광대복원, 사각턱복원, 앞턱복원에 사용되는 PCL 자가골 이식: 객관적인 정보
- Dr. Park
- 3월 25일
- 4분 분량
안녕하세요.
구강악안면외과 전문의 박종철입니다. 안면골 복원 및 재건 시 다양한 종류의 보형물 재료가 사용되고 있으며, 그중 하나인 PCL(Polycaprolactone)에 대해 자세히 알아보겠습니다.
안면골 재건에 사용되는 다양한 보형물 재료와 PCL의 특징
안면골 재건에 사용되는 재료 중에는 본시멘트(Bone Cement, PMMA), PEEK(Polyetheretherketone), 티타늄(Titanium), 고어텍스(Goretex), 메드포어(Medpore), 실리콘(Silicon)과 같이 체내에서 흡수되지 않고 형태를 유지하는 비흡수성 재료들이 있습니다. 반면, PCL(Polycaprolactone)은 일반적으로 생분해성, 즉 흡수성 재료로 알려져 있습니다.
상용화된 PCL 보형물의 종류와 골형성 유도
현재 시판되고 있는 PCL 재질의 보형물은
순수 PCL로 제작된 경우,
순수 PCL과 다른 재료를 혼합한 경우
두가지로 크게 구별할수 있습니다.
이 중 PCL에 혼합되는 성분에 따라 다시
PCL - β-TCP(베타 TCP)
PCL - BGS 7
로 나뉘어 집니다.
PCL 자체는 생분해성 소재이지만, 뼈 형성을 유도하는 골유도성 소재는 아닙니다. 따라서 뼈 형성을 돕기 위해 베타 TCP나 BGS 7과 같은 성분을 혼합하여 사용하는 경우도 있습니다. 하지만 이러한 성분들이 추가되었다고 해서 PCL - β-TCP 또는 PCL - BGS 7 단독으로 뼈가 완전히 형성된다고 보기는 어렵습니다.
PCL - β-TCP(베타 TCP)의 특징과 임상적 고려 사항
PCL - β- TCP는 어느 정도의 탄성 변형이 가능하여, 재건된 뼈 주변에 미세한 굴곡이 있는 경우 보형물이 신체 내에서 안정적으로 유지될 수 있도록 기계적인 결합을 형성하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 양옆의 뼈가 온전한 상태에서 중간 부위의 뼈를 재건하는 경우에는 자가골을 혼합하지 않고도 뼈가 생성되었다는 보고가 있지만,
넓게 개방된 부위를 재건하는 경우, PCL - 베타 TCP만으로 뼈가 충분히 생성되는지 아직 명확히 확인되지 않았습니다. 따라서 PCL - 베타 TCP 단독 사용 시 뼈 생성 여부는 추가적인 임상 보고를 통해 확인해야 하며, 현재까지는 자가골을 함께 사용하는 것이 권장됩니다.
PCL - BGS 7의 특징과 임상적 결과
PCL - BGS 7은 2021년 8월경에 처음 출시된 재료로, 자가골과 함께 사용했을 때 뼈가 생성되는 것에 대한 3년 이상의 추적 관찰 데이터가 보고되고 있습니다.
연구 결과에 따르면 PCL - BGS 7과 자가골을 이용하여 골 이식을 시행한 후 형성된 뼈의 강도는 치아 임플란트를 지지할 수 있을 만큼 충분히 강한 것으로 나타났습니다. 중앙대학교 구강악안면외과 이의룡 교수 연구팀의 보고에 따르면,
PCL과 자가골을 이용하여 치조골을 재건하고 임플란트를 식립한 결과, 임플란트 식립 시 뼈의 강도가 매우 우수했으며(ISQ 70 이상), 상부 보철물까지 성공적으로 장착하여 기능하고 있다고 합니다.
구강악안면외과 영역에서의 골형성 유도와 PCL의 역할
구강악안면외과 영역, 더 나아가 치과 영역에서 골형성 유도를 통한 자가골 생성은 이미 널리 활용되는 기술입니다. 치과에서는 치조골이 부족한 경우 골유도재생술(Guided Bone Regeneration, GBR)을 통해 뼈를 재생시키는 방법이 일반적이며, 이러한 원리가 사각턱과 같은 안면골 영역까지 확장되었다고 이해할 수 있습니다. 즉 PCL은 골형성 유도를 위한 여러가지 차폐막 중의 하나로 사용가능합니다. 다른 차페막들에 비하여 견고하여 골형성을 위한 공간을 충분히 확보할수 있다는 것이 장점중에 하나입니다.
특히, PCL은 저온에서 단단하고 고온에서 부드러워지는 특징을 가지므로, 형상기억 고분자(SMP, Shape Memory Polymer) 또는 열가소성(Thermoplasticity) 고분자의 대표적인 예입니다.
PCL을 이용한 자가골 복원 시 고려해야 할 사항
PCL을 이용하여 자가골 복원을 시행할 때 고려해야 할 몇 가지 사항이 있습니다.
첫째, 복원해야 할 뼈의 양이 많은 경우에는 엉덩이뼈에서 자가골을 채취해야 할 수 있으며,
이는 불가피하게 일정 기간 동안 보행에 불편함을 초래할 수 있습니다. 복원량이 적은 경우에는 입안의 하악지(Ramus) 부위에서 자가골을 채취할 수 있으며, 이 경우 자가골 채취가 회복에 큰 영향을 미치지 않습니다.
기능적인 복원 보다 심미적인 복원을 위하여
신체내의 다른 부위에 추가적인 수술을 시도하는 것에 대한 장단점은
의료진과 환자본인과의 충분한 논의가 필요한 사항입니다.
추가적인 시술에 거부감이 있는 분들께는 동종골등의 상품화된 이식재를 추천드립니다.
둘째, 뼈가 생성되었다는 것은 해당 부위가 살아있는 조직이므로, 생리적인 변화에 반응할 수 있다는 점입니다. 따라서 생리적인 골 개조(bone remodeling) 과정을 통해 원래 계획했던 모습과 다소 다르게 자가골이 새로운 생리적 환경에 적응할 수 있습니다. 반면에 다른 비흡수성 보형물들은 생명력이 없는 무기체이므로, 인체 내 환경에서도 그 형태가 그대로 유지됩니다.
셋째, PCL은 시간이 지나면서 체내에서 분해된다고 일반적으로 알려져 있지만, 얼마나 빨리, 어느정도 분해 되는지는 아직 정확한 예측이 쉽지 않습니다.
PCL의 흡수성에 대한 고찰: 연조직으로의 대체 가능성
일반적으로 PCL은 생분해성 소재로 알려져 있지만,
실제 상품화된 제품들은 자가골 생성을 위한 지지대(Scaffold)로 활용될 뿐만 아니라 생분해성 소재임에도 보형물처럼 PCL 단독으로 사용되는 경우가 있습니다.
일반적으로 알려져 있듯이 PCL이 체내에서 완전히 흡수되어 사라진다면 단독으로 사용하기 어려울 것이며, 계속 남아있다면 일반적으로 알려진 PCL의 특징과 상반되는 현상입니다.
이에 대해, PCL은 단순히 녹아서 없어지는 것이 아니라 섬유성 연조직으로 대체되는 것이 아닌가 하는 의견이 제시되고 있습니다. 경희대학교 구강악안면외과의 이정우 교수 연구팀의 발표 자료에 따르면, PCL로 재건한 부위가 수년 동안 형태를 유지하고 있는 임상 사진을 확인할 수 있습니다.
J.-W. Long-Term Follow-Up of a
Novel Surgical Option Combining
Fibula Free Flap and 3D-Bioprinted,
Patient-Specific Polycaprolactone
(PCL) Implant for Mandible
Reconstruction. Bioengineering 2023,
10, 684. https://doi.org/10.3390/
bioengineering10060684
J.-W. Long-Term Follow-Up of a
Novel Surgical Option Combining
Fibula Free Flap and 3D-Bioprinted,
Patient-Specific Polycaprolactone
(PCL) Implant for Mandible
Reconstruction. Bioengineering 2023,
10, 684. https://doi.org/10.3390/
bioengineering10060684
J.-W. Long-Term Follow-Up of a
Novel Surgical Option Combining
Fibula Free Flap and 3D-Bioprinted,
Patient-Specific Polycaprolactone
(PCL) Implant for Mandible
Reconstruction. Bioengineering 2023,
10, 684. https://doi.org/10.3390/
bioengineering10060684
만약 PCL이 흡수되어 사라졌다면 해당 부위가 꺼져 보여야 하지만, 실제로는 잘 유지되고 있습니다. 이정우 교수팀은 이러한 형태 유지가 PCL이 연조직으로 대체되기 때문일 가능성이 높다고 설명하며, 영상학적으로 해당 기간 동안 골로 완전히 대체되었다는 명확한 증거는 아직 확인되지 않았다고 덧붙였습니다.
PCL 단독 보형물을 사용하는 경우 볼륨유지에는 도움이 되지만, 하중을 견뎌야 하는 곳에 적용시 시간이 지날수록 보형물의 강도가 약해지고 변형될수 있다는 것을 충분히 고려하여야 할 것입니다.
결론
지금까지 광대뼈, 사각턱, 앞턱 등의 안면골 복원 및 재건에 사용되는 재료 중 PCL에 대해 알아보았습니다. PCL은 자가골 이식과 함께 사용될 경우 뼈 재생에 효과적인 역할을 할 수 있으며, 특히 PCL - BGS 7의 경우 임플란트 식립이 가능할 정도의 뼈 강도를 확보할 수 있다는 임상 결과가 보고되고 있습니다. 다만, PCL의 흡수 및 대체 과정에 대해서는 더 많은 연구와 임상적 관찰이 필요할 것으로 보입니다.
감사합니다.
광대복원 사각턱복원 앞턱복원 pcl
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