지방 주입의 정착률을 철저히 해설！흡수 메커니즘부터 정착률을 높이는 최신 기술까지
얼굴의 윤곽 형성이나 젊어짐을 목적으로 한 자가 지방 주입(지방 이식)은, 안전성이 높고, 자연스러운 마무리가 기대되기 때문에 미용 의료에서 매우 인기 있는 치료법입니다. 하지만, 환자나 의사에게 있어서 최대의 과제가 되는 것이 「주입한 지방이 어느 정도 생존하는가(정착률)」라는 점입니다. 지방의 일부는 체내에 흡수되어 버리기 때문에, 결과가 예측하기 어렵다는 단점이 있습니다. 본 기사에서는, 과학적·의학적인 에비던스에 기초하여, 지방 주입에 있어서의 흡수 메커니즘, 메타 분석에 의한 정확한 정착률, 그리고 정착률을 최대한으로 높이기 위한 포인트나 최신의 나노팻 기술에 대해 자세히 해설합니다. 더욱이, 정착률이 낮아지기 쉬운 사람의 특징이나, 이를 바탕으로 한 현명한 치료 계획의 세우는 방법에 대해서도 소개하겠습니다.
1. 흡수 메커니즘：왜 주입한 지방은 줄어들어 버리는가？
지방 주입 후에 볼륨이 감소해 버리는 배경에는, 이식된 지방 세포가 놓여 있는 가혹한 환경과, 그에 수반되는 괴사의 메커니즘이 존재합니다. 이식된 지방이 생존하기 위해서는, 주변 조직으로부터의 영양과 산소의 공급이 불가결입니다.
지방 이식의 초기 단계에 있어서, 이식된 지방 조직에는 아직 전용의 혈관망(혈액 공급)이 확립되어 있지 않습니다. 그 때문에, 이식 후 최초의 24시간부터 48시간은, 주변 조직액으로부터의 스며듦이나 직접적인 확산에 의해서만 영양과 산소를 얻게 됩니다(Wei 2017). 이 사실에 관련하여, 지방 이식의 생존에 관한 중요한 연구를 수행한 Carpaneda등은, 이식된 지방의 생존율이 「지방 덩어리의 두께와 기하학적 형상」에 강하게 의존한다는 것을 발견했습니다.
그들이 제창한 「보더랜드(borderland)」의 개념에 따르면, 이식된 지방 덩어리의 주변부로부터 1.5 ± 0.5 mm의 경계 영역에 있는 조직의 약 40%가 생존할 수 있다고 하고 있습니다. 역으로 말하면, 직경이 3 mm를 초과하는 것 같은 큰 지방 덩어리를 주입한 경우, 지방 덩어리의 중심부는 주변 조직액으로부터의 확산이 닿지 않아, 혈장의 흡수 장애를 일으킵니다. 그 결과, 중심부에 있는 지방 조직은 계속되는 허혈과 저산소 상태에 빠져, 최종적으로 괴사해서 액화해 버립니다(Chou 2017)(Wei 2017). 따라서, 주입하는 지방의 덩어리가 크면 클수록, 생존율은 그 직경에 반비례하여 저하되어 가는 것입니다.
더욱이, 이식 후의 용적 감소의 초기 단계의 메커니즘으로서는, 지방과 함께 주입된 팽창액(sham fluid)이나, 이미 생존 능력을 잃고 있는 비생존 세포가 체내에 흡수되는 것이 들 수 있습니다. 또한, 초기의 용적 감소가 진정된 후에도, 이식 후 12개월간에 걸쳐 완만한 용적의 감소가 보여질 수 있습니다. 이것은, 살아남은 성숙 지방 세포가, 환경의 변화에 적응하는 과정에서 지질을 방출(탈지질화)하고, 지질을 가지지 않은 선유아세포 양의 세포로 분화하는 것이 원인인 가능성이 시사되고 있습니다(Lv 2020).
2. 메타 분석이 보여주는 실제의 정착률 (Lv2020: 평균 47%)
지방 주입의 정착률에 대해서는, 이제까지 의사의 주관이나 경험에 기초한 평가가 많이 보여졌습니다. 하지만, 근년의 연구에서는 MRI나 CT, 3D 스캔을 이용한 객관적인 용적 측정이 행해지고 있습니다. Lv등이 2020년에 발표한 시스템매틱 리뷰와 메타 분석은, 객관적 측정 방법을 이용한 27의 연구(합계 1011명의 환자)를 통합한 매우 신뢰성이 높은 데이터를 제공하고 있습니다(Lv 2020).
이 메타 분석에 따르면, 안면부로의 지방 주입의 정착률은 연구마다 26%부터 83%의 범위로 들쭉날쭉했지만, 21의 적격 연구를 이용한 통합 데이터에서는, 최신의 추적 조사 시점에서의 평균 정착률은 47%(95% 신뢰 구간: 41%～53%)인 것이 명백해졌습니다(Lv 2020). 즉, 주입한 지방의 반 이하가 최종적으로 정착한다고 생각하는 것이 타당합니다.
또한, 추적 기간마다의 서브그룹 분석에 의해, 지방이 언제 감소하는가라는 타임라인도 명백해지고 있습니다. 정착률은 시간 경과와 함께 서서히 저하하고, 술 후 3개월의 시점에서는 53%, 6개월의 시점에서는 49%, 그리고 12개월의 시점에서는 41%가 되었습니다. 이 데이터로부터, 이식된 지방의 최대의 용적 감소는, 술 후 최초의 3개월간에 발생하는 것을 알 수 있습니다(Lv 2020).
흥미롭게도, 용적의 측정 방법에 의해서도 보고되는 정착률에 유의한 차이가 생기는 것이 시사되고 있습니다. 3D 스캔을 이용하여 용적을 측정한 15의 연구에서는 평균 정착률이 43%였던 것에 대해, CT를 이용한 5개의 연구에서는 평균 정착률이 57%로 높게 산출되었습니다. 이것으로부터, CT에 의한 평가는 정착률을 약간 과대 평가할 가능성이 있는 것이 시사되고 있습니다(Lv 2020).
3. 정착률을 높이는 5가지 포인트
흡수되는 지방의 비율을 최소한으로 억제하고, 정착률을 최대한으로 높이기 위해서는, 수술의 수기나 지방의 처리 방법에 고안이 요구됩니다. 과거의 임상 연구로부터 이끌어낸, 정착률을 향상시키는 5가지 중요한 포인트를 소개하겠습니다.
- 미세한 지방의 주입(마이크로팻 이식)앞서 설명한 흡수 메커니즘에서 언급한 대로, 지방 덩어리가 크면 중심부가 괴사합니다. 이를 방지하기 위해 Lin 등이 2006년에 제시한 「마이크로 자가지방이식(MAFT)」의 개념에서는 주입하는 지방의 1개 구획(덩어리)의 부피를 1/100 mL(0.01 mL) 미만으로 유지해야 한다고 권장하고 있습니다. 지방 덩어리의 반경을 약 1.3 mm 이하로 유지함으로써, 조직액으로부터의 영양 확산이 중심부까지 도달하기 쉬워지며, 괴사나 낭종 형성 등의 합병증을 피할 수 있습니다. 전용 주입기(MAFT-GUN 등)를 사용하여 1트리거당 1/120 mL(0.0083 mL)라는 극히 소량의 지방을 정밀하게 주입하는 기술이 효과적입니다(Chou 2017).
- 다층·다경로 분산 주입(멀티플레인·멀티채널)지방을 한 곳에 모아서 주입하지 않고, 여러 층(멀티플레인)이나 여러 경로(멀티채널)에 분산하여 주입하는 것은 이식된 지방과 주변 혈관상 사이의 접촉 면적을 늘리기 위한 매우 효과적인 방법입니다(Lv 2020). 예를 들어 이마의 윤곽 성형의 경우, 골막 바로 위의 심층, 전두근의 근육 내층(중간층), 그리고 진피 하의 피하 조직층(얕은층)이라는 3가지 서로 다른 깊이에 세밀하게 지방을 흩어지도록 이식함으로써, 이식 지방으로의 혈액 공급이 최적화됩니다(Chou 2017).
- 원심분리 또는 여과를 통한 적절한 지방 처리흡입한 지방에서 혈액, 유분, 부종액 등의 불순물을 제거하는 프로세스도 중요합니다. 메타 분석 데이터에 따르면, 지방 처리 기술로 「원심분리법」 또는 「여과(필트레이션)법」을 사용한 경우, 단순히 정치하여 분리시키는 「침전(세디멘테이션)법」과 비교하여 더욱 일관되고 안정적인 정착률을 얻을 수 있는 경향이 확인되고 있습니다. 원심분리법을 사용한 16개의 연구에서는 정착률이 47%, 여과법을 사용한 4개의 연구에서는 36%였으며 연구 간 편차가 적었던 반면, 침전법의 정착률은 46%였지만 연구 간 이질성이 매우 높아 결과가 불안정함이 입증되었습니다(Lv 2020).
- 2회차 이후의 추가 주입(터치업)지방 주입은 여러 번 진행함으로써 정착률이 비약적으로 향상됨을 알 수 있습니다. 메타 분석의 비교에서 1회차 주입의 평균 정착률이 45%(4개 연구)였던 것에 비해 2회차 주입의 평균 정착률은 63%(4개 연구)에 도달했습니다. 이 이유로는 1회차의 지방 이식으로 인해 레시피언트 사이트(이식 대상 부위)의 연부조직의 두께가 증가하고, 혈류가 풍부한 토대가 형성되어 있기 때문에, 2회차의 지방이 생존하기 쉬운 환경이 갖춰져 있는 것으로 생각됩니다(Lv 2020).
- SVF나 PRP 등의 세포·성장인자의 병용지방 흡입물질에 포함된 간질 혈관 세포군(SVF)이나 환자 자신의 혈액에서 추출한 다혈소판혈장(PRP) 등을 지방에 섞어서 이식하는 기법도 주목받고 있습니다. 메타분석에 포함된 연구에서는 SVF나 PRP를 보조적으로 사용한 경우, 술후 3개월까지의 초기 용적 감소를 경험한 후, 3개월에서 12개월 사이에 평균 용적이 점진적으로 증가·회복하는 특이한 현상이 보고되고 있습니다. 이러한 보조 인자들은 혈관신생을 강력하게 촉진하고 허혈 상태를 개선할 뿐만 아니라, 줄기세포의 증식과 지방세포로의 분화를 촉진함으로써 지방의 생존과 용적 회복을 지원하고 있다고 생각됩니다(Lv 2020).
4. 나노팻 줄기세포와 그 강력한 효과 (Wei2017)
근래 피부의 젊음을 되찾게 하고 지방의 정착률 향상에 있어 혁명적인 효과를 가져오고 있는 것이 "나노팻(nanofat)" 기술입니다. Wei 등의 연구에서는 나노팻을 이용한 자가 구조 지방 이식의 뛰어난 임상 효과와 그 배경에 있는 생물학적 메커니즘이 상세히 보고되고 있습니다(Wei 2017).
지방 흡입으로 얻어지는 간질 혈관 세포군(SVF)에는 지방유래 줄기세포(ASCs), 성숙 지방세포, 혈관 내피세포, 섬유아세포, 주피세포 등의 다양한 세포가 풍부하게 포함되어 있으며, 이들이 이식 부위의 급속한 혈관신생을 촉진하고 생존율을 높이는 것으로 알려져 있습니다. Wei 등의 수법에서는 채취한 지방 과립을 주사기 사이에서 연속적으로 3분간 밀어내는 것으로 기계적으로 유화시켜 액상으로 변화시킵니다. 그 후 초미세한 필터를 통과시킴으로써 직경이 약 50~100 μm이라는 극도로 작은 "나노팻"이 생성됩니다. 흥미롭게도 이 나노팻에서 콜라게나아제 소화를 거치지 않고 분리·배양된 세포(나노팻 유래 줄기세포: NFSCs)는 간엽계 줄기세포와 유사한 형태와 기능을 가지며, 지방세포, 골아세포, 연골세포로 분화하는 능력을 유지하고 있음이 확인되었습니다(Wei 2017).
나노팻은 종래의 지방 과립보다도 훨씬 작은 크기이기 때문에 동시에 주입되는 큰 구조 지방 과립(structural fat)과 SVF와의 접촉 면적을 극적으로 증가시킵니다. 이로 인해 지방 이식에 있어 SVF의 유익한 파라크린 효과(주변 세포에 영향을 미치는 작용)가 최대한으로 발휘됩니다(Wei 2017).
더욱이 Wei 등은 환자 자신의 혈액으로부터 만들어지는 다혈소판 피브린(PRF)의 병용 효과도 조사했습니다. PRF에는 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 혈소판 유래 성장 인자(PDGF), 형질 전환 성장 인자(TGF-β), 상피 성장 인자(EGF) 등의 조직 수복과 재생을 촉진하는 성장 인자가 대량으로 포함되어 있습니다. 실험실에서의 공동 배양에 있어 PRF는 용량 및 시간 의존적으로 NFSCs의 성장과 증식을 강력하게 촉진했습니다. 또한 14일간의 배양 후에는 지방 생성의 마커가 되는 유전자(PPARγ2, C/EBPα, ADD1)의 mRNA 발현 수준이 대조군과 비교하여 유의하게 상승하고 있으며, PRF가 줄기세포의 지방 분화를 뒷받침한다는 것이 증명되었습니다(Wei 2017).
이 기초 연구를 응용한 임상 시험에서는 얼굴의 연부 조직의 함몰이나 심한 노화 징후가 보이는 62명의 환자(테스트 그룹)에 대해 SVF를 풍부하게 포함하는 새로이 분리된 나노팻, PRF 및 자가 구조 지방을 혼합하여 이식했습니다. 이를 종래의 자가 지방 이식만을 받은 77명의 대조군과 비교했습니다. 결과적으로 나노팻+PRF 혼합 이식을 받은 그룹은 얼굴의 함몰 증상이 현저히 개선되었을 뿐만 아니라, VISIA 및 SOFT5.5 같은 기기를 이용한 객관적 평가에 있어 피부의 질감, 탄력성, 모공의 크기, 수분량이 술전과 비교하여 극적으로 향상되었습니다. 또한 주름과 색소 침착에 대해서도 개선의 경향이 보였습니다. 이는 나노팻에 포함된 SVF의 파라크린 효과와 PRF에 포함된 세포 인자의 항노화 작용에 의한 것으로 생각됩니다(Wei 2017).
술후 12개월 및 24개월의 장기 추적 조사에 있어 나노팻 그룹 환자의 평균 만족도는 90%를 크게 초과하고 있으며, 대조군의 만족도가 70% 미만이었던 것에 비해 압도적으로 높은 결과를 나타냈습니다. 더욱이 테스트 그룹의 62명 중 2회차 주입이 필요했던 것은 단 9명(14.5%)이며, 대부분의 환자가 1회 주입으로 만족할 만한 결과를 얻고 있습니다. 지방의 경결(경화), 액화, 낭종 형성 등의 중대한 합병증은 전혀 관찰되지 않았으며, 나노팻과 PRF를 조합한 수법이 매우 안전하고 효과가 오래 지속되는 우수한 치료법임이 입증되었습니다(Wei 2017).
5. 정착률이 낮은 사람의 특징
지방 주입의 정착률에는 개인차가 있으며, 환자의 나이나 치료를 받는 목적에 따라서도 결과가 좌우된다는 것이 연구에 의해 밝혀졌습니다.
고령 환자나이는 지방의 정착률에 있어 부정적인 요인이 될 수 있습니다. Gerth 등과 Denadai 등의 연구에 따르면, 고령 환자 그룹의 체적 정착률은 젊은 층 그룹과 비교하여 유의하게 낮다는 것이 보고되었습니다. 이러한 이유로는 가령에 따라 지방 조직 내에 존재하는 지방 유래 줄기세포(ASCs)의 증식 동향이 악화되고, 분화 능력도 저하된다는 것이 관련이 있다고 생각됩니다(Lv 2020). 가령한 줄기세포는 이식 후의 가혹한 허혈 환경을 극복하고 새로운 혈관을 구축하거나, 새로운 지방 세포를 만드는 힘이 약해지고 있기 때문에, 그 결과 흡수되는 비율이 많아지게 되는 것입니다.
미용 목적으로 증대(볼륨 업)를 희망하는 환자메타 분석의 서브그룹 분석에서 치료의 「적응증(목적)」별로 정착률을 비교한 결과, 미용 목적의 증대(Cosmetic augmentation)를 위해 지방 주입을 받은 환자의 평균 정착률은 42%(8개 연구)였습니다. 한편, 반측 안면위축증(롬베르그병) 등의 선천성 변형(Congenital deformities)의 재건 치료로서 지방 주입을 받은 환자의 평균 정착률은 51%(8개 연구)이며, 선천성 변형 환자가 정착률이 양호한 경향이 있다는 것이 밝혀졌습니다. 이러한 이유에 대해서는 논의가 있지만, 선천성 변형 환자의 연부 조직이 이식된 지방 세포에 대해 풍부한 영양과 공간을 제공하는 「느슨한 발판(loose scaffold)」을 형성하고 있기 때문에 지방이 생존하기 쉬운 환경이 되고 있는 것이 아닐까 추측되고 있습니다(Lv 2020). 역으로 말하면, 미용 목적의 건강한 조직에 억지로 볼륨을 더하려고 하는 경우, 조직의 압력이 높아지기 쉬워지고, 혈류가 방해되어 정착률이 다소 저하될 가능성이 있습니다.
6. 현명한 치료 계획: 정착률을 전제로 한 접근
지금까지의 증거에서 명확하듯이, 주입한 지방이 100% 정착하는 것은 아닙니다. 메타 분석이 보여주는 「평균 47%」라는 정착률과, 수술 후 처음 3개월 동안 체적이 크게 감소한다는 사실(Lv 2020)을 바탕으로, 의사와 환자는 현실적이고 전략적인 치료 계획을 세울 필요가 있습니다.
과잉 주입(오버 코렉션)의 실시정착률의 한계를 내다보고, 수술 시에는 희망하는 최종적인 마무리 볼륨보다도 의도적으로 많은 지방을 주입하는 「과잉 주입(오버 코렉션)」이 일반적으로 행해집니다. 예를 들어, Wei 등의 연구 프로토콜에서는 흡수되는 부분을 계산에 넣고, 목표로 하는 최종적인 체적보다도 25%에서 30% 많은 양의 지방을 주입하고 있습니다(Wei 2017). 이를 통해 수개월 경과하여 지방이 흡수된 후에 정확히 이상적인 볼륨이 남도록 설계되어 있습니다. 다만, 과도한 주입은 조직 내 압을 높이고, 혈류 장애에 의한 괴사나 결과의 원인이 되기 때문에, 한 번에 주입할 수 있는 양에는 한계가 있다는 것을 이해해 두어야 합니다.
「2회 이상의 치료」를 전제로 하다한 번의 수술로 완벽한 볼륨을 달성하려고 하는 것이 아니라, 처음부터 「복수 회의 치료」를 전제로 한 계획을 세우는 것이, 최종적인 만족도를 높이는 현명한 선택입니다. 앞서 설명한 대로, 2회째의 지방 주입은, 1회째의 주입(정착률 45%)과 비교하여 정착률이 유의하게 높다(정착률 63%)는 것이 메타 분석에 의해 증명되었습니다(Lv 2020). 1회째의 이식 지방이 혈관망을 구축하고, 피부와 조직을 확장하여 토대를 만들어 주기 때문에, 2회째의 지방이 압도적으로 생존하기 쉬워지는 것입니다. Chou 등의 임상 연구에서도, 1회째의 MAFT(마이크로 자가 지방 이식)로부터 4개월～6개월 후에, 추가 볼륨이나 미세 조정을 희망하는 환자에 대해 「2회째의 터치업 세션」을 실시하는 것이 유효하다고 되어 있습니다. 이 연구에서는 터치업을 포함하여 2회의 MAFT를 받은 환자의 만족도는 놀라울 정도로, 86.4%가 「매우 만족」, 13.6%가 「만족」이라고 답했으며, 합계 100%의 환자가 결과에 만족하고 있습니다(Chou 2017).
안전하고 확실한 주입 수기의 철저합병증을 방지하면서 정착률을 높이기 위해서는, 의사의 섬세한 기술이 필수입니다. 혈관 내로의 오주입에 의한 색전증(실명이나 뇌경색 등)을 방지하기 위해, 주입 전에는 반드시 주사기의 플런저를 당기고, 혈액이 혼입하지 않았는지를 확인할(흡인) 필요가 있습니다. 또한 주입은 가능한 한 낮은 압력으로, 천천히 행할 것이 요구됩니다. 지방이 한 곳에 고정되어 혈류가 차단되는 것을 방지하기 위해, 부채꼴로 바늘을 움직이면서, 다층에 걸쳐 세밀하게 줄을 긋듯이 주입하는(멀티플레인·멀티채널 주입) 것이, 안전하고 높은 정착률을 실현하는 핵심이 됩니다(Wei 2017).
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7. 요약
지방주입(지방이식)은 자신의 조직을 사용하기 때문에 이물질 반응의 위험이 없으며, 장기간에 걸쳐 자연스러운 회춘과 윤곽 형성을 실현할 수 있는 훌륭한 치료법입니다. 그러나 객관적인 메타분석 데이터가 보여주는 바와 같이, 주입된 지방의 평균 정착률은 약 47%이며, 대략 절반은 수술 후 3개월을 중심으로 부피가 감소하여 흡수됩니다(Lv 2020).
지방이 흡수되는 주요 원인은 중심부의 허혈과 저산소로 인한 괴사입니다(Wei 2017). 이를 방지하기 위해서는 반경 1.3mm 이하의 극소형 지방 덩어리(마이크로팻)를 여러 층에 분산시켜 주입하는 기술이 필수적입니다(Chou 2017). 또한 원심분리 등의 적절한 처리를 수행하는 것도 정착률 안정화에 기여합니다(Lv 2020).
근래에는 기계적 유화로 얻어진 초미세한 "나노팻"과 혈액 유래의 "PRF(다혈소판 피브린)"를 조합하는 최신 기술이 등장했습니다. 이 방법은 나노팻 유래 줄기세포(NFSCs)의 힘과 PRF의 성장인자에 의한 혈관신생·지방분화 촉진 효과를 결합함으로써, 단순한 볼륨업에 그치지 않고 피부질의 대폭적인 개선(회춘)과 극히 높은 환자 만족도(90% 이상)를 가져오는 것이 증명되었습니다(Wei 2017).
한편, 고령 환자나 미용 목적의 증대를 원하는 환자의 경우, 줄기세포의 기능 저하나 조직의 여유 부족으로 인해 정착률이 다소 낮아지는 경향이 있음을 이해할 필요가 있습니다(Lv 2020).
지방주입을 성공시키기 위한 가장 현명한 접근 방식은 "흡수될 것을 전제로 한 치료 계획"을 수립하는 것입니다. 25~30% 정도의 과다주입(오버커렉션)을 시행하고(Wei 2017), 1회차에 기초를 만든 후, 정착률이 급상승하는 2회차(63%)의 추가주입(터치업)으로 완성하는 로드맵을 그림으로써(Lv 2020), 안전하고 확실하게 이상적인 페이스라인과 젊어 보이는 피부를 얻을 수 있을 것입니다(Chou 2017).
참고문헌
- Lv Q, Li Y, Fan Y, et al. Fat Grafting for Facial Rejuvenation: A Systematic Review and Meta-analysis of Volume Retention. Aesthetic Plastic Surgery. 2020 DOI
- Egro F, Roy E, Rubin J, et al. Evolution of the Coleman Technique. Plastic & Reconstructive Surgery. 2022 DOI
- Firriolo J, Condé-Green A, Pu L. Fat Grafting as Regenerative Surgery: A Current Review. Plastic & Reconstructive Surgery. 2022 DOI
- Wei H, Gu S, Liang Y, et al. Nanofat-Derived Stem Cells with Platelet-Rich Fibrin for Facial Rejuvenation. Oncotarget. 2017 DOI
이 글을 쓴 사람
나카무라 히로미츠의사
Zetith Beauty Clinic 긴자·오사카·후쿠오카
국내 및 국제학회에서의 연구 발표 실적을 보유하고 있으며, Zetith Beauty Clinic 전체의 기술 지도·교육에도 참여하고 있습니다. 해부학적 근거에 기반한 정밀한 미용의료를 전문으로 하며, 개개인의 골격과 조직에 맞춘 자연스러운 마무리를 추구하고 있습니다.