결 과

AML 인공물을 이용한 무시멘트 고관절 치환술의 장기 추시결과

강준순・문경호・박승림・선승훈

인하대학교 의과대학 정형외과학교실

목적: AML 인공물을 이용한 무시멘트 고관절 치환술의 장기 추시 결과를 분석하였다.

대상 및 방법: 1989년 2월부터 1992년 2월까지 AML 인공관절 기기를 이용한 고관절 전치환 성형술을 시행한 환자 중 최단 10년, 최장 13년 (평균 11년 2개월) 까지 추시가 가능하였던 34명, 40 고관절을 대상으로 최종 추시 방사선 소견과 임상적 평가 기준을 분석하였다.

결과: Harris score 는 술 전 평균 52.4점에서 술 후 평균 88.3점으로 향상되었으며 대퇴골의 골용해 는 8예(20.0%), 비구골의 골용해는 6예(15.0%)에서 관찰되었다. 응력 차단에 의한 골의 재흡수는 수 술 후 3년에 22예(55.0%)에서 나타났으며, 수술 후 5년에 24예(60.0%), 수술 후 10년에는 25예 (65.0%)로 장기 추시함에 큰 차이를 보이지 않았다. 대퇴스템의 재치환 수술은 없었으며, 1례에서 불안 정성 고정된 비구컵을 재치환하였다. 폴리에틸렌 삽입물의 마모로 인한 라이너 치환 수술은 2예가 시행 되었다.

결론: Anatomic Medullary Locking 인공물을 이용한 무시멘트 고관절 전치환술을 최소 10년 이상 추시 관찰한 결과 임상적 및 방사선학적으로 양호하였으며, 응력차단에 의한 대퇴골 골흡수는 진행되지 않았으나, 폴리에틸렌 마모와 골용해에 대한 장기적인 추시 관찰이 필요할 것으로 사료된다.

색인 단어: 무시멘트 인공고관절 치환술, AML, 폴리에틸렌 마모, 골용해

서 론

1 9 6 0년대 초반부터 시행된 골시멘트를 이용한 고 관절 치환술은 인공 삽입물의 무균성 해리가 문제점 으로 대두되어 1 9 8 0년대 초반부터 골 증식에 의해 대퇴 스템의 생물학적 고정을 추구하는 무시멘트 고 관절 치환술이 일반화되어 사용되어지고 있다.

무시멘트 고관절 치환술은 대부분의 논문에서 단 기 추시 후 만족할 만한 결과를 얻었다고 보고2 , 4 , 8 , 1 4 -

1 6 ) 하고 있으나, 대퇴부 동통, 폴리에틸렌 삽입물의

마모, 골용해와 대퇴골의 재형성 등은 해결되지 않 은 과제이다. 인공 고관절 치환술 후 대퇴골에 나타 나는 골 재형성은 대퇴골의 피질골 비후와 골 흡수 로 대별 할 수 있으며 특히 광범위 미세 포말형 대퇴 스템은 근위부 대퇴 골 흡수가 단점의 하나로 지적 되고 있다1 , 2 , 6 - 8 , 1 4 , 1 6 , 1 9 ).

이에 본원에서 Anatomic Locking Medullary (AML, DePuy, Warsaw, IN) 인공 관절 기기를 이용하여 고관절 치환술을 시행한 환자 중 1 0년 이 상 추시가 가능하였던 환자를 대상으로 최소 1 0년 이상 임상적 및 방사선학적 추시 관찰하여 문헌 고 찰과 함께 보고하고자 한다.

※ 통신저자: 강 준 순

인천시중구신흥동3가 7-206 인하대학교의과대학정형외과학교실 Tel: 82-32-890-3565

Fax: 82-32-890-3047 E-mail: [email protected]

이 논문은2004년도 인하대학교의지원에의하여연구되 었음(INHA-31486).

연구 대상 및 방법

1. 연구대상

1 9 8 9년 2월부터 1 9 9 2년 2월까지 AML 인공관절 기기를 이용한 고관절 전치환술을 시행한 환자 중 최단 1 0년, 최장 1 3년(평균 1 1년 2개월)까지 추시 가 가능하였던 3 4명 40 고관절을 대상으로 하였고 이중 남자가 2 9예, 여자가 1 1예 이었다. 수술 당시 환자의 나이는 최저 4 1세에서 최고 9 2세로 평균 7 0 . 8세 이었다.

대퇴 스템의 크기는 12 mm 이하인 경우가 1 2례 였고, 13.5 mm를 사용한 경우가 2 2례, 15 mm 이 상의 경우가 6례였다. 비구컵의 크기는 46 mm 가 2례, 48 mm 가 4례, 50 mm 가 1 5례, 52 mm가 1 3례, 54 mm 가 4례, 56 mm 가 2례였다.

수술전 진단명은 수술 전 양측 고관절 전후 및 측 부 방사선 소견과 환자의 병력에 따라 분류하였고, 대퇴 골두 무혈성 괴사 2 4례( 6 0 . 0 % )로 가장 많았으 며, 대퇴 경부골절 8례(20.0%), 퇴행성 고관절염 6 례(15.0%), LCP 후유증이 2례( 5 . 0 % )였다.

2. 임상적 평가

임상적인 평가는 술 전후의 Harris hip score^{1 3 )} 에 따른 분류를 이용하였으며, 90점 이상인 경우를 우수(Excellent), 90점 미만- 8 0점 이상인 경우를 양호(Good), 80점 미만- 7 0점 이상인 경우를 보통 (Fair), 70점 미만인 경우를 불량(Poor) 으로 평가 하였다.

3. 방사선적 평가

방사선적 평가는 단순 X -선 사진 촬영시 일정한 방법으로 촬영하여 오차를 줄이도록 노력하였으며, 수술 직후 및, 술후 6개월, 그 후 매년 촬영한 방사 선 사진에서 비구컵의 경우 반응선의 유무, 비구컵 의 수직, 수평이동의 유무, 폴리에틸렌 삽입물의 평 균마모와 연평균 마모율을 관찰하였고, 대퇴주대는 대퇴 주대의 이동, 대퇴 주대 주위의 골용해, 응력 차단의 정도 등을 관찰하였다.

비구컵의 경우, 비구골의 용해는 D e L e e와 C h a r - n l e y³⁾ 의 3구역으로 나누어 각각의 구역에 대하여

Fig. 1. Radiographs made 10 years after operation shows well fixed stem without stress shielding and osteolysis.

A B

분석하였으며 비구컵의 수직 이동은 비구컵 하연과 동측 tear drop 하연과의 수직 거리로 측정하였고, 비구컵의 수평 이동은 비구컵 외연의 중심과 K o h l e r선 사이의 수평 거리로 측정하여^{2 )}, 비구컵이 5도 이상 혹은 2 mm 이상 이동한 경우 불안정성 고정으로 평가하였다. 폴리에틸렌 삽입물의 평균 마 모와 연평균 마모율은 Livermore 등^{2 0 )} 의 방법을 이용하여 측정하였다.

대퇴 주대의 초기 고정도는 E n g h과 B o b y n^{4 )} 의 분류에 따라 수술 후 촬영한 방사선 사진상 전후방 사진에서 대퇴 인공 삽입물과 대퇴골 골수강의 비율 을 소전자 상부와 삽입물 원위부에서 측정하여 판정 하였다. 근위부에서는 골수강 내의 충만도가 8 0 % 이상 일 경우, 원위부에서는 대퇴골의 피질골과 삽 입물의 접촉이 1 mm 이내일 경우 양호로 판정하였

다^{1 7 )}. 대퇴골 최종 고정 상태는 Engh 등^{1 0 )}의 방법에

따라 분류 하였으며 골 내성장 고정, 섬유성 고정, 불안정성 고정으로 구분하였고, 골 내성장 고정의 소견은 없으나 대퇴 주대의 이동이 없는 경우를 섬 유성 고정으로, 대퇴 주대의 위치가 2 mm 이상 이 동하였거나 내반 혹은 외반 경사를 보일 경우 불안

정성 고정으로 평가 하였으며, 대퇴부의 골용해의 위치는 Gruen 등^{1 2 )}의 방법을 이용하였다.

대퇴 주대의 이동은 대퇴골 소전자의 근위부와 대 퇴 주대의 미세 포말된 상내연 사이의 수직 거리를 측정하여^{2 )} 5 mm 이상의 변화가 있을 경우 수직 침 강이 있다고 평가하였으며 대퇴 스템의 미세 포말부 와 골내막 사이의 신생골 가교의 유무를 관찰하였다.

응력차단의 정도는 Engh 등^{7 )}의 기준에 따라 4등 급으로 구분하였으며 1등급은 대퇴 경부의 근위 내 연이 약간 둥글게 변한 경우이며, 2등급은 1등급 변 화에 전후면 사진상 내측 골피질의 음영이 상실된 경우, 3등급은 골피질의 흡수가 더 심하여 내측과 전면의 골피질이 침범된 경우, 4등급은 그 이하 부 위로 골피질 흡수가 연장된 경우로 분류하였다.

결 과

1. 임상적 평가

수술전 평균 Harris hip score 는 5 2 . 4점( 1 7～

7 2점)이었고, 최종 추시시 평균 Harris score 는

Fig. 2. Radiography taken at postoperative 11 years shows osteolysis on zone 1 with avulsion fracture of greater trochanter.

A B

8 8 . 3점( 5 6～9 8점) 으로 향상되었으며. 우수한 경우 (Excellent) 가 3 0례(75%), 양호한 경우( G o o d )가 7례(17.5%), 보통인 경우( F a i r )가 3례( 7 . 5 % )이었다.

대퇴부 동통은 5예( 1 2 . 5 % )에서 보였으며 모두 압 박 고정이 되지 않은 경우이었으나, 3년 이내에 전 례에서 동통이 소실되었다.

2. 방사선학적 평가

수술후 방사선 사진상 압박 고정은 3 2예( 8 0 . 0 % ) 에서 보였고 이중 3 1예가 골 내성장 고정, 1예가 안 정 섬유성 고정을 보였으며, 압박 고정이 되지 않은 경우는 8예( 2 0 . 0 % )에서 관찰되었고, 골내성장 고정 은 2예, 안정 섬유성 고정은 6예에서 보였고 불안정 성 고정된 경우는 없었다.

대퇴골의 용해는 8예( 2 0 . 0 % )에서 관찰되었고 Gruen 등의 분류상 1 구역에서 7례, 7 구역에서 6 례, 3구역에서는 4례에서 관찰되었으며 비구골의 용 해는 6예( 1 5 . 0 % )에서 관찰되었고 D e L e e와 C h a r n l e y 의 분류상 1구역에서 5예, 2구역에서 5예, 3구역에 서 3예에서 관찰되었다.

폴리에틸렌 삽입물의 마모는 평균 3.1 mm (1.5- 6.3 mm, 표준편차0 . 5 )로 연평균마모율은0.19 mm/yr 이었다. 이중 2예에서 재치환술을 시행했으며 모두 5 0세 미만으로 비교적 젊은 환자로 수술 후 9 년과 10.5 년에 각각 폴리에틸렌 라이너만 교체하였다.

대퇴 주대의 이동은 5 mm 이상 이동한 경우를 불안정성이 있다고 보았으며 본 연구에서는 관찰되 지 않았고 대퇴주대의 재치환술은 없었다.

비구컵의 불안정성은 비구컵이 5도 이상 혹은 2 mm 이상 이동했을 때 불안정성 고정으로 평가하였 으며 1 예에서 술후 2 년에 비구컵의 불안정성 고정 으로 재수술을 시행하였다.

응력차단에 의한 골의 재흡수는 수술 후 3년에 2 2 예( 5 5 . 0 % )에서 나타났으며 1등급이 1 2예( 5 4 . 6 % ) , 2등급이 7예(31.7%), 3등급이 3예( 1 3 . 7 % )이었으 며 4등급은 없었다. 수술 후 5년에는 2 4예( 6 0 . 0 % ) 가 나타났으며 1등급은 1 3예(54.2%) 2등급은 8예 (33.4%) 3등급은 3예( 1 2 . 5 % )이었다. 수술후 1 0년 에 2 5예( 6 2 . 5 % )에서 골흡수가 관찰되었으며, 이중 1등급은 1 4예(56%), 2등급은 8예(32%), 3등급은

3예(12%) 이었다. 수술 3년 경과 후 1, 2등급에서 3등급으로 진행되는 예는 없었으며, 1예는 대퇴대전 자의 골흡수에 의한 병적골절이 발생하였다(Fig. 2).

고 찰

AML 인공물은 스템의 근위부를 삼각형으로 넓게 만들어 술 후 초기의 회전 안정성을 부여하였고 스 템의 전체, 근위부 2/3 또는 1 / 3에 1 8 7마이크로미 터에서 2 0 0마이크로미터사이의 불규칙한 c o b a l t chromium bead를 Porous coating 함으로써 술 후 신생골의 성장을 도모하여 후기 안정도를 부여한 스템이다.

AML 스템의 1 0년 이상 장기 추시결과는 대부분 의 논문에서 만족스러운 결과를 보고하였지만 대퇴 부동통, 폴리에틸렌 삽입물의 마모와 골용해, 응력 차단에 의한 대퇴골의 흡수는 해결되지 않은 과제이다.

술 후 임상 결과를 보면 1 0년 이상 추시에서 Engh 등^{8 )} 은 9 3 %에서, Kim 등^{1 6 )} 은 8 4 . 6 %에서 양호 이상의 결과를, Hwang 등^{1 5 )} 은 8 8 . 9 %에서 양호 이상의 결과를 보고했으며, 본 연구에서는 9 2 . 5 % 에서 양호이상의 결과를 보였다.

술 후 대퇴부 동통은 대퇴 주대의 불안정성에 의 한 원위부의 미세운동, 응력 차단에 의한 변화된 하 중 전달 등의 기계적 요소, 삽입물의 끝부분이 골 내 막과 만나는 부분의 응력 집중 등이 원인으로 보고 되고 있다. 여기에는 2가지 유형이 있는데 첫 번째 유형은 압박 고정된 골내 성장된 예에서 발생되어 대퇴스템의 끝부분에 발생하는 동통으로 운동 후에 간헐적인 동통이 발생되나 대개 일상생활에는 큰 지 장이 없다. 두 번째 유형은 과소 크기의 스템의 사용 으로 압박고정이 안되거나 섬유성고정에서 발생되는 것으로 체중부하 직후에 일어나며 대부분 2년내에 통증이 소실되나 2년 이상 지속될 경우 경우 이완을 생각하여야 한다. Engh 등^{8 )} 은 1 0년이상 추시에서 8 %의 대퇴부 동통을 보고하였고, 황 등^{1 5 )} 은 1 0년 이상 추시에서 5 . 6 %의 대퇴부 동통을 보고하였다.

본 연구에서는 1 2 . 5 %의 대퇴부 통증을 보였으며 모 두 압박 고정이 안된 경우이었으나, 3년 이내에 전 례에서 동통이 소실되었다.

대퇴 스템의 후기 안정성은 수술 후 압박고정을

보였던 경우에서 골 내성장 고정이 많이 일어난다는 것은 Engh 등^{8 )} 과, 황 등^{1 5 )} 의 논문에서 이미 보고 가 된 바 있다. 본 연구에서도 압박 고정이 된 3 1예 중 3 0예에서 골내성장 고정이 된 반면, 압박 고정이 안된 8예에서는 2예만이 골내 성장 고정이 되어 압 박고정 여부가 후기 골내성장에 중요한 요소임을 확 인 할 수 있었다.

폴리에틸렌 삽입물의 마모는 Schulte 등^{2 1 )}은 Charnley 인공관절을 최소 2 0년 이상 추시 관찰하 여 0.074 mm/yr 의 연평균 마모율을 보고하였고, Livermore 등^{2 0 )}은 22 mm 및 28 mm 골두와 코발 트 크롬 재질을 이용해 각각 0.13 mm/yr, 0.10 mm/yr 의 연평균 마모율을 보고하였고, 황 등¹⁵⁾ 은 0.43 mm/yr를 보고하였으며, 본 연구에서는 0 . 1 9 mm/yr 의 연평균 마모율을 보였다. 폴리에틸렌 마 모로 재 수술을 시행한 2례는 모두 5 0세 미만으로 활동량이 많은 젊은 층에서 무시멘트 고관절 전치환 술을 시행할 경우 고령층에 비하여 상대적으로 폴리 에틸렌 마모율이 증가한다는 Engh 등^{8 )} 의 보고와 같은 결과를 보였다.

비구골 용해는 DeLee & Charnley 의 제 2구역 에서 발생한 경화선에서 시작하여 골용해로 진행되 는 것으로 알려져 있고, Kim 등^{1 6 )}은 30.8%, Hasting

등^{1 4 )} 은 15%, 황 등^{1 5 )}은 1 6 . 1 %의 발생률을 보고하

였다. 본 연구에서는 1 5 %의 발생율을 보였으며, 제 1, 2 구역에서 높은 빈도를 보였으며 대퇴골의 용해 는 Gruen 구역 1과 7에서 호발하였다. Kim 등^{1 6 )} 도 2 5 . 0 %의 대퇴골 용해와 같은 구역에서 호발 되 었다고 보고하였다. 이러한 골용해 발생율은 비교적 젊은 연령과 장기간의 추시 관찰, 높은 폴리에틸렌 삽입물의 마모에 기인한 것으로 사료된다.

응력 차단에 의한 골의 재흡수는 대퇴 주대의 크 기와 미세 포말의 정도에 의해 영향을 받는다고 Engh 등^{6 )}이 보고하였다. 본 연구에서는 수술 후 3 년에 2 2예( 5 5 . 0 % )가 발견되었으나, 수술 후 5년에 2 4예(60.0%), 수술후 1 0년에 2 5예( 6 2 . 5 % )가 나타 나 장기 추시에 큰 차이를 보이지 않았으며 대부분 이 1, 2 등급 이었고 수술 3년 경과 후 저등급에서 고등급으로 진행된 경우는 없었다.

Engh 등^{1 1 )} 은 2 0 8예를 2년 이상 추시 관찰하여 응력 차단에 의한 골흡수가 발생한 군과 응력 차단

에 의한 골흡수가 일어나지 않은 군을 비교 분석한 결과 골용해와 골흡수에 의한 골절 등에 있어서 차 이를 보이지 않고 있으며, 93% 생존율과 재치환술 1 3 %을 보여 응력차단에 의한 골흡수가 무시멘트 고 관절 치환술에 있어 문제점을 유발하지 않는다고 보 고하였다. 본 연구에서도 대퇴 대전자의 골흡수에 의한 골절은 1예가 발생하였다. 대퇴 대전자의 골흡 수에 의한 골절은 인공 고관절 치환술에 있어서 후 기 합병증으로 드물게 발생되며, Engh 등^{1 )}은 평균 1 2 . 2년 추시 결과 보전적 치료로 만족할 만한 결과 를 얻었으나, 골용해의 진행 가능성이 있으므로 지 속적인 추적 관찰이 필요하다고 하였다.

A M L을 이용한 인공관절 치환술 후 생존율은 Engh 등^{8 )} 은 1 7 4예를 1 0년 이상 추시 관찰하여 술 후 1 2년에 8 8 . 5 %의 생존율을 보고하였고, 이 중 비 구컵의 생존율을 94.8%, 대퇴 주대의 생존율은 9 8 . 3 %라고 보고하였다. 황 등^{1 5 )} 은 8 3 . 3 %의 생존 율과 8 3 . 3 %의 비구컵 생존율, 97.2%의 대퇴 스템 생존율을 보고한 바 있으며, 본 연구에서도 비구컵 생존율 97.5%, 대퇴 주대 생존율 1 0 0 %를 보여 우 수한 결과를 보였다.

결 론

AML 인공물을 이용한 무시멘트 고관절 전치환술 을 최소 1 0년 이상 추시 관찰한 결과 임상적 및 방 사선학적으로 양호하였으며, 응력차단에 의한 대퇴 골 흡수는 진행되지 않았으나, 폴리에틸렌 마모와 골용해에 대한 장기적인 추시 관찰이 필요할 것으로 사료된다.

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Long-term Results of Total Hip Arthroplasty with an AML Hip Prosthesis

Joon Soon Kang, M.D., Kyong Ho Moon, M.D., Seung Rim Park, M.D., Seung Hoon Sun, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, Inha University College of Medicine, Inchon, Korea

P u r p o s e: The purpose of this study was to analyse the long-term results of cementless total hip arthroplasty using Anatomic Locking Medullary (AML) hip prosthesis.

Materials and Methods: From February 1989 to February 1992, we reviewed the clinical and radi- ographic results of 34 patients (40 hips) who underwent cementless total hip replacement arthroplasty with AML prosthesis, and who were followed up for a minimum of 10 to 13 years.

Results: The mean preoperative Harris hip score of 52.4 point improved postoperatively to a mean of 88.3 points. Osteolysis had occurred in 8 hips (20.0%) around the stem and in 6 hips (15.0%) around the cup. Stress mediated bone resorption was found in 55.0% at 3-year follow up, 60.0% at 5- year follow up, and 65.0% at 10-year follow up. One acetabular cup was revised for loosening and two hips were revised with polyethylene exchange for polyethylene wear.

Conclusion: The long term results of total hip arthroplasty using AML prosthesis were acceptable and proximal bone resorption was not progressed. However, polyethylene wear and osteolysis should be followed carefully over the long term.

Key Words: Cementless total hip arthroplasty, AML, Polyethylene wear, Osteolysis ABSTRACT