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문제 정의
- 본 연구는 연조직 절개시 통상적으로 이용되고 있는 수술 도와 최근 각광받고 있는 Er,Cr:YSGG 레이저에 의한 절개 창상의 치유 과정을 조직학적으로 비교하기 위하여 시행되었다. 레이저를 이용한 수술은 통상의 수술도나 전기 기구를 사용하는 경우보다 지혈이나 술후 감염 발생율의 저하, 그리고 환자의 심리적 안정 유도라는 잇점을 기대할 수 있으므로 최근 널리 사용되고 있다.
- 본 연구는 연조직 절개시 통상적으로 이용되고 있는 수술 도와 최근 이를 대체할 수 있을 것으로 각광받고 있는 Er,Cr:YSGG 레이저에 의한 절개 창상의 치유 과정을 비교하기 위하여 시행되었다 . 백서에서 수술도와 Er,Cr:YSGG 레이저 (4watt, 연속모드)에 의한 피부 절개 후 12시간, 24시간, 48시간, 3일, 7일, 14일의 창상 치유 과정을 조직학적으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 이에 본 연구에서는 레이저와 일반적인 수술도 (scapel)을 이용한 연조직 결손부 형성 및 절제시의 치유 과정을 광학현미경적 관찰을 통해 비교 평가하여 이를 임상에 응용하고자 하였다.
제안 방법
- 광학현미경적 관찰을 위하여 조직에 통상적인 H&E(Hematoxylin & Eosin) 염색을 시행하였다.
- 본 연구는 연조직 절개시 통상적으로 이용되고 있는 수술 도와 최근 이를 대체할 수 있을 것으로 각광받고 있는 Er,Cr:YSGG 레이저에 의한 절개 창상의 치유 과정을 비교하기 위하여 시행되었다 . 백서에서 수술도와 Er,Cr:YSGG 레이저 (4watt, 연속모드)에 의한 피부 절개 후 12시간, 24시간, 48시간, 3일, 7일, 14일의 창상 치유 과정을 조직학적으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 케타민(60mg/Kg)과 럼푼(3mg/Kg)을 4:1의 비율로 섞어 근주하여 전신 마취를 시행하고, 백서의 양측 대퇴부에 수술도(대조군)와 물방울 레이저(실험군)를 이용하여 결손부를 형성하였다. 수술도는 15번 칼날을 사용하였고, 실험에 사용된 레이저의 선택모드는 연속모드로 출력은 연조직 절개에 적합한 4watt로 고정하여 비접촉식 방식으로 정초점 하에 사용하였다. 실험시 레이저에 대한 눈의 보호를 위해 보안경을 착용하였다.
- 수술도와 Er,Cr:YSGG 레이저를 사용해서 원형 절개 실험을 한 표본에서 각각 절개선의 중앙부위 횡단절편을 제작하여 현미경 관찰을 하였다.
- 수술도와 Er,Cr:YSGG 레이저를 사용해서 직선 절개 실험을 한 표본에서 각각 절개선의 중앙부위 횡단절편을 제작하여 현미경 관찰을 하였다.
- 1C,1D). 술 후 동통감소를 위해 타라신(2mg/Kg) 및 감염방지를 위해 이세파신(1.5mg/Kg)을 근주 하였다. 실험 후 각각12시간, 24시간, 48시간(2일), 3일, 7일(1주), 2주 후 통법에 따라 희생시킨 후 백서의 대퇴부를 근육층까지 절제하여 10% Buffered formalin에 고정 후 50%, 70%, 95% 및 100% ethanol로 탈수한 후 조직에 paraffin을 침투시킨 후 paraffin block을 제작하였다.
- 5mg/Kg)을 근주 하였다. 실험 후 각각12시간, 24시간, 48시간(2일), 3일, 7일(1주), 2주 후 통법에 따라 희생시킨 후 백서의 대퇴부를 근육층까지 절제하여 10% Buffered formalin에 고정 후 50%, 70%, 95% 및 100% ethanol로 탈수한 후 조직에 paraffin을 침투시킨 후 paraffin block을 제작하였다.
- 제작된 시편에서 조직을 5μm로 박절하여 유리 슬라이드에 얹은 후 65℃ 오븐에서 3시간 처리한 후 자일렌으로 파라핀을 제거하고 이를 다시 100%, 95%, 70%, 50%의 degraded alcohol 용액을 거쳐 함수(hydration)시켰다.
- 즉 우측 대퇴부에는 레이저를 이용하여 직경 약 3mm, 깊이 2.5 mm 크기의 원형 결손부 및 5mm의 직선 절개를 시행하였고(Fig. 1A,1B), 좌측 대퇴부에는 수술도를 이용하여 같은 방법으로 결손부 및 절개선을 형성하여 주었다(Fig. 1C,1D). 술 후 동통감소를 위해 타라신(2mg/Kg) 및 감염방지를 위해 이세파신(1.
- 케타민(60mg/Kg)과 럼푼(3mg/Kg)을 4:1의 비율로 섞어 근주하여 전신 마취를 시행하고, 백서의 양측 대퇴부에 수술도(대조군)와 물방울 레이저(실험군)를 이용하여 결손부를 형성하였다. 수술도는 15번 칼날을 사용하였고, 실험에 사용된 레이저의 선택모드는 연속모드로 출력은 연조직 절개에 적합한 4watt로 고정하여 비접촉식 방식으로 정초점 하에 사용하였다.
대상 데이터
- 실험동물로는 체중 200g 내외의 웅성 백서 24마리를 대상으로 하였다. 백서는 병원성 미생물이 존재하지 않는 환경에서 국립 강릉대학교 치과대학의 실험동물 관리원칙(Animal Care and Use Guidelines)에 의거하여 사육하였다.
이론/모형
- 실험동물로는 체중 200g 내외의 웅성 백서 24마리를 대상으로 하였다. 백서는 병원성 미생물이 존재하지 않는 환경에서 국립 강릉대학교 치과대학의 실험동물 관리원칙(Animal Care and Use Guidelines)에 의거하여 사육하였다.
성능/효과
- 1) 직선형의 상처에서는 수술도에 비해 Er,Cr:YSGG 레이저가 더 빠른 치유 양상을 보였고 술 후 반흔조직이 생기지 않았다.
- 인접한 세포 구조는 형태학적으로 건전하였고 수술도 사용시와 유사 하였다.16) 위의 소견들은Er,Cr:YSGG 레이저가 물을 이용함으로써 다른 레이저보다 조직에 온도의 영향을 더 적게 보인다는 것을 암시한다.
- 1) 1960년 Maiman에 의해 처음으로 루비결정체를 활성매질로 이용한 레이저가 개발되었고, 1964년 처음으로 치과 영역에서 경조직 루비 레이저를 치료 목적으로 조사하였으며, 그 후 루비 레이저, CO2 레이저, Nd:YAG 레이저, Er:YAG 레이저 등의 효과에 대한 연구가 계속적으로 이어져 왔다.2) 레이저의 특성은 어떠한 매질을 그 에너지원으로 쓰느냐에 따라 달라지며, 또한 매질을 서로 섞어 사용하여 여러 가지 다른 특성을 나타낼 수 있다.3)
- 2) 하지만 원형의 상처에서는 수술도가 Er,Cr:YSGG 레이저보다 더 나은 치유 양상을 보여주었다.
- 본 연구결과 원형 결손부에서는 Er,Cr:YSGG 레이저가 상처치유를 지연시키는 것으로 관찰되었는데 이는 현재의 Er,Cr:YSGG 레이저 장치가 원형 결손부와 같이 섬세한 절개를 수행하기 어려우며, 레이저 조사 시간과 조사량을 적절하게 조절하지 못하였기 때문에 불량한 상처치유를 보인 것으로 생각된다. 그러나 단순하며 신속한 직선형의 절개에서는 수술도를 이용한 절개보다 양호한 상처 치유 효과를 보이므로, 향후 Er,Cr:YSGG 레이저의 장비 개선이나 사용상의 기술 향상으로 원형 결손부와 같은 섬세하고 복잡한 절개에서도 Er,Cr:YSGG 레이저를 효과적으로 사용할 수 있다면, 외과적 수술에서 보다 더 개선된 방식으로 발전할 가능성이 있을 것으로 고찰하였다.
- 본 연구결과 조직학적 소견에서 직선형의 상처에서 수술도를 이용한 경우 상처의 치유는 이루어졌지만 술 후 상처가 남는 반면에 물방울 레이저를 이용한 경우 수술도를 이용한 것에 비해 빠른 치유 양상을 보였고 더욱이 상처가 남지 않는 양상을 보여주었다. 하지만 원형 결손부에서는 수술도를 이용한 경우의 치유 양상은 초기 출혈 성향을 보였지만 비교적 깨끗한 양상이었다.
- 수술 후 12시간 경에 이개된 V자형의 결손부가 형성되었고 결손부의 양쪽에서 상부에서는 부종성 결체조직이 보였으며, 하부에서는 급성 염증세포 침윤이 나타났다 (Fig. 2A1). 수술 후 24시간 경에는, 결손부의 하부가 양쪽으로 약간 넓어지는 양상과 염증세포의 광범위한 침윤이 관찰되었다 (Fig.
- 수술 후 12시간 경에는 절개 부위가 심하게 벌어져 있었으며 절개면의 표층에는 섬유성 변성에 의해서 조직이 심하게 괴사되어 있었으며 (Fig. 3B1), 수술 후 24시간 경에는 수술도군에 비해서 레이저에 의한 손상이 근육층까지 광범위하게 나타났는데 심부의 결체조직에서 경화성 변성이 나타났으나, 염증 세포 침윤은 비교적 경미하였다 (Fig. 3B2). 수술 후 48시간 경에는 절개 결손부 상방에서 광범위하게 단백질 응고에 의해 경계부가 뚜렷하게 관찰되었고 (Fig.
- 2B1). 수술 후 24시간 경에는 상처의 수축이 많이 진행되어 절개상처의 입구가 닫혀진 양상을 보였고 하부에는 미만성의 급성 염증세포 침윤이 관찰되었다 (Fig. 2B2). 수술 후 48시간 경에는 결손부가 수축되어 절개 상처가 거의 닫혀진 양상이 보이고 절개 상처의 깊이도 얕아졌으며 심부의 상처 수축도 더 진행되었다 (Fig.
- 2B3, 2B4). 수술 후 3일 경에는 상피가 결손부를 거의 덮고 있었으며 (Fig. 2B5, 2B6), 7일 후와 14일 후에는 전체적으로 약간 함몰된 양상을 보였지만, 결손부가 완전히 치유된 양상을 보였다 (Fig. 2B7-2B10).
- 2B2). 수술 후 48시간 경에는 결손부가 수축되어 절개 상처가 거의 닫혀진 양상이 보이고 절개 상처의 깊이도 얕아졌으며 심부의 상처 수축도 더 진행되었다 (Fig. 2B3, 2B4). 수술 후 3일 경에는 상피가 결손부를 거의 덮고 있었으며 (Fig.
- 3B2). 수술 후 48시간 경에는 절개 결손부 상방에서 광범위하게 단백질 응고에 의해 경계부가 뚜렷하게 관찰되었고 (Fig. 3B3), 3일 후에는 염증 반응에 의한 치유 대신 응고 괴사가 관찰되었다 (Fig. 3B4, 3B5). 수술 후 7일 경에는 결손부 중앙이 약간 함몰되면서 비교적 잘 치유된 양상이 관찰되었다 (Fig.
- 2A2). 수술 후 48시간 경에는 절개 손상부위가 교원 섬유와 만성 염증 세포로 채워졌다 (Fig. 2A3, 2A4). 수술 후 3일 경에는 결손부의 깊이가 점차 얕아지면서 치유되는 소견을 보였으며 (Fig.
- 3B4, 3B5). 수술 후 7일 경에는 결손부 중앙이 약간 함몰되면서 비교적 잘 치유된 양상이 관찰되었다 (Fig. 3B6, 3B7).
- 위의 결과를 종합하면, Er,Cr:YSGG 레이저는 짧은 시간의 작은 부위의 절개 시에는 수술도에 비해 조직에 적은 손상를 가하며 결과적으로 심미적으로도 양호한 조직 반응을 유도할 수 있을 것으로 사료된다.
- Ioana 등은 수술도와 Er,Cr:YSGG 레이저 사용시의 창상치유가 유사한 결과를 보였다고 하였다. 즉 조직학적 분석을 통해 두 가지 외과적 술식사이에 실질적으로 차이가 없으며, 레이저에 의한 창상의 경계는 20~40um의 hyalinized or coagulation zone을 나타내었다. 인접한 세포 구조는 형태학적으로 건전하였고 수술도 사용시와 유사 하였다.
후속연구
- 본 연구결과 원형 결손부에서는 Er,Cr:YSGG 레이저가 상처치유를 지연시키는 것으로 관찰되었는데 이는 현재의 Er,Cr:YSGG 레이저 장치가 원형 결손부와 같이 섬세한 절개를 수행하기 어려우며, 레이저 조사 시간과 조사량을 적절하게 조절하지 못하였기 때문에 불량한 상처치유를 보인 것으로 생각된다. 그러나 단순하며 신속한 직선형의 절개에서는 수술도를 이용한 절개보다 양호한 상처 치유 효과를 보이므로, 향후 Er,Cr:YSGG 레이저의 장비 개선이나 사용상의 기술 향상으로 원형 결손부와 같은 섬세하고 복잡한 절개에서도 Er,Cr:YSGG 레이저를 효과적으로 사용할 수 있다면, 외과적 수술에서 보다 더 개선된 방식으로 발전할 가능성이 있을 것으로 고찰하였다.
- 그러나, 점점 환자들의 인지도나 호응도가 높아지고 있으며, 위에서 고찰해 본 장점들을 고려해 볼 때 임상적으로 매우 유용한 가치가 있다고 여겨진다. 본 연구에서는 일반 수술도와 비교하여 물방울 레이저에 의한 창상 치유과정을 실험적 관찰을 통하여 제시 하였으며, 추후로도 다양한 방식의 임상적, 실험적 연구를 통하여 이를 일반적인 수술도에 의한 수술법의 보조 혹은 대체할 수 있는 방법으로 임상에 적용할 수 있도록 많은 연구와 노력이 있어야 할 것이다.
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