Morphologic study on a vascularized composite flap for tracheal reconstruction in rabbit

의학과/박사[한글] 연골막을 이용한 기관(trachea)골격의 재건은 여러 차례 성공적으로 보고되어 있으나 기관점막의 복원에 대해서는 아직 이견이 많아 주위 상피로부터의 이행(ingrowth)에 의한다는 견해와 화생(metaplasia)에 의해 재건된다는 주장으로 크게 양분되어 있다. 본 연구에서는 피판의 구성 상태에 따른 이식점막의 운명, 즉 복원 및 재생능력에 있어 어떠한 차이를 나타내는 지를 알아보기 위해 토끼에서 이개 동 ·정맥 혈관경을 가진 연골막에 구강점막을 이식하여 점막의 재혈행화(revascularization)를 시도한 후, 이식점막 의 운명에 대하여, 시기에 따른 형태학적 변화를 관찰하였다. 혈행이 유지되지 않는 유리이식(free graft)으로 구성된 연골막-구강점막 복합피판을 대조군으로 하였으며, 이들을 대상으로 광학현미경 검색, 주사전자현미경 검색, BrdU 표지세포 및 cytokeratin 발현을 면역조직화학적으로 검색하였다. 이와 같은 형태학적 관찰을 통해 피판의 구성상태에 따라 점막재건의 양상에 어떤 차이가 있는 지를 알아 보았으며 또한 점막재생이 주위조직의 이동에 의한 것인지, 혹은 이식점막의 화생인지를 규명해 보고자 하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 대조군에서는 광학현미경 검색상 이식한 점막의 상피는 이탈, 괴사되고 주변 정상점막의 세포들이 괴사된 기도 결손부로 자라 들어옴으로써 결손부가 재건되었다. 특히 결손부의 중앙부위는 주변부에 비해 점막의 재건이 지연되어 6주에 이르기까지 정상적인 위중충 원주세포의 모양을 갖추지 못하였다. 섬모의 출현은 8주에 이르러서도 일정치 않았다. 2. 대조군과 달리 실험군에서는 광학현미경 검색상 이식점막의 상피세포가 생존하였으며 2주경부터는 부분적으로 정상 원주세포와 유사한 상피세포들로 피복되었다. 4주에는 정상 점막세포와 구별하기 어려운 위중층 원주상피로 피복되었으며 6주경부터는 섬모도 비교적 일정하게 관찰되었다. 3. 주사전자현미경을 통해 섬모 재생을 관찰한 결과 대조군에서는 6주 표본에서 불완전한 섬모의 출현이 부분적으로 관찰된 반면, 실험군의 경우, 4주 표본에서부터 가늘면서 돌출정도가 상이하기는 하지만 일정한 형태의 섬모 증식을 관찰할 수 있었다. 4. BrdU 표지세포를 검색한 결과 실험군에서는 정상 점막상피와 이식한 점막상피의 기저세포층 모두에서 표지세포가 관찰되었으나 표지지수에 있어 유의한 차이는 없었다. 이상의 결과를 요약하면 실험군의 점막재건은 대조군보다 구조적으로나 생리적으로 라르고 우수하였다. 대조군에서는 이식점막이 괴사되면서 주위 점막으로부터의 이행에 의해 결손부가 재건되는 양상을 보인 반면, 실험군에서는 이식점막이 연골막의 혈관상(vascular bed)에 의해 재혈관화되어 생존하였다. 즉 실험군의 경우, 대조군과 같이 이행에 의한 상피 피복외에도 이식점막의 화생을 시사하는 여러 소견들이 관찰되었다. 따라서 구조적으로나 생리적으로 우수한 기도재건에는 일정한 혈관상의 유지가 매우 중요한 요소라고 생각된다. [영문] Successful regeneration of a cartilage framework using perichondrium has been reported by several authors but there are some arguments surrounding mucosal regeneration. Some authors report that regeneration of mucosa is completed by ingrowth from neighboring tissue but others insist that it occurs via metaplasia from the squamous epithelium. This study was designed to investigate the differences in regeneration between nonvascularized and vascularized flaps. A 5x15 mm sized vascularized composite flap composed of vascularized perichondrium pedicled on the central auricular artery and free buccal mucosa which was harvested from the oral cavity and sutured on the vascularized perichondrium was fabricated in a rabbit ear. It was transferred to a pre-created 4×12 mm tracheal defect. A morphologic study was carried out to determine the out-come of the grafted mucosa at regular intervals under light microscopy after H & E staining. Scanning electronmicroscopy and immunohistochemical study were included to elucidate the characteristics of the regenerated mucosa. A nonvascularized perichondrial-mucosal composite flap with the same dimension was transferred in the control group. The results are as follows: The control group showed necrosis of the grafted mucosa and defective area was covered by ingrowth of the neighboring normal mucosa. The periphery of the defective area regenerated earlier than the central area and immature epithelia were still found 6 weeks after the graft. Regeneration of cilia was rather inconsistently observed 8 weeks after the transfer. In the experimental group, the grafted mucosa survived on the vascularized perichondrium which was thought to act as a vascularizing bed. Two weeks after reconstruction, the covering epithelium appeared almost as normal as the tracheal columnar epithelium. At 4 weeks, the regenerated mucosa could hardly be distinguished from the normal mucosa. Regeneration of cilia was consistent at 6 weeks in the experimental group. On scanning electronmicroscopic examination, ciliary regeneration was earlier and more complete than in the experimental group. In the control group, immature cilia were partially Present even after 6 weeks but in the experimental group, thin, irregularly protruded cilia were regenerated at 4 weeks. BrdU was labelled on both normal mucosa and grafted mucosa in the experimental group without any statistically significant differences. Mucosal regeneration in the experimental group was superior to the control group in terms of degree and quality. Mucosal coverage of the control group occurred by ingrowth from the neighboring mucosa. In the experimental group, survival of the grafted mucosa relied upon revascularization through the vascular pedicle. It can be conceived that metaplasia of the grafted mucosa occurs in a vascularized composite flap transferred group. In conclusion, Maintenance of vascularization is essential to successful regeneration of grafted mucosa with good quality.restrictio