화학 화상

화학 화상 (chemical burn)

일반적으로 산에 의한 손상은 안구 표면에 국한되고 알칼리에 의한 손상은 안구 조직 내로 침투하여 더 심한 손상을 일으킨다. 하지만 산성도가 강한 산은 알칼리와 유사하게 심한 손상을 가져올 수 있다. 화학 약품에 의한 손상은 가정에서 흔히 사용하는 세척제나 자동차 배터리에 의한 경우가 흔하고, 산업 현장에서 널리 사용되는 화학 용제들이나 화학 무기, 테러에 의한 손상도 많이 발생하고 있다.

역학

눈의 손상 중 약 10%를 차지하며 가정이나 산업 현장에서 흔히 발생한다.

원인

• 산 화학 물질

- 황산 (H₂SO₄) : 가장 흔히 볼 수 있으며, 주로 배터리 폭발 사고 시에 각막에 화학 화상 뿐 아니라 열에 의한 손상도 일으킨다.

- 아황산 (H₂SO₃) : 과일이나 채소 보존제에 많이 사용되는데, 이산화황(HSO_2)이 각막 조직의 수분과 결합하여 조직에 쉽게 침투된다.

- 불화수소산 (HF)

- 초산 (CH₃COOH) : 10% 이상의 고농도 용액일 때 심한 손상을 유발한다.

- 염산 (HCl) : 용액은 심한 손상을 일으키지만 가스는 자극성 때문에 눈깜빡임 반사 및 반사 눈물이 일어나 어느 정도 보호 작용이 나타난다.

- 크롬산 (Cr₂O₃) : 각막 상피를 갈색으로 변색시킨다.

- 질산 (HNO₃) : 노란색의 상피 침착물을 만든다.

• 알칼리 화학 물질

- 수산화 암모늄 (NH₄OH) : 증기는 심한 자극으로 인해 분비되는 눈물로 희석되어 심한 손상이 줄지만, 가스는 눈물에 쉽게 용해되고 지방 조직에도 잘 녹기 때문에 수분 내에 조직내로 침투하여 심한 손상을 일으킨다.

- 양잿물 (NaOH) : 세척제로 가정 내에서도 널리 사용하는데, 암모니아 다음으로 심한 손상을 일으킨다.

- 수산화 칼륨 (KOH) : 가성칼리라고도 불리며, 손상 정도는 양잿물과 유사하다.

- 수산화 마그네슘(Mg(OH)_2) : 복합적인 열 손상과 화학 화상을 일으킨다.

- 석회 (Ca(OH)₂) : 산업 현장에서 널리 사용되는 회반죽이나 시멘트의 주성분으로, 알칼리에 의한 안 손상의 가장 흔한 원인이다. 투과력이 떨어져 깊이 침투하지는 않지만 기질의 proteoglycan과 결합하여 알칼리 중에서 가장 빨리 심한 각막 혼탁을 유발한다.

병태 생리

일반적으로 알칼리는 조직 침투력이 매우 빠르고 강하지만, 산은 침투력이 약하여 표면에 국한되어 나타나므로 알칼리에 의한 화상이 더 심한 손상을 일으킨다. 알칼리는 세포 성분을 파괴하고, 아교질의 변성과 분해를 가져온다. 또한 조직 단백이 알칼리에 의해 가수분해되면서 발생하는 염증 반응의 산물들로 인하여 심한 손상이 일어난다. 이 경우 백내장, 녹내장, 무균성 궤양, 안구 위축 등의 합병증으로 인해 안구 유지 자체가 불가능해진다. 비록 적절한 치료로 안구 유지에 성공하더라도 각막이 반흔 조직과 신생혈관으로 덮이게 되어 실명하게 된다.

1. pH 변화 : hydroxyl 이온(OH^-)은 세포막의 지방산 구조를 비누화시키고, 아교질 섬유 사이에서 아교질 섬유를 보호하는 glycosaminoglycan을 분해하여 아교질 섬유가 쉽게 효소 분해되게 한다. 또한 pH 변화는 아교질 섬유의 부종을 가져오고 손상의 정도와 비례하게 된다. pH 1*5 이상이면 비가역적인 심한 손상이 일어난다.
2. 궤양과 단백 분해 : 단백 분해가 증가하고 아교질 생성이 감소하면 궤양이 진행된다. 다형핵 백혈구, 상피세포 그리고 기질세포에서 분비하는 단백 분해 효소들에 의한 손상과 자유 radical에 의한 손상이 발생한다. superoxide dismutase가 상대적으로 부족해지고 superoxide scavenger가 감소하여 자유 radical이 많이 발생한다. 이후 각막 상피가 재생되고 기질 혈관이 생성되어 단백과 proteoglycan 생성에 필요한 영양분이 공급되면 궤양 진행이 멈추고 기질세포가 손상 부위로 이주한다.
3. 회복기의 아교질 생성 장애 : 알칼리에 의한 손상은 안내 조직 깊숙이 작용하여 전방수와 섬모체에서 아스코르빈산의 농도가 감소하고 기질세포의 아교질 생성 작용이 방해받게 되어 조직 괴사가 진행된다.

분류

• 산 화상 (acid burn) : 안구 표면에 국한되지만, 산성도가 높은 강한 산은 알칼리와 유사하게 심한 손상을 가져올 수 있다.
• 알칼리 화상 (alkali burn) : 안구 조직 내로 침투하여 더 심한 손상을 일으킨다.

임상 소견

산과 알칼리는 조직에 대한 반응이 근본적으로 상이하다. 산은 상피의 조직 단백과 결합하여 불용성의 응고물을 만들어 각막 기질 내로 침투하는 것을 막는 장벽을 형성하고, 또한 기질은 pH 4 이하의 약한 산성 용액에 완충 능력이 있기 때문에 초기에 적절히 치료하면 예후가 비교적 양호하다. 반면 알칼리는 상피 세포막의 지방 성분을 비누화시켜 조직 단백을 용해시키면서 추가로 기질 내로 깊숙이 침투하므로 산에 의한 손상보다 예후가 매우 불량하다. 초기에는 조직 손상이 그리 심하지 않은 것 같아 보이지만 기질이 급속히 침범되어 손상 후 1주일 안에 심한 기질 부종과 신생 혈관을 초래할 수 있으며, 시간이 지남에 따라 조직 괴사가 진행되어 천공이 일어나기도 한다.

비수술적 치료

• 상피 재생과 세포 분화 촉진
• 인공눈물 제제 : 상피 재생에 도움을 주며, 건성안이 있는 경우 상피 재생이 완료된 후 보존제가 없는 인공 눈물을 지속적으로 사용하면 안구 표면 질환의 악화나 반복 진무름 발생을 줄일 수 있다.
• 안대 콘택트 렌즈 (BCL) : 상피 바닥막의 재생과 상피 세포의 이주 및 부착을 증가시킬 수 있고 통증이 심한 환자에서도 사용할 수 있다.
• 일시적 양막 이식술 : 급성 화학 화상에는 안대 콘택트렌즈를 착용하기 어렵기 때문에 시행한다.
• 섬유 결합소 : 세포간이나 세포-기질 간의 부착을 증진시켜 상피 재생에 도움을 주지만 상피세포의 분열이나 증식, 이주에는 작용을 하지 않는다.
• 표피 성장 인자 : 각막 상피세포를 증식시키고 이동을 도와 창상 치유를 돕지만, 손상된 기저막에서의 부착을 증가시키지는 않는ㄷ.
• 레티놀 산 : 각막 윤부 줄기세포의 분화를 촉진하여 각막 상피세포의 분열 및 생성을 증가시키고 결막 상피세포의 분화를 자극하여 술잔세포들을 회복시켜 눈물막을 안정시킴으로써 안구 표면의 적절한 수분을 유지시킨다.
• 히알루론산 : 상피세포의 분열과 이주를 증가시킬 뿐 아니라 염증 세포의 침윤을 억제하여 염증 반응을 줄이고, 반흔이나 결막붙음증의 발생 또한 줄일 수 있다.

  2. 각막 조직 재생 및 궤양 발생의 최소화

• 아스코르빈산 : 각막 기질세포의 아교질 생성에 도움을 주어 각막 얇아짐이나 초기 궤양 발생을 억제한ㄷ.
• tetracyclin : 아교질 분해 효소와 다형핵 백혈구의 활동을 억제하여 궤양 발생을 줄인다.
• 아교질 분해효소 억제제 : 속하는 약물들로는 0.2M disodium EDTA, 10~20% N-acetylcysteine 점안약, d-penicillamine, serum inhibitors(α2-macroglobulin, β1-globulin), TIMP 등이 있다. 임상적으로 아교질 섬유의 분해가 일어나는 1~2주 경부터 사용할 수 있다. 화상 초기부터 사용을 고려할 수도 있으나 상피 바닥막의 파괴는 보통 손상 후 1주일까지는 일어나지 않고 본격적인 기질의 괴사와 궤양은 2~3주가 되어야 시작하기 때문에 초기부터 사용하는 것은 임상적으로 큰 의의가 없다.