동종골 이식으로 보강한 경골외과 골절의 골결손부 치료
한림대학교 의과대학 한강성심병원 정형외과학교실
서영진∙장기영∙장준동
목 적: 경골 외과 골절의 골결손부에 동종 해면 조각골을 이용하여 보강술을 시행한 경우의 치료결과를 분석하고 자 하였다.
대상 및 방법: 2003년 5월부터 2006년 5월까지 함몰된 경골 외과 골절의 치료시 골결손부에 동종 해면 조각골을 이식한 환자중 1년 이상 추시가 가능하였던 22예의 환자를 대상으로 하였다. 총 22예중 남자가 16예, 여자가 6예였 으며 평균 연령은 44세(22세~66세) 였다. 임상적 평가는 수술전과 최종 추시시 Lysholm Knee Scoring Scale을 이용하여 측정하였고 방사선학적 유합은 골결손부 테두리에 선형의 방사선 투과선이 소실되는 시점으로 하였다.
결 과: 임상적 평가에서 수술전 Lysholm score는 평균 52.4(45~69)에서 최종 추시시 평균 84.5(67~92)로 수술전과 비교시 의미 있는 증가를 보였다(p<0.05). 방사선학적 평가에서 이식골 유합시기는 평균 4.7개월(3.5개 월~6.1개월)이었으며 전 예에서 골유합을 얻을 수 있었다. 7예에서 최종 추시시 방사선 검사상 외상성 관절염의 소견을 보였다. 이중 5예에서 정복된 관절면이 5 mm 이상의 이차적 함몰 소견을 보였으며 술후 감염의 소견을 보인 예는 없었다.
결 론: 경골 외과의 관절면 침범 골절에서 동종 해면 조각골 이식은 임상증상과 골유합의 측면에서는 좋은 결과 보였으나 초기 분쇄상 및 관절 불안정성을 보이는 동반인대 손상시 외상성 관절염 및 관절면의 이차적 함몰 소견 을 보였다.
색인 단어: 경골, 외과 골절, 동종 해면 조각골 이식
Treatment of Bone Defects in Lateral Tibial Plateau Fractures Augmented with Allogenic Bone Graft
Young-Jin Seo, M.D., Kee-Young Chang, M.D., Jun-Dong Chang, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Hangang Sacred Heart Hospital, College of Medicine, Hallym University, Seoul, Korea
Purpose: To evaluate the results of treatment of bone defects in lateral tibial plateau fractures
augmented with allogenic cancellous chip bone graft.서 론
관절면이 침범되면서 함몰된 경골 외과 골절의 치 료시 함몰 골편을 다양한 종류의 거상기를 이용하여 관절면을 정복하게 되는데 이 과정에서 연골하골의 소실이 발생된다. 관절면을 지지하는 연골하골의 결 손부가 클 경우 골이식을 하게 되는데 이때 자가해 면골 이식이 고식적으로 사용되었으나 공여부 이환, 수술시간의 지연등의 단점을 극복하고자 자가골의 대체 수단으로 동종골 이식이 이용되고 있다11). 이에 본 연구에서는 경골 외과 골절의 골결손부에 동종 해면 조각골 이식을 사용하여 수술한 경우의 치료 결과를 분석하고자 하였다.
대상 및 방법
1. 연구 대상
2003년 5월부터 2006년 5월까지 함몰된 경골 외
과 골절의 치료시 골결손부에 동종 해면 조각골을 이식한 환자중 1년 이상 추시가 가능하였던 22예의 환자를 대상으로 하였다. 총 22예중 남자가 16예, 여자가 6예였으며 평균 연령은 44세(22세~66세) 였다. 수상기전은 추락 8예, 오토바이 운행 중 사고 4예, 보행중 교통사고 6예, 운전중 교통사고 4예였 다. 수술의 적응증은 5 mm 이상의 관절면 함몰 및 전위 골절을 대상으로 하였으며 Schatzker분류에 의한 골절 형태는 제 2형 12예, 제 3형 4예, 제 6형 6예였다. 동반 손상으로 내측 측부인대 손상 8예, 전 방십자인대 손상 3예(전방십자인대 건열골절 1예 포함), 후방 십자인대 손상 2예, 전, 후방 십자인대 동시 손상 2예, 외측 반월상 연골 파열 7예, 내측 반 월상 연골 파열 5예가 있었다(Table 1). 추시기간 은 평균 15개월(12개월~22개월)이었다.
2. 연구 방법
일반 방사선 검사로 전후면, 측면, 양측 사면상, 경골 과부상(tibia plateau view)을 시행하였으며
Materials and Methods: Between May 2003 and May 2006, 22 patients with bone defects in lat- eral tibial plateau fractures augmented with allogenic cancellous chip bone graft were included in this study with more than 1 year follow-up. Out of 22 patients, 16 cases were men and 6 cases were women with average age of 44 years(22 to 66). Clinical evaluation was analysed using preoperative and last follow-up Lysholm Knee Scoring Scale. And at the time we observed the loss of radioden- sity line surrounding the bone defects area, we regarded it as the time to radiological union.
Results: In the clinical evaluation, the mean preoperative Lysholm score was 52.4(45~69) and at the time of last follow-up, the mean score was improved to 84.5(67-92) (p<0.05). In the radio- logical results, the mean time to radiological union was 4.7 months (3.5~6.1), and we obtained radiological union in all the 22 cases. 7 cases had radiological traumatic arthritis at last follow- up. Out of these 7 cases, 5 cases showed more than 5 mm secondary depression of the tibial plateau. No infections were detected in this series.
Conclusion: In the aspect of the incoporation, allogenic cancellous chip bone graft for a depressed tibial plateau fracture were considered effective. However, secondary depression of the tibial plateau fracture and secondary osteoarthritis were revealed when there were severe com- minuted fracture and knee instability due to associated ligament injury.
Key Words: Tibia, Lateral plateau fracture, Allogenic cancellous chip bone graft
Table 1. Summary of cases
Case Age/Sex Cause of Fracture Associated Radiologic Secondary
No Injury Type (Schatzker) injury OA depression
01 49/M Motorcycle 2
02 66/M Pass*MVA� 2
03 65/M Ped�MVA 3 MCL/ACL ○
04 42/M Motorcycle 2 PCL
05 36/M 2 m FD§ 2
06 22/F Ped MVA 2 MCL
07 34/M Ped MVA 2 ○ ○
08 38/M Dr‖MVA 3
09 33/M 4 m FD 2 MCL/ACL
10 61/F 2 m FD 6 ○ ○
11 35/M Motorcycle 6 MCL ○
12 42/F Ped MVA 3
13 37/F 3 m FD 2
14 45/M Motorcycle 2 MCL/PCL
15 53/F Ped MVA 2
16 48/M 4 m FD 2
17 60/M Ped MVA 6 MCL/ACL/PCL ○ ○
18 28/F Pass MVA 6
19 45/M 3 m FD 6 MCL/ACL/PCL ○ ○
20 52/M Pass MVA 2 MCL/PCL ○ ○
21 35/M 2 m FD 6
22 42/M 2 m FD 3
*Pass, passenger; �MVA, motor vehicle accident; �Ped, pedestrian; §FD, fall down; ‖Dr, driver
전산화 단층 촬영을 통하여 골절부 단면상 및 관상 면 재건상에서 골절형태를 분석하였다(Fig. 1). 동 반 연부조직 손상의 확인을 위하여 자기공명영상을 추가로 시행하였다.
임상적, 방사선학적 결과를 후향적으로 분석하였 으며 임상적 평가는 수술전과 수술후의 Lysholm Knee Scoring Scale을 이용하여 측정하였고 SPSS 10.0의 Wilcoxon test상 p-value가 0.05 이하시 의미있는 것으로 판정하였다. 방사선학적 유 합은 술후 2주 간격으로 방사선 사진을 찍고 술후 1 개월 이후부터 1개월 간격으로 방사선 사진을 측정 하여 골절부를 가로지르는 가골형성 또는 이식물 내 부로 골소주가 통과하면서 골결손부 테두리에 선형 의 방사선 투과선이 소실되는 시점으로 하였다.
3. 수술 방법
Schazker분류 제 3형의 경우 관절경하에서 경골 외측과 함몰부위에 전방십자인대 유도기의 지침핀 을 위치시키고 경골 외측 골간단부로 유도핀을 삽입 하여 함몰부위로 유도핀이 뚫고 나오도록 한후 유도 핀을 따라 10 mm 지름의 확공기를 연골하골 부위 까지 전진시켰다. 확공기에 의해 발생한 골간단부의 피질골창을 통하여 압박기(impactor)를 삽입하여 함몰된 관절면을 거상시켜 정복을 시도한 후 관절경
하에서 정복정도를 판정하였다. Schazker 분류 제 2형 및 제 6형의 경우 슬관절 전외측으로 접근하여 관절낭을 절개한후 외측 반월상 연골-경골간 인대 를 절개하여 경골 외측과를 노출시킨 후 골절부를 통하여 압박기를 삽입하여 함몰부위를 거상시켰다 (Fig. 2).
함몰부위를 거상시킨 후 발생한 연골하골 부위의 골결손부에 동결 건조(freeze-drying, lyophiliza- tion)시킨 동종 해면 조각골(allogenic cancellous chip bone, Osteotech, U.S.A)로 이식술을 시행하 였는데, 이때 압박기로 동종골을 다지면서 결손부를 채움으로써 빈공간이 없이 충분한 양이 이식될 수 있 도록 하였다. 골절부의 고정은 골절형태에 따라 7 mm 유관나사 2~3개, 또는 잠김 압박 금속판 및 나 사를 이용하여 시행하였다(Fig. 3). 동반 손상의 치 료로 반월상 연골 파열은 골절부 접근방법에 따라 관절경적 접근을 시행한 경우는 관절경적 부분절제 술을 시행하였으며 관혈적 접근을 한 경우는 외측 반월상 연골은 관혈적 부분절제술을 시행하였으며
Fig. 2. Closeup photograph of submeniscal approach showed comminuted lateral tibial plateau frac- ture under elevated lateral meniscus.
Fig. 3. Postoperative radiograph showed anatomical reduction and fracture site was fixated by lock- ing compression plate and screws.
내측 반월상 연골파열은 절개부위를 봉합후 관절경 적 부분절제술을 시행하였다. 동반인대 손상의 치료 는 내측 측부인대 및 후방십자인대 단독 손상 1예는 보존적 치료를 하였으며 전방십자인대 건열골절 1 예는 경골 외측과 수술시 경골부 건열 골절편을 관 절경하에서 정복후 끌어내기 강선봉합(pull-out wiring)을 시행하였다. 전방 및 후방 전위가 10 mm이상 측정된 전, 후방 십자인대 동시손상 2예 및 전방 십자인대 손상 2예, 후방 십자인대 1예는 골절 유합이 완성된 후 평균 1년 4개월(1년 2개월~1년 6 개월)째 내고정물 제거술후 인대 재건술을 시행하 였는데, 전, 후방 십자인대 동시손상 2예는 1예에서 후방 십자인대 재건술만을, 다른 1예는 단계적 전, 후방 십자인대 재건술을, 전방 십자인대 2예 및 후 방십자 인대 1예는 각각 전방 및 후방십자인대 재건 술을 시행하였다.
수술후 재활은 내측 측부인대 및 십자인대 동반 손상의 경우는 보조기 착용하에 골절 수술후 재활운 동에 준하여 평균 1주째 슬관절 수동 운동기를 이용 한 운동을 시작하였으며 2주째 체중부하없이 보행 을 시작하였다. 임상적, 방사선적 결과에 따라 평균 6.5주(5주~7.8주) 이후 부터 점진적인 체중부하 보 행을 시작하여 평균 3.2개월(2.7개월~4.2개월) 이 후에는 전 체중부하 보행을 시작하였다.
결 과
임상적 평가에서 수술전 Lysholm score는 평균 52.4(45~69)에서 최종 추시시 평균 84.5(67~92) 로 수술전과 비교시 의미 있는 증가를 보였으나 (p<0.05) 이중 5예에서 2 km이하 보행시 심한 통증 을 호소하였다. 방사선학적 평가에서 이식골 유합시 기는 평균 4.7개월 (3.5개월~6.1개월)이었으며 전 예에서 골유합을 얻을 수 있었다(Fig. 4). 7예에서 최종 추시시 방사선 검사상 관절간격 협소, 연골하
두 관절면 골절부 전위가 5 mm 이상이면서 심한 분 쇄상을 동반했었던 경우 였다. 또한 이중 3예에서 전방 및 후방 전위가 10 mm 이상인 전, 후방 십자 인대 동시손상 2예 및 후방 십자인대 손상 1예가 동 반되어 있었다. 동종골 이식과 관련한 수술후 감염 증의 소견을 보인 예는 없었다.
고 찰
본 연구에서 임상적 평가상 2 km 이하 보행시 통 증을 호소한 5예가 전방 및 후방 불안정성이 10 mm 이상의 소견을 보이는 전, 후방 십자인대 동시 손상 2예, 전방십자인대 손상 2예, 후방십자인대 손 상 1예를 동반한 경우였었다는 점은 경골과 골절의 임상적 결과가 관절면의 정복정도보다 관절 자체의 안정성이 보다 중요한 요소라는 보고와 일치한다7,9). 그러나 관절내 골절의 해부학적 정복이 하중 분산을 보다 적절하게 이루어 내고 연골을 보다 잘 보존함 으로써 이차성 관절염의 위험성을 줄일 수 있다는
점에서1,2,8,14) 연골하골의 결손부에 시행하는 골이식
이 관절면에 기계적 안정성을 부여하고 정복된 관절 면을 유지하도록 하여 결국 관절면의 해부학적 정 복을 유지시키는 또다른 중요한 요소임이 간과되어 서는 안될 것이다.
동종골은 공급의 제한이 없다는 점, 수술중 출혈 량을 줄일수 있으며 마취시간을 단축시킬 수 있다는 점, 공여부 이환이 없다는 점 등의 장점을 가지는 반 면에 골전도(osteoconduction) 및 미미한 골유도 (osteoinduction)의 기능만을 가지기 때문에 골전 도, 골유도, 골형성(osteogenesis)의 기능이 풍부 한 자가골에 비하여 그 유합속도가 느리다4). 또한 감염성 질환의 전파 위험성이라는 단점이 있다. 그 러나 엄격한 공여자 선별검사를 통하여 감염성 질환 의 위험성을 획기적으로 낮출수 있으며6) 자가골과 비교하여 수술후 감염증의 발생율도 높지 않다는 보 고가 있다13). 또한 본 연구에서 전 예에서 골유합을 얻을 수 있었는데, 동종 해면골이 이식되는 부위가 골간단부 및 골단부이었고 이 부위는 혈류가 풍부한 곳으로서 이식골 유합을 이루어내는데 최적의 조건 이라고 할 수 있겠다4). 즉 이식골 주위는 수여자의 풍부한 해면골로 둘러싸인 부위이므로 이로부터 이 식된 동종골 내부로 가골이 신속하게 침투할수 있다 는 것이다5).
수술후 감염증도 전 예에서 발견되지 않았다. 소 량의 동결 대퇴골두 동종골 이식시 임상적 감염증의 발생율은 무시할 만한 수준으로 알려져 있는데13), 본 연구에서는 비록 동종 해면 조각골을 사용하였으나 이식골 총량은 역시 15 cc이하의 비교적 적은양이 이용되었다.
총 22예중 5예(23%)에서 골절부에 5 mm이상의 이차적 함몰이 발생하였다. 5예 모두 골절부의 심한 분쇄상 및 전위가 5 mm 이상인 경우였으며 이중 3 예는 전방 및 후방 전위가 10 mm 이상인 전, 후방 십자인대 동시손상 2예, 후방 십자인대 손상 1예가 동반된 경우 였다. 체중 부하시기는 평균 7.2주(6.8 주~7.8주)에 시행하였다. 이차적 함몰 발생의 원인 은 초기 분쇄상 및 슬관절 불안정성을 초래하는 인 대 손상, 비교적 이른 체중 부하시기와 연관이 있을 것으로 보이나 연골하골을 지지하는 이식골 자체의 기계적 강도에 대한 분석도 필요하다고 생각된다.
즉 동종골 또는 자가골은 관절면을 지지해주는 역할 이 충분치 않으며 관절면의 정복은 일차적으로는 금 속 내고정물에 의하여 유지된다는 보고가 있다3,15,16). 이를 극복하기 위한 방안으로 Robert 등은 동물실 험에서 인산칼슘 시멘트(calcium phsphate cement)로 보강한 경우 자가골 이식보다 골절부 함몰 예방에서 더 우수한 결과를 얻었음을 보고한 바 있다10). 본 연구에서 사용한 동종 해면 조각골은 동결 건조방식으로 보존처리된 것으로서 이 경우 골 의 생역학적 강도가 감소하여 종적 분열이 발생할 수 있다고 알려져 있다12). 따라서 동종 해면 조각골 이식시 초기 분쇄상이 심한 경우, 또는 동반 인대 손 상이 있는 경우는 이차적 관절면 함몰의 예방을 위 하여 일반 방사선 검사를 통하여 골유합이 충분히 진행되는 정도를 보면서 체중부하시기를 결정해야 할 것이며 연골하골 부위에 위치시키는 금속 내고정 물을 보다 견고히 고정할 수 있도록 노력해야 할 것 이다. 또한 새로운 골 대체물을 통한 시도도 고려해 볼 수 있을 것이다.
결 론
경골외과의 관절면 침범 골절에서 동종 해면 조각 골 이식은 골유합의 측면에서는 좋은 결과를 기대할 수 있을 것으로 보이나 초기 분쇄상 및 관절 불안정 성을 보이는 동반인대 손상시 외상성 관절염 및 관 절면의 이차적 함몰 소견을 보였다.
참고문헌
01) Bai B, Kummer FJ, Sala Da, Koval KJ and Wolinsky PR: Effect of articular step-off and menisectomy on joint alignment and contact pres- sures for fractures of the lateral tibial plateau. J Orthop Res, 15: 101-106, 2001.
02) Ballmer FT, Hertel R and Notzli HP: Treatment of tibial plateau fractures with small fragment internal fixation: a preliminary report. J Orthop Res, 14: 467-474, 2000.
03) Brodt M, Swan CC and Brown TD: Mechnical behavior of human morselized cancellous bone in
triaxial compression testing. J Orthop Res, 16: 43- 49, 1998.
04) Czitrom AA: Indications and uses of morsellized and small-segment allograft bone in general orthopaedics. In:Czitrom AA, Gross AE (eds) Allografts in orthopaedic practice. Williams &
Wilkins, Baltimore, pp 47-65, 1992.
05) Enneking WF and Mindelel ER: Observations on massive retrieved human allografts. J Bone Joint Surg, 73-A: 1123-1142, 1991.
06) Gazdag AR, Lane JM, Glasser D and Foster RA: Alternatives to autogenous bone graft: effica- cy and indications. J Am Acad Orthop Surg, 3: 1- 8, 1995.
07) Lansinger O, Bergman B, Korner L and Andersson GBJ: Tibial condylar fractures. A twenty-year follow-up. J Bone Joint Surg, 68-A:
13-19, 1986.
08) Llinas A, McKellop HA, Marshall GJ, Sharpe F, Kirchen M and Sarmiento A: Healing and remodeling of articular incongruities in a rabbit fracture model. J Bone Joint Surg, 75-A: 1508- 1523, 1993.
09) Marsh JL, Smith ST and Do TT: External fixa- tion and limited internal fixation of complex frac- tures of the tibial plateau. J Bone Joint Surg, 77- A: 661-673, 1995.
10) Robert D, Welch, Hong Zhang, Dwight G and Bronson: Experimental tibial plateau fractures augmented with calcium phosphate cement or autologus bone graft. J Bone Joint Surg, 85-A:
222-231, 2003.
11) Segur JM, Torner P, Garcia S, Combalia A, Suso S and Ramo´n R: Use of bone allograft in tibial plateau fractures. Arch Orthop Trauma Surg, 117: 357-359, 1998.
12) Shon WY: Biomechnical Behavior of Bone Grafts.
Kor J Musculoskeletal Tissue Trans Soc, 1(2):
110-117, 2001.
13) Tomford WW, Thongphasuk J, Mankin HJ and Ferraro MJ: Frozen musculoskeletal allo- grafts: a study of the clinical incidence and causes of infection associated with their use. J Bone Joint Surg, 72-A: 1137-1143, 1990.
14) Trumble T, Allan CH, Mlyano J, et al.: A pre- liminary study of joint surface changes after an intraarticular fracture: a sheep model of a tibia fracture with weight bearing after internal fixa- tion. J Orthop Trauma, 15: 326-332, 2001.
15) Welch RD, Berry BH, Crawford K, et al.:
Subchondral defects in caprine femora augmented with an in situ setting hydroxyapatite cement, polymethylmethacrylate, or autogenous bone graft: biomechanical and histomorphological analysis after two years. J Orthop Res, 20: 464- 472, 2002.
16) Yetkinler DN, McClellan RT, Reindel ES, Carter D and Poser RD: Biomechanical compar- ison of conventional open reduction and internal fixation versus calcium phosphate cement fixation of a central depressed tibial plateau fracture. J Orthop Trauma, 15: 197-206, 2001.
