여러가지 유형의 혈관운반체가 다른 조직의 재혈류화에 미치는 영향

Abstract

[한글]

1960년 Suarez와 Jacobson이 현미경하에서 1 mm 내외의 작은 혈관을 문합하여 혈류의

개통에 처음으로 성공한 이래 미세혈관 수술을 이용한 유리조직 이식술은 급속히 발전되

어 왔다. 그러나 유리피판 제공부위의 활용성은 그 자체의 내부혈관 구조에 의해 제약받

게 된다. 즉 어느조직이 유리피판의 제공부위가 되기 위해서는 반드시 그 조직내에 일정

한 굵기와 길이를 가진 축혈관이 존재하여야만 한다. 또한 적당한 굵기와 길이의 축혈관

이 존재한다 하더라도 유리피판 이식 후 제공부위에 심각한 장애를 초래할 정도의 결손을

남긴다면 이것도 이식을 제한하게 되는 요인이 된다. 이러한 유리피판 이식술의 한계를

극복하고 그 응용 범위를 확대하기 위해 이식을 원하는 일정 크기와 성분으로 구성된, 일

정한 모양의 조직에 일정한 굵기와 길이를 가진 혈관경을 이식하여 성숙시킴으로서, 이식

한 혈관경과 목표조직 사이에 새로운 혈관계가 연결되는 조직재혈류화의 과정을 거쳐, 원

하는 크기와 성분 그리고 모양을 갖춘 이차적 도서형 피판을 생성시키고 이를 추후 미세

혈관 문합술을 통해 유리피판으로서 받는 부위에 옮기고자 하는 시도들이 있었다. 그러나

이러한 연구들은 아직 기초단계이며, 특히 혈관운반체인 혈관경의 종류에 따른 조직 재

혈류화의 정도나 특성에 대해 비교 연구된 바 없다. 본 연구에서는 조직 재혈류화를 일으

킬 수 있는 여러가지 유형의 혈관운반체를 비교 연구하기 위하여 우선 흰쥐 오금부위에서

큰내향근(adductor magnus), 앞치골경골근(gracilis anticus), 뒤치골경골근(gracilis p

osticus)및 반막모양근(semitendinous)들의 일부가 포함된 근육-혈관경 실험 모델을 개발

하고 다른 조직의 재혈류화 연구에 유용하게 사용될 수 있는 혈관운반체임을 확인하였다.

이를 이용, 횐쥐 복부피판의 재혈류화를 시도하고 이로 인해 생성된 복부의 이차적 도서

형 복합피판의 관류상태를 Dermato-Fluoroscan으로 측정하고, 생존 면적율을 관찰하고,

혈관경을 통해 먹물을 주입한 후 피판의 육안적 및 H-E 염색하의 조직학적 소견을 관찰함

으로서 이식한 오금부 근육-혈관경으로 부터 목표조직인 복부피판에 새로운 혈관계가 연

결되어 목표조직을 재혈류화시켰음을 확인할 수 있었다.

이와같이 새로 개발된 횐쥐 오금부 근육-혈관경 모델을 횐쥐에서 같은 길이 내지는 같

은 크기를 갖고 있는 다른 유형의 혈관운반체 모델인 얕은복벽동정맥(superficial epigas

tric arterio-venous bundle) 만으로 이루어진 동정맥 혈관경, 또는 얕은복벽혈관에 샅부

위 근막조각이 부착된 근막-혈관경, 혈관경을 부착시키지 않은 대조군등과 그 재혈류화

능력 정도를 비교하여 근육조각이 붙은 혈관운반체인 근육-혈관경으로 생성시킨 이차적

복합피판에서 관류의 재형성이 가장 우수하여 정상 피부의 54.6±15.0% 수준이었고, 그

다음 근막조각이 붙은 혈관운반체인 근막-혈관경(36.2±15.5%), 동정맥 혈관경(15.2±7.8

%) 순이었다. 대조군에서는 재혈류화가 거의 일어나지 않았다.

피판의 생존면적율도 근육-혈관경 군에서 100%로 가장 높았고 다음 근막-혈관경(90±10

%),동정맥 혈관경(50±14%)의 순이었고 대조군에서는 피판의 거의 전 면적이 괴사되었다.

근육조각이 붙은 혈관운반체에 의해 재혈류화된 복부피판의 관류정도는 혈판운반체와

목표조직을 물리적으로 접착한지 7일만에 천연적인 정상 도서형 피판의 87% 수준에 이르

렀다. 이는 아마도 근육조각이 붙은 혈관운반체가 매우 풍부한 혈관분포를 가지고 있고

재혈행화 하고자 하는 목표조직과 가장 효과적인 접촉이 일어나기 때문인 것으로 사료된

다.

우리 신체내에는 잘 밝혀진 혈관경과 이에 부착되어 있는 근육 단위가 상당히 않다는

점을 감안할때 근육조각이 붙은 혈관운반체는 새로운 이차적 도서형 피판을 경작하는데

있어서 매우 효과적이고 유용한 혈관운반체로서 사용되어질 수 있을 것이다.

하지만 근육-혈관경은 부퍼가 크고 제공부위에 상당한 결손을 남길 수 있다는 결점이

있어 넓은 면적의 얇은 이차적 피판을 필요로 할 때에는 근육-혈관경과 거의 비슷한 수준

의 조직 재혈류화 능력을 가지고 있고, 매우 얇으면서도 왕성한 혈류를 가지고 있는 근막

-혈관경도 이상적인혈관운반체로 유용하게 사용될 수 있다.

본 연구에서 새로 개발한 횐쥐 오금부위의 근육-혈판경 모델은 근육-혈관경을 이용한

조직 재혈류화의 연구나, 큰망(greater omentum)이나 장간막같은 또 다른 새로운 혈관운

반체 모델을 개발하여 이들을 비교 연구하는데나, 또는 재혈류화 과정에 관여하는 여러

인자들에 대해 좀더깊이 연구하는데 긴요하게 사용될 수 있는 유용한 실험 모델일 것이다

.

[영문]

Following the first successful anastomosis of small vessels 1 mm in diameter

under an operating microscope by Suarez and Jacobson in 1960, intensive

experimental work verified the efficacy and refined the technique of microsurgery.

In 1973, the first skin flap was transplanted establishing the feasibility of

microvascular tissue transplantation, the so-called free flaps. During the 1987s

the application of microsurgery and free flap transfer were expanded and refined,

and now these modalities became essential in fields of reconstructive surgery.

However the availability of free flap donor sites is limited by their intrinsic

vascular architecture. Every donor flap should have an axial vessels with adequate

size and length, otherwise cannot be transplanted to other site as a free flap.

Overcoming this limitation, the number and complexity of donors available can

potentially be greatly expanded by revascularization of a variety tissues from a

pedicle with axial vessels, which allows these new flaps to undergo secondary

transfer both as an island flap or free flap. Indeed, recent experimental and

clinical studies have demonstrated revascularization of skin, muscle, bone, or

composite tissues using a transferred mesenteric vascular pedicle, vascular bundle,

fasciovascular pedicle, or musculovascular pedicle.

Despite numerous experimental studies and even clinically successful cases, the

physiology and variable affecting revascularization from a transferred vascular

pedicle have not been sufficiently evaluated.

In this study a new experimental model of vascular carrier to prefabricate a

"secondary" island flap, the popliteal musculo-vascular pedicle which includes a

part of adductor magnus, gracilis anticus, gracilis posticus, and semitendinous

muscles was developed in the rat.

Using quantitative skin fluorometry and flap survival area in the prefabricated 8

* 2.5 cm abdominal composite island flap, the revascularization ability of the

musculo-vascular pedicle was compared to non-revascularized controls, the

skeletoniEed arterio-venous pedicle and the fasciovascular pedicle. The free

composite graft with no vascular carrier exhibited near-total necrosis. The

skeletonized arteriovenous bundle demonstrated I5.2±7.8 percent perfusion of

normal skin(Dye Fluorescence Index), and 50 percent flap survival. The

fascio-vascular pedicle exhibited bet-ter revasculari3ation with a dye fluorescence

index of 36.2±15.5(p<0.01) and 70±10 percent flapsurvival(p <0.001). The

musculo-vascular pedicle showed the best revascularization with a dye fluorescence

index of 54.6± 15.0(p<0.01) and 100 percent flap survival(p<0.001).

With only 12 days maturation, the dye fluorescence index in the secondary island

flap revascularized with the rnusculo-vascular pedicle approached up to 87.6

percent that seen with natural island flaps and was superior to arterio-venous

bundles or fascio-vascular pedicles. This is probably due to the rich vascularity

of the muscle and most effective contact between the vascular carrier and target

tissues. Considering the abundant number of muscles in the body with well defined

vascular pedicles, the musculo-vascular pedicle may be used as a versatile and

effective "vascular carrier" for prefabrication of new composite flaps.

A fascio-vascular pedicle, although it is lagging in quantitative skin surface

perfusion, is comparable to the musculo-vascular pedicle in revascularization

ability. Furthermore, the fascio-vascularcarrier, such as the superficial temporal

fascia or the forearm septal fascia, can be utilized withminimal bulk or donor site

morbidity. Both the fascio-vascular pedicle and musculo-vascular pedicle can be

considered as valuable and reliable vascular carriers depending on the clinical

situation.

India ink injection study and histologic examination after H-I stain of the

secondary island composite flap revascularized with the newly developed popliteal

musculo-vascular pedicle provid-ed visual evidence of revascularization from the

musculo-vascular pedicle along with preservation of the carrier's muscular

architecture. The popliteal musculo-vascular pedicle in rats is a reliablecarrier

for prefabricating new vascularized composite grafts and to study the process of

flap revascularization.

This addition of a new experimental model would provide good armament as a tool

in studying revascularization process and enhance our ability to apply the process

clinically, and eventually prefabricate new flaps. Wider application of the process

of flap prefabrication can greatly enhance reconstructive surgeon's freedom to

achieve better reconstruction due to the treat number of custom-designed flaps from

more acceptable donor sites.