가토안에서 하이드록시아파타이트 안와충전물의 천공구멍내 mitomycin-C 사용시 효과에 대한 형태학적 연구

Abstract

[한글]

하이드록시아파타이트 충전물을 안구제거술후 안와에 삽입할 경우 안와 주변의 섬유 혈관조직이 충전물내로 침투 성장할수 있어 충전물의 이탈, 탈출 흑은 감염이 적은 장점외에도 충전물내 구멍을 만들어 운동축(motility peg)을 끼우고 이 운동축과 의안을 ball and socket 모양으로 연결하면 의안을 착용한 후에 자연스러운 눈의 움직임을 얻을 수 있는 미용적인 효과를 얻을 수 있다. 이러기 위하여 충전물을 삽입하고 일정기간이 경과후 섬유혈관조직이 자라 들어가면 충전물에 구멍을 뚫어 운동축을 끼워주는 천공(drilling)이라는 2차 수술과정이 필요하다. 이때 충전물내에 천공으로 만든 구멍이 잘 유지되는 것이 의안의 운동에 가장 중요한 요인이다 그런데 최근 천공후 30-40%에서 이 구멍이 막히고 운동축이 돌출되거나 이탈된다는 사실이 보고된 바 있다. 따라서 천공의 성공률을 높이고 의안의 운동을 향상시키기 위해서는 충전물내 천공으로 형성된 구멍이 유지되게 하는 방법의 개발이 필요하다.

본 연구에서는 가토안을 대상으로 안구내용물제거술 후 하이드록시아파타이트 충전물을 삽입하고 운동축 삽입을 위해 충전물에 천공한 후 구멍에서 나타나는 조직학적 변화를 시간 경과에 따라 관찰하여 구멍이 폐색되는 기전을 규명하고, 구멍폐색을 방지하기 위한 mitomycin-C(MMC)의 효용성을 알아보고자 하였다.

백색가토 18마리 18안을 대상으로 안구내용물적출술을 시행하고 하이드록시아파타이트를 삽입하였으며 16주후 천공을 시행하여 시간 경과에 따른 구멍 내부의 형태학적 소견을 관찰한 대조군과 소독솜으로 만든 면봉을 MMC 용액에 적셔 천공구멍내 투여한 실험군에

서 천공 구멍에 나타나는 조직병리학적 소견을 증식세포와 세포간질의 성상과 양적변화에 주안을 두어 시간 경과에 따라 관찰함으로써 구멍이 막히게 되는 원인을 규명하고 MMC 사용이 천공후 구멍을 유지하는 새로운 방법으로 이용될 수 있는지를 알아보고자 하였다. 대조관의 운동축은 천공 2주후 모두 빠져버렸고 구멍은 창상치유과정에서 보이는 육아조직(granulation tissue)과 하이드록시아파타이트 가루로 여겨지는 이물을 탐식한 탐식세포, 형질세포, 조직구의 염증세포 침윤으로 모두 막혀있었으며 육아조직이 점차 증식되었으나 4주부터는 염증세포들이 감소되는 것을 볼 수 있었다. 섬유아세포는 2주째 높은 세포증식활성도를 보였으며 근섬유아세포도 많이 관찰되었는데 주로 구멍의 경계부와 표층부에서 관찰되었다. 2주째 구멍내부에는 제 3형 콜라젠이 주로 침착되어 4주째에 더욱 증가하였으며 제 1형 콜라젠은 4주째 약하게 침착하기 시작하여 6주째는 충전물내부와 비슷한 정도로 증가하였다. 구멍에 MMC 0.5mg/ml을 사용한 군에서는 구멍 기저부에서 약간의 섬유혈관조직들이 관찰되었으나 현저히 성장하지 않았으며 PCNA염색에 음성이었고, 근섬유아세포나 제 3형과 1형 콜라젠 침착도 관찰되지 않았다. 구멍의 경계면은 염증세포들과 충전물을 메우고 있는 콜라젠 섬유에 의해서 구분되어 있었을 뿐, 결막상피세포의 연장 소견이나 상피세포는 관찰할 수 없었다. MMC의 농도에 따른 효과를 보면 0.1mg/ml을 사용했을 때 운동축이 빠져나오거나 앞으로 돌출되어 있었고 구멍내부는 대조군보다는 초기의 육아조직으로 구멍전체가 폐색되어 있었다. MMC 0.5mg/ml이나 1.Omg/ml을 사용했을 때는 전체적인 구멍의 깊이와 폭은 잘 유지되고 있었으나 1.Omg/ml을 사용한 경우에서는 결막이 손상되어 충전물의 일부가 노출되어 있었으며 충전물내 섬유혈관조직들이 손상되어 있었다.

이상의 결과를 종합하면 천공 후 구멍내부는 창상치유과정에서 보이는 육아조직과 하이드록시아파타이트 가루에 대한 염증반응으로 막히게 되고, 시간이 경과함에 따라 섬유아세포에서 생성된 콜라젠섬유가 점차 축적되고 근섬유아세포의 수축으로 구멍의 깊이가 얕아지고 결국 운동축을 밀어낸다고 생각된다. 특히 구멍내부의 섬유화조직은 충전물내부의 섬유혈관조직에서 유래되었다고 판단되며 초기에는 주로 제 3형 콜라젠으로 구성되지만 4주째 부터는 제 1형 콜라젠이 증가되는 양상을 보였다. 근섬유아세포는 주로 2주째 가장

많이 관찰되었으며 구멍의 표층부와 경계부에 주로 위치하는 점과 주변 섬유아세포와 콜라젠과의 관계를 생각할 때 구멍의 육아조직에서 증식된 섬유아세포가 분화된 것으로 생각된다. MMC를 사용한 군에서 구멍의 기저부에는 주로 섬유소에 섞여있는 염증세포들과 약간의 섬유혈관조직이 관찰되었으나 시간 경과에 따라 현저히 증식하지않고 구멍이 잘 유지되는 것으로 미루어보아 천공으로 형성된 구멍내 MMC 사용은 섬유혈관조직증식을 효과적으로 억제하여 구멍을 유지할 수 있는 좋은 방법으로 생각되며 그 농도는 0.5mg/ml가 적당하다고 생각된다.

[영문]

With the hydroxyapatite orbital implant, improved socket motility can be achieved by the direct attachment of extraocular muscles to the implant. For the maximum motility of the prosthesis, the implant should be drilled and coupled to the

prosthesis via a motility peg. However, problems of peg exrusion have been reported to occur in 30 to 40%.

In this study, the serial histopathological changes within the drilling hole after hydroxyapatite implantation in the eviscerated socket were observed with evaluation of mitomycin-C(MMC) effect as a new method of the hole maintenance.

Eviscerations with 12mm sized hydroxyapatite implantation were performed on eighteen adult New Zealand white rabbits. A hole was drilled into each implant 16 weeks after implantation. A wire cotton tip soaked with different concentration solution of MMC was applied to the drilling hole. The immunohistochemical stainings for evaluating the morphological changes of drilling holes were performed with proliferating cell nuclear antigen, α-smooth muscle actin, and type Ⅰ, Ⅲ collagen.

In the control(MMC-non treated) group, all the motility pegs were extruded with occluded holes. The morphological findings of the tissues which occluded the drilling hole were fibrovascular tissue, collagen matrix, and relatively sparse inflammatory reaction elicited by the hydroxyapatite particles. These were

compatible with the granulation tissue of early wound healing phase, which changed to mature granulation tissue with increasing collagen fibers and decreasing fibroblast proliferation activity. The myofibroblasts were abundant at 2 weeks but decreased at 6weeks after drilling. The major component of the extracellular matrix occupying the hole was type Ⅲ collagen at 4 weeks and type Ⅰ collagen at 6 weeks after drilling.

In the 0.5mg/ml and 1.Omg/m1 MMC-treated group, all the motility pegs were maintained in position with holes of ample depth and width. But the toxicity such as conjunctiva ulcer and implant exposure around the hole was observed in 1.Omg/ml MMC group.

In conclusion, 0.5mg/ml MMC application for 5 minutes into the drilling hole was very effective for keeping the hole open enough to maintain the motility peg. It may be very helpful to apply to clinical situations for maintaining the motility peg.