Vol. 18, No. 2, June, 2006
인공고관절 재치환술에서 조립형 대퇴스템
박명식∙정영률*∙송상헌∙오상수
전북대학교 의과대학 정형외과학교실, 광주기독병원 정형외과*
역 사 (History)
인공고관절 재치환술은 대퇴골의 소실이나 변형에 따른 복잡성으로 치료가 어렵고, 결과 또한 만족스럽지 못하다
1,16,18)
. 손상이 심한 대퇴골에 사용되는 재치환용 대퇴스템 으로는 골결손 부를 시멘트로 충진하여 쓰는 길이가 긴 시 멘트스템(cement use long stem), 동종골 감입이식 (endosteal impaction grafting)스템16,21), 무시멘트 형 으로는 근위고정 부분미세포말 대퇴스템(proximal fixation of coated modular or non-modular implant), 원위고정 광범위 미세포말스템(distal fixation extensive coated stem) 등이 있다.
시멘트를 이용한 대퇴스템으로 재치환술 후 다시 재-재 치환술이 일어나는 빈도는 10년여 추시기간 동안 9~29%
7,15,20,26)
로 다양하며 이것은 경화되고 매끄러워지고 약화된 내 피질골에 시멘트고정이 만족스럽게 되지 못한 결과이며 안정된 고정을 위한 길이가 긴 시멘트스템을 사용하는 경 우는 많은 량의 시멘트사용과 향후 시멘트스템의 제거도 어렵고, 시멘트스템의 기본인 안정된 침강에 의한 고정이 어렵게 된다12,27). 반면 무시멘트스템을 이용한 재치환술은 좀 더 성공적인 결과를 보여주고 있는데, 3~6 년의 추시 결과 재-재치환율이 2~7%로 보고되고 있다13,17,18). 초기의 무시멘트스템은 근위부 일부 부분만이 미세포말 부착형 (patches of proximal coating)으로 되어 마모편의 원위 이동통로가 되어, 골용해를 일으키며, 이미 파손되거나 골 형성능력이 약화된 근위부 고정을 어렵게 하고 있다3). 광 범위 미세포말형은 원위부고정을 하여 안정성을 가지며 Lawrence 등23)에 의하면 5년 추시 결과 재-재치환율은 6%로 보고되고 있다. Weeden과 Paprosky30)는 14.2년 의 추시 결과 96%에서 안정된 고정을 얻었다고 보고하고
있으나 문제점은 직경이 큰 대퇴스템의 경우 근위부 스트 레스차단(stress shielding)현상이나 대퇴동통(thigh pain)이다. 원위부가 거칠기(grit-blast) 표면에 칼날의 형태(fluted)를 갖는 Wagner 스템에 대한 Bohm과 Bischel4)의 보고로 11.1년간 생존율은 93.9%로 보고하면 서 문제점인 침강을 5.9 mm 보고 하였다. 원위부고정 대 퇴스템은 근위부에 골소실이 심한 환자에서 사용 되지만, 반면 원위부에 잘 고정된 대퇴스템은 후기에 제거하여야 할 경우 어려움이 있다. 인공관절 발전에서 있어서 경부에 길이가 다른 대퇴골두 삽입할 수 있는 조립형경부 (modular neck)라는 획기적인 방법이 개발되었다24). 이 방법은 또한 다른 재질의 골두를 대퇴 스템이 삽입할 수 있는 장점(예를 들면 세라믹, 금속 골두 등)과 하지 길이 의 차이를 교정할 수 있으며, 재치환 수술에서 인공골두를 제거하고 비구부(acetabular part)를 용이하게 관찰-수술 할 수 있는 장점이 되었다. 그러나 발생 가능한 단점으로 는 결합부위의 해리(dissociation)와 파손, 마찰에 의한 마모 미세편의 방출, 부식(corrosion) 등이 있었지만, 실 제로는 이러한 단점의 보고는 극히 미미하여 계속 사용할 수 있는 계기가 되었다11,19). 유럽 등에서는 처음에는 경부 의 taper가 14/16이었으나, 미국에서는 약간 작은 10/12 가 이용되게 되었다. 그러므로 인공골두와 경부의 직경의 차이는 안정성과 경부와 비구컵의 충돌현상을 감소시킬 수 있는 있었다. 이러한 직경이 작은 경부에 22, 32 mm 골 두를 최근에는 금속공학의 발전으로 보다 큰 골두(36~38 mm)를 사용 가능케 함으로써, 탈구감소, 운동범위 확장 을 얻을 수 있었다19).
Morse taper형 연결은 많이 사용되는 결합 방법 하나 로 근위부품과 원위스템이 대퇴골에 삽입되면 원위부-근위 부가 상호 결합하게 된다. 이러한 결합은 조립 중에 커다 란 접촉력을 갖게 되어 단단히 연결되는 것이다. 조사에 의하면 티타늄합금 스템과 크롬합금인 대퇴골두가 결합되 면 이종금속으로 부식(galvanic reaction)현상이 일어난 다고 한다25). 이러한 문제점은 초기의 정교하지 못한 제품 으로 인하여 이러한 내성(tolerance)을 견디지 못한 결과 로 발생할 수 있다. 실험 연구결과에 의하면 결합부위의 부식은 비슷한 성분을 갖는 합금과 금속, 비전기성을 갖는
※ 통신저자 : 박 명 식
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세라믹에서 발견되었지만 혼합 합금에서는 이러한 변성 (degradation)의 원인이 되지 못했다. 부식은 마찰이나 구성부품의 내성의 강도에서 발생하는데 근위-원위부의 견 고한 결합이 되지 않으며 부품간의 움직임이 심해져서 더 많은 미세마모편이 주변의 장기로 배출이 되는 것이다25). 다 른 보고로는 골두와 경부의 이탈은 인공관절의 탈구 후 정복 과정이나 세라믹골두의 파손에 의한 경우와 골두 길이를 길 게 하기 위한 skirt 부분에 비구컵과의 충돌에 의한 경우가 발생하는데 가능한 skirt가 없는 골두를 이용할 것을 권장하 고 있다6).
조립의 형태(Types of modularity)
시멘트이용 대퇴스템의 경우는 정확하게 대퇴 골수강에 삽입하지 않아도, 주변의 시멘트 충진에 의하여 견고한 고 정이 될 수 있지만, 무시멘트 대퇴스템으로 200 mm 이상 인 경우는 짧은 스템처럼 3점 고정을 얻기가 힘들며, 대퇴 만곡에 의한 정확한 고정을 하여야 대퇴골 골절 등을 예방 할 수 있다. 동물 실험결과 대퇴스템의 표면 처리가 피질 골의 내부와 보다 접촉이 잘 되어있을 수록 골형성이 보다 빨리 완전히(more rapid and complete) 형성되는 것을 고찰 하여“fit and fill”이 개념이 도입이 되었다. 그러나 어떤 경우에는 대퇴 골수강 직경이 근위-원위부가 서로 다 르거나 형태가 다른 경우, 대퇴 확공기(reamer)에 의한 어느 정도 불일치를 조정할 수 있지만 이러한 경우 피질골 이 너무 약하거나 골다공증이 심한 경우, 골결손이 발생한 재치환의 경우에 이러한 불일치의 조정은 일반 대퇴스템으 로는 피질골에 밀착하여 삽입하기는 어렵다.
대퇴골의 골간단부와 골간부의 직경의 차이는 일정한 비 율이 없이 다르기에 무시멘트 스템은 다양한 크기를 갖는 대퇴스템이 되어야 한다. 그러나 또한 근위부고정이 되지 않고 원위만 고정하게 되는 대퇴스템은 근위부가 적합한 응력을 받지 못하여 스트레스차단이 되며, 원위부 고정스 템은 반면 스템의 제거가 어려운 단점이 있다.
근위부 고정은 이론적으로 스트레스차단효과를 줄일 수 있으며, 제거 또한 빠른 이점이 있다. 근위부 고정은 그러 나 초기안정성(initial stability)을 얻어야 하며, 근위 안 정성 밀착 고정(intimate contact)으로 원위 안정성까지 얻을 필요는 없다. 어떠한 경우에서는 약간의 원위 안정성 도 근위부의 안정고정을 얻는데 중요하기에 원위부의 확공 을 적게 한다던지, 회전력에 강하게 하기 위한 원위부에 여러 개의 작은 칼날형(fluted)이 이용되기도 한다. 최근 에는 다양한 제품이 개발되어 사용되고 있으며, 근위부 표 면처리는 거친표면(corundumized Ra=4-7 um)을 갖거 나, 미세포말형으로 제조되고 있으나. 원위부는 fluted, spline, taper 또는 원통형, 광범위 미세포말형(plasma sprayed) 등, 다양한 제품이 개발 되었으며, 근위부 형태
에 따라 calcar대체형, cone, spout, cylinder, collar존 재 유, 무 등이 있다5).
분 류
1. 조립의 부위에 따른 분류 (depends on where the coupling occurs)
결합부의 위치에 따라서 다음과 같은 형태로 대별 할 수 있다6).
1) 원위 조립형(distal modularity):
APR II(Sulzer, Winterthur, Switzerland), Omniflex (Osteonics, Allendale, New Jersey, USA)
2) 중간 조립형(mid-stem modularity):
Impact modular (Biomet, Warsaw, USA), Mallory-Head modular(Biomet, Warsaw, USA), MP (Waldemar Link, Hamburg, Germany), Revision Modular hip system (Lima-Lto, Udine, Italy), MGS(SAMO, Bologna, Italy). ZMR (Zimmer, Warsaw, IN, USA), MRP-titan (Peter Brehm, Weisendorf, Germany).
3) 근위 조립형(proximal modularity):
근위 조립형은 근위부 종류가 다양한 여러 종류가 있다.
이점으로는 전념각 조정,하지 길이 조절과 높이 등을 조절 가능하며 여러 형태의 근위부품은 골간단부의 골소실이나 변형을 교정 할 수 있다. 근위 sleeve형태를 갖는형은 S- ROM (DePuy J&J, Warsaw, IN, USA), Restoration DPM (Stryker Europe, Newbury, UK)이 있다.
2. 조립 부품개수에 따른 분류(the number of piece or segment)
최근에 너무 다양한 제품의 개발에 따라 저자는 1-piece 스 템 , 2-piece스 템 , 3-piece스 템 (three-piece components)으로 구별하여 보았다(Fig. 1).
1-piece 스템에 조립형 sleeve 형태는 S-ROM, Restoration DPM 등이 있으며, 나머지 대부분이 2- piece 스템으로 상기 중간 조립형이 해당된다. 경부와 중 간부, 원위부까지 조립되는 총 3개 이상 부품으로 구성되 는 것을 3-piece 스템이라 하며 종류로는 ProFemur (Wright medical Arlington. TN), AcuMatch M- series (Exactech, Gainesville, FL, USA),
Margron(Portland Orthopedics, Matraville, Australia)등 으로 분류 하여보았다. 이중 ProFemur 제 품은 G. Cremascoli란 회사에서 Albi, Anca fit, GSP 라는 다양한 이름으로 일차스템으로 사용되던 것이 미국으 로 건너가 ProFemur란 이름으로 2-piece 와 3-piece 형 태로 모두 개발 되어있다. 수술실에서 다양한 선택을 할 수 있도록 많은 조립형이 개발 되고 있지만, 오히려 조립 부품이 많은 것은 장점도 있을 수 지만 혼란과 수술시간이 길어지는 문제점도 초래 될 수 있을 것이다.
적응증 (indication for Modularity)
1. General-
일반적으로 단순 대퇴스템으로 수술이 불가능한 경우 즉 시멘트스템이 사용이 바람직하지 않는 경우이다. 이런 경 우 수술전의 근위부 계측(templating)보다는 원위부의 계 측이 더 중요하며 정확하여야 한다. 진행된 골성 관절염이
나 선천성 탈구에서는 근위부가 전후면 방사선사진상 외회 전 되어있거나, 굴곡되어 있으므로 근위부 계측이 방사선 상 측정치 보다 훨씬 작아지는 경향이 있다. 측면사진은 원위부가 대퇴부의 만곡의 정도와 어느 위치에 고정 되느 냐에 따라서 근위부품의 조립위치가 달리 할 수 있으며, 근위부품의 직경과 길이가 적합한 것을 선택하여야 한다.
2. Specific-
전념각교정(version change)이 필요한 경우나 대퇴절 골술(femoral osteotomy)이 시행된 경우.
수술방법 (surgical consideration)
환자에 대한 수술전 평가와 골소실의 분류와 골소실 위 치에 대한 조사는 좋은 결과를 얻기위한 기본이다. 즉 근 위, 원위, 어느 부위의 골이 고정력을 갖기에 적당한가?
그리고 골이식의 여부, custom implant를 사용 할 건지?
Fig. 1. Classification of the modular stem by Authors.
Fig. 1. (A) One-piece stem with modular sleeve (ex. 1. DePuy’s S-ROM
2. Stryker®-Howmedica’s Revision DPM).
Fig. 1. (B) Two-piece stem
(ex. 1. Link®’s modular revision hip system, 2. SAMO®’s MGS modular stem).
Fig. 1. (C) Three-piece stem
(ex. 1. Exactech®’s AcuMatch M-series, 2. Wright®co’s ProFemur).
A B
C
시멘트를 사용하여야 하는지? 를 결정을 하여야 한다. 이 러한 골소실의 정도에 따라 수술중 골이식을 하여 대퇴스 템-골이식물-환자의 뼈와 조화를 이루어야 하는 것이다.
수술의 도달 방법의 선택은 기존의 일차스템 제거 및 새 로운 대퇴스템의 삽입에 있어서 중요한 수술적 단계이다.
수술전 방사선판독을 하여 골소실에 대한 분류와 대퇴골의 형상에 대한 연구조사는 필수 불가결하다. 전후 사진상 대 퇴 전자부가 내측으로 과도한 튀어나옴(overhang)은 대 퇴스템의 제거나 새로운 스템의 삽입을 어렵게 만들고 있 다. 만일 과도하게 대전자부가 입구에 걸쳐있으면 여러 문 제를 일으킬 수 있다. 골수강 입구를 막고 있는 대전자부 가 제거되지 못하면 대퇴스템은 내반형으로 삽입(varus
insertion)될 것이며, 결국은 외피질골의 천공이 발생 할 것이며, 재수술시 대전자부의 피질골이 너무 얇은 경우 역 시 새로운 대퇴스템 삽입시에 대전자부의 골절이나 외전근 의 파열이 발생한다. 기존의 스템을 제거하는 절골술의 방 법으로 가능한 약해진 대전자부나 외전근을 보호하기 위한 배려로 전자부 슬라이드 절골술(trochanteric slide), 광범 위 전자부 절골술(extended trochanteric osteotomy), 대퇴골 횡-절골술(transverse femoral osteotomy)등을 고려하여야 한다14). 그러나 이러한 절골술은 더 큰 문제를 발생하기도 한다. 절골부위나 전자부골절의 불유합이나 외 전근의 손상을 초래하므로 가능한 고유기능이 보전되는 방 법을 선택하여야 한다. 광범위 절골술은 대퇴골 원위부의
Fig. 2. Anterior window technique through anterolateral approach.
Fig. 2.(A) Skin incision was made by anterolateral approach.
Fig. 2.(B) Greater trochanter was osteotomized with a chisel and tagged.
Fig. 2.(C) Anterior window was made by Burr and elevated cortical lid.
Fig. 2.(D) Cerclages were applied above and below the window.
Fig. 2.(E) Primary stem was extracted.
A B
C D
E
골절 예방, 수술 시간의 단축, 대퇴스템의 정확한 골수강 내 위치 대전자부와 외전근의 보호의 장점으로 불유합율이 적다고 한다32). 그러나 이러한 경우 시멘트를 이용한 재치 환술을 하면 적합한 압력을 줄 수 없고, 시멘트가 골절부 위로 방출되어 골절부위의 유합이 안 되는 어려움이 있다.
대퇴골의 확공과 새로운 스템의 삽입을 위한 준비는 절골 술 전에 시행하여야 더 이상의 골절의 위험을 줄일 수 있 다. 그러므로 절골술부위에 강선 고정을 하여 골절이 되는 것을 예방 하여야 한다. 저자는 과거의 후외방 도달법으로 시행한 광범위 도달법에서, 최근에는 전방외측 도달법을 통한 전방 창문형 절골술(anterior window technique) (Fig. 2)을 통해 대전자부를 절골하지 않는 방법을 이용하 고 있다28). 저자는 전방도달법으로 인공대퇴스템의 탈구를 시킨 뒤 대퇴스템 근위부에서 끌을 이용하여 최대한 시멘 트제거와 무시멘트 스템인 경우는 근위 골형성부를 제거한 뒤, 대퇴골 전방에 직사각형을 만들어 절골한 다음, 이 절 골술 부위를 통하여 시멘트나 일반 대퇴스템을 제거 하는 것으로 대전자부를 절골하지 않고 보전하는 것이다. 새로
운 대퇴스템을 삽입시에 이 절골부위를 통하여 대퇴스템이 골수강 중앙에 위치하도록 하여야 하며 원위부가 대퇴만곡 에 걸려서 전방으로 튀어나오지 않도록 대퇴스템이 절골부 위를 통과할 때 관찰하여야 한다. 만일 외측으로 튀어나오 는 경우는 수술중 burr를 이용한 내측 확공을 하거나 대퇴 골 골절이 된 경우는 골수정 삽입시처럼 대퇴스템 삽입시 에 외측에 Steinmann pin이나 기타 동종골 등을 외측에 위치시켜서 대퇴스템이 외측으로 튀어나오지 않게 예방 하 여야 한다.
1. 원위 확공(distal reaming)
모든 조립형 대퇴스템에서 시행되어야 하며 적어도 5 cm 이상 원위 피질골과 안정성이 있는 접촉을 얻도록 해 야 한다. 이때 대퇴스템은 압박고정(press-fit) 방법으로 삽입되어야 한다. 즉 실제 대퇴스템은 원위부 확공기의 원 통보다는 더 큰 직경의 스템을 삽입하여야 press fit를 얻 을 수 있는 것이다. 원위부가 건강한 대퇴 피질골을 갖는
Fig. 3. A 46 year-old woman who had received a hybrid metal on metal total hip arthroplasty for osteoarthritis..(A) Preoperative radiographs presented a focal osteolysis at zone 1,2,7 of the cemented femoral stem and bony ingrowth at the zone 1 of the cementless acetabular cup 5.4 years after a primary THA. The cemented femoral component was revised with proximal modular Link-MP stem. (B) Last follow-up radiographs shows well fixed femoral component and no more displaced greater trochanter in spite of broken wires.
A B
경우 대퇴스템과 골수강의 불일치 정도가, 어느 정도 해소 가 될 수 있지만, 골다공증이나 골실질이 약화된 경우는 견고한 대퇴스템을 삽입하면 골절이 발생하므로 예방적으 로 절골부위 상하에 강선을 고정하여 골절의 예방을 하여 야 한다. 예를 들어 S-ROM의 경우는 대퇴 골수강을 최소 직경의 확공(flute 높이는 0.6 mm)을 한 다음, 확공기 크기의 대퇴스템을 선택하여 삽입하면 약 1.2 mm의 깊이 의 압박고정(press fit)이 된다. 일반적으로 전-후방사선 상 안정된 고정을 얻었다고 하지만 골다공증 있는 경우 측 면 사진상(시상면=sagittal plane)에서 오히려 골수강이 확장이 된 경우가 있어서 안정된 고정을 얻기 어려울 수도 있다. 만일 유연성을 갖는 확공기(flexible reamer)로 확 공 하는 경우, 경우에 따라 인공스템과 대퇴만곡의 정도가 다르므로 실제 대퇴스템은 정확한 고정이 되지 않을 수도 있다. 그러므로 칼날이 없는 만곡이 된 대퇴스템(non- fluted bowed stem)을 사용하는 경우는 1~2 mm 정도 더 큰 직경으로 확공을 하여야, 대퇴스템이 무리없이 골수 강내로 삽입이 된다.
2. 근위 확공(proximal reaming)
근위부는 각 회사에 따라 윈위부품의 중앙과 연결되는
원추형 확공기가 있으며 점진적으로 큰 직경의 확공기로 사용해가면서 전방의 피질골과 접촉이 될 때까지 확공을 하여야 한다. 그러나 대부분 근위부품이 원통형인 경우 직 경이 일률적으로 결정되어(18~20 mm)있으므로, 근위 확 공시 근위부의 충분한 시멘트제거나 이물질의 제거 등을 하여, 확공기에 의한 골절의 예방을 하여야 한다.
재치환 수술에서의 대퇴스템 길이의 선택은 환자의 대퇴 골과 밀접한 접촉을 이룰 수 있고 안정적인 강도를 가질 수 있는 길이를 선택하여야 한다. 만일 근위골의 상당부분 소실이 되어 있다면, 광범위 미세포말형 원위고정이 선택 되어 대퇴스템이 4~5 cm의 밀착접촉만 되어도 대퇴스템 은 원위부에 안정성을 가질 수 있지만, 근위부에 동종골이 식이나 구조골이식이 되지 않는 다면, 근위부에 골형성에 필요한 적당한 스트레스가 가지 않을 것이다. 일반적으로 사용되는 대퇴스템의 길이는 심한 골소실이 있는 부위를 통과(bypass the defect)하는 대퇴 피질골의 직경의 2배 이상이 원위골에 고정이 되어야 하며, 광범위 절골술 한 경우 절골원위단을 통과되어야 하는 것이다19). 만일 대퇴 골 협부를 통과하는 길이이상을 선택하여야 한다면, 전방 피질골 관통을 예방하기 위해서 만곡이 된 스템(curved stem)을 선택한다. 그러므로 수술전의 계측을 하여 스템 의 직경, 길이를 미리 선택하고 수술에 임하여야 한다. 특
Fig. 4. A 56 year-old female who had received a hybrid metal on metal total hip arthroplasty for osteoarthritis but 4.8 years later loosening was developed. (A) Preoperative radiographs show vague haziness in the joint space laterally and focal osteolysis in the Gruen zone 6,7. (B) Follow-up radiographs after distal fix - proximal modular revision stem.
A B
히 칼날형 원위부고정을 하는 대퇴스템(fluted stem)의 선택은 스템삽입이나 제거가 쉽지 않아 수술중 골절이나 수술시간이 길어지며, 감염을 초래하는 원인도 된다. 일반 적으로 원위부가 원추형(tapered)인 칼날스템이 선택된 경우 저자는 마지막 확공기보다 2 mm (골다공증은 +4 mm)정도 큰 스템을 사용하며 가능한 원위부가 최소고정 이 되는 길이인 약 4~5 cm정도의 접촉이 되는 정도나 협 부를 통과한 또는 절골부위를 통과한 후 고정력을 갖는 작 은 길이를 선호하고 있다(Fig 3, 4, 5).
근위 대퇴스템 계측(templating)이란 안정된 고관절을 얻기위한 높이(height), 길이(length)의 조절, offset, 전 념각(version)을 조정 할 수 있는 계획을 세우는 것이다.
만일 비구컵까지 재치환을 하는 경우는 비구를 가능한 해 부학적 위치로 고정하며 비구컵의 크기도 미리 선택을 하 여야 한다. 그러므로 적합한 근위부품은 고관절의 안정성 을 주며, 외전 근력을 최대화 시킬 수 있어 흔히 발생되는 고관절 탈구 위험을 예방할 수 있다. 최근에는 조립형 대퇴 스템에 다양한 크기의 대퇴골두(larger head)가 개발되어 고관절 운동범위 확대와 탈구예방을 할 수 있게 되었다.
수술 전 계획의 목적은 먼저 기존의 제품의 제거가 쉬어 야 하며, 골실질(bone stock)을 보전하며 골과 대퇴스템 밀착, 골소실 정도의 평가, 분류를 하고, 재치환스템의 직 경과 적합한 길이를 갖는 제품을 선택하는 것이다. 그러나 가장 중요한 것은 최고의 고정력을 얻을 수 있는 대퇴스템 의 선택과 보조적인 골이식여부가 수술의사의 목표가 되어 야 할 것이다.
합병증의 예방
수술 방법은 수술의사가 가장 익숙한 도달법이나 아니면 전에 시행되었던 수술 도발법으로 병변 부위에 접근하는 것이 좋다. 제품의 선택은 수술의사의 몫이지만 근위부가 초기에 안정성을 얻어야 궁극적으로 고정을 얻을 수 있으 므로 근위골이 소실되어 원위부만 고정이 되는 경우 근위 부에 구조골(structural)이식, 피질골 이식 등을 하여서 조립부가 파손되거나 이완이 되지 않고 적합한 스트레스가 가하여 안정성을 갖도록 하여야 한다.
재치환 인공관절의 문제점의 하나는 침강(subsidence) 이며, 적어도 원위부의 견고한 고정을 얻기 위하여서는 적 어도 4~5 cm이상의 원위부가 고정이 되는 길이를 선택하 여야 한다19).
수술중 발생하는 합병증으로는 골절(intraoperative fracture)이다. 이러한 예방으로써 절골 상하부위에 강선 고정(cerclage)을 하여 bone hoop stress가 발생하여 골 절이 되는 것을 방지 하여야 한다. 만일 광범위 절골술 윈 위부에 골용해라든지, 골소실부위 천공이 있다면, 예방적 으로 두 겹의 강선고정을 하여 더 이상의 골절을 예방한 다. 점진적으로 확공을 하여야 하며, 만일 원위부가 칼날 의 형태가 아닌 만곡된 대퇴 스템(non-fluted bowed stem)을 사용하는 경우는 적어도 1~2 mm 이상 과 확공 (over-reaming)을 하여야만 골절이 없는 적합한 고정을 할 수 있다. 직선형 광범위 대퇴 스템은 골정도에 따라
Fig. 5. A 68 year-old woman who had taken hybrid THA cementless acetabular cup and cemented femur stem for primary osteoarthritis. (A) Preoperative film shows pelvic osteolysis in screw of acetabular cup and a radiolucent line all around the cemented femoral stem. (B) Last follow-up radiography shows allografts impaction graft in the acetabular side and modular Lima-Lto femoral stem.
A B
line to line 이나 0.5 mm 정도 under reaming을 한다
6). 직선의 원통형스템은 더 이상의 회전방지를 위해서 약 1 mm 정도만 press fit 만 얻어도 된다고 한다. 기존 일 차스템을 제거 후에는 시험스템(trial stem)을 삽입하여서 안정성과 적합한 길이의 근위부품을 선택하여야 하며 전념 각, 길이 등을 조절하여야 한다. 그리고 조립되는 이음새 부분은 조임 나사가 풀어지거나 마찰이 일어나지 않게 하 여야 하며, 보조적인 골이식 등을 하여 임상적인 이완=해 리나 기계적인 실패 등을 예방 하여야 한다. 마지막으로 연부조직을 원위치로 회복하여 고관절이 안정을 갖도록 하 여야 한다.
수술후 운동계획은 외전 보조기(abduction brace)를 사용케 하여 주변근육의 안정성을 회복시키며, 체중부하는 대퇴부품이 주위 골과의 밀착접촉에 의한 안정성의 증거가 보일 때까지 기다린다.
조립형 대퇴스템의 장점
(advantages of modular components)
재치환술은 복잡한 수술로써 골이식이나 custom implants를 사용하여야 하는 경우도 있다. 재치환수술의 목적은 대퇴보철물의 일차적인 안정성 획득이며. 적합한 대퇴offset와 하지 길이 조절로 인한 생역학적 기능의 회 복으로 대퇴골두-비구의 일체성을 회복시켜 인공관절이 정 상적인 고관절의 중심에 위치하게 하여 안정되고 무통의 관절 운동을 얻을 수 있어야 한다5,6).
시멘트 사용 인공관절의 가장 중요한 이점은 안정성을 즉시 얻을 수 있지만 무시멘트 스템으로는 이러한 일차적 인 안정성을 얻기 위해 대퇴 골간단부-골간부의 불일치 없 이, 소위 대퇴스템으로 fit-fill을 얻어야 하나, 변형된 해 부학적 구조와 골소실은 이러한 것을 어렵게 하고 있다.
소위 일차스템인 one-piece대퇴스템은 대퇴스템과 근위 대퇴골의 소실로 인한 불일치가 존재하는 경우 완벽한 근 위 골고정을 얻기 어려우며, 근위부만 미세포말된 대퇴스 템은 원위부가 민자형으로 되어있어서(smooth portion) 골형성이나 근위부의 안정성을 얻지 못하면, 대퇴스템의 이완=해리의 원인이 된다. 광범위 피복형 대퇴스템은 원위 부에?밀착 (interference fit) 고정을 하여 근위부의 골의 형성이나 골소실에 관계없이 고정이 가능하다. 그러나 스 트레스차단에 의한 골소실이 초래가능하며, 이상이 발생한 경우 제거하기가 어렵다.
단점(disadvantages of modular components)
결합부의 해리(dissociation)가 항상 문제점이다. 그러 나 대부분의 대퇴스템은 morse taper 형태로 결합부에 이
물질인 미세마모편, 시멘트 등이 삽입이 되지 않아야 완전 한 접촉을 얻을 수 있다. 중간 연구결과 보고로 현재까지 결합부 문제점은 발생이 없었다고 한다12,29).
1. 마모(fretting)
체중의 부하에 결합부의 금속-금속 연결부위가 점진적인 미세운동이 발생 할 수 있다. 이러한 마찰은 금속마모편을 방출한다. 연구에 의하면 S-ROM 제품에서는 일 년에 2 백만 개의 미세마모편이 방출되었다고 한다. 그러나 이러 한 량은 현재 사용 중인 폴리에틸렌 과 금속골두의 미세마 모편의 일 년 방출량인 20억 개와 비교해보면 훨씬 적은 량이다. Bobyn 등3) 제거된 스템으로 한 연구결과는 일반 적으로 사용되는 대퇴스템 경부와 골두의 결합부위의 마찰 과 차이가 없었다고 한다. 임상적으로 약 20여 년간의 보 고로 S-ROM 대퇴스템의 마찰에 의한 임상적인 문제점은 보고되지 않았다2).
2. 조립부위 파손 (dissociation of the modular connection)
조립부의 이러한 마모의 문제나 파손에 대한 저자들의 중간보고는 성공적인 것이다5,8,11).
3. 복잡 다양한 기구의 선택(large inventory of sizes and shapes)과 높은 가격(high costs)
1) 임상 결과 (results of clinical studies of the modular stem)
S-ROM 조립형스템은 1984년 Cameron에 의하여 처 음 임상에 사용된 제품으로 일차나 재치환 수술에서 사용 되었다. Cameron9)에 의한 91증례의 재치환 3.5년의 결 과 standard length 제품을 사용한 군에서는 80%에서 우수한 결과를 보였으며, 재-재치환술은 1례 3% 였고, 골 소실이 있었던 경우 long-curved stem을 이용한 경우 62 명중 10명에서(16%) 재-재치환술을 하였다고 하였다8). Chandler10)의 보고에 의하면 52례, 3년 결과 스템의 직경 이 17 mm 이상 4%에서 대퇴골동통을 호소하였고, 슬리 부 원위부(distal to sleeve)로는 골용해소견은 발견되지 않았다고 하였다. 37명의 환자에서 (84%)에서 만족을 표 시하였고, 52례 중 3례가 방사선적 이완소견이 있었으며, 2례에서는 작은 스템(undersize stem)을 선택하여 총 기 계적인 이완율은 10%로 보고 하였다.
Link MP 스템은 1993년 처음 독일에서 사용되기 시작 하였으며 원리는 기존의 Wagner 스템을 기본으로 하고 원위고정과 근위부 조립형으로 구성되었다, Kwong22)의 보고에 의하면 3 곳의 임상연구기관 143명을 대상으로 하
였으며, 평균 추시기간은 40개월 이었다 97.2 %에서 생 존율을 보였고 평균 침강은 2.1 mm 이었으며, HHS score는 수술후 92 점, 합병증은 7례에서 수술부위 감염, 4례에서 혈-색전증의 발생을 보고하였다.
MRP-titan 스템은 Writz 등31)이 142 례를 대상으로 하여, 평균 2.3년의 추시 기간 중 95.8%에서 생존율을 보 였다. 11례에서 탈구가 발생하였으나 도수정복 가능 하였 고, 5명은 재발성 탈구로 전근위부품의 재삽입과 전념각 조절로 재수술 하였다.
결 론
인공고관절 재치환술에서 대퇴 근위골소실이나 변형이 있는 경우, 하지 길이의 차이가 있는 경우, 조립형 대퇴스 템은 좋은 해결책(unique solution)이 될 수 있다.
REFERENCES
11) Amstutz HC, Ma SM, Jinnah RH and Mai L:Revision of aseptic loose total hip arthroplasties. Clin Orthop, 170:21-33, 1982.
12) Bobyn JD, Dujovne AR, Krygier JJ, and Young DL:
Surface analysis of the taper junctions of retrieved and in vitro tested modular hip prostheses, in Morrey BF(ed):
Biological, Material, and Mechanical Considerations of Joint Replacement. New York, NY, Raven Press:287-301, 1993.
13) Bobyn JD, Tanzer M, Krygier JJ, Dujovne AR, and Brooks CE: Concerns with modularity in total hip arthroplasty. Clin Orthop, 298:27-36, 1994.
14) Bohm P and Bischel O: Femoral revision with the Wagner SL revision stem: evidence of one hundred and twenty- nine revisions followed for a mean of 4.8 years. J Bone Joint Surg, 83-A:1023-1031, 2001.
15) Bono JV, McCarthy JC, Lee JA, Carangelo RJ, and Turner RH: Fixation with a modular stem in revision total hip arthroplasty, Instr Course Lecture 49:131-139, 2000.
16) Callaghan JJ, Rosenberg AG, Rubash HE: The Adult hip, Vol II Philadelphia, New York, Lippincott-Raven Co:1479-1491, 1998.
17) Callaghan JJ, Salvati EA, Pellicci PM, Wilson PD Jr and Ranawat CS: Results of revision for mechanical failure after cemented total hip replacement, 1979 to 1982: A two to five-year follow-up. J Bone Joint Surg,67- A:1074-1085, 1985.
18) Cameron HU: The long-term success of modular proximal fixation stems in revision total hip arthroplasty. J Arthroplasty, 17:138-141, 2002.
19) Cameron HU: The two-to six-year results with a proximally modular noncemented total hip replacement used in hip revisions. Clin Orthop,298:47-53,1994.
10) Chandler HP, Ayres DK, Tan RC, Anderson LC, and Varma AK: Revision total hip replacement using the S- ROM femoral component. Clin Orthop, 319:130-140, 1995.
11) Christie MJ, DeBoer DK, Tingstad EM, et al.: Clinical experience with a modular Noncemented femoral component in revision total hip arthroplasty : 4- to 7 year results. J Arthroplasty,15:840-848, 2000.
12) Duncan CP, Masterson EL and Masri BA: Impaction allografting with cement for the management of femoral bone loss. Orthop Clin North Am, 29:297-305, 1998.
13) Engh CA and Massin PL: Cementless total hip arthroplasty using the anatomic medullary locking stem:
Results using a survivorship analysis. Clin Orthop, 249:141-158, 1989.
14) Engh CA, Jr. McAuley JP and Engh C. Sr: Surgical approaches for revision total hip replacement surgery:
The anterior trochanteric slide and the extended conventional osteotomy. Instr Course Lecture, 48:3-8, 1999.
15) Estok DM II and Harris WH: Long-term results of cemented femoral revision surgery using second- generation techniques: An average 11.7-year follow-up evaluation. Clin Orthop, 299:190-202, 1994.
16) Gie GA and Hutchinson CR: Impacted cancellous allograft and cement for revision total hip arthroplasty of the hip. J Bone Surg, 75-B:14-21, 1993.
17) Gustilo RB and Pasternak HS: Revision total hip arthroplasty with titanium ingrowth prosthesis and bone grafting for failed cemented femoral component loosening.
Clin Orthop, 235:111-119, 1988.
18) Hungerford DS and Jones LC: The rationale of cementless revision of cemented arthroplasty failures. Clin Orthop, 235:12-24, 1988.
19) Jones RE: Modular revision stems in total hip arthroplasty. Clin Orthop, 420:142-147, 2004.
20) Kershaw CJ, Atkins RM, Dodd CA and Bulstrode CJ:
Revision total hip arthroplasty for aseptic failure: A review of 276 cases. J Bone Joint Surg, 73-B:564-568, 1991.
21) Knight JL and Helming C: Collarless polished tapered impaction grafting of the femur during revision total hip arthroplasty: pitfalls of the surgical technique and follow- up in 31 cases. J Arthroplasty, 15:159-165, 2000.
22) Kwong LM, Miller AJ and Lubinus P: A modular distal fixation option for proximal bone loss in revision total hip arthroplasty: A 2 to 6 years follows up study. J Arthroplasty, 18:94-97, 2003.
23) Lawrence JM, Engh CA and Macalino GE: Revision total hip arthroplasty: Long-term results without cement.
Orthop Clin North Am, 24:635-644. 1993.
24) McCarthy JC, Mattingly D, Tumer RH, Bierbaum B, Chandler HP and Cameron HU: Revision of the deficient femur with a modular femoral component.
Orthop Trans, 17:966-969, 1993.
25) Lemons J: Morse taper modular connections. Bull Am Acad Orthop Surg, 44:9-10, 1996.
26) Pellicci PM, Wilson PD Jr, Sledge CB, et al: Long-term results of revision total hip replacement: A follow-up report. J Bone Joint Surg, 67-A:513-516, 1985.
27) Raut VV, Sidney PD and Wroblewski BM: Outcome of revision for mechanical stem failure using the cemented Charnley stem. J Arthroplasty, 11:405-410, 1996.
28) Smith TM, Berend KR, Lombardi AV, et al: Isolated liner exchange using the anterolateral approach is associated with a low risk of dislocation. Clin Orthop, 441:221-226, 2005.
29) Viceconti M, Baleani M, and Squarzoni S: Fretting wear
in a modular neck hip prosthesis. J Biomed Mater Res, 33:207-216, 1997.
30) Weeden SH and Paprosky WG: Minimal 11-year follow- up of extensively porous-coated stems in femoral revision total hip arthroplasty. J Arthroplasty, 17(Suppl 1) 134- 137, 2002.
31) Wirtz DC, Heller KD, Holzwarth U, et al.: A modular femoral implant for uncemented stem revision in THR. Int Orthop, 24:134-138, 2000.
32) Younger TI, Bradford MS, Magnus RE and Paprosky WG: Extended proximal femoral osteotomy. A new technique for femoral revision arthroplasty. J Arthroplasty, 10:329-338, 1995.
