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광업 성
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1 대한화상학회지제 18 권제 1 호 7 Journal of Korean Burn Society Vol. 18, No. 1, 7-12, 2015 중증화상환자의수액치료에서하트만용액과플라즈마솔루션에이를사용하였을때혈액산 - 염기변화에대한비교 이상진ㆍ조인수ㆍ박영태ㆍ정영민ㆍ최수열ㆍ박진형ㆍ유경탁 1 한전병원응급의학과, 1 외과 The Comparison of Blood Acid-Base Changes in Severe Burn Patients Resuscitation with Hartmann Solution and Plasma Solution-A Sang Jin Lee, M.D., In Soo Cho, M.D., Young Tae Park, M.D., Young Min Jung, M.D., Soo Yerl Choi, M.D., Jin Heoung Park, M.D. and Kyung Tak Yoo, M.D. 1 Departments of Emergency Medicine, 1 Surgery, KEPCO Medical Center, Seoul, Korea Purpose: Intravenous infusion of crystalloid solution is very important in the treatment of severe burn patients. But variable blood acid-base differences can be induced due to crystalloids. The aim of this study was to compare, in severe burn patients, the effects of two balanced fluids (Hartmann solution and plasma solution-a) on blood chemical differences. Methods: A retrospective review was performed on 21 patients from January 2010 to December 2012 who admitted as severe burn patients to KEPCO Medical Center burn care unit. One group was resuscitated with Hartmann solution according to Parkland formula. The other one was resuscitated with plasma solution-a. Results: 21 patients were enrolled. 14 patients belonged to plasma solution-a group and 7 patients belonged to Hartmann solution group. Bicarbonate, ph, serum lactate and serum electrolytes showed no statistic differences between plasma solution-a and Hartmann solution group (P>0.05). As time went by, ph and bicarbonate increased and serum lactate level decreased in both group. Conclusion: In this study, plasma solution-a had equally alkalinizing effect as Hartmann solution in severe burn patient resuscitation. (J Korean Burn Soc 2015;18:7-12) Key Words: Burn, Plasma solution-a, Hartmann solution, Metabolic acidosis 책임저자 : 조인수, 서울시도봉구우이천로 , 한전병원응급의학과 Tel: , Fax: mensa@hanmail.net 서론중증화상환자들은탈수, 저혈량성쇼크, 체액의위치변이그리고부종으로인해조직내의관류저하가발생하여대사성산증에쉽게빠지게된다 1). 중증산증은심근수축력을떨어뜨려심박출량을감소시키고, 혈압저하의원인이된다. 또한산증은노르에피네프린이수용체에결합하는과정을방해하며세포기능과관련된효소반응, ATP 생성, 지방산생합성, 뼈의생성과재흡수에도부정적인영향을끼칠수있다 2-4). 여러화상학교과서에서는중증화상환자에서발생하는조직내관류저하와그로인한대사성산증을예방하기위한수액소생술과관련하여어느시점에얼마만큼의수액을줄것인가이외에도어떤종류의수액을줄것인가에대해다양한이론들을제시하고있다. 다수의논문들은초기중증화상환자에서발생하는혈관투과도증가및폐부종에대한우려로정질액 (Crystalloid) 투여가우선되어야함을주장한다 1,5). 그럼에도어떤종류의정질액을사용할것인가에대한논의는거의없다. 일반적으로화상환자의수액소생술에서가장많이쓰이는정질액은하트만용액이다 6). 생리식염수의경우나트륨과염소이온만으로등장성을확보하여가격이저렴하다. 그러나체액과는생리적으로다른조성과 ph를가지고있고혈장에비해상대적으로높은염소이온농도를가지고있어급속정주 (rapid infusion) 시고염소성대사성산증 (hyperchloremic metabolic acidosis) 을유발할수있다 7). 하트만용액은상대적으로체액과유사한조성을가지고있으면서염소의비율이비교적낮은대신 28 meq의젖산화나트륨 (Sodium lactate) 이포함되어있어고염소성대사성산증을예방할수있는장점이있다 8). 그러나완충제로사용된젖산화나트륨이간부전환자에게고젖산혈증을일으킬수있다는보고가있고 9), 용액내에포함된칼슘때문에수혈시나일부정맥주사제와같이사용하기에부적합하며 10), 혈장보다다소저장액이다. 최근에는하트만용액과다른종류의완충제를고농도로

2 8 대한화상학회지 Vol. 18, No. 1, 2015 Table 1. Plasma and Commonly Used Intravenous Crystalloid Solutions Fluid meq/l Na + Cl - K + Ca ++ Mg ++ Buffers ph Osmolality (mosm/l) Plasma Bicarbonate (25) % NaCl Hartmann solution Lactate (28) Plasma-Lyte Acetate (27) Plasma solution-a Gluconate (23) 사용하여염기화효과 (Alkalinizing) 가뛰어날것으로예상되고, 칼슘이포함되지않았으며, 등장액인 Plasma-Lyte가주목받고있다. 수술환자나중증외상환자에서급성기수액치료에있어생리식염수와하트만용액을비교한논문은많았으나하트만용액과 Plasma-Lyte를비교한논문은드물다. 특히화상환자를대상으로두수액을각각적용하였을때발생할수있는혈액의산-염기변화에대한논문은없다. 이연구의목적은중증화상환자의수액소생술에하트만용액과 Plasma-Lyte를각각적용하였을때대사성산증개선효과에서어떤차이가있는지알아보는것이다. 국내에는 Plasma-Lyte가들어와있지않으나 Plasma-Lyte와유사한제품으로플라즈마솔루션에이가나오고있다 (Table 1). 이논문에서는 Plasma-Lyte 대신플라즈마솔루션에이를사용하여연구를진행하였다. Table 2. The Demographics of Patients Hartmann solution Group Plasma solution-a Total P-value Sex Female Male Total Burn Type Electrical Flame Scalding Total Inhalation N Y Total 대상및방법 2010년 1월 1일부터 2012년 12월 31일까지일개지역응급의료센터를통해입원한화상환자중총체표면적 20% 이상의화상환자, 흡입화상및전기화상등중증화상환자를대상으로했다. 대상환자중수상후 8시간이상지체되어응급실에도착한환자, 입원후 48시간이상체류하지못한환자, 사망한환자그리고치료중타병원으로전원된환자는배제하였다. 총 251명중 20명의환자가플라즈마솔루션에이로수액소생술을받았고나머지 231명의환자는하트만수액으로수액소생술을받았다. 플라즈마솔루션에이군 20명중수상후 8시간이상지체되어도착한 2명, 사망 1명, 전원 3명을제외한 14명을최종연구대상으로선정하였고, 하트만용액군 231명중수상후 8시간이상지체되어도착한 44명, 사망 31명, 전원 60명, 입원후 48시간이상체류하지못한 89명이상 224명을제외하고 7명을최종연구대상으로선정하였다. 대상환자는내원즉시총체표면적확인및체중을확인 하고 Parkland 공식에따라수액소생술을시작하였다. 단초기 8시간동안투여하는수액은수액투여로인한조직내부종을감소시키기위해 Warden 공식에나오는고장성수액을사용하되수액량은 Parkland 공식에따랐다. 모든환자들은수액의종류와관계없이 180 meq/l의나트륨농도의고장성수액을투여받았으며, 하트만용액의경우 50 meq/l, 플라즈마솔루션에이의경우 40 meq/l의중탄산나트륨 (NaHCO 3) 를추가해목표농도로조절하였다. 대상환자들은수액소생술시작 8시간경과후부터는중탄산나트륨을섞지않은하트만수액과플라즈마솔루션에이를사용하였으며, 8시간경과후부터교질삼투압을확보하여혈장량을늘리고조직내부종을예방하기위해혈중알부민농도가 2 g/dl 이상이되도록 20% 알부민용액을투여하였다. 모든대상환자는내원직후부터 6시간간격으로내원후 42시간까지동맥혈가스분석 (ABGA) 및혈중알부민, 젖산수치를확인하였으며, 수액소생술의평가는소변량이 ml/kg/hr를유지하도록정질액의정주속도를조절하였다. 대상군의인구통계학적특징과 6시간간격으로채혈

3 이상진등 : 중증화상환자의수액치료에서하트만용액과플라즈마솔루션에이를사용하였을때혈액산 - 염기변화에대한비교 9 한결과는 r-project를이용해 chi-square test와독립표본 t-test을하였다. 결과하트만용액을이용한군의평균연령은 44±15세였으며, 플라즈마솔루션에이를사용한군의평균연령은 48.6±9세였다. 성별에있어서두군은하트만용액군은남자가 6명여자가 1명이었고플라즈마솔루션에이군은남자가 11명, 여자가 3명이었다. 화상종류에있어하트만용액군은화염화상 5명, 전기화상 2명이었으며플라즈마솔루션에이군은열탕화상 1명, 화염화상 7명, 전기화상 6명이었다. 각군마다 1명의흡입화상환자가포함되었으며두군간의인구통계적유의성은없었다 (Table 2). 시간이흐름에따라 ph, 중탄산나트륨, base excess는하 트만용액군과플라즈마솔루션에이군모두에서증가하였고, 젖산은감소하였다. 두군의시간에따른혈액검사결과는유의한차이가없었다 (Table 3)(Fig. 1 4). 고찰본연구의목적은대사성산증에빠지기쉬운중증화상환자에게어떤수액을주어야체내의산-염기균형을유지하는데도움을줄수있는가를확인하고자하는것이다. 이를위해서는수액이체내에들어갔을때어떤방식으로체액의산-염기균형에영향을주는지에대한이해가필요하다. Peter Stewart는혈액내에서항상이온상태로존재하는강이온 (Strong ion), 즉나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 염소이온중양이온과음이온의차로정의되는강이온차 (SID, Strong Ion Difference) 란개념과혈중비휘발성약산들의총합인 A TOT (the total concentration of non-volatile Table 3. Serial Laboratory Results Time line (hr) ph Hartmann Plasma P-value Lactate (meq/l) Hartmann Plasma P-value HCO 3 (meq/l) Hartmann Plasma P-value Base excess Hartmann Plasma P-value Fig. 1. Time-course of ph. Fig. 2. Time-course of lactate.

4 10 대한화상학회지 Vol. 18, No. 1, 2015 Table 4. Stewart s Six Simultaneous Equation 1. [H + ] [OH - ]=K w* 2. [H + ] [A - ]=Ka* HA 3. [HA]+[A - ]=A TOT 4. [H + ] [HCO 3 - ]=Kc* PCO 2 5. [H + ] [CO 3 2- ]=Kd* [HCO 3 - ] 6. SID +[H + ]-[HCO 3 - ]-[CO 3 2- ]-[A - ]-[OH - ]=0 *All K values are known dissociation constants. strong ion difference. SID = Fig. 3. Time-course of bicarbonate. Fig. 4. Time-course of base excess. weak acids), 그리고혈중이산화탄소분압인 PCO 2 를핵심개념으로하는산-염기이론을내놓았다 11-13). 그의이론은다음 6가지방정식으로정리된다 (Table 4). Stewart의산-염기이론에서전술한강이온차, A TOT, PCO 2 는혈액내산-염기상태를결정하는독립변수 (independable variant) 에해당한다 7,12). 이중대사성산증상태에관여하는변수는강이온차와 A TOT 이다. 6번째공식인 SID+[H + ]- [HCO - 3 ]-[CO 2-3 ]-[A - ]-[OH - ]=0에서혈중농도가미미한 [CO 2-3 ], [OH - ] 등을제외하면 SID=[HCO - 3 ]+[A - ] 로정리된다 7). 세번째공식에따라 [A - ] 는결국 A TOT 에의해결정되므로 [HCO - 3 ] 의값은 PCO 2 가일정할때강이온차와 A TOT 에의해결정된다. 즉강이온차가증가하거나 A TOT 가감소하면 ph는증가하고반대의경우는감소하게된다 14,15). A TOT 를구성하는것은주로혈액내이온화된인과알부민인데 14) 현재시판되는정질액중 A TOT 를포함한용액은없다 15). 따라서정질액투여시 ph와관련되어고려되어야할것은정질액이가진강이온차이다. 건강한사람의혈장내강이온차는 meq/l이지만실험실에서혈장에강이온차가 40 meq/l인용액을혈장에투여하면대사성염기증이일어난다 16). 전술하였듯이정질액에는 A TOT 가포함되어있지않으므로정질액을정주하면 A TOT 에도희석이일어나며이것은대사성염기증의요인이될수있다 15). 이두가지효과가상쇄되어산-염기변화에안정성을보이는정질액의강이온차는 24 meq/l로알려져있고 16) 이는건강한사람의혈장내중탄산염의농도와일치한다. 생리식염수는각각 154 meq/l의나트륨과염소를포함한용액으로강이온차는 0 meq/l이다. 생리식염수를급속정주시희석성산증및고염소증에의한전신염증반응을증가시키고 thromboxane을유발할수있으며, 신혈관수축을유발하여사구체여과율을감소시킬수있다 17). Shaw 등은개복수술을받은환자를대상으로수액소생술을위해생리식염수를투여한군과 Plasma-Lyte를투여한군을비교한연구에서생리식염수를투여한군의사망율이두배가까이높으면서신이식, 수혈, 수술후감염가능성도유의하게높음을주장했다 18). 이에대한대안으로균형수액 (balanced fluid) 들이고안되어왔고, 대표적으로하트만용액과 Plasma-Lyte 등이있다. 생리식염수보다세포외액의성분과유사한수액을만들고자나온것이므로나트륨이외에칼륨이나칼슘, 마그네슘등의양이온을첨가하였고, 염소의비중을체액과유사하게낮추고강이온차를확보하기위해체내에서빠르게중탄산염으로바뀔수있는완충제를첨가하였다 19). 수액에중탄산염을바로첨가할경우 ph의급격한상승으로주입부의혈관손상및조직손상이일어날수있고 HCO - 3 가 H 2O와 CO 2 로바뀌는대기로의평형화 (atmospheric equalibration) 가일어나기때문에중탄산염은일상적으로쓰이는수액의성분으로는적합하지않다 15). 대신체내에서비교적안정적으로존재하면서대사과정을거쳐중탄산염으로전환될것으로예상되는유기음이온으로 L-lactate, acetate, gluconate, citrate 등이사용되는데하트만용액에는 lactate 28 meq/l가플라즈마솔루션에이는 acetate 27 meq/l, gluconate 23 meq/l가사

5 이상진등 : 중증화상환자의수액치료에서하트만용액과플라즈마솔루션에이를사용하였을때혈액산 - 염기변화에대한비교 11 용된다 19). 하트만용액의강이온차는 28 meq/l, 플라즈마솔루션에이의강이온차는 50 meq/l이다. 두용액모두일반적인세포외액의강이온차보다는높은강이온차값을가지고있어대사성산증에빠지기쉬운외상이나화상환자의수액소생술에서산증을개선하거나예방하는데더효과적일것으로예상된다. 플라즈마솔루션에이는하트만용액보다더큰강이온차를가지기때문에염기화효과 (alkalinizing effect) 가더클것으로예상한다. 그러나 Noritomi는저혈량성쇼크상태를만든개를대상으로생리식염수, 하트만용액과 Plasma-Lyte를가지고수액소생술을하였을때혈장의 ph 변화를비교한연구를하였는데생리식염수를사용한군과하트만용액을사용한군은유의한차이를보였으나하트만용액을사용한군과 Plasma-Lyte 를사용한군은유의한차이를보이지않았다 20). Hadimioglu 등은신장이식을받으면서수술중사용한수액으로생리식염수, 하트만용액과 Plasma-Lyte를주었을때 ph 변화와 base excess의변화를보았는데생리식염수군에서만 ph와 base excess가유의하게감소하고염소의농도는상승했다 21). Weinberg 등은간이식수술을받는환자에서사용한수액으로 Plasma-Lyte와하트만용액을비교하였으며두가지수액을사용한각각의군에서 ph의유의한차이가없음을보였다 22). 반면 Shin 등은간우엽절제술을받는생체기증자들에게하트만용액을사용했을때와 Plasma-Lyte를사용하였을때 Plama-Lyte 가약간더염기화효과 (alkalinizing effect) 가있음을보고하였다 23). 이처럼연구대상군에서차이가있긴하나하트만용액과 Plasma-Lyte 혹은그유사수액을비교한연구들에서는대체로본연구의결과와마찬가지로두수액을사용하였을때 ph의변화에는큰차이가없다. 성분조성상계산되는강이온차가상당히차이가나는데도불구하고이런결과가나오는원인으로두용액에사용된중탄산염대체제로들어간유기염들의차이를생각해볼수있다. 하트만용액에들어있는젖산염은체내에들어왔을때 30% 정도는 TCA cycle로바로들어가대사를통해중탄산염을만들어내며 70% 정도는간에서당신생합성 (gluconeogenesis) 을거쳐포도당으로바뀌고다시 TCA cycle로들어가이용되게된다 22). 따라서간부전이있는환자에서젖산염이포함된수액은고젖산화혈증을일으킬우려가있으며실제로 Shin 등은간우엽절제술을받은환자군을대상으로한연구에서하트만용액을사용한군에서혈중젖산농도가일시적으로나마상승함을확인하였다 9). 그밖에도젖산염의 70% 정도는포도당으로대사되므로당대사에문제가있는환자에게사용했을경우고혈당증을일으킬수있다. 플라즈마솔루션에이에 27 meq/l 포함된초산염도 TCA cycle 의중간대사산물로대사과정을거치면서중탄산염을만들어내게되며젖산염과비교하여고젖산혈증이나고혈당혈증을일으킬우려가적다는장점이있다. 그러나혈관이완효과 (vasodilatory effect) 가있어신대체치료를받는환자에서저혈압을유발할수있는것으로알려져있다 23). 플라즈마솔루션에이에 23 meq/l 포함된글루콘산염의대사과정이나독성에대해서는알려진바가거의없다. 그러나일반적으로젖산염이나초산염에비해느리게대사되는것으로알려져있고, 상당부분은체내에서대사되지않고신장을통해배설되는것으로알려졌다 21). DiBona는쥐를이용한실험에서글루콘산염이일부침투압이뇨제 (osmotic diuretics) 로작용함을보였다 24). 따라서플라즈마솔루션에이가하트만용액에비해염기화효과가유의한차이를보이지않은것은중탄산염대체재로들어가있는글루콘산염의대사가충분히빨리이뤄지지않거나대사되지않고소변으로배설되기때문일가능성이있으며그기전에대해서는더많은연구가필요하다. 본연구의제한점은첫번째, 단일의료기관의의무기록을바탕으로한후향적연구로제외대상이많아충분히만족할만한표본수규모라할수없다. 두번째, 환자의장기적예후에대한비교가이루어지지못했다는점이다. 향후화상센터를운영하고있는다른의료기관들과대규모중증화상환자들을대상으로전향적인공동연구가필요하다. 결 플라즈마솔루션에이와하트만용액을중증화상환자의초기수액소생술에사용시대사성산증개선효과에있어두용액이유의한차이를보이지않았다. 하트만용액이저장액이며수혈할때또는일부약물과같이사용하는것이금기로되어있고 10), 간부전환자에서고젖산혈증을일으킬수있다는점을생각하면 9) 이런제한점이없는플라즈마솔루션에이가중증화상환자의수액소생술에서하트만용액의대안적인수액으로사용될가능성이있다. 론 REFERENCES 1) Arturson G. Microvascular permeability to macromolecules in thermal injury. Acta Physiol Scand. 1979;463: ) Luft F. Lactic acidosis update for critical care clinicians. J Am Soc Nephrol ;S15-S19. 3) Schoolwerth A, Kaneko TM, Sediacek T, Block CA, Remillard BD. Acid-base disturbances in the intensive care unit: Metabolic acidosis. Semin Dial ; ) Androgue HJ. Metabolic acidosis: Pathophysiology, diagnosis and management. J Nephrol ;S62-S69.

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012임수진

012임수진 Received : 2012. 11. 27 Reviewed : 2012. 12. 10 Accepted : 2012. 12. 12 A Clinical Study on Effect of Electro-acupuncture Treatment for Low Back Pain and Radicular Pain in Patients Diagnosed with Lumbar