결 과

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목 적 :환형 미세공 피복 대퇴스템을 이용한 인공 고관절 전치환술후 5년이상 추시 결과을 분석하고자 하였다.

대상 및 방법 : 1991년 8월부터 1996년 1월까지 대퇴스템 근위부 1/3이 환형 미세공 피복된 multilock 대퇴스템을 이용하여 고관절 전치환술을 시행 받고 최소 5년 이상 추시가 가능했던 85명(95예)을 대상으로 하였다. 연령은 평균 48세였고, 추시 기간은 평균 6.9년이었다. 임상적 결과는 Harris 고관절 점수를 이용하였고, 수술 후 방사선 사진에서 대퇴스템 고정도와 추시 방사선 사진에서 대퇴스템의 안정도, 골내막 신생골 형성, 방사선 투과성선, 골용해, 폴리에 틸렌 마모 등에 대해 관찰하였다.

결 과 : 평균 Harris 점수가 수술 전 60.1점에서 최종 추시시 91.3점으로 증가하였다. 수술 후 대퇴스템의 고정도는 전례에서 압박고정이었다. 방사선사진 상 최종 추시시 골내막 골형성은 전례에서 나타났으며 방사선 투과성선은 92예(97%)에서, 주로 피복되지 않은 Gruen 제 2, 3, 4, 5, 6영역에서 관찰되었으 며 모두 1 mm 이하였고 진행하지 않았다. 골용해는 비구골에서 31예(33%)발생하였고, 대퇴골에서는 Gruen 제 1, 2, 7영역에 발생한 골용해는 31예(33%) 였으며 대퇴 원위부 골용해는 없었다. 해리 및 이동 소견은 보이지 않았다. 평균 선형 마모는 1.29 (0-5.96) mm였고, 평균 선형 마모율은 0.18 (0-0.81) mm/year였다. 95예 중 17예(18%)에서 재치환술을 시행하였고, 그 원인으로 폴리에틸렌 분리(dissociation)가 10예(11%), 폴리에틸렌 마모와 골용해가 6예 (6%), 결핵성 관절염 재발이 1예(1%)였다.

결 론 :환형 미세공 피복 대퇴스템을 이용한 무시멘트 고관절 전치환술은 최소 5년이상 평균 6.9년 추시 결과 대퇴스템 근위부의 환형 미세공 피복으로 골

내막 골형성이 잘 유도되었으며, 대퇴 원위부의 골용해를 방지하여 임상적, 방사선학적으로 우수한 결과를 보였다. 따라서 무시멘트 대퇴스템에서 환형 미 세공 피복의 디자인은 골내막 형성에 도움을 줄뿐만 아니라 대퇴스템의 원위부 골용해를 방지하는 데 매우 중요한 인자로 사료된다.

색인 단어 : 무시멘트 고관절 전치환술, multilock 대퇴스템, 환형 미세공 피복, 골용해

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환형 미세공 피복 대퇴스템을 이용한 무시멘트 고관절 전치환술 - 최소 5년 이상의 추시 결과 -

한창동∙한명훈∙박 진

연세대학교 의과대학 정형외과학교실

548 548 통신저자 : 한 창 동

서울시 서대문구 신촌동 134 연세대학교 의과대학 정형외과학교실 TEL: 02-361-5642∙FAX: 02-363-1139 E-mail: [email protected]

Cementless Total Hip Arthroplasty Using Circumferentially Porous Coated Femoral Stem - Minimum Five-Year Followup Study -

Chang Dong Han, M.D., Myung Hoon Hahn, M.D., and Jin Park, M.D.

Department of Orthopaedic Surgery, Yonsei University College of Medicine, Seoul, Korea

Purpose:The result of more than 5 year follow up after cementless total hip arthroplasty using circumferentially porous coated femoral stem was evaluated.

Materials and Methods:Eighty five patients (95 hips) were followed more than 5 years after a primary total hip arthroplasty using multilock femoral stem, which was circumferentially porous coated at the proximal 1/3 of femoral stem. The average age at the time of operation was 48 years. The average duration of followup was 6.9 years. The Harris hip score was used for the evaluation of clinical results. The canal fit of the stem at the proximal canal and isthmus level was evaluated from the postoperative radiographs. The component stability, endosteal bone formation, radiolucent line, osteolysis and polyethylene wear were evaluated from serial followup radiographs.

Results: The mean Harris hip scores increased from 60.1 points preoperatively to 91.3 points at the time of the most recent followup. All hips had a press fit at both the proximal canal and isthmus level. On the lastest followup radiograph, endosteal bone formation was observed in all cases (100%). The radiolucent line around the femoral stem was observed in 92 cases (97%), mainly Gruen zones II, III, IV, V and VI. The radiolucent line was thinner than 1 mm and there was no progressive widening. The acetabular osteolysis developed in 31 cases (33%) and the femoral osteolysis in 31 cases (33%) mostly in Gruen zones I, II, and VII. There was no distal osteolysis in the femur. There was no loosening or migration of cup and stem. The mean linear wear was 1.29 (0-5.69) mm and the mean rate of linear wear was 0.18 (0-0.81) mm/year. Seventeen hips (18%) were revised for the dissociation of polyethylene liner in 10 hips (11%), excessive wear in the polyethylene liner and progressive osteolysis in 6 hips (6%) and recurence of tuberculous arthritis in 1 hip (1%).

Conclusion:Cementless total hip arthroplsty using circumferentially porous coated femoral stem showed good medium-term results clinically and radiologically, it is likely that circumferential porous coating in the femoral stem induces bone ingrowth and prevents distal osteolysis.

Key Words: Cementless total hip arthropalsty, Multilock femoral stem, Circumferential porous coating, Osteolysis Address reprint requests to

Chang Dong Han, M.D.

Department of Orthopaedic Surgery, Yonsei University College of Medicine 134 Shinchon-dong, Seodaemun-gu, Seoul 120-752, Korea

Tel: +82.2-361-5642, Fax: +82.2-361-1139 E-mail: [email protected]

시멘트를 이용한 인공 고관절 전치환술에서 장기 추시 결과 무균성 해리등의 여러 합병증의 문제점이 대두되면서 생체 역학 적 고정을 바탕으로한 무시멘트 고정술이 등장하였다^4,5,8). 미세공 피복 무시멘트 인공 관절 치환술의 성공적 결과는 대퇴스템의 압 박 고정을 통한 초기 안정성과 대퇴스템 표면으로의 골내막 골형 성(endosteal bone formation, spot welds)이 중요하다. 초기에 는 주로 대퇴스템 근위부만 비환형으로 피복된 대퇴스템이 주로 사용되었으나 이런 대퇴스템은 폴리에틸렌 마모입자가 대퇴 원 위부로 이동하는 것을 막지 못해 골용해가 빈번히 발생하였다²⁾. 대퇴 스템 근위부 1/3이 환형으로 미세공 피복 되어 있어 대퇴 근위부에 골내성장(bony ingrowth)이 잘되며 따라서 대퇴 윈위 부의 골용해가 억제된다는 이론적 배경과 임상 결과로 현재는 환 형 미세공 피복 대퇴스템이 더 많이 사용되고 있다. 이에 대퇴스 템 근위부 1/3이 환형으로 미세공 피복되고 원위부가 flute형으 로 초기 회전 안정성이 강화된 Multilock 대퇴스템을 이용하여 무시멘트 인공 고관절 전치환술을 시행하고 최소 5년이상 추시 관찰 가능했던 85명(95예)을 임상적, 방사선학적으로 분석하여 보고하는 바이다.

대상 및 방법

1991년 8월부터 1996년 1월까지 Multilock 대퇴스템을 이용 하여 무시멘트형 인공 관절 전치환술을 시행받은 환자 총 98명 (112예)중 최소 5년이상 추시가 가능했던 85명(95예)을 대상으 로 하였다. 추시 기간은 최소 60개월, 최대 127개월로 평균 82개 월이었다. 성별은 남자가 59명, 여자가 26명이였고, 이환부위는 우측 고관절이 46예, 좌측 고관절이 49예였다. 원인 질환은 대퇴 골두 무혈성 괴사가 63예(66%)로 가장 많았으며, 골관절염 20 예(21%), 대퇴 경부 골절 8예(9%), 결핵성 관절염의 후유증 2 예(2%), 화농성 관절염의 후유증 1예(1%), 류마치스성 관절염 1예(1%)였다.

대퇴스템은 straight형인 Harris-Galante Multilock (Zimmer, Warsaw, IN, USA)을 사용하였는데, 대퇴스템 근위부 1/3에 fiber mesh pads로 미세공 피복이 되어 있고 원위부는 flute형 으로 되어 있다. 비구컵은 Harris-Galante porous I형(Zimmer) 89예, Harris-Galante porous II형(Zimmer) 6예 사용하였다.

금속헤드는 cobalt-chromium 합금으로 직경은 28 mm로 동일 하였다. 폴리에틸렌 라이너는 초고분자량 폴리에틸렌 압출기둥 (extruded bar stock ultrahigh molecular weight polyethylene) 을 깎아서 제조된 것이다.

수술은 모두 동일한 술자에 의해 후외측 도달법으로 동일한 방법으로 시행되었으며, 대전자부 절골술은 시행하지 않았다. 비 구컵의 조기고정은 자가 압박 해면골 나사를 이용했고, 대퇴스템 은 압박고정(press fit)하는 것을 원칙으로 하였다. 항생제는 예 방적 목적으로 수술중에 투여(Epocelin, 1 g)하였으며 수술 후 계 속 2일간(Epocelin, 4 g/day) 투여하였다. 심혈관계의 특별한 문제가 없는 한 예방적인 항응고제 투여는 하지 않았으며, 수술

전후의 감염에 대해 세심한 관찰을 하였다.

심부정맥 혈전증을 방지하기 위해 색전방지 스타킹을 양하지 에 착용시켰다. 수술직후 토마스 부목에 환측지를 1일간 현수하 였고, 이후 환자의 상태가 허락하는 한 목발이나 보행기로 부분 체중 부하를 시작하여, 수술 후 2개월부터 완전체중 보행으로 전 환하였다.

수술 후 6주, 3개월, 6개월, 12개월, 이후 1년마다 외래추시를 통하여 임상적 결과를 평가하였고 표준화된 전후면 및 측면 방사 선 사진을 촬영하였다. Harris 고관절 점수¹⁷⁾를 측정하여, 90점 이상을 우수(excellent), 80점에서 89점까지를 양호(good), 70점 에서 79점까지를 보통(fair), 70점 미만을 불량(poor)으로 평가 하였으며 Harris 고관절 점수와는 별도로 대퇴부 통증에 대해 분 석하였다. 방사선 소견의 해석은 수술직후 대퇴스템의 위치와 고 정상태 및 최종 추시상의 고정상태, 골내막 골형성, 방사선 투과 성선의 양상과 진행, 골용해, 해리, 스트레스 방패, 대퇴거 흡수 (calcar resorption), 대퇴스템 원위부의 pedestal 반응, 피질골 비후(cortical hypertrophy), 이소성 골형성 등을 관찰하였으며, 수직 함몰, 비구컵의 위치 변화, 폴리에틸렌 선형 마모율 등을 측 정하였다.

대퇴스템의 영역은 Gruen 등¹¹⁾의 영역에서 미세공 피복 부위 를 고려하여 구분하였으며 비구컵의 영역은 DeLee와 Charnley⁶⁾ 의 구역으로 나누어 분석하였다. 수술직후 대퇴스템의 고정상태 는 Engh 등⁸⁾의 분류에 의하여 대퇴 협부에서의 골수강의 직경 과 대퇴 삽입물의 직경의 차이가 1 mm 미만인 경우를 압박고정 으로, 1 mm 이상인 경우를 비압박고정으로 구분하였다. 장기 추 시시 대퇴스템의 안정성은 Engh 등⁸⁾의 기준에 따라 골성 안정, 섬유성 안정, 불안정으로 분류하였다. 수직 함몰은 경부 칼라부터 소전자부의 최근위부까지의 거리를 측정하여 5 mm 이상 함몰 이 있을 때 의미있는 것으로 보았고, 방사선 투과성선이 각각의 영역에서 삽입물 표면의 반 이상이면서 선의 폭이 2 mm 이상일 때 삽입물의 해리로 판정하였다. 비구컵의 수평이동은 고관절 중 심과 Kohler line까지의 거리와 낙루(tear drop) 중심까지의 거 리변화로, 수직이동은 낙루 밑부분을 잇는 낙루간선(inter-tear drop line)과 고관절 중심과의 거리변화 및 경사각으로 측정하였 다²³⁾. 수평이동과 수직이동은 확대율을 고려하여 2 mm 이상, 경 사각은 5^°이상일 때 의미있는 것으로 판정하였다. 폴리에틸렌 마 모 및 선형마모율은 Livermore 등²¹⁾의 방법을 변형하여 수술 후 방사선 사진과 가장 최근 추시된 방사선 사진상에서 디지털 캘리 퍼(Digimatic caliper, Mitutoyo company, Japan)을 이용하여 계측하였다. 골용해의 시작되는 시점과 발생부위를 관찰하였으며, 인공 삽입물에 인접하여 골 손실이 낭종같거나(cyst-like) 가리 비 모양(scalloped)이며 육안으로 쉽게 발견할 수 있는 5 mm 이상의 직경을 가진 병변을 저자는 골용해로 하였고, 일련의 추 시 방사선 사진들을 세밀히 판독하여 응력 방패에 의한 단순한 골 흡수와 구분하였다. 대퇴스템의 안정성과 관련이 없는 Gruen 제 1, 7영역 상부에 환형으로 발생한 5 mm 미만의 관절주위 골

용해³⁰⁾(periarticular osteolysis)는 골용해와 달리 따로 분류하였 으나, 이 경우도 5 mm 이상으로 그 크기가 증가하면 대퇴스템 의 안정성과 관련하여 지속적 추적 관찰이 필요하다고 사료되어 골용해로 분류하였다.

결 과

Harris 고관절 점수는 수술전 평균 60.1점(4-86.8), 최종 추시 에서 평균 91.3 (73.6-100)점이었고, 우수 81예(85%), 양호 10 예(11%), 보통 4예(4%)였다. 9명의 환자에서 수술 후 3개월경 부터 대퇴부 통증을 호소하였는데, 6예는 자연소실되었고 3예는 경미한 통증이었다. 이들 모두 피질골 비후, pedestal 반응 및 삽입물의 해리소견 등의 방사선 소견과는 통계학적으로 관련이 없었다.

2. 방사선학적 결과 1) 골 음영의 변화

골내막 골형성은 최종 추시상 전례에서 나타났다. 전후면 및 측면 방사선 사진상에서 대퇴스템 근위부 1/3 미세공 피복된 부 위에서 주로 관찰되었으며 특히 Gruen 제 1영역 상부, 제 1영역 과 2영역의 경계 및 제6영역과 제7영역의 경계에서 주로 관찰되 었다(Fig. 1). 전반적인 골내막 골형성은 제 1영역 및 7영역에서 95예(100%), 그 외 제 2, 3, 4, 5, 6영역에서 0예(0%)였다. 골 내막 골형성의 형성시기는 빠르게는 4.2 (1.5-6)개월에 나타나기 시작하여 7.4 (3-12)개월에 뚜렷이 나타났다.

방사선 투과성선은 6개월에서 18개월사이에 형성되었으며, 발 생부위는 주로 미세공 피복되지 않은 Gruen 제 2, 3, 4, 5, 6이 었으며, 전례에서 1 mm 이하로 비진행성이었다(Fig. 2A). 4예 에서 예외적으로 미세공 피복 부위인 Gruen 제 1영역에서 방사 선 투과성선이 관찰되었으나 진행하지 않거나 자연 소실되었다.

3예(3%)에서는 전영역에서 방사선 투과성선이 나타나지 않았다.

피질골 비후는 6예에서 관찰되었으나 최종 추시시까지 별다른 변화없었으며 대퇴부 동통과는 무관하였다. 대퇴스템의 원위부에 서 pedestal 반응이 2예가 관찰되었으나 해리소견이나 임상적으 로 특이소견은 없었다. 스트레스 방패는 20예(21%)에서 주로 골 내성장 바로 근위부에서 Gruen 제 1 영역 또는 제 7영역에서 발 생하였다. 유의한 대퇴거 흡수는 30예(32%)에서 나타났으며, 대 퇴거 흡수의 유형에 대해서는 longitudinal loss 유형이 14예(15%), punched out 유형이 16예(17%)였다.

이소성 골형성은 최종추시상 24예(25%)에서 있었고, Brooker 등³⁾의 분류상 grade I은 17예(18%), grade II는 5예(5%), grade III는 2예(2%)로 대부분 grade I이었고 관절 운동의 제한은 없 었다. 비구컵의 방사선 투과성선은 최종 추시시 23예(24%)에서 DeLee와 Charnley⁶⁾의 제 1영역에서 16예(17%), 제 2영역에서 14예(15%), 제 3영역에서 7예(7%)가 관찰되었으나 모두 1 mm Fig. 1. The location and

frequency (%) of en- dosteal bone formation in Gruen’s seven zones on the anteroposterior radiograph.

I 95 (100%)

II 0 (0%)

VI 0 (0%)

V 0 (0%) III

0 (0%)

IV 0 (0%)

VII 95 (100%)

Fig. 2.(A) The location and frequency (%) of radiolucent lines less than 2 mm in width along the radiopaque line in Gruen’s seven zones on the anteroposterior radiograph. (B) The location and frequency (%) of radiolucent lines less than 2 mm in width along the radiopaque line in each three zones of DeLee and Charnley.

A B

I

4 (4%) I

16 (17%)

II 14 (15%)

III 7 (7%) VII

0 (0%)

VI 86 (91%) II

89 (94%)

III 61 (64%)

V 48 (51%)

IV 92 (97%)

Fig. 3.(A) The location and frequency (%) of osteolysis in Gruen’s seven zones on the anteroposterior radiograph. (B) The location and frequency (%) of osteolysis in each three zones of DeLee and Charnley.

A B

I

24 (25%) I

14 (15%)

II 28 (29%)

III 18 (19%) VII

23 (24%)

VI 1 (1%) II

3 (3%)

III 0 (0%)

V 0 (0%)

IV 0 (0%)

이하였고 진행하지 않거나 자연 소실되었다(Fig. 2B).

2) 삽입물의 고정 상태와 위치 변화

수술 후 방사선 사진상 대퇴스템의 위치는 92예가 중립이었으 며 3예는 경도의 내반 위치였다. 대퇴스템의 고정상태는 전례에 서 압박 고정되었으며, 최종 추시시 안정성은 전예에서 수직 함 몰 등 위치변화 없이 골성 고정을 보였고 불안정성 고정이나 해 리소견은 없었다. 비구컵의 경우 전례에서 해리소견은 없었고, 비구컵의 수직, 수평이동이나 경사각의 의미있는 변화는 없었다.

3) 폴리에틸렌 마모와 골용해

폴리에틸렌의 평균 선형 마모는 1.29 (0-5.96) mm였고, 평균 선형 마모율은 0.18 (0-0.81) mm/year였다. 골용해는 대퇴골에 서 31예(33%), 비구골에서 31예(33%)가 나타났으며 발생 시기 는 평균 56.2 (24-72)개월이었다. 대퇴골 골용해는 Gruen 제 1 영역에서 24예(25%), 제 7영역에서 23예(24%), 제 2영역에서 3예(3%), 제 6영역에서 1예(1%)가 나타났으며 시간에 따라 점 차 증가하는 소견을 보였으나 대퇴스템은 모두 안정된 상태였다 (Fig. 3A). 대퇴스템 상부에 환형으로 발생한 5 mm 미만의 관 절주위 골용해는 Gruen 제 1영역에 27예(28%), 제 7영역에 13 예(14%)를 보였다. 대퇴 원위부의 골용해는 없었다. 비구골에서 의 골용해는 DeLee와 Charnley 제 1 영역에서 14예(15%), 제 2영역에서 28예(29%), 제 3영역에서 18예(19%)가 나타났으며 비구컵 역시 모두 안정된 상태였다(Fig. 3B).

3. 합병증

수술중 합병증으로는 대퇴거 골절이 7예(7%) 있었고 모두 골 절부 주위 환형 강선 고정술로 고정하였으며 추시 기간 중 별다 른 합병증없이 골내성장을 얻을 수 있었다. 수술 후 합병증은 탈 구가 3예(3%)있었으나 모두 도수 정복으로 치유되었다.

4. 재치환술

17예(18%)에서 재치환술을 시행하였는데, 그 원인으로 폴리 에틸렌 마모와 골용해가 6예(6%), 폴리에틸렌 분리(dissociation) 가 10예(11%), 결핵성 관절염 재발이 1예(1%)였다. 이중 폴리 에틸렌 마모 또는 분리가 있었던 15예(16%)는 폴리에틸렌 라이 너와 금속헤드만 교체하였고, 폴리에틸렌 마모와 분리 및 비구골 에 심한 골용해가 있었던 1예(1%)는 골용해부위의 소파술 및 골 이식술을 시행하고 비구컵 및 폴리에틸렌 라이너와 금속 헤드를 교체하였다. 비구골 및 대퇴골까지 심한 골용해가 있었던 1예 (1%)는 골용해부위의 소파술 및 골이식술을 시행하고 비구컵, 폴리에틸렌 라이너 및 금속 헤드를 교체하였으며, 대퇴스템은 안 정된 상태였으나 골용해가 심하여 교체하였다.

고 찰

골 시멘트를 이용한 인공관절 전치환술에서 장기 추시시 시멘

트와 관련된 무균성 해리 등의 문제가 대두되면서 생체역학적 고 정개념의 무시멘트형 고정이 널리 사용되고 있다8,13,14,18). 무시멘 트 인공관절 전치환술에서 생물학적인 고정을 얻기 위하여 대퇴 스템의 디자인, 미세공 피복의 방법 및 범위, 수술시의 압박고정 이 중요한 요소로 알려져 있다^10,12). 초기의 대퇴스템에서는 재질 과 형태, 생물학적 고정을 위한 미세공 피복의 방법과 범위에 대 한 실험적인 시도가 있었으며 많은 경우 우수한 초기 결과가 발 표되었다¹⁶⁾. 대퇴스템의 상부만 비환형 미세공 피복된 무시멘트 인공관절 전치환술은 상부의 압박고정을 통해 스트레스 방패에 의한 골흡수를 감소시키면서 대퇴스템으로의 골내성장을 유도하 도록 설계되었다. 그러나 Bobyn 등²⁾은 동물실험 및 부검 결과 폴리에틸렌 마모 입자가 세공 피복 표면보다 비세공 피복 표면을 따라 더 잘 이동하는 것을 실험적으로 증명하였다. 또한 Schma- lzried 등²⁸⁾은 effective joint space 개념을 도입하여 마모 입자 가 관절강내 압력(intracapsular pressure)에 의해 저항이 가장 적은 통로를 통해 골과 삽입물의 interface로 이동할 수 있다고 하였고, barrier를 통해 이런 마모 입자의 이동을 막거나 지연시 킬 수 있다고 가정하였다. 따라서 마모 입자 이동에 대한 barri- er 개념은 인공 관절 삽입물의 디자인에 있어 상당히 중요한 부 분이 되었다. Emerson 등⁷⁾은 같은 형태이지만 피복의 범위만 다 르게 만들어진 대퇴스템을 사용하여 얻은 임상 결과로 골용해의 전반적인 발생률은 물론, 특히 관절면에서 멀리 떨어진 부위의 골용해에서 의미있는 차이를 보고하였다. 따라서 대퇴스템이 비 환형으로 미세공 피복되면 폴리에틸렌 마모입자가 대퇴부 골내강 으로 이동하여 골용해의 발생이 촉진되며 이로 인해 대퇴스템의 무균성 해리가 진행한다는 결과들이 보고되면서 환형 미세공 피 복 대퇴스템이 등장하였다^2,28).

Multilock 대퇴스템을 이용한 고관절 전치환술후 최종추시시 평균 Harris 고관절 점수는 박 등²⁶⁾은 48개월 추시 결과 평균 94.7점, 이 등²⁰⁾은 34개월 추시 결과 평균 93점, 민과 전²⁴⁾은 69 개월 추시 결과 평균 91.6의 우수한 결과을 보고하였으며 저자 들의 경우도 이들과 비슷하게 평균 82개월 추시 결과 평균 91.3 의 우수한 결과을 보였다.

수술 후 대퇴부 통증은 확실한 원인이 아직 밝혀지지 않았으며 대퇴스템의 불안정성, 하중의 국소적 원위 전달, 대퇴스템과 골 사이의 강도 차이 등이 그 원인으로 설명되고 있다^1,4). 저자의 경 우는 빈도가 많이 감소한 9예(9%)에서만 경한 대퇴부 통증을 호 소하였는데 이들 모두 대퇴스템의 불안정 고정을 보인 예는 없었 으며 대퇴스템 원위부의 피질골 비후와는 유의한 관련이 없었고, 그 주원인은 대퇴스템과 골사이의 강도 차이로 사료된다.

미세공 피복은 골내 성장을 유도하여 무시멘트 고관절 전치환 술에서 그 성공적 결과에 중요한 비중을 차지한다. 저자의 경우 주로 골내 성장을 보인 부위는 Gruen 제 1영역 상부 및 대퇴스 템 미세공 피복의 이행부위인 Gruen 제 1, 2영역의 경계와 제 6, 7영역의 경계에서 주로 관찰되었다. 이는 이 부위에 가해지는 응 력집중(stress concentration)에 의한 것으로 여겨진다.

대퇴 피질골 비후나 pedestal 반응은 각각 6예, 2예에서 발생 하였으나 의미 있는 경우는 없었다. 대퇴 피질골 비후는 응력집 중(stress concentration)보다는 대퇴스템과 골사이의 접촉 또는 미세운동에 의한 것으로 여겨지며, pedestal 반응은 Engh 등⁹⁾의 분류상 모두 안정한 원위 대퇴스템과 관련된 pedestal (pedestal associated with stable distal stem)이었다.

대퇴거 흡수는 3 mm 이하거나 rounding off형일 경우 의미 없는 것으로 보았고 그 원인으로 혈행 장애로 인한 골괴사, 대퇴 골 경부 절골시 열에 의한 골괴사, 응력방패에 의한 골흡수 등 을 들수 있다. 의미 있는 대퇴거 흡수인 3 mm 이상이면서 lon- gitudinal loss나 punched out형의 경우는 상기한 여러 원인에 폴리에틸렌 마모 입자에 의한 골용해까지 복합적으로 작용한다 고 여겨진다.

무시멘트 고관절 전치환술중 비환형 미세공 피복 대퇴스템의 골용해 발생 빈도는 5년 추시시 대략 8-36%로 보고 되고 있으

며^22,27) 환형 미세공 피복의 골용해 발생 빈도는 대략 20-40%로

보고 되고 있다^19,25,). 이와 같은 문헌 보고에 의하면 환형 미세공 피복 대퇴스템은 비환형 미세공 피복 대퇴스템에 비해 골용해 빈 도는 다소 높지만 저자마다 골용해의 판단기준에 차이가 있으며 추시기간 역시 서로 달라 객관적인 비교가 어려울 것으로 사료된 다. 무균성 해리는 비환형 대퇴스템의 경우 5-10%정도로 보고되 고 있으며 환형 대퇴스템의 경우 Hofman 등¹⁹⁾과 Mulliken 등²⁵⁾ 에 의해 0%로 보고 되고 있다. 무균성 해리의 빈도는 환형 미세 공 피복 대퇴스템에서 오히려 적다. 저자는 Gruen 제 1, 7영역 상부에 발생한 5 mm 미만의 관절주위 골용해는 따로 분류하여, 골용해의 빈도와 무균성 해리의 빈도의 비례적 관계를 도모하였 다. 관절주위 골용해는 추시과정중 점차 크기가 증가하는 소견을 보였으며 5 mm 이상이 되면 골용해에 포함시켰다. 저자의 경 우 골용해는 대퇴골에서 31예(33%), 비구골에서 31예(33%)가 나타났으며 외국의 문헌에서 보다 다소 높은 발생률을 보였다.

그 이유로는 무혈성 괴사의 발병률이 상대적으로 높아 환자의 대상 연령이 외국에 비해 활동성이 높은 젊은 나이가 많으며, 골반의 크기에 따른 비구컵의 크기도 상대적으로 작아 비교적 얇은 폴리에틸렌 liner의 사용이 더 많은 것이 그 차이점이다.

따라서 우리나라의 경우 골용해 문제가 서양에 비하여 더욱 세 밀하게 관찰되어야 할 것으로 사료된다. Gruen 제 1, 7영역 상부 에 발생한 모든 골용해가 대퇴스템의 안정성과 관련된 경우는 없었으나 점차 크기가 증가하는 소견을 보여 지속적 추시 관찰 중이다. Gruen 제 1, 2영역에 걸쳐 낭종성 골용해를 보인 1예는 대퇴스템의 안정성과는 무관하였으나 진행하는 양상을 보여 면 밀한 추시 관찰중이다. 골내성장을 보이며 대퇴스템의 위치 변 화는 없었으나 Gruen 제 1, 2, 7영역에 걸쳐 심한 골용해를 보 인 1예는 골용해 부위의 소파술 및 골이식술을 시행하고 대퇴스 템을 교체하였다.

본 연구에서 폴리 에틸렌 liner의 평균 선형 마모율은 0.18 mm/year였다. 이는 저자의 지난 연구와 별다른 차이가 없었으

며¹⁵⁾ Petersilge²⁷⁾등이 비환형 대퇴스템을 이용하여 4 내지 8년 간 추시 후 발표한 수치와도 차이가 없는 결과를 보였다. Emer- son 등⁷⁾은 같은 형태이지만 피복의 범위만 다르게 만들어진 대 퇴스템을 사용하여 얻은 임상 결과로 평균 8년 이상의 추시 후 비환형 미세공 피복 대퇴스템 군과 환형 미세공 피복 대퇴스템 군 모두 0.19 mm/year의 평균 선형 마모율을 발표하였다. 이는 비환형 미세공 피복 대퇴스템과 환형 미세공 피복 대퇴스템에서 폴리에틸렌 liner의 마모는 별다른 차이를 보이지 않는 것으로 사료된다.

대퇴 원위부의 골용해는 비환형 미세공 피복의 경우, Petersilge 등²⁷⁾은 12%, Martell 등²²⁾은 8%로 보고하고 있으나 이와는 대 조적으로 환형 미세공 피복의 경우, Emerson 등⁷⁾, Hofman 등¹⁹⁾, Sharkey 등²⁹⁾은 모두 0%로 보고하고 있다. 그러나 모든 환형 미세공 피복 디자인이 대퇴 원위부 골용해에 대한 barrier 역할 을 하지는 않는다. 그 이유로는 미세운동에 의한 원위부에서의 국소적 마모 파편의 형성이 그 원인이거나 활동적인 환자에서 주 대 원위부에서 stress가 높아져 삽입물과 골내막 사이에서 움직 임이 생겨 원위부에 골용해를 발생시킨다는 가정들이 제시되고 있다. Emerson 등⁷⁾은 골내성장에도 불구하고 관절액의 접근을 허용하는 interconnecting porous channel이 존재할 수 있다고 가정하였다.

Multilock 대퇴스템은 미세공 피복부위가 비교적 넓고, 대퇴스 템 원위부의 flute로 회전 안정성이 강화되어 초기 고정의 안정성 이 향상되어 있다. 따라서 골내성장이 잘 유도되므로 대퇴 원위 부 골용해의 발생 빈도가 적은 것으로 보여진다. 결국 환형 미세 공 피복 대퇴스템은 안정성과 관련이 적은 대퇴스템 상부 Gruen 제 1, 7영역의 골용해와는 무관하게, 대퇴 원위부 골용해가 거의 없고, 따라서 장기 추시시 우수한 결과를 보인다고 사료된다.

결 론

환형 미세공 피복 대퇴스템을 이용한 무시멘트 고관절 전치환 술은 최소 5년이상 추시 결과, 대퇴스템 근위부의 환형 미세공 피복으로인한 골내성장으로 골용해, 마모 입자의 대퇴 원위부 골 내강 침투를 방지하여, 관절주위 대퇴 골용해와 무관하게 대퇴 원위 골용해가 없어, 우수한 임상적 결과와 방사선학적 안정성을 보였다. 따라서 무시멘트 고관절 전치환술에서 대퇴스템의 환형 미세공 피복 디자인은 골내막 형성에 도움을 줄뿐만 아니라 대퇴 원위부의 골용해를 방지하여 대퇴스템의 장기 안정성에 매우 중 요한 인자로 사료된다

참고문헌

1. Barrack RL, Jasty M, Bragdon C, Haire T and Harris WH: Thigh pain despite bone ingrowth into uncemented femoral stems. J Bone Joint Surg, 74-B: 507-510, 1992.

2. Bobyn JD, Jacobs JJ and Tanzer M: The susceptibility of smooth implant surfaces to periimplant fibrosis and migration of polyethylene wear debris.

Clin Orthop, 311: 21-39, 1995.

3. Brooker AF, Bowerman JW, Robinson RA and Riley LH: Ectopic ossification following total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg, 55-A: 1629- 1632, 1973.

4. Burkart BC, Bourne RB, Rorabeck CH and kirk PG: Thigh pain in cementless total hip arthroplasty. A comparison of two systems at 2 years follow up. Orthop Clin North Am, 24: 645-653, 1993.

5. Callaghan JJ, Dysart SH and Savory CG: The uncemented porous-coated anatomical total hip prosthesis. J Bone Joint Surg, 70-A: 337-346, 1988.

6. DeLee JG and Charnley J: Radiological demarcation of cemented sock- ets in total hip replacement. Clin Orthop, 121: 20-32, 1976.

7. Emerson RH, Sanders SB, Head WC and Higgins L: Effect of cir- cumferential plasma-spray porous coating on the rate of femoral osteolysis after total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg, 81-A: 1291-1298, 1999.

8. Engh CA, Bobyn JD and Glassman AH: Porous coated hip replace- ment. The factor governing bone ingrowth, stress shielding and clinical result. J Bone Joint Surg, 69-B: 45-55, 1987.

9. Engh CA, Massin P and Suthers KE: Roentgenographic assessment of the biologic fixation of porous-surfaced femoral components. Clin Orthop, 257: 107-128, 1990.

10. Galante JO and Jacobs J: Clinical performances of ingrowth surfaces.

Clin Orthop, 276: 41-43, 1992.

11. Gruen TA, McNeice GM and Amstutz HC:“Modes of failure”of cemented stem-type femoral components. Clin Orthop, 141: 17-27, 1979.

12. Haddad RJ, Cook SD and Thomas KA: Biologic fixation of porous coated implants. J Bone Joint Surg, 69-A: 1459-1466, 1987.

13. Haddad RJ Jr, Skalley TC and Cook SD: Clinical and roentgenograph- ic evaluation of noncemented porous coated anatomic total hip arthroplas- ty. Clin Orthop, 258: 176-182, 1990.

14. Han CD, Lee WS and Yang IW: Comparison of porous-coating femoral stem with HA/TPC-coated femoral stem in total hip arthroplasty. J Korean Orthop Assoc, 35: 583-588, 2000

15. Han CD, Choe WS and Yoo JH: Effect of the polyethylene wear on oste- olysis in cementliss primary total hip arthroplasty. J Korean Orthop Assoc, 33: 746-758, 1998

16. Han CD, Han DY and Kim NH: Uncememted primary Harris-Galante porous total hip replacement. J Korean Orthop Assoc, 26: 1741-1748, 1990.

17. Harris WH: Traumatic arthritis of the hip after dislocation and acetabular fractures: Treatment by mold arthroplasty. J Bone Joint Surg, 51-A: 737-

755, 1969.

18. Heekin RD, Callaghan JJ, Hopkinson WJ, Savory CG and Xenos JS: The porous-coated anatomical total hip prosthesis inserted without cement. J Bone Joint Surg, 75-A: 77-91, 1993.

19. Hofman AA, Feign ME, Klauser W, VanGorp CC and Camargo MP:Cementless primary total hip arthroplasty with a tapered proximally porous-coated titanium prosthesis. A 4 to 8 year retrospective review. J Arthroplasty, 15: 833-839, 2000.

20. Lee SH, Kim SJ and Byun JN: Cementless total hip arthroplasty using the multilock femoral stem. J Korean Hip Soc, 11: 223-229, 1999.

21. Livermore J, Ilstrup D and Morrey B: Effect of femoral head size on wear of the polyethylene acetabular component. J Bone Joint Surg, 72-A:

518-529, 1990.

22. Martell JM, Pierson RH, Jacobs JJ, Rosenberg AG, Maley M and Galante JO:Primary total hip reconstruction with a titanium fiber coat- ed prosthesis inserted without cement. J Bone Joint Surg, 75-A: 554-571, 1993.

23. Massin P, Schmidt L and Engh CA: Evaluation of cementless acetab- ular component migration. J Arthroplasty, 4: 245-251, 1989.

24. Min BW and Jeon SH: Circumferentially porous coated multilock femoral stem in total hip replacement. J Korean Hip Soc, 13: 259-266, 2001 25. Mulliken BD, Boume RB, Rorabeck CH and Nayak N: Results of

the cementless Mallory-Head primary total hip arthroplasty. A 5 to 7 year review. Iowa Orthop J, 16: 20-34, 1996.

26. Park SW, Lee KS, Lee SH and Baek JR: cementless total hip arthro- plasty with multilock femoral stem. J Korean Hip Soc, 9: 92-98, 1997.

27. Petersilge WJ, D’’Lima DD, Walker RH and Colwell CW: Prospec- tive study of 100 consecutive Harris-Galante porous total hip arthroplas- ties. 4 to 8 year follow up study. J Arthroplasty, 12: 185-193, 1997.

28. Schmalzried TP, Jasty M and Harris WH: Periprosthetic bone loss in total hip arthroplasty. Polyethylene wear debris and the concept of the effec- tive joint space. J Bone Joint Surg, 74-A: 849-863, 1992.

29. Sharkey PF, Barrack RL and Tvedten DE: Five-year clinical and radi- ological follow-up of the uncemented long-term stable fixation total hip arthroplasty. J Arthroplasty, 13: 546-551, 1998

30. Zicat B, Engh CA and Gokcen E: Patterns of osteolysis around total hip components inserted with and without cement. J Bone Joint Surg, 77- A: 432-439, 1995.