결 과

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목 적 :MS-30 대퇴 스템을 이용한 하이브리드형 인공 고관절 전치환술의 9-12년 추시 결과를 분석 하였다.

대상 및 방법 : 1991년 3월부터 1994년 3월까지 MS-30 대퇴 스템을 이용한 하이브리드형 인공 고관절 전치환술을 시행한 환자 50명 56예(사망 5명)중 최 소 9년 이상의 추시가 가능하였던 환자 38명(남자 23명, 여자 15명) 42고관절을 대상으로 하였다. 수술시 평균 연령은 59.2세, 추시 기간은 9-12년(평균 10.5 년)이었다.

결 과 : 임상적 평가로 Harris 고관절 점수는 수술 전 평균 54.2에서 수술 후 평균 93.1로 향상되었다. 재수술은 감염성 해리 1예, 대퇴부 및 비구부 해리 1 예, 비구부 해리 1예, 골용해 1예로 4예에서 재치환술을 시행하였다. 방사선학적으로 대퇴스템의 완전 해리 1예로 재수술 예정에 있으며 해리의 가능성 1예 로 추시관찰 중에 있다. 방사선 투과 선은 19예에서 관찰되었다. 대퇴스템 또는 비구컵에서 재치환술을 시행한 경우를 실패(failure)로 정의할 경우 Kaplan- Meier 10.5년 생존율은 90.1%를 보였다.

결 론 :하이브리드형 인공 고관절 전치환술의 중장기 추시 결과 비교적 양호는 하였으나, 재수술이나 해리율이 비교적 높았다.

색인 단어 : 하이브리드형 인공 고관절 전치환술, MS-30 대퇴 스템

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MS-30 대퇴 스템을 이용한 하이브리드형 인공고관절 전치환술의 9-12년 추시결과

이중명ㆍ장인영

국립의료원 정형외과

1961년 골시멘트를 사용한 인공고관절 전치환술이 도입된 후, 시멘트형 인공고관절 전치환술이 근간을 이루어 왔으나, 1970년 대 이후 장기 추시결과 무균성 해리(aseptic loosening)가 큰 합 병증으로 제기되었다²⁾. 이를 해결하기 위해, 1980년대부터 골과 내고정물 사이에서 생물학적 고정의 개념을 응용한 무시멘트 고 정이 도입되었으나, 대퇴부 동통, 대퇴스템의 수직 침강(stem subsidence), 응력 방패 현상(stress shielding), 골용해(osteol- ysis) 등 많은 합병증이 발생하였다^8,19). 그 후 시멘트 기술의 향

상으로 좋은 결과들이 많이 보고되었으나, 비구컵의 해리율은 별 로 향상되지 않았고, 오히려 무시멘트로 반구형 비구컵의 고정시 골의 내성장이 매우 우수하며 비구컵 이완율도 훨씬 낮다고 보고 된바 있다^3,5). 이러한 과정에서 Hybrid형 인공 고관절 전치환술 은 1980년대 말부터 1990년대 초에 새로이 도입된 개념으로, 대 퇴 스템에서는 향상된 시멘트 고정 방법을 사용하여 무시멘트 고 정의 단점을 보완하고, 비구컵에서는 무시멘트 고정을 하여 우수 한 골의 내성장을 유도할 수 있다는 전제하에 단기 및 중기 추시

543 543 통신저자 : 이 중 명

서울시 중구 을지로 6가 18-79 국립의료원 정형외과

TEL: 02-2260-7190∙FAX: 02-2278-9570 E-mail: [email protected]

9-12 Year Results of Hybrid Total Hip Arthroplasty Using MS-30 Stem

Joong-Myung Lee, M.D., and In-Young Jang, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, National Medical Center, Seoul, Korea

Purpose:The purpose of this study was to evaluate the 9-12 year follow-up results of hybrid total hip arthroplasty using MS-30 stem.

Materials and Methods:Out of fifty patients (fifty-six hips), who underwent hybrid total hip arthroplasty using MS-30 stem from March 1991 till March 1994, forty-two hips of thirty-eight patients (twenty-three men and fifteen women) were reviewed for a minimum follow-up of 9 years. The average age at the time of index operation was 59.2 years. The average duration of follow-up was 10.5 years.

Results: The average Harris hip score was improved from 54.2 preoperatively to 93.1 postoperatively. Four hips were revised because of one infected femoral stem loosening, one acetabular cup and stem loosening, one acetabular cup loosening and one osteolysis. We plan to revise one hip because of femoral stem loosening. One hip had possible loosening and 19 hips had radiolucent line. The Kaplan- Meier survivorship analysis with failure defined as revision of either the femoral stem or the acetabular cup revealed a 90.1% chance of survival at 10.5 years with follow-up of all patients.

Conclusion:Nine to twelve year follow-up results of hybrid total hip arthroplasty using MS-30 stem showed good results, but relatively high loosening rate.

Key Words: Hybrid total hip arthroplasty, MS-30 stem

Address reprint requests to Joong-Myung Lee, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, National Medical Center 18-79, 6-ga, Ulchiro, Choong-gu, Seoul 100-196, Korea Tel: +82.2-2260-7190, Fax: +82.2-2278-9570 E-mail: [email protected]

에서 좋은 결과가 보고되었다^12,17).

본 연구의 목적은, MS-30 대퇴 스템을 이용하여 Hybrid형 인 공 고관절 전치환술을 시행한 후 최소 9-12년 추시가 가능한 환 자에서 임상적, 방사선학적 결과를 분석하여 중장기 추시 결과를 알아보려고 하였다.

연구대상 및 방법

1991년 3월부터 1994년 3월까지 하이브리드형 인공고관절 전 치환술을 시행한 환자 50명 56예(사망 5명)중 최소 9년 이상의 추시가 가능하였던 환자 38명(남자 23명, 여자 15명) 42예를 대 상으로 하였다. 평균 추시기간은 10.5년이었고, 수술 당시 평균 연령은 59.2세이었다. 수술 전 진단으로는 대퇴골두 무혈성괴사가 15예, 고관절 골절 후유증이 15예, 퇴행성 고관절염이 6예, 결핵 성 고관절염이 5예, 화농성 고관절염이 1예이었다. 사용된 대퇴 스템은 모두 MS-30^�(Protek, Bern, Switzerland) 대퇴스템 이었다. MS-30 대퇴스템은 collar가 없고 centralizer가 있으며 corner가 둥글고 matte 표면처리 되었으며 ceramic head로 구성 되어 있다(Fig. 1). 전체 42예 중 후반부 31예(73.8%)에서만 cen- tralizer를 사용하였다. 사용된 비구컵은 Spherical cup (Osteon- ics, Allendale, U.S.A)이 1예, Harris-Galante II cup (Zimmer, Warsaw, U.S.A)이 41예이었다.

수술은 제 1저자에 의하여 시행되었고, 수술방법은 경둔부 도 달법(transgluteal approach)을 사용하였다. 시멘트 사용 기법은 대퇴 골수 확공후 해면질골을 제거한 후, 대퇴강내를 브러쉬와 박동 세척을 시행한 후, 건조시켜 자가 해면질골 블록을 원위 골 수강내 플러그화(plugging)를 시행하였다. 배출관과 시멘트총을 사용하여 시멘트 주입시, 환자 상태는 가능한 저혈압 상태를 유 지하였고, 엄지 손가락으로 골수강내로 압력을 가한후 대퇴스템 을 삽입하였다. 그러나, 골시멘트를 진공 교반(vaccum mixing) 이나 원심침전법을 시키지는 않았다. 골시멘트로는 Simplex-P^� (Howmedica, London)를 사용하였다. 시멘트 등급(cementing grade)은 수술 직후 전후 및 측면 방사선 사진 상 Barrack²⁾의 기준에 따라 나누었다. centralizing effect는 대퇴스템의 원위부 를 중심으로 전위된 정도를 백분율로서 구하였다¹⁶⁾. 대퇴스템의 위치(position)는 대퇴스템과 근위대퇴골의 중심선이 이루는 각 도가 2^° 이상인 경우를 내외반의 기준으로 하였다.

수술 후 3-4일째부터 ROM exercise를 허용하였고, 3주부터 toe touch walking을 6주에 부분 체중부하를 12주에 완전 체중 부하를 허용하였다.

임상적으로, 수술 전과 마지막 추시시의 Harris 고관절 점수를 비교하였다.

방사선학적으로, 수술 직후 및 최종 추시된 방사선 사진을 평 가자료로 이용하였다. 대퇴스템에 대하여 Gruen¹¹⁾의 기준에 따 라 전후면 및 측면을 각각 7구역으로 하여 모두 14개구역으로 나 누어 방사선 투과성 선(radiolucent line), 대퇴스템의 해리, 골용 해, 피질골비후를 관찰 하였다. Engh 등⁸⁾의 기준에 따라 응력방

패현상을 관찰하였고, Brooker 등⁴⁾의 기준에 따라 이소성 골형 성(ectopic ossification)을 관찰하였다. Engh 등¹⁰⁾의 기준에 따 라 수직침강을 관찰하였다.

비구컵에 대해서는 Martell 등¹⁹⁾의 기준에 따라 5구역으로 나 누어 방사선 투과선을 계측하였으며, 해리 유무를 측정하였다³⁾. Massin 등²⁰⁾이 제시한 기준에 따라서 컵의 이동을 계측하였다.

폴리에틸렌의 마모(wear)는 Livermore 등¹⁸⁾의 방법으로 측정 하였다²³⁾.

대퇴스템과 비구컵의 재치환술과 무균성 해리에 대해 각각 생 존실패(failure) 및 생존의 가능성을 가진 실패(probability of survival with failure)로 정의 하였고, 생존분석은 SAS version 8.1 program과 Kaplan-Meier 생존분석(survivorship analysis) 을 이용하여 신뢰구간(confidence interval) 95%로 평균 추시 기간인 10.5년 생존율을 구하였다.

통계처리는 SPSS 프로그램(SPSS for Windows^�, Version 10.0)을 이용하여 Student's T test와 Chi-Square test를 사용 하여 검증하였고, 유의성의 판정은 p값이 0.05 이하로 하였다.

결 과

임상적으로 Harris 고관절 점수는 수술 전 54.2에서 수술 후 93.1로 향상되었다. 재치환술은 4예에서 시행하였으며, 수술 후 2년 5개월에 대퇴스템의 감염성 해리로 1예, 수술 후 6년 7개월 에 대퇴부 및 비구컵의 해리로 1예, 수술 후 8년 10개월에 비구 컵의 해리로 비구컵만 재수술을 1예, 수술 후 9년 5개월에 골용 해로 1예를 재수술 하였다(Fig. 2). 그 외 대퇴스템의 해리 1예 로 수술예정에 있으며, 방사선학적으로 해리의 가능성 1예로 추 시관찰 중에 있다. 합병증으로 재발성 결핵으로 소파술 1예, 대전 자부 불유합으로 대전자부 접합술 1예를 시행하였다.

초기 시멘트 등급은 A등급이 25예, B등급이 17예 관찰되었고, C등급, D등급은 없었다.

Centralizing effect는 전후면 사진상 centralizer를 사용한 군

544 이중명∙장인영

Fig. 1. Photograph sh- ows MS-30 femoral st- em.

에서 5% 범위내가 18예(58.5%), 10% 범위내가 10예(32.2%), 사용하지 않은 군에서는 5% 범위내가 3예(27%), 10% 범위내 가 4예(36%)를 보였고, 측면 사진상 사용한 군에서는 5% 범위 내가 15예(48%) 사용하지 않은 군에서 5% 범위내가 3예 (27%)로 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p=0.017). 또한, centralizer를 사용한 31예 중 중립위 20예(64.6%), 외반위 11예 (35.4%), 사용하지 않은 11예 중 중립위 5예(45%), 외반위 6 예(55%)로 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p=0.022).

방사선 투과선은 19예(45.2%)에서 관찰되었다(Table 1). 피 질골비후는 11예에서 관찰되었고 Gruen의 제 2, 3, 4, 5 구역에 서 높은 빈도를 보였다. 이소성 화골은 17예에서 보였고, Brooker 등의 기준상 제1등급이 9예, 제2등급이 6예, 제3등급이 2예에서 보였다. 응력방패현상은 제1도가 10예(24%), 제2도가 5예(12%) 에서 관찰되었고, 그 외에는 관찰되지 않았다. 재수술한 예를 제 외하고는 대퇴스템의 3 mm 이상의 과도한 수직침강은 관찰되지 않았다.

비구컵에서는 재치환술을 시행 받은 예를 제외하고는 해리나 골용해는 관찰되지 않았으며, 그 외 3 mm 이상의 컵의 수직이 동이나, 8^° 이상의 회전이동은 보이지 않았다. 폴리에틸렌 마모

는 0.17 mm/year를 보였으며 2예에서 각각 4.88 mm, 3.08 mm 로 2 mm 이상의 과도한 마모를 보였다.

대퇴스템 또는 비구컵 또는 대퇴스템과 비구컵에서 재치환술 을 시행한 경우를 실패(failure)로 정의할 경우 Kaplan-Meier 10.5년 생존율은 90.1%, 대퇴스템 또는 비구컵의 해리를 실패 (probability of survival with failure)로 정의할 경우 Kaplan- Meier 10.5년 생존율은 87.5%를 보였다(Fig. 3).

고 찰

하이브리드형 인공고관절 전치환술은 대퇴 스템에서는 향상된 시멘트 고정 방법을 사용하여 대퇴부 동통 및 골용해 등 무시멘 트 고정의 단점을 보완하고, 비구컵에서는 무시멘트 고정을 하여 우수한 골의 내성장을 유도할 수 있다는 전제하에 1980년 말에 Fig. 2. (A) Anteroposterior preoperative radiograph of a 62-year-old man shows collapse of right femoral head. (B) Anteroposterior radio- graph taken immediately after operation shows well fixed MS-30 stem and HGP II cup. (C) Anteroposterior radiograph taken 6.7 years after operation shows definite loosening of femoral component. (D) Both acetabuar cup and femoral components were revised. Anteroposterior radiograph taken 3.5 years after operation shows well fixed Wagner stem and cup.

A B C D

*The numerical is number of hips that showed radiolucent line at last follow up.

Zone *(%) Zone *(%)

Zone I 8 (19%) Zone VIII 5 (12%)

Zone II 13 (31%) Zone IX 5 (12%)

Zone III 5 (12%) Zone X 2 (4.8%)

Zone IV 3 (7.1%) Zone XI 1 (2.4%)

Zone V 4 (9.5%) Zone XII 2 (4.8%)

Zone VI 8 (19%) Zone XIII 9 (21.4%)

Zone VII 10 (24%) Zone XIV 9 (21.4%)

Table 1.Radiolucent Line per Modified Gruen Zone

Fig. 3.Kaplan-Meier Survivorship curve with failure defined as either the femoral component or the acetabular component revealed a 90.1% chance of survival at 126 months. (95% confidence interval, 0.93 to 1.0 ).

1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Years

서 1990년대 초에 새로이 도입된 개념으로 Kim 등¹⁴⁾은 9.4년 추시에서 0%의 무균성 해리를 보고하였다.

저자들은 9-12년 추시결과 총 42예 중 5예(12%)의 실패를 보 여 외국의 사례에 비해 높은 실패율을 보였다. 원인 질환에 따른 실패와의 통계학적 유의성은 없었으나(p=0.450), 외국의 경우 퇴행성 고관절염이 많은 비율을 차지하는 반면, 우리나라의 경우 수술 전 원인 질환으로 대퇴골두 무혈성괴사가 많기 때문이라 생 각된다. 대퇴골두 무혈성괴사나 감염성 해리 인공고관절에서는 하이브리드형 인공고관절 전치환술의 결과가 만족스럽지 못하므 로 저자의 경우, 무시멘트형 인공고관절 전치환술을 선호하고 있 다. 그 이유로 첫째, Salvati와 Cornell²²⁾은 Hybrid형 인공고관절 전치환술시, 대퇴골두 무혈성괴사가 퇴행성 고관절염에서 보다 좋지않은 결과가 나타났다고 보고하였고, 둘째, Engh 등⁹⁾은 대 퇴골두 무혈성괴사에 대하여 무시멘트 고정의 우수한 결과를 보 고하였고, 저자는 대퇴골두 무혈성괴사에 무시멘트 고정을 시행 하고 최소 5년 이상 추시하여 우수한 결과를 보고한 바 있다¹⁵⁾.

MS-30 대퇴스템은 matte 표면 처리된 스템으로 대퇴스템이 matte 표면처리 될 경우, 입자에 의한 마모(wear)가 발생하여 대퇴스템 주위에 골감소가 일어나 골시멘트의 골절이 유발되거 나, 골시멘트와 대퇴스템의 rough surface사이에 마모(fretting) 가 잘 발생한다고 보고되었다^1,13). Mohler 등²¹⁾은 matte 표면처 리된 대퇴스템이 polished 대퇴스템 보다 미립자물 조직파편을 많이 형성하고 골시멘트와 대퇴스템 사이의 응력을 많이 유발시 킨다고 보고하였고, precoated finish를 파손시켜 골용해를 유발 시키거나 접촉부위에서 polyethylene 마모를 유발시킨다고 하였 다. Howie 등¹³⁾은 matte 표면처리된 Exter 대퇴스템과 Polished Exter 대퇴스템의 9년 추시결과, matte 표면처리된 대퇴스템의 20%에서 해리가 발생 하였으나, polished 대퇴스템에서는 관찰 되지 않았다고 하였다. 이러한 보고들은 저자들의 결과와 부합되 며 MS-30 대퇴 스템의 matte surface가 해리율이 높은 원인의 하나라고 생각된다. 또한 최근에 사용되는 MS-30 대퇴 스템의 경우 polished 대퇴 스템이 사용되고 있다.

Centralizer의 사용은 대퇴스템의 정렬과 대퇴 원위부의 cen- tralization에 대해 통계학적으로 유의하였고(p=0.017), Niel Egund 등⁷⁾의 보고와 일치 하였다. 대퇴스템의 위치(position)에 있어서, 내반위가 없는 이유는 하중이 집중되는 근위 대퇴부품의 내측에 적당한 시멘트의 두께를 확보하려는 시술자의 노력의 결 과라고 생각하는 바이다.

Berger 등³⁾은 제 A, B 시멘트 등급을 optimal technique이 라 하였고 제 C, D 시멘트 등급을 suboptimal technique이라 하 여 suboptimal technique에 해당하는 군에서 높은 대퇴스템 해 리를 보고하였다. 저자들의 경우 초기 시멘트 등급은 총 42예 중 A등급 25예, B등급 17예를 보였고, C, D등급은 관찰되지 않았 다. 재치환술을 시행한 4예 중 A등급 1예, B등급 3예를 보였고, 재수술 예정인 1예는 A등급에 해당하였다. 저자들의 경우 초기 시멘트 등급과 실패에 따른 통계학적 유의성은 없었으나(p=

0.618), 방사선 투과선은 A등급을 보인 25예 중 8예에서 관찰 되었고, B등급을 보인 17예 중 11예에서 관찰 되어 초기 시멘트 등급과 방사선 투과선의 유무와는 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p=0.037). 비록 A등급, B등급이 모두 optimal tech- nique이라 할지라도 최선의 시멘트 기술이 중요하게 생각된다.

수술 방법으로는 경둔부 도달법을 사용하였고, 긴 수술 시간 또는 골 미세편(bone debris)이 많이 생길 수 있는 수술을 요하 는 경우가 많아서 높은 빈도의 이소성 화골 형성이 예상되었고, 전체적으로 높은 빈도(17예, 41%)를 보였다. 이중 Brooker 등 의 기준상 제1등급이 9예, 제2등급이 6예, 제3등급이 2예에서 보였으나, 임상적으로 문제가 되지는 않았다.

방사선 투과선은 19예(45.2%)에서 관찰되었고, 특히 근위부 및 중간부(제1, 2, 6, 7, 13, 14구역)에서 많이 관찰 되었다. Calvin 등⁶⁾은 81예의 대퇴 스템에서 방사선 투과선을 조사하여, 제1구 역에서 29예(36%), 8구역 27예(33%)로 대부분 대퇴 근위부에 서 발생한다고 보고하였고, 그 이유로 제 1구역에서는 대전자가 대퇴 스템의 골수강내로 삽입시 방해물로 작용한다고 주장하였으 며, 다른 저자들도 비슷한 결과를 보고 하였다.

비구부품에서는 재수술을 제외하고는 3 mm 이상의 수직이 동은 없었다.

폴리에틸렌 마모는 2예에서 2 mm 이상을 보였으며, 평균 마 모율은 0.17 mm/yr로서 시멘트 대퇴스템과 동반 사용된 무시멘 트 비구컵의 폴리에틸렌 마모율 0.17 mm/yr, 0.14 mm/yr로 하이브리드형 인공관절 치환술의 다른 예와 비교할 경우 비슷한 마모율을 보였다^23,24).

하이브리드형 인공고관절 전치환술은 젊고, 퇴행성 고관절염 등에서도 비교적 좋은 예후를 보이는 것으로 알려져 있다. 하이 브리드형 인공고관절 전치환술의 단기 및 중기 추시결과는 우수 하게 보고되었고, 장기추시에서도 연령이나 환자 선택그룹에 따 라 좋은 예후가 보고 되고 있다. 외국의 사례에서는 좋은 결과 들이 많이 보고되고 있지만 저자들의 경우 기대 만큼의 결과를 보이지 않은 것은 외국예에 비해 대상에 대퇴골두 무혈성 괴사 가 많고, matte suface 대퇴스템의 사용이 하나의 원인이라 생 각 된다. 이런 대상군에서는 무시멘트성 인공 고관절 전치환술 을 사용하는 것이 좋을 것 같다.

결 론

본 연구에서 MS-30 대퇴 스템을 이용하여 하이브리드형 인공 고관절 전치환술을 시행하고 9-12년 추시한 전체 42 고관절에서 모두 5예(12%)의 실패를 보여 다른 인공고관절에 비해 비교적 높은 실패율을 보였다.

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