가토 각막 알칼리 화상에서 자가혈청이 창상치유에 미치는 영향

Abstract

각막 알칼리 화상은 각막 혼탁, 각막 궤양, 천공, 건성안, 녹내장 등의 합병증이 흔히 유발되며, 심한 경우 실명에 이르는 난치 질환이다. 그 치료로는 EDTA, cysteine, tetracyclin 등의 효소 억제제와 ascorbic acid, citrate 등의 산화제거제, steroid, indomethacine 등의 항염증제와 같은 여러 종류의 약물 치료등이 시도되었으나, 그 효과는 제한적이다. 혈청내에 있는 α1-macroglobulin, α2-macroglobulin, β1-globluin등은 collagenase의 활성을 방지하는 효과를 가지고 있음에 보고되었다. 본 연구에서는 알카리 화상후 자가 혈청 국소 점안이 각막 상피 치유에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위하여 상피 치유과정을 초기상피 치유 과정과 후기 상피 치유과정으로 나누어 정량분석 하였으며, 광학 및 전자 현미경 관찰을 통하여 각막 상피층의 기저 세포와 기저막, 전반부 각막 실질 사이의 관계를 형태학적으로 분석하여 혈청 국소 점안후 일어나는 변화를 대조군과 비교 관찰하였다. 각막실질 세포수와 각막 내피 결손 면적을 정량분석하여 자가혈청치료군을 대조군과 비교 관찰하였으며 방수내의 아스코르빈산, 포도당과 전해질의 농도를 대조군과 비교 관찰하였다. 상피치유의 정량분석 결과 초기 창상치유 과정과 후기 창상치유 과정 모두 자가혈청으로 치료받은 군과 대조군과의 유의한 차이가 없었다. 또한 PCNA를 이용한 면역조직학적 검사에서도 대조군이나 자가혈청 치료군 모두에서 상피세포 증식의 차이를 발견할 수 없었다. 형태학적 관찰 결과 대조군에서는 알칼리 화상 3일째 표본에서 상피 세포의 부종이 일어나고 과립모양의 electron dense particle에 각막 실질에서 관찰되었으며 세포내에는 programmed cell death가 일어남을 알 수 있었다. 자가혈청으로 치료한 군에서는 창상 후 3일째 세포의 분해가 심하게 나타난 것을 알 수 있으나 개개의 세포에서의 부종은 나타나지 않았고 더 compact한 multi-layer를 나타내었으며 상피 기저막이 비교적 잘 유지되는 소견을 보였다. 창상후 3주째에서는 대조군에서 상피 기저막의 부분적인 결손을 보였으며 자가혈청 치료군에서는 세포의 분해가 심하게 나타났으나 상피 기저막은 비교적 잘 유지되어 있는 소견이 관찰되었다. 각막실질 치유에서는 3주째 대조군에서 간질세포와 다핵형 백혈구와 같은 염증세포의 침윤이 보였으나 자가혈청 치료군에서는 간질세포가 대조군에 비해 적게 보이며 간질간격이 대조군에 비하여 넓어져 있는 부종 소견이 관찰되었다. 각막실질세포수를 정량분석 한 결과 대조군과 자가혈청 치료군 간에 유의한 차이가 없었으며 각막내피 결손면적 또한 두군간에 유의한 차이가 없음을 알 수 있었다. 방수내의 아스코르빈산의 농도와 포도당 그리고 전해질의 농도를 비교해본 결과 아스코르빈산의 농도만이 자가 혈청으로 치료받은 군에서 대조군에 비해 유의하게 증가한 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 각막 알칼리 화상 치료에 자가 혈청의 국소 점안의 효과가 부분적이라는 결과가 나왔다. 혈청에는 상피세포의 증식을 촉진하는 여러 요소가 존재하며 동시에 저해 요인도 존재하므로 이 두 요소들이 서로 상호 작용을 일으켜 부분적인 효과를 보이지 않았나 생각된다. 그러나 본 연구의 결과만으로 자가 혈청이 알칼리 화상 치료의 타당성 여부를 결정한다는 것은 합당치 못하다고 생각된다. 특히 방수내의 아스코르빈산의 농도가 유의하게 증가하여 있는 소견을 고려해 볼 때 좀더 다각적인 연구와 종합적인 판단이 필요한 것으로 사료된다.;Cornea alkali wound is one of most severe ocular injuries which cause various secondary complications such as ulceration, perforation, and neovascularization. Though various therapeutic substances and surgical maneuvers have been introduced in the management of alkali-wounded eyes, their medical and surgical outcomes were reported with limited success. There are reports that human serum contains inhibitory factors such as α1-macroglobulin, α2-macroglobulin, β1-globulin which may reduce ulceration of injured eyes when instilled in a patient's eye. In the present study, the effect of topically applied autologous serum on experimental rabbit corneal alkali wounds was evaluated in different application-time intervals. New Zealand white rabbits, weighing 2.5kg, total of 77(77 eyes), were used in this experiment. Initial epithelial wounds were induced by applying a 5.5mm round filter paper, soaked in 1N NaOH, put on the central corneal for 60 seconds. The animals were divided into two groups. One group received autologous serum topically four times per day for 3 weeks, and a second group was served as control. The epithelial, stromal, and endothelial healing were examined separately for three weeks using quantitative methods. Light and electron microscopy were performed for the morphological evaluation of the repair process of alkali damaged cornea. The autologous serum-treated group showed similar initial epithelial healing rate and cumulative epithelial defect size when compared with the control groups. Number of keratocyte in the anterior stroma and endothelial defect area were not significantly different between autologous serum-treated and control groups. Three days after alkali wound, the control epithelium showed cuboidal-shaped cells with intraepithelial apoptosis-like structure. Electron dense particles that are probably released through the channel were observed in control stroma. The autologous serum-treated group, showing elongated spindle shaped cells with multi-layer, revealed a severe disorganization. Three weeks after alkali wound, the control epithelium revealed a relatively well organized architecture and the junction between basement membrane and basal epithelial membrane indicated loose adhesion. More keratocytes and PMN like structures were shown in the control stroma than the autologous serum-treated stroma. Highly disorganized epithelial cells and relatively tight adhesion between the basement membrane and basal epithelium were noticed in the autologous serum-treated group. In both 3 days and 3 Weeks specimens, the concentrations of ascorbic acid in the aqueous humor were significantly increased in the autologous serum-treated groups when compared with control groups. However, the concentrations of glucose, NA^(+), K^(+), Ca^(++) and Mg^(++) in the aqueous humor were not statistically different between two groups. The present results provide evidence that topical application of autologous serum shows effect on corneal epithelial healing and change of ascorbic acid concentration in aqueous humor. However, further investigation should be needed for the evaluation of the effect of specific factors contained in serum on corneal alkali wound healing, since serum contains stimulatory as well as inhibitory components for corneal wound healing.