly attached and slight bleeding was witnessed as it was removed. The wounds, however, were clean. Auto-grafting was successfully carried out and the patient survived.

Conclusions: Using 85% glycerol solution, these authors were able to replace the water in all cells

생물학적 드레싱으로 돼지 피부를 이용한 광범위 화상의 치료

한림대학교 의과대학 한강성심병원 외과학교실, ¹병리학교실

전정욱․김도헌․허 준․전 욱․장우영¹․김종현

책임저자：전 욱, 서울시 영등포구 영등포동 94-200, 우편번호: 150-719, 한림대학교 한강성심병원 외과 Tel: 02-2639-5446, Fax: 02-2678-4386, E-mail: [email protected]

서 론

광범위 화상의 창상은 소범위 화상과는 전혀 다 른 경과를 취하게 된다. 많은 양의 초기 수액으로 화상 후 3일 전후로 상처가 깊어지게 되며, 장관에 서의 세균 전위 등으로 화상 후 5∼7일이면 가피 에 많은 수의 그람 음성균이 자라게 된다. 따라서 초기에 가피 절제술을 시행해야 하며 이후 자가 피부 이식을 하게 된다. 경우에 따라 가피절제술 시에 피부 이식술을 동시에 일부 시행하기도 하지 만, 시행 범위가 넓은 경우에는 일부 실패 할 가능 성이 높아, 일반적으로는 가피절제술 후 개방 창상 부위에 육아조직이 형성된 뒤에 시행하게 된다. 육 아 조직이란 상처 치유 과정 중에 발생하는 조직 으로 섬유아세포, 아교질(collagen) 등으로 구성되 어 있으며 혈액 공급이 뛰어나기 때문에 자가 피 부 이식을 하게 되면 성공률이 아주 높게 된다. 하 지만 육아조직 자체는 오히려 심한 반흔(hyper- trophic scar)을 만들 수 있기에 피부 이식술 시에는 대부분 제거한 체 피부를 이식하게 된다. 피부 손 상의 범위가 작다면 별 문제 없이 육아 조직이 형 성되지만, 광범위 화상인 경우인 경우에는 가피절 제술을 시행한 부위에 재감염이 일어날 수 있으며 심지어 패혈증으로 사망하기도 한다. 따라서 선진 외국에서는 가피 절제 후에 일시적으로 사체 피부 를 덮어 줌으로서 상처의 상태가 좋게 한 다음, 자 가 피부를 이식함을 표준 치료법으로 하고 있다.

하지만 우리나라에서는 의료법적인 문제나, 대부

분 집에서의 임종을 원하며 사체라도 손상을 주지 말아야 한다는 유교적 전통 사상으로 인해 피부 은행의 활동이 거의 전무한 상태이다. 저자들은 사 체 피부의 보존 방법 중 하나인 글리세롤 보존 (glycerol-preserve) 방법을 이용하여 돼지 피부를 안 전하게 처리하여 광범위 화상의 치료에 이용하였 기에 이를 보고하는 바이다.

대상 및 방법

도축장에서 돼지가 이분도축 되어진 상태에서 충전용 피부 절편기를 이용하여 15/1,000 인치의 두께로 진피를 채취하였다. 모두 검역관의 검역을 거쳐 식용으로 인정된 돼지들이었다. 채취된 피부 는 바로 수차례 생리적 식염수로 깨끗이 헹구었으 며, 얼음이 가득 찬 아이스박스에 넣어 병원으로 of the swine skin with glycerol, making it biologically inert. Then, the specimen was submerged in a phosphate-buffered saline solution, replacing glycerol of the cells with water again. This method allowed us to obtain aseptic swine skins. A biological dressing using the swine skin is immensely helpful in patients with extensive burns in the management of wounds.

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Fig. 1. Pig skin was obtained using dermatome.

옮겼다. 병원에 도착하자마자 바로 재차 생리적 식 염수로 씻었으며, 그 후에 바로 85% 글리세롤 용

액에 넣어 보관하였다. 환자의 보호자에게 사전 설 명을 한 후에 수술 직전 글리세롤 용액에서 꺼내 어 10분 이상 인산염 완충 식염수(phosphate buf- fered saline solution)에 넣어 놓았다. 다시 피부는 ceftazidime 1,000 mg, ampicillin 1,000 mg, ampho- tericin B 50 mg을 섞은 식염수 1,000 ml에 담아 놓 았다. 모든 돼지 피부는 1：2 그물 이식편을 만들 어 사용하였다(Fig. 1∼3).

결 과

대상은 45세 남자 환자로 22,900 볼트의 전기 손 상을 입고 내원한 자로 화상 후 3일째에 체간부 및 양측 상지에 대한 가피절제를 하였다. 수술 직 후에 급성 신부전에 빠져 폐부종이 동반 발생하였 다. 환자의 상태가 나빠지면서 가피절제술 시행부

A B

C Fig. 2. Pig skin in 85% glycerol solution. Note the semi- transparent property.

Fig. 3. (A, B, C) Immersion process. Note the color

change of pig skin.

위가 감염되었고, 즉시 재수술을 시행하였다. 체간 부 및 상지부의 감염 부위를 제거하였고 좌측 전 완부에 근육 손상이 있어 괴사 조직 절제술을 시 행하였다. 체간부에는 재감염을 우려하여 돼지 피 부를 이식하였다. 2일 후에 신장 기능이 조금 좋아 지고 폐 부종이 일부 호전된 상태에서 돼지 피부 를 제거하고 자가 피부를 이식하였으며 좌측 상지 부 절단술을 시행하였다. 돼지 피부는 비교적 단단 히 부착되어있었으며, 떼어낼 때에는 약간의 출혈 이 동반되었다. 그 bed는 깨끗한 상태였다. 자가 피부 이식은 성공적으로 이루어졌으며 환자는 생 존할 수 있었다(Fig. 4).

고 찰

광범위 화상 환자의 치료에서 화상 부위나 가피 절제술 후의 개방 창상을 생물학적 드레싱으로 일 시적으로 덮어주는 것은 환자의 생명 유지를 위해 많은 도움을 준다고 알려져 있다. 생물학적 드레싱 으로는 자연물로서는 동종 피부(사체 피부)와 양 막, 돼지 피부와 같은 이종 피부 등이 있고 인위적 으로 만든 드레싱으로는 Biobrane, TransCyte 등이 있다.

이들은 상처에서 수분, 열 및 단백질의 손 실을 줄이며 상처의 건조를 예방하고 또한 더 이 상의 세균 오염도 차단 시켜주는 기능을 한다. 이 들의 기능, 효과 및 가격은 각기 많은 차이가 있다.

동종 피부는 부분적으로 수혜자 창상 부위와 혈 관이 연결되게 되며, 그 보존 방법에 따라 다시 세 가지로 나누어진다. 첫 번째는 신선 동종피부로서 생체에서 바로 채취한 피부이다. 공여자의 감염 여 부, 윤리적인 문제가 있기에 한정적으로만 쓰이고 있다. 하지만 95% 이상의 초기 부착율을 보일 정 도로 효과가 뛰어나고 이식 시 지혈 능력 또한 매 우 뛰어나다. 두 번째는 냉동 보존 사체 피부(cryo- preserved skin)이다. 사망하자 바로 채취해야 하며 냉각 시 조직의 골격을 유지하기 위해 저 농도(약 10%)의 글리세롤이나 DMSO (dimethyl sulfoxide) 에 넣어 일정한 속도로 얼리게 된다. 약 85%의 생 명력을 가지나 병의 전파 가능성이 있고, 영하 80 도 정도로 유지해야 하므로 유지비가 많이 소모된 다는 단점이 있다.

세 번째는 글리세롤 보존 사체 피부(glycerol preserved skin)이다.

85% 글리세롤 용액이 주로 쓰이며 조직을 구성하는 세포의 모든 물 성분은 글리세롤로 치환되게 된다. 세포의 생명 력(viability)은 전혀 없게 된다. 사용하기 전에는 인 산염 완충 식염수에 담아 놓아 세포 내의 글리세 롤이 다시 물로 치환되도록 하는 침수 과정을 반 드시 거쳐야 한다.

이는 오히려 세포의 중요 구조 물을 파괴시키므로, 상대적으로 적은 항원 작용을 하게 된다. 한편 양막은 적용과 제거는 비교적 손 쉬우나 획득과 보관이 어렵고 2일마다 교체해야 하는 어려움이 있다.

Biobrane, TransCyte 등은 외국 제품으로 성장인 자를 분비하는 등 효과가 좋다고 알려져 있으나 높은 가격, 보관 및 유지 등의 문제로 국내에서는 이용할 수가 없다. 그나마 최근에 국내에서도 동종 피부를 배양한 Kaloderm (Cultured Epithelial Homo- graft)이 개발되어 현재 임상에서도 사용 중이다.

이종 피부는 화상의 치료재로서 아주 옛날부터

사용이 되어 왔다. 16∼17세기부터 도마뱀, 개구리

피부를 이용하였으며 1960년대에 돼지 피부의 효

용성이 알려지기 시작하여 현재 제일 많이 쓰이는

이종 피부이기도 하다. 돼지 피부는 이종이기에 동

종 피부보다 그 효과는 훨씬 떨어진다. 동종 피부

와는 달리 혈관의 연결이 일어나지 않으며, 면역

Fig. 4. Two days later after pig skin covered.

반응을 피하기 위해 되도록 세포가 많지 않은 진 피만을 이용하게 된다. 즉 동종 피부와는 달리 표 피를 이용하지 못하므로 동종 피부보다 쉽게 건조 하게 되고, 또한 혈관의 연결이 일어나지 않으므로 감염에 대한 저항력이 약할 수 있다는 단점이 있 다. 하지만 가격이 아주 저렴하고 쉽게, 대량으로 구할 수 있다는 아주 큰 장점이 있다. 저자는 수차 례 돼지 피부를 채취하여 생물학적 연구 및 세균 검사를 시행하였는데 피부 자체는 공짜로 얼마든 지 얻을 수 있었다. 또한 식용 돼지이기 때문에 아 주 엄격한 검역 절차를 거치고 있으며, 검역원에서 조그마한 질병도 용납하지 않는다는 것을 알았다.

Csonge L 등은 사체 및 돼지 피부를 세 가지 항생 제 용액(ceftazidime 1,000 mg, ampicillin 1,000 mg, amphotericin B 50 mg을 섞은 식염수 1,000 ml)에 담아 놓으면 균의 증식이 최소화 될 수 있음을 발 표하였다.

또한 혹시 기생충 질환이 있다 하더라 도 약물로 조절할 수가 있다. 저자들은 만일 화상 부위를 절제하지 않고 돼지 피부를 사용할 때에는 항생제 처리만 하고 사용해도 별다른 문제가 없을 듯하나, 절제 후 사용은 보다 안전해야 한다는 생 각을 하였다. 따라서 채취한 돼지 피부를 바로 85% 글리세롤 용액에 담아 놓아 모든 세포(세균 포함)의 생명력을 잃게 하였고, 또한 사용하기 직 전에 항생제 용액에 담아 놓아 이 중으로 살균하

는 과정을 거쳤다. 인산염 완충 식염수로 침수 과 정을 거친 돼지 피부를 광학 현미경으로 관찰하였 는데 대부분 콜라겐으로 이루어져 있으며 드레싱 재료로 손색이 없고, 균 배양 검사에서도 거의 세 균이 배양되지 않는다는 것을 확인 할 수 있었다 (Fig. 5). 도축장 관리자는 이분도축 되어진 돼지를 바닥에 내려놓는 것을 반대하였기 때문에 걸이에 걸린 채로 피부를 채취해야만 했다. 돼지가 고정이 안 된 상태에서 작업을 하였기에 진피를 얇게 채 취하지는 못하였다. 돼지 피부는 단지 수혜자의 몸 에 붙어있게 되며 짧은 동안이라도 화상 부위의 건조를 막아주고 감염으로부터 보호해주게 된다.

만일 충분한 시설과 인력을 확보한다면 보다 위생 적으로 돼지 피부를 얻을 수 있고, 보다 안전하게 광범위 화상 환자들을 치료할 수 있을 것이다.

결 론

광범위 화상의 치료를 위해 생물학적 드레싱은 반드시 필요하다. 저자들은 돼지 피부를 85% 글리 세롤 용액을 이용하여 돼지 피부에 있는 모든 세 포의 물 성분을 글리세롤로 치환시켜 생명력을 잃 게 하였고, 다시 인산염 완충 식염수에 침수시켜 세포내의 글리세롤을 물로 다시 치환시켜 무균 돼 지 피부를 얻을 수 있었다. 돼지 피부를 이용한 생 물학적 드레싱으로 광범위 화상 환자들의 창상 관 리에 도움이 될 수 있으며, 좀 더 편리하고 효과적 인 방법을 더욱더 연구해야 할 것이다.

참 고 문 헌

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4) Vloemans AFPM, Schreinemachers MCJM, Middel- koop E, Kreis RW: The use of glycerol-preserved Fig. 5. Microscopic finding (×100). The dermis shows

abundant of collagen fibers and focal scanty aggre-

gation of lymphocytes around hair follicles.

allografts in the Beverwijk Burn Centre: a retro- spective study. Burns 28: S2, 2002

5) Maral T, Borman H, Arslan H, Demirhan B, Akin- bingol G, Haberal M: Effectiveness of human amnion preserved long-term in glycerol as a tem-

porary biological dressing. Burns 25: 625, 1999 6) Csonge L, Pellet S, Szenes A, Istvan J: Antibiotics

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