최근 ‘Regenerative Aesthetics과 CaHA 제제’를 주제로 좌담회가 개최됐다. 이번 좌담회에서는 박제영 원장(압구정오라클피부과)을 좌장으로 Katherine Goldie(영국 Clinic 77) 박사의 발표가 있었다. 본지에서는 이날의 강연 및 토의 내용을 요약·정리했다. |
The Evolving Field of Regenerative Aesthetics
연자 Dr. Katherine Goldie Medical director
재생의학(regenerative medicine)은 외상, 노화 등으로 인해 손상된 인체 부위의 기능을 정상적으로 회복시키기 위해 세포와 조직을 재생시키는 것을 말한다.
특히 재생 에스테틱(regenerative aesthetics)의 목표는 노화 과정으로 인해 손상된 연조직의 손상을 치료하는 것뿐만 아니라 에스테틱 측면에서 가시적인 효과를 얻는 것이다. 즉 재생 에스테틱을 통해 조직의 성분, 비율, 밀도 등의 ‘구조’와 세포 기능, 세포 구성요소, 유전자 발현 등 ‘기능’을 함께 회복시키는 것을 목표로 한다.
정상 세포는 노화로 인해 텔로미어(telomere) 말단의 길이가 짧아지면서 노화(senescent) 세포가 되는데, 노화 세포는 세포외 소포체(extracellular vehicle)에 관여하여 세포외 기질(extracellular matrix, ECM)의 파괴, 노화 및 악화를 유발한다.
재생 에스테틱 치료 표적은 ECM 내의 섬유아세포(fibroblast)가 활성 상태로 되도록 유도하는 것이다. 섬유아세포 말단에 위치한 인테그린(integrin)을 자극해 섬유아세포 내부에 있는 근원섬유(myofiber)가 적절한 활동을 하게 되면 세포가 휴면 상태에서 활성 상태로 전환된다.
재생 에스테틱에 있어 중요한 전략 중 하나는 스캐폴드(scaffold)를 이용하는 것이다. 스캐폴드는 세포를 직간접적으로 자극해 활성세포 주기가 연조직 구조와 기능을 재현하도록 안내하며 조직 재생에 도움을 주는 역할을 한다.
CaHA 효과
대표적인 재생 스캐폴드로 칼슘 하이드록실아파타이트(calcium hydroxylapatite, CaHA; 제품명 레디어스)가 있다. CaHA는 세포 재생을 촉진시킬 뿐만 아니라, 생체자극 스캐폴드(biostimulatory scaffold)에 긍정적인 기여를 하는 물질이다.
CaHA는 진피(dermis)의 두께를 두껍게 만들며 구조와 기능의 변화를 일으킨다. Dilute CaHA에 관한 연구에 따르면 CaHA는 피부의 질(skin quality)을 향상시켰는데, CaHA 주입 6개월 이후 주름 깊이와 피부 거침 정도를 유의하게 감소시키는 결과를 보였다.
또한 CaHA 주입으로 기준시점 대비 탄력섬유(elastic fiber), 엘라스틴(elastin), 프로테오글리칸(proteoglycan)이 재생되어 체내 비율이 증가했으며, 표피능(rete ridge) 깊이가 증가한 것으로 확인됐다.
CaHA는 콜라겐 합성(neocollagenesis), 엘라스틴 생성, 혈관신생(angiogenesis) 등 다각적으로 새로운 조직을 형성하여 전반적인 피부 재생의 효과를 나타낸다. ‘콜라겐 합성’의 경우 3형 콜라겐을 생성하고 점차적으로 1형 콜라겐으로 전환시킨다. 3형 콜라겐은 1형 콜라겐을 안정화하고 조직화하며, 보다 두껍고 적절하게 배열하는데 도움을 준다. CaHA 주입으로 1형 콜라겐과 3형 콜라겐 및 엘라스틴 구성이 증가되었다<표 1>.
즉, CaHA는 1형 콜라겐과 3형 콜라겐 복원을 통해 피부를 보다 유연하게 만들었다.
또한 CaHA는 피부 탄력 개선에 효과적인 엘라스틴 생성을 증가시킨다. CaHA 주입 6개월 후 엘라스틴의 유의한 증가가 확인되었다.1,2 CaHA는 새로운 혈관을 형성하는 ‘혈관 신생’ 효과도 보이는데, CaHA 투여 후 4개월과 9개월 차에 혈관 신생이 증가한 것으로 확인됐다.3
에스테틱 재생을 위한 바이오스티뮬레이터가 갖추어야 할 중요한 요소로 성분, 입자 형태, 입자 크기, 매끄러움, 다공성 등을 꼽을 수 있다. 특히 CaHA는 표면 특성상 주변 세포들이 표면에 잘 달라붙으며, 또한 휴면 상태에 있던 섬유아세포가 기능적인 상태로 활성화되어 납작한 형태가 되도록 재배치(repositioning)하는 중요한 플랫폼 역할을 한다.
CaHA와 면역반응
재생 에스테틱은 근원섬유와 인테그린에 접촉하는 기계적인 변환(mechanical transduction)도 중요하지만 면역 체계의 도움도 필요하다. CaHA, PLLA 등이 체내에 주입되면 이를 이물질로 간주하여 인체는 다양한 면역반응을 일으키게 된다. 둥근 표면을 가진 CaHA 같은 물질에 대해 면역체계는 M2 대식세포가 조절단백질로 작용하는 반면, 거친 표면을 가진 PLLA 등의 물질에 대해서는 염증을 유발하는 M1 대식세포가 작용한다.
M1 대식세포가 작용하게 되면 많은 양의 콜라겐을 빨리 생성할 수 있지만 염증성 반응이 발생할 가능성이 높다. M1 대식세포에 CaHA 및 PLLA 희석액을 넣어 24시간 배양 시, CaHA 희석액을 넣은 배양액에서는 염증성 사이토카인의 증가가 나타나지 않았지만, PLLA 배양액에서는 4가지 염증성 사이토카인의 과다 발현이 관찰됐다<그림 1>.4 이를 통해 생체자극제(biostimulator)인 두 성분이 서로 다른 면역반응을 유도함을 확인했다.
Discussion
패널 : 김창식 원장(창피부과), 박주혁 원장(더힐피부과), 백승환 원장(서울원피부과), 심현철 원장(더셀피부과), 정성규 원장(닥터스피부과), 홍원규 원장(휴먼피부과)
홍원규: CaHA를 주입한 부위 이외의 다른 부위까지 변화를 유도하는 기전은 어떻게 되나요?
Katherine: CaHA 희석 정도에 따라 피부 층에 퍼지는 정도가 달라집니다. 이에 따라 유두진피(papillary dermis), 망상진피(reticular dermis), 조직을 관통하는 인대(ligament) 등에 CaHA가 퍼져 있는 것을 확인할 수 있습니다. 섬유아세포와 구형 형태인 CaHA 간의 직접적인 개별 접촉만이 재생을 유도할 수 있는 유일한 기전은 아니며 여러 기전이 작용하는 것으로 알려져 있습니다.
심현철: PLLA가 구형의 제품으로 나올 경우 CaHA의 특징 및 효과가 같은지요?
Katherine: CaHA의 가장 큰 특징은 구형(sphere) 형태로 섬유아세포에 붙어 효과가 나타나는 것으로 알려져 있습니다. 다만 단순히 구형과 매끄러운 모양뿐만 아니라 체내에서 분해되어 나타나는 미립구(microsphere) 특징 등에 의해 재생 효과가 나타납니다. PLLA가 CaHA의 모양, 형태와 동일하더라도 체내에서의 작용은 다를 수 있습니다. 따라서 동일한 효과를 보이는지에 대해서는 알려져 있지 않아 유효성 및 안전성이 입증되어야 합니다.
백승환: CaHA와 생리식염수를 어떤 비율로 희석할 때 콜라겐 생성률이 높은가요?
Katherine: CaHA의 대표적 제품으로는 레디어스가 있으며, 레디어스는 CaHA 30%와 CMC (sodium carboxymethylcellulose) 겔 70%로 구성되어 있습니다. 한 연구에서 1:2 이상으로 희석 시 콜라겐 등의 생성에 도움이 되지만, 진피 내 CaHA 입자가 넓게 퍼지는 현상이 나타나기도 했습니다. 전반적인 스킨 퀄리티 및 재생 효과를 동시에 얻기 위해 1:1~1:2의 비율을 권장합니다.
박제영: 환자의 상태, 시술 영역, 피부 두께, 노화 진행 정도 등의 피부 상황에 따라 희석 농도를 다양하게 사용할 것으로 예상됩니다.
박주혁: CaHA의 경우 1:1 비율 이상으로 희석 시 생체자극(biostimulation) 효과에 어떤 변화가 있는지요?
Katherine: CaHA의 경우 희석 농도에 따른, 재생, 생체 자극 등에 대한 자극 반응을 평가한 연구가 진행되었습니다. CaHA의 희석농도를 1:1로 했을 때 최대 재생효과를 보였으며, 1:1를 초과해 희석했을 경우에는 넓게 퍼지게 되지만 콜라겐 등의 생성 효과는 조금 떨어지는 것으로 나타났습니다. CaHA의 희석 비율은 다양하게 조절할 수는 있습니다. 다만 과하게 희석하였을 경우 젤에서의 미립구 지탱이 어려워지며, 미립구가 가라앉는 현상을 보였습니다.
김창식: 환자들에게 CaHA의 효과를 어떻게 설명하시나요?
박제영: 피부상태의 측면에서 CaHA는 볼륨 증대를 목적으로 사용하는 것이 아니라 생체자극제로 작용한다고 환자들에게 설명합니다. 또한 에스테틱 효과가 있으면서
피부톤, 탄력, 견고함(firmness)에 효과가 있다고 말합니다.
정성규: 젊은 환자에서도 CaHA가 효과가 있는지요?
김창식: 희석한 CaHA를 젊은 환자에게 투여했던 사례보고가 있었습니다. 볼륨감과 수분감 측면에서 만족도가 높아졌다고 합니다. 즉 젊은 환자들에게는 희석했을 때에도 CaHA의 효과가 충분히 나오는 것으로 볼 수 있겠습니다.
홍원규: 개인적인 사용 경험상, CaHA는 젊은 사람에 비해 나이가 있는 사람에서 개선효과가 더욱 좋았습니다. 특히, 전반적인 피부상태를 개선시키는 효과가 뛰어납니다.
References
1. Yutskovskaya, Yana Alexandrovna, Anna Daniilovna Sergeeva, and Evgeniya Altarovna Kogan. “Combination of Calcium Hydroxylapatite Diluted With Normal Saline and Microfocused Ultrasound With Visualization for Skin Tightening.” Journal of Drugs in Dermatology: JDD 19.4 (2020): 405-411.
2. González, Noelani, and David J. Goldberg. “Evaluating the effects of injected calcium hydroxylapatite on changes in human skin elastin and proteoglycan formation.” Dermatologic Surgery 45.4 (2019): 547-551.
3. Yutskovskaya, Yana, Evgenjia Kogan, and Eugene Leshunov. “A randomized, split-face, histomorphologic study comparing a volumetric calcium hydroxylapatite and a hyaluronic acid-based dermal filler.” Journal of drugs in dermatology: JDD 13.9 (2014): 1047-1052.
4. Nowag, Bartosch, et al. “Biostimulating fillers and induction of inflammatory pathways: A preclinical investigation of macrophage response to calcium hydroxylapatite and poly-L lactic acid.” Journal of Cosmetic Dermatology (2023).