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KISEP Otology Korean J Otolaryngol 2004;;;;47::::1102-6

기니픽 유양동 폐쇄술에 사용한 물질의 효과 및

조직병리학적 비교 연구

동아대학교 의과대학 이비인후과학교실

박병건·강명구·황찬호·김재룡·박동은

Histopathologic Evaluation of Obliterating Material in the

Guinea Pig Temporal Dorsal Bullae

Byung-Gun Park, MD, Myung-Koo Kang, MD, Chan Ho Hwang, MD,

Jae-Ryong Kim, MD and Dong-Eun Park, MD

Department of Otorhinolaryngology-Head & Neck Surgery, College of Medicine, Dong-A University, Busan, Korea ABSTRACT

Background and Objectives：The present study was undertaken to determine and to compare the characteristics of bone wax, fibrofatty tissues or bone graft materials (Lubboc®) as obliterating materials in the guinea pig by morphological observations. Materials and Method：The guinea pigs were used to perform obliteration of the dorsal bullae of the temporal bone using bone wax, fibrofatty tissues or Lubboc®. Twelve weeks after transplantation, the animals were sacrificed, and histological sections were prepared. Histological evaluations were performed to determine changes of the dorsal bullae mucosa of the temporal bone and the implanted materials. Results：Where bone wax was used for obliteration, histological evidences indicated inflammatory reactions within the dorsal bullae mucosa of the temporal bone. A large amount of absorption was observed in the fibrofatty tissue. On the other hand, in the case using Lubboc®, real bonds between the new bone and native bone were observed, as well as a ma-ture trabecular bone traversing throughout the entire implant materials. Bone formation as induced by the Lubboc® implantation appeared to be a physiological reaction, which was further supported by observation of extensive neovascularization within the graft material. Conclusion：Based on our current observations, we consider Lubboc® as a superior implant material for bone wax and fibrofatty tissues. (Korean J Otolaryngol 2004;47:1102-6) KEY WORDS：Guinea pig·Temporal bone·Mastoid·Transplants·Bone formation.

서 론

진주종이 있는 중이염 환자에서 수술의 원칙은 진주종의

완전한 제거와 모든 잔여 함기세포를 없애는 것이다. 이러

한 측면에서 개방형 유양동 삭개술(canal wall down mas-toidectomy)은 많은 술자들에 의해 선호되어 왔으며 진주종

의 재발과 술 후 함몰낭의 발생이 적은 근치적인 수술로 인

정받고 있다. 반면에 찬 물이나 찬 공기의 자극에 의한 현훈,

술 후 보청기 착용의 문제점, 외이개 함몰로 인한 미용적인

문제, 공동문제(cavity problem) 등이 문제점으로 지적되

어 왔다.1) 공동문제를 줄이기 위해서는 유양동 폐쇄술을 통

해 유양동의 크기를 줄이는 방법이 시도되어 왔는데 주로 전

기저 피판(Palva flap), 하 기저 피판(inferior based flap)

같은 직접 혈액공급을 받는 근골막 피판이 많이 사용되어

왔다.2) 하지만 때에 따라서는 유양동 폐쇄를 위해 충분한

크기를 얻지 못하는 경우가 있고 이 때에는 비(非) 혈관화

된 조직인 골, 피질 골분,2) 근육,3) 연골,4) 지방5) 등을 사용

할 수 있는데 이 방법으로는 치유기간이 길고, 이식물질의

흡수로 인하여 공동문제를 줄이는 데는 한계가 있었다.

최근에는 hydroxyapatite® 같은 생친화성(biocompati-ble) 물질을 이용한 유양동 폐쇄술을 시행하여 좋은 결과를

얻었다는 여러 보고가 있다.6)7) 유양동 폐쇄술에 사용되는

물질은 가능한 한 염증을 적게 유발시켜야 하며, 이식 후 조

논문접수일：2004년 4월 30일 / 심사완료일：2004년 7월 30일

교신저자：강명구, 602-715 부산광역시 서구 동대신동 3가 1

동아대학교 의과대학 이비인후과학교실

전화：(051) 240-5428·전송：(051) 253-0712

E-mail：parkbyunggun@lycos.co.kr

박병건 외

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직의 위축이 적어야 하고, 새롭게 재생될 수 있어야 한다.

저자들은 유양동 폐쇄술에 사용된 물질에서 나타나는 조직

의 위축으로 인한 공동문제와 술 후 치료기간이 긴 단점을

보완하는데 어떠한 물질이 유용한 지 알아보고자 골 왁스

(bone wax), 연부조직(fibrofatty tissue)및 소의 해면골을

탈무기질화하여 가공한 이종골(Lubboc®)을 사용하여 기니

픽에서 유양동을 폐쇄한 후 변화를 살펴보았다.

재료 및 방법

대상군

실험 동물은 생후 2개월된 체중 300 g내외의 수술현미경

소견상 중이 및 외이도는 정상적인 해부학적 구조를 가지고

있으며 염증 소견이 없고, Preyer 반사는 양성인 건강한 수

컷 기니픽 11마리(22귀)를 사용하였다.

방 법

마 취

수술시 마취제로 ketamine hydrochloride(30 mg/kg)과

xylazine hydrochloride(2 mg/kg)를 복강내 주사하여 자

가 호흡을 유지한 상태로 두부를 고정하였고, 필요에 따라

유지량으로 최초 용량의 반을 추가로 복강내 주사하였다.

수 술

편측 11귀의 후면으로 접근하였다. 유양동(mastoid bul-lae)의 외면에 드릴을 사용하여 3×3 mm 크기의 구멍을 내

고. 각각 골 왁스, 연부조직, 이종골 이식물질, Lubboc®

(OST-DEVELOPMENT s.a., France)을 유양동 내에 완

전히 채워 피판을 덮고 피하조직 및 피부조직을 봉합하였다.

술 후 감염을 예방하기 위해 1세대 cephalosporin을 1 mg/

kg 용량으로 2일간 근주하였다. 제 1 군은 수술하지 않은 한

쪽 귀를 대조군으로 하였다. 제 2 군은 편측 귀를 골 왁스를

이용하여 유양동을 폐쇄시킨 군, 제 3 군은 편측 귀를 연부

조직으로 유양동을 폐쇄시킨 군, 제 4 군은 편측 귀를 골이

식물질로 유양동을 폐쇄시킨 군으로 하였다. 각 군별로 1군

은 열 한귀, 2군은 세 귀, 3군은 네 귀, 4군은 네 귀의 결과

를 얻을 수 있었다.

사육 및 검체 채취

항온항습 및 10시간의 낮주기와 14시간의 밤주기가 일정

하게 유지되는 적절한 조건하에서 시판용 고형사료와 신선

한 채소로 사육하였다.

실험 시작 12주 경과 후, CO2 gas로 희생시켜 양측 측두

골을 얻었다.

조직 검사

채취된 측두골을 고정액을 잘 투과시키기 위하여 고막을

인위적으로 파괴 하였다. pH 7.4 0.1 M phosphate 완충액

4% paraformaldehyde로 4℃ 냉장고에 하루 동안 액침시

켰다. 그 후 pH 7.0 Tris 완충액 10% EDTA 용액으로

4℃ 냉장고에 4주간 액침시켜 탈회시켰다. 조직은 파라핀에

포매하였고 조직 박절기(Leica. jung RM 2035, Nussloch,

Germany)를 이용하여 5 μm두께로 잘라 표본을 제작하

였다.

5번째, 6번째 조직 절편으로 슬라이드를 제작하여 He-matoxylin-Eosin(H-E)염색과 Periodic Acid-Schiff

(PAS)염색 후 광학현미경(×10, ×40, ×100, ×200,

×400)하에서 조직병리학적 변화를 관찰하였다.

결 과

대조군인 제 1 군에서 H-E 염색표본을 관찰하여 와우갑

각 근처에서는 원주 상피와 단순 편평 점막 세포들이 관찰

되었고, 유양동구 근처에서는 단순 편평 점막 상피가 관찰

되었다(Fig. 1). 골 왁스를 이용한 제 2 군에서 H-E 염색

표본을 관찰하여 대부분 입방세포들을 볼 수 있었다. 대부

분의 점막은 이물반응을 보였고 많은 림프구의 침윤이 점막

의 대부분에서 관찰되었다. 일부에서는 이형성(metaplasia)

을 관찰할 수 있었다. 골 왁스 자체의 형태는 그대로 유지

되고 있었다(Fig. 2). 연부조직을 이용한 제 3 군에서 H-E

염색표본을 관찰하여 와우갑각 근처에서는 원주 상피와 단

순편평 점막 세포들을 볼 수 있었으나 제 3 군에서 점액다

당류와 술잔세포의 수적, 양적 변화를 알아보기 위해 PAS

염색표본을 관찰하여 와우갑각 근처에서는 입방 세포와 단순

편평 점막 세포들이 관찰되었으나 제 1 군보다는 입방 세포

가 증가된 소견과 세포내에 점액다당류의 양이 증가된 소견

을 보였고 소수의 술잔세포가 관찰되었다. 만성 염증으로 인

한 국소적인 림프구의 침윤과 상피조직의 증식 소견을 보였

으며, 이식된 조직은 위축되어 그 잔존물만 남아 있었다

(Fig. 3). 골 이식물질을 이용한 제 4 군에서 H-E 염색표

본을 관찰하여 와우갑각근처에서는 대부분 입방세포들을 볼

수 있었다. 주변으로 약간의 림프구 침윤을 보였으며, 이식된

물질은 일부 위축만 보였고, 2, 3군에서 사용한 두 물질과는

기니픽 유양동 폐쇄술에 사용한 물질의 조직병리학적 비교 연구

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달리 이식물질이 기존 골과 융합하여 골로 대치되는 신생

골 형성소견이 보였고, 신생 골과 기존 골(native bone)의

접합부위(real bond)를 관찰할 수 있었다(Fig. 4).

고 찰

개방형 유양동 삭개술은 진주종의 치료에 표준적인 수술

AAAA

BBBB

CCCC

Fig. 1. Mastoid bullae of normal guinea pig. All H-E stain. A：The entire view of well-lined mucosa (original magnification, ×10). B：Mag-nified photo of 1 for A. The mucosa is partially lined by simple squamous epithelium (original magnification, ×100). C：Magnifiedphoto of 2 for A. Ciliated cuboidal epithelium can be seen (original magnification, ×200). Co：cochlea, M：mastoid.

AAAA

BBBB

CCCC

DDDD

Fig. 2. Mastoid bullae of guinea pig 12 weeks later implantation of bone wax. H-E stains. A：Amorphous material filling the mastoidcavity is bone wax (original magnification, ×10). B：Magnified photo of 1 for A. Numerous lymphocytes (arrowhead) are infiltratedin the soft tissue surrounding the bone wax (original magnification, ×100). C：Magnified photo of 2 for A. Foreign body reaction isalso noted (original magnification, ×100). D：Magnified photo of 3 for C. Focal squamous metaplasia (arrow) of epithelium is alsonoted (original magnification, ×400). Bw：bone wax, Co：cochlea.

Fig. 3. Mastoid bullae of guinea pig 12 weeks after transplantation of fibrofatty tissue. A, C, D：H-E stains, B：PAS stain. A. Magnifiedphoto of 1 for A：Graft tissue(asterisk) is mostly absorbed (original magnification, ×10). B：Magnified photo of 2 for A. Shrunk muscletissue that inserted (original magnification, ×40). C：Mastoid bullae mucosa has changed to tall cuboidal epithelium with gobletcells (original magnification, ×200). D：Magnified photo of 3 for A. There is focal lymphocytic infiltration in mastoid bullae submucosa(original magnification, ×200).

AAAA

BBBB

CCCC

DDDD

Fig. 4. Mastoid bullae of guinea pig 12 weeks after implantation of bone graft material (Lubboc®). A：H-E stains, B, C, D：PAS stains.A：Graft tissue was partially absorbed (original magnification, ×10). B：Magnified photo of 1 for A. Real bond (arrow) between newbone and native bone (original magnification, ×40). C：Magnified photo of 2 for A. Reddish amorphous material is Lubboc® particleand new bone is surrounding Lubboc® particles. L：Lubboc® particle (original magnification, ×400). D：Magnified photo of 3 for A.Some epithelial lining (asterisk) is remaining after new bone formation (original magnification, ×100). Ne：new bone, Na：nativebone.

AAAA

BBBB

DDDD

CCCC

박병건 외

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방법 중의 하나로 대부분에서 성공적인 결과를 얻었지만 몇

몇에 있어서는 재발성 감염, 현미경하에서 지속적인 가피

제거의 필요, 물에 대한 불내성, 잦은 현훈 등을 유발한다.

또한 외이도가 막혔을 때 세균이 번식하기에 좋은 환경을

유지해 쉽게 감염되기 때문에 보청기 착용에 불편한 점이

많다.1) 이러한 문제들을 해결할 목적으로 개방형 유양동 삭

개술 후에 외이도 골벽의 재건 또는 유양동 폐쇄술 또는 이

두 술식을 동시에 사용하는 방법이 시도되기도 한다.8)

역사적으로 뼈로 둘러싸인 빈 공간을 폐쇄하는 술식은

l750년경부터 전두동 골절 환자에서 Runge에 의해 전두동

폐쇄술이 시행되면서 많은 발전을 해왔다.9) Runge이후 Rei-del, Killian과 Kuhnt가 여러 가지 술식을 시행해 왔으나, 전

두동 부위가 함몰되는 미용적 문제와 재발률이 높았다.9) 이

러한 문제들을 극복하기 위해 여러 가지 종류의 폐쇄물질을

이용한 술식들을 사용해 왔다. Schonberg와 Brieger는 1894

과 1895년에 전두동을 골막피판으로 폐쇄하는 술식을 소개

하였다.9) Marx는 1910년에 전두동 전벽결손부위에 자가

지방조직을 이식하였다고 발표하였다.9) 이후 다른 여러 가

지 자가 이식물질을 사용하여 성공적이었다는 보고가 있었

다. 고양이의 전두동을 사용한 동물실험을 통하여 Michel

등은 1995년에 전두동을 폐쇄시 지방, 근육보다 골로 이식

하는 것이 자발적인 신생골 형성에 우수한 것으로 발표하였

다.10) 진주종성 중이염 환자에서 유양동 폐쇄술은 Passow

가 1908년에 최초로 시행한 이후로 한 세기에 걸쳐 여러

가지 물질을 사용하여 시행되어 왔다. 또한 유양동 폐쇄에

사용한 물질에 대한 조직병리학적인 연구도 계속되어 왔다.

Passow는 반규관 누공(labyrinthine fistula)을 보완하기 위

해 근육 피판과 골외막을 사용하여 유양동을 폐쇄하였다.11)

Boyd는 1943년에 무경 근육피판을 사용하여 유양동을 폐

쇄한 후 2년이 경과한 결과를 보고하였는데 근육의 변성과

핵의 증식, 종과 횡 선조의 소실이 관찰되며, 결국 근육 섬

유는 무형화되었다고 하였다.11) Gacek은 1979년에 작은 공

간에 무경 근육 피판을 사용하였는데 술 후 3주 경과 후 근

육 섬유는 부분적으로 교차 선조가 소실되었고, 유리화의

경과를 보였으며 핵은 세포내로 이동하는 모습이 관찰되었

다고 하였다. 시술 후 23년 후에 시행한 재수술 소견상 근

육은 축소되었고, 핵이 거의 없는 유리화 조직 종괴로 바뀌

어 있었다고 보고하였다.3) Bartels과 Sheehy는 1981년에

피하조직을 이식한 결과를 보고하였는데 피하조직으로 유

양동을 폐쇄하여 14년 후에 관찰한 피하조직은 부분적으로

위축(shrinkage)되었고, 다시 작은 공간이 생겼으며 케라틴

기질이 폐쇄조직에 붙어있었다고 하였다.12) 본 연구에서는

연부조직을 사용하여 유양동을 폐쇄한 군은 국소적인 염증

과 연부조직의 위축을 발견할 수 있었다. Mongomery 등

은 1966년 상처 봉합을 위해 복부지방을 자가 이식하였다

고 발표하였다.13) Montandon 등은 1995년에 함몰낭의 방

지를 위해 외이도나 고실개의 결손이 없는 환자에서 외이

도 후벽을 보존하면서 지방을 이용한 유양동 폐쇄술과 더

불어 고실개(scutum)을 제거함으로써, 상고실을 외이도와

한 공간이 되는 술식을 시행하여 해부학적으로나 기능적으

로 만족할 만한 치료결과를 얻었다고 보고하였다.5) Pulec

은 1993년에 수술시행 18년 후 이물 반응을 보여 제거된

골 왁스에 대해 보고하였다.14) 본 연구에서도 골 왁스를 사

용한 경우에 12주 후 결과에서 많은 염증세포의 침윤으로

이물반응이 계속 진행되고 있음을 알 수 있었다. 그 외 지

혈에 흔히 사용되고 있는 재료인 Surgicel®과 Gelfoam®을

유양동 폐쇄에 사용하기도 하였는데 Panse가 1906년에 전

정신경의 수초종(schwannomas)을 제거하기 위해 경유양

동술(transmastoid surgery)을 하면서 처음 사용하였다.11)

1964년에 House가 이 술식을 다시 시행하였는데 척수액

의 누출을 Gelfoam®으로 막았으나 충분하지 않았고 근육조

직을 떼어서 보강하였으나 때때로 염증이 발생함을 보고하

였다.15) Surgicel®은 염증 반응이 없는 것으로 나타났으며,

Gelfoam®은 중이나 유양동같은 점막으로 덮혀 있는 공간에

서는 녹아서 흡수되나 점막이 없는 곳에서는 섬유화를 촉진

하며 이러한 섬유조직은 이형성과정을 거쳐 골이 된다고 하

였다.11) Palva는 1979년에 골편과 골분을 사용하고 유경

피판으로 덮는 술식을 사용한 후 5년 뒤의 결과를 보고하였

는데 일부 골편의 열공(lacunae)에서 신생골세포들을 관찰

할 수 있었음을 보고하였다.2) Hench 등은 1971년에 hy-droxyapatite®가 우수한 생물친화성 때문에 이식 물질로 적

합하다고 보고하였다.6) 그러나 가격이 비싸고 hydroxya-patite 과립만으로 유양동 폐쇄술에 단독 사용시 hydrox-yapatite 과립의 일부가 중이강 내로 들어갈 수 있고, 또한

술 후 감염되어 Korner 피판이 불안정할 때 외이도 내로

hydroxyapatite 과립의 노출 및 탈출이 일어날 수 있음을

단점으로 지적하고 있다.16) 자가골 이식이 골 결손부위 충

진이나 골유합등에 가장 많이 시행되는 방법이나 채취 가능

한 골량이 제한적이고 공여부 합병증 즉, 동통 출혈, 감염,

감각신경손상 및 미용적인 문제 등 단점이 있다.17) 이러한

단점을 극복하기 위해 자가골의 대체물로 동종골 이식, 이

종골 이식, 탈무기질화된 골, 생합성 이식물질 등 다양한 연

구가 진행중이나 이 대체물 또한 면역학적 거부반응, 감염,

골형성 능력의 한계, 이식골의 흡수 등의 단점이 있다.17)

Chappard 등은 토끼의 대퇴골에 Lubboc®을 이식한 결과

1개월 이내에 직골(woven bone)을 형성하며 주변골과 유

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Korean J Otolaryngol 2004;47:1102-6 1106

합되고, 6개월에는 대부분의 예에서 이종골이 흡수되면서 자

가골로 대치되었다고 보고하였다.18) 본 연구에서는 Lubboc®

을 이용한 군에서 국소적인 신생골 형성이 있었으며, 염증

반응이 적은 것을 관찰할 수 있었다.

결 론

본 실험에서 골 왁스는 그 형태는 유지하고 있었으나 심한

염증반응을 유발하였고 연부조직은 대부분이 흡수되었다. 반

면에 골이식물질은 약간의 흡수가 있었으나 골유도를 통한

신생골 형성과 신생혈관형성이 있었다. 유양동 폐쇄술에 사

용되는 물질은 가능한 한 염증을 적게 유발시켜야 하며, 이

식 후 조직의 위축이 적어야 하고, 새롭게 재생될 수 있어야

한다. 이러한 측면에서 Lubboc®은 유양동 폐쇄를 위한 좋

은 골이식물로 생각된다.

중심 단어：기니픽·측두골·유양동·이식물·골 형성.

REFERENCES

1) Meuser W. The exenterated mastoid: A problem of ear surgery. Am J Otol 1985;6:323-5.

2) Palva T. Mastoid obliteration. Acta Otolaryngol Suppl 1979;360: 152-4.

3) Gacek RR. Total obliteration of the chronic draining ear. J Otolaryn-gol 1979;8:515-6.

4) Minatogawa T, Machizuka H, Kumor T. Evaluation of mastoid oblite-ration. Am J Otol 1995;16:99-103.

5) Montandon P, Benchaou M, Guyot JP. Modified canal wall-up mastoi-dectomy with mastoid obliteration for severe chronic otitis media.

ORL 1995;57:198-201. 6) Hench LL, Splinter RJ, Allen WC. Bonding mechanisms at the inter-

face of ceramic prosthetic materials. J Biomed Mater Res 1971;5: 117-41.

7) Takahashi S, Nakano Y. A morphological study on obliteration of the temporal dorsal bullae using hydroxyapatite granules. Am J Otol 1996;17:197-9.

8) Brown JS. A ten year statistical follow-up of 1142 consecutive cases of cholesteatoma: The closed vs. The open technique. Laryngoscope 1982;92:390-6.

9) Lawson W. Frontal sinus. In: Blitzer A, Lawson W, Friedman WH, editors. Surgery of the paranasal sinuses. 2nd ed. Philadelphia: WB Saunders Company;1986. p.183-4.

10) Michel TJ, Rohrich RJ, Robinson JB. Frontal sinus obliteration: A comparison of fat, muscle, bone and spontaneous osteoneogenesis in the cat model. Plast Reconstr Surg 1995;95:586-92.

11) Linthicum FH. The fate of mastoid obliteration tissue: A histopatholo-gical study. Laryngoscope 2002;112:1777-81.

12) Bartels LJ, Sheehy JL. Total obliteration of the mastoid, middle ear, and external auditory canal: A review of 27 cases. Laryngoscope 1981; 91:1100-8.

13) Mongomery WW, Ojemann RG, Weiss AD. Suboccipital translabyrin-thine approach to acoustic neuromas. Arch Otolaryngol 1966;83: 566-9.

14) Pulec JL. Technique to avoid cerebrospinal fluid otorhinorrhea with translabyrinthine removal of acoustic neuroma. Laryngoscope 1994; 104:382-6.

15) House WF. Report of cases: Monograph-transtemporal bone microsur-gical removal of acoustic neuromas. Arch Otolaryngol 1964;80:617-67.

16) Lee SH, Lee JE, Lee KY. Management of mastoid cavity. J Clinical Otolaryngol 2002;13:30-5.

17) Lane JM, Sandnu HS. Current approaches to experinental bone graf-ting. Orthopaedic Clinics of North America 1987;18:213-25.

18) Chappard D, Zhiona A, Grizon F, Basle MF, Rebel A. Biomaterials for bone filling: Comparison between autograft, hydorxyapatite and one highly purufied bovine xenograft. Ball Assoc Ana 1993;77:59-65.