Vol. 18, No. 4, September, 2006
인공 고관절의 발전사
이 중 명
국립의료원 정형외과
관절이 외상 및 여러 형태의 관절염, 균에 의한 염증 등 에 의해서 못쓰게 되면 대부분 재생 보다는 더욱 더 진행 하는 관절의 손상 때문에 고관절 통증이 심해지고 결국은 파행, 더 나아가서는 보행 불가까지로 연결 될 수 있다.
정형외과 의사들은 이런 관절 질환을 해결하기 위해 수세 기 동안 노력해 왔다. 그리고 약물요법을 포함한 대증적 요법이 가능한 경우도 많으나 어떤 경우에는 수술적 요법 만이 해결 방법인 경우가 많다. 초기의 고관절의 관절 질 환 치료의 시도는 관절 유합술이나, 신경 절제술, 관절의 변연 절제술 등이나 현재도 사용하고 있는 것과는 다른 의 미의 절골술 등이 시도 되었다. 또 초기에 시도되었던 관 절 변연 절제술의 초기 목적은 골극의 제거와 칼슘 침전물 의 제거 및 불규칙한 연골 면을 절제하는 것이었으나 점차 관절면을 매끄럽게 만드는 방향으로 시도되어졌다. 실제로 망가진 관절의 재표면화 또는 관절에 어떤 물질을 삽입하 여 관절을 대체할 물질을 찾는 수많은 연구가 이루어졌다.
초기에는 근육이나 지방, 돼지의 방광 등에서 여러 종류의 금속까지 다양한 물질을 삽입하는 시도가 이루어졌다. 그 러나 여기에서 한 단계 발전한 cup arthroplasty에서 점 차 인공 고관절이 개발되었으며 Charnley경에 의해 이 분 야는 현대적인 상당한 정립이 이루어졌다. 또 관절로 이용 되는 물질도 결국 관절을 대체하여 충분히 강도를 견디고 인간의 신체에 생체 적합성을 보이는 물질들로 발전되었으 며 현재도 새로운 물질에 대한 끊임없는 시도가 계속되고 있다. 이러한 시도들의 결과로 현재의 인공 고관절 전치환 술에 대한 개념에서부터 개발까지 성립되었다. 여기에서 는 다룰 내용으로 인공 고관절의 역사를 돌아보고 개발되 어 온 과거를 통해 현재의 상황 더 나아가서는 앞으로의 발전 방향에 대한 보다 올바른 이해에 도움이 되도록 함 에 있다.
본 론
1. Osteotomy arthroplasty
미국에서 고관절의 주요한 수술의 시작은 1826년 강직 성 고관절에서 대전자와 소전자 사이의 대퇴골 절골술을 시행한 필라델피아의 John Rhea Barton이 시작이라 할 수 있다. 이 수술은 오래된 골절 및 감염의 합병으로 내전 및 내회전, 굴곡 되어 있던 관절에서 가성관절을 만들었던 예로 환자는 이후 약 6년간 가동성을 가질 수 있었고 10년 후 결핵으로 사망하기 전 까지 그의 삶을 영위할 수 있었 다. 이 수술은 몇몇에 의해 첫 번째의 성공적인 관절 성형 술로 여겨지고 있다. 그 이후 1835년에는 Bouvier 에 의 해 선천적인 고관절 탈구에서 첫 번째 전자하부 절골술이 시행되어졌으며 1863년 에는 Sayre 에 의해 John Rhea Barton 의 절골술의 변형 방법이 소개되었다.
2. Interpositional arthroplasty
관절 성형술의 발달과 함께 강직성 관절에서 절골술 후 interposing 물질을 삽입하는 것에 대한 이론은 뉴욕의 Carnochan 에 의해 소개되었다. 1840년에 그는 강직성 의 악관절에서 하악골의 경부를 절제 후 나무 block 을 끼 어 넣었다. 1860년에는 프랑스의 Verneuil 이 삽입물로 서 연부조직을 사용하기 시작하였다. 근육 조직으로 시작 된 시도는 이 후 지방조직과 근막으로 이어졌다. 1902년에 Murphy 는 근육판 및 지방으로 덮인 근막 또는 근막자체 를 삽입물로서 사용했으며, 그의 생각들은 이후 Lexer (1908) 와 Payr (1910)에 의해 더욱 발전되었다. 1918년 볼티모어의 Baer는 돼지 방광의 점막하층을 사용했으며 이탈리아 Bologna 의 Putti 및 Memphis 의 Campbell, Boston 의 McAusland 는 삽입물로서 대퇴근막을 이용 하였다. 1913년 Loewe는 삽입물로 피부조직을 사용했으 며 1955년에는 전층 두께의 피부가 핀란드의 Kalle Kallio에 의해서 소개되었다.
※ 통신저자 : 이 중 명
서울특별시 중구 을지로6가 18-79 국립의료원 정형외과
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3. Replacement arthroplasty
1) Mold(Cup) arthroplasty
고관절 성형술의 급격한 발전은 1923년 Smith- Peterson이 대퇴 골두를 재형성하는데 유리를 사용하면서 시작되었다. 하지만 생체 적합성은 증명되었으나 유리 자 체는 보행의 스트레스를 견딜 수 없었고, 이는 곧 실패로 이어졌다. 그 이후 1923년 Viskaloid 가 연구되었으나 너 무 많은 이물반응을 일으켰다. 이후 연구는 계속되어 1933 년에는 Pyrex glass, 1937년에는 Bakelite, 마지막으로 1938년에는 Vitallium (cobalt-chromium alloy) 이 사 용되었다. Smith-Peterson이 죽은 후 2년이 지나고 그의 보조자였던 Aufranc은 Massachusetts General Hospital에서 Smith-Peterson Vitallium cup 기술을 이용한 1000개의 고관절에서 82%의 양호하거나 만족스러 운 결과를 얻을 수 있었다고 보고하였다.
그러나 이러한 술기에서 환자들의 통증의 경감 정도는 기대에 아직 미치지 못하였고, 관절운동 범위는 비교적 제 한되었다. 또한 mold arthropalsty 는 고관절의 수많은 관절 변형에 적용하기는 힘들었으며 따라서 다양한 형태의 인공 삽입물에 대한 연구가 지속되었다.
2) Short stem prothesis
1940년대에 파리의 Jean Judet 및 Robert Judet 은 짧은 스템의 acrylic hip prosthesis 로 치환한 300예를 보고하였다. 마찰계수의 문제 뿐 아니라 삽입물의 깨어짐 및 이완, 골 흡수 문제는 많은 이차적인 재수술을 필요로 하였으며 결국 나일론이나 다른 합성물로의 연구를 촉진시 켰다. 결과적으로 이러한 연구는 인간의 몸이 플라스틱으 로 이루어진 치환물에 대해 최소의 조직반응을 보일 수 있 음을 보여주어 그 이후의 치환물 재료에 대한 큰 공헌을 하였다.
1951년 Peterson 은 짧은 스템의 나사못를 통해 대퇴 간부에 고정되는 스테인레스 스틸 로 만들어진 인공 삽입물 을 고안하였다. 그리고 Thomson과 Lincoln, Nebraska는
“light bulb”라고 일컬어지는 짧은 스템의 삽입물을 사용 하였다.
3) Metallic Long stem prosthesis
1919년 프랑스의 Delbet 이 고무로 만들어진 삽입물을 사용하고 난 후 1927년 영국의 Hey Groves는 상아로 만 들어진 대퇴 골두 치환물을 고안하였다. 하지만 이것은 실 질적인 기능에는 문제가 있어 결국 실패하고 말았다.
1940년 Bohlman 과 Moore 는 대퇴 근위부의 골 종양 을 절제한 후 스테인레스 스틸로 이루어진 삽입물로 치환 하였다. 이것이 첫 번째의 금속 긴 스템 삽입물로의 치환
술의 시작이었다. 이 삽입물은 12인치의 길이를 가지고 남 아있는 대퇴 간부에 고정되었으며 결국 환자가 심장병으로 사망하기 전까지 약 13개월을 고통 없이 걷게 해주었다.
1950년대에는 약 50종류 이상의 다른 형태의 치환물이 개 발되었으며 어떤 것은 짧은 스템을 또 어떤 것은 긴 스템 을 사용하였다. 하지만 곧 긴 스템의 치환물이 보다 안정 적이며 금속이 비금속에 비해 보다 내구성이 뛰어난 것이 드러나면서 두 형태적 특성을 가진 삽입물이 인기를 끌었 다. 그중 하나는 1950년에 뉴욕의 Thompson 에 의해 제 작되었으며 하나는 1952년 스템 상부에 구멍이 있는 self- locking 이라 불리는 Moore's prosthesis 가 이것이다.
4. Total hip arthroplasty
1890년대 베를린에서 근무하는 Themistocle Glu¨ck은 인간의 몸은 커다란 이물질도 허용할 수 있다고 설명했으 며 합성수지와 석재 또는 석고의 복합체를 이용해 상아로 구성된 인공고관절을 고안하였다. 이것은 비구부와 대퇴부 를 가지고 있었으며“filler”의 개념으로 시멘트를 사용하 였다. 이것이 근대적 고관절 전 치환술의 시작이라 불리고 있다.
이후 1938년, 런던의 Philip Wiles가 스테인리스 스틸 로 만들어진 조합된 비구와 대퇴 부분을 심각한 류마티스 관절 질환을 갖고 있던 6명의 환자에게 이식할 수 있었으 며 비구는 나사와 스템과 연결된 대퇴 골두부, 측면 금속 판(sideplate)으로 안정화 될 수 있었다. 그러나 1950년 그의 보고에 따르면 이것들의 결과는 만족스럽지 못했다.
하지만 이것이 현재의 고관절 전 치환술의 개념의 시작이 라고 인정되고 있다.
1952년 뉴욕의 Hospital of Joint Disease 의 Haboush 는 self-curing acrylic 시멘트와 Vitallium 치환물을 사용한 고관절 전치환술을 보고하였다. 그러나 그는 시멘트를 단지 고정에만 사용하고 부하의 전달에 이 용하지 않아 그 결과는 만족스럽지 못했다. 유사한 인공삽 입물이 1951년 Mckee 와 Watson-Farrar 에 의해 사용 되어졌는데 이들은 후에 acrylic 시멘트를 이용하여 향상 된 결과를 도출해 냈다. Mckee 는 1956년부터 1960년까 지 54% 의 성공률을 보고하였다. 재치환술의 주된 이유는 고정 소실이었으며 이것은 이후 Chanley 에 의해 소개된 polymethyl methacrylate 에 의해 향상된 결과를 보여 주었다.
1950년 미국 뉴욕의 Frederik R. Thompson 과 South Carolina의 Austin T. Moore 는 대퇴 골두 전 체를 치환하는 삽입물을 개발해 내었고 이것들은 골절 및 다른 여타의 관절염의 예에서 보다 널리 사용되어졌다. 그 러나 이러한 형태의 관절 치환물들은 반치환술이라 불리며 대퇴 골두의 문제에 사용되어졌으나 비구부의 문제에는 사
용될 수 없었다. 이러한 삽입물은 대퇴 골수강에 위치할 금속 스템을 가지고 있었으며 비구부에 맞는 금속의 골두 를 갖고 있었다. 그러나 1950년대에 이러한 삽입물들의 폭 발적인 인기에도 불구하고 임상적 결과들은 예측하기 힘들 었으며 비구부의 문제들은 여전히 남게 되었다. 이에 덧붙 여 삽입물을 골에 부착할 마땅한 방법을 갖고 있지 못했 다. 따라서 많은 환자들은 삽입물의 이완에 이은 대퇴부 동통을 호소하였다.
영국에서는, 매우 혁신적인 의사인 John Charnley가 이러한 계속되는 문제점들을 해결하기 위해 많은 시도를 하였다. 그의 생각 은 매우 과감하고 창조적이어서 그의 동료들에게서도 외면을 받을 정도였다. Charnley는 매우 적극적으로 대퇴 골두와 비구를 함께 치환하는 효과적인 방법을 추구하였으며 그의 가장 중요한 지적 배경은 저 마 찰 관절 치환술(low-friction arthroplasty)의 개념이었 다. 이전에 모든 수술의는 관절 자체를 정상 인간 해부학 과 같은 크기와 형상을 가진 인공물로 대체했다.
Charnley는 회전 마찰력을 개선하기 위해 대퇴 스템의 골 두 직경을 22 mm까지 크게 줄였고 Muller는 다음으로 32 mm 직경의 대퇴 골두를 소개했다. 1958년, Charnley는 Teflon 삽입물로 마모된 비구를 치환하였으 며 이것이 매끄러운 관절 표면을 제공하여 금속의 골두부 와 결합하기를 기도하였다. 하지만 Teflon 이 이러한 기 대에 미치지 못하자 그는 2년 뒤에는 폴리에틸렌으로 눈을 돌렸고 이것은 훌륭히 제 역할을 해내었다. 실제적으로 이 것이“인공 고관절 전치환술”의 탄생이다.
1961년까지 Charnley는 좋은 결과를 내며 수술을 계속 하였고, 기술 및 삽입물의 디자인에서 많은 발전을 도출해 내었다. 수천의 사람들이 고관절 동통으로부터 자유로워 졌으며 경과 역시 매우 훌륭하였다. 영국의 여왕은 그의 업적을 기리며 그에게 Sir 라는 칭호를 내렸다. 그 이후로 고정의 방법이나 실제적인 시멘팅 기술이 비약적으로 발전 하였다. 치환물의 디자인은 좀 더 해부학적 모양에 근접하 게 설계되었다. 오늘날 미국에서만 해마다 20만 이상의 고 관절 치환술이 폴리에틸렌 소켓과 금속 대퇴 치환물의 저 마찰 치환술의 개념아래 행해지고 있다.
5. Resurfacing arthroplasty
만족스러운 고관절 치환술을 위해 근위부 대퇴골을 그렇 게 많이 자를 필요가 있는가? 비관적 반응을 보이던 수술 의 들은 이중 컵 치환술(double-cup arthroplasty)이라 불리는 재표면화 술기(resurfacing procedure)를 발전시 켰다.
이중 컵 치환술로 알려진 표면 치환술은 1950년대 초 Charnley 에 의해 처음 소개되었다. 그는 Teflon 을 사 용하였으며 컵은 반구모양으로 비구 모양에 맞게 고안되어
개조된 대퇴 골두를 덮을 수 있었다. 그러나 초기의 실패 로 Charnley는 이 술기를 곧 포기하였다. Haboush 는 금속으로 만들어져 acrylic 시멘트로 고정되는 이중 컵을 사용하는 2가지의 표면 치환술의 술기를 소개하였다.
Townley 는 금속컵과 폴리 우레탄컵의 조합을 실험했으 며 Müller와 Boltzy 는 무시멘트성의 금속컵을 실험하였 다. 그러나 수술 후 초기의 실패로 그들 역시 이 술기를 포기하였다. 그 밖에 Gerard, Paltinieri, Trentani, Fu¨ruya, Freeman, Capello, Amstutz 와 Wagner 등 이 다양한 형태의 삽입물과 변형된 술기로 다양한 결과를 보고하였다. 대부분의 경우에서 금속컵과 플라스틱 컵의 조합을 사용하였으며 acrylic 시멘트로 고정하였다. 그러 나 이 술기는 소개된 지 얼마 안 되어 빠른 초기 실패 및 비구부의 심각한 피해로 인하여 악평을 받아 스텝이 있는 삽입물들의 대체물로 사용하려던 시도는 실패하고 말았다.
그러나 금속 대 금속 관절을 사용하고 관절면의 공차들을 개선한 표면 치환술은 일부 그룹에서 꾸준히 연구되고 사용 되어 왔고 현재에는 젊은 환자에서 사용되는 관절 치환 방 법의 하나로 비교적 사용되는 방법 중의 하나가 되고 있다.
6. Cemented implants
폴리에틸렌 소켓 과 대퇴부 삽입물의 고정력을 얻기 위 해 Charnley경은 PMMA를 치과의사들의 영역에서 정형 외과 영역으로 도입하였다. 이 물질은 골 시멘트로 알려진 것으로 인공 관절을 뼈에 강력히 고정시키는 물질로 사용 되었다. 그 후 수술 방법은 더욱더 정확해 졌으며 골 시멘 트 기술은 더욱 중요해졌다. Robin Ling은 골 표면의 주 의 깊은 준비와 시멘트를 뼈에 집어넣는 압력의 중요성을 강조했으며 그의 polished tapered 된 시멘트형 인공고관 절은 좋은 결과 들을 보고하였다. Jo Miller는 골수강의 처리 개념을 확장시켰고 낮은 점도의 시멘트를 소개했다.
William Harris는 개선된 시멘트 기술을 연구했으며 대 중화 시켰다. 시멘트의 결손 없이 믿을만하고 영구적인 고 정을 획득하기 위해 주위 골들과 삽입물의 골간 결합 이 일어나야만 한다. 이러한 골간 결합을 획득하여 삽입물의 초기 안정성을 얻기 위해서는 골과 인공 삽입물이 만나는 부분에서 섬유조직의 즉각적인 생성이 일어나서는 안 된다.
그러나 지난 30년 동안 인공 고관절 전치환술에 일어난 기술적인 진보에도 불구하고 지연성의 무균성 해리와 미립 자 마모 파편(particulate wear debris)의 문제는 지속 적인 생물학적으로 완전한 삽입물을 달성하게 하는데 있어 서 방해물로 계속 작용하였다. 초기에는 cement disease 라 하여 무균성 해리의 원인으로 골시멘트가 주범으로 생 각되어 무시멘트 고정을 촉진시키기도 하였다. 더 젊고 활 동성이 풍부한 많은 환자들에 있어서 특히 PMMA를 이용 한 고정의 방법은 생존결과에서 덜 만족스러운 결과를 보
여 주었다. 특히 이러한 집단에서 무시멘트 고정의 대체적 방법이 강구되어 왔다.
그러나 시멘트 고정은 고정 기술의 개선을 거듭하면서 무시멘트성 대퇴 인공삽입물 고정과 상관없이 하나의 훌륭 한 고정의 방법으로 발전되어 현재에도 많이 사용되며 훌 륭한 임상적 성공을 이루고 있다.
7. Non-cemented porous coating stem
1) 표면처리
골의 내성장(bone ingrowth)을 통한 고정 개념의 첫 환자는 1909년 12월 Greenfield에 의해 이슈화 되었다.
artificial tooth root와 같은 금속 주형을 소개함으로써 Greenfield는 시간이 지남에 따라 골이 주형의 안과 주변 그리고 주형을 통과하는 방향으로 자라 나중에 결국에는 제자리에 안전하게 정착됨을 보고했다. 1950년대에는 다 공성의 polyvinyl 스폰지의 사용이 골 재건을 위해 조사 되었으며 Struthers는 자가 이식 술기(autogenous grafting procedure)에 대해 제안했다. 다른 조사자들은 골합성에 있어서 재흡수성의 다공성 polyurethane foam 에 대해 연구했다. polyurethane을 사용한 두 가지 연구 와 porous teflon을 사용한 다른 연구에서 골의 내성장에 있어서 구멍의 크기가 갖는 영향에 대한 연구가 시작되었다.
1960년대 후반과 1970년대 초반은 인공삽입물 코팅에 있어 다공성 물질의 진화에 특히 수확이 많았던 시기다.
Hirschhorn과 Reynolds 는 삽입물로써 다공성 금속(코 발트-크롬 합금)의 합성을 최초로 보고했으며 1969년에는 Lueck 등이 다공성 티타늄 fiber composite 물질의 조립 과 이식을 보고했다. 그들은 powder metallurgy 기술에 의해 만들어진 다공성 금속 물질은 다공성의 정도가 골의 내성장에 충분할 때 강도는 떨어진다는 특징을 보인다고 하였다. 그 이래로 Rostoker와 Galante에 의해 섬유 금 속 물질(fiber metal material)은 계속 연구되었다. 그리 고 현재는 임상적으로 인공고관절, 슬관절 삽입물의 코팅 으로써 사용된다. 유럽에서 Ducheyne 등은 구멍의 크기 가 50~100 mm 인 스테인리스 스틸 다공성 코팅제를 개 발했다. 그리고 다양한 환경에서 동물 실험을 수행하였다.
1970년 대 다 공 성 코 발 트 크 롬 (porous cobalt chromium)에 대한 연구가 Welsh, Pilliar 그리고 Cameron에 의해 지속되었다. 그리고 Bobyn 등에 의해 더 발전되었다. Canine cortical bone model에서 mechanical push-out 테스트에 기초하여 그들은 구멍의 크기가 크거나 작아도 모두 효과가 있다는 결론을 내렸으 며 이 연구는 최근 사용하는 다공성 코발트 크롬 코팅 (porous cobalt chromium coating)에 있어서 기초가 되었다.
다공성 중합체들 중에서 다공성 폴리에틸렌(porous
polyethylene)과 다공성 폴리설폰(porous polysulfone) 이 있다. 여러 composite fiber material도 연구되었으나 임상적 적용은 중단되었다. 다공성 calcium aluminate 견본물의 구멍의 크기가 다를 때의 효과를 연구한 Klawitter는 세라믹에 인접한 osteoid의 mineralization 이 수화 작용에 의해 지연된다는 것을 발견했다. porous aluminum oxide ceramic은 canine 실험 모델에서 좋 은 골내 성장을 보여주었으나 다공성 세라믹 물질의 임상 적 사용은 다공성 금속 물질처럼 대중화 되지 못했다.
2) 스템 디자인
근위부 고정에 대한 대퇴 스템 디자인의 역사는 무시멘 트 스템의 발달의 과정을 보여준다. 삽입물을 근위 대퇴골 에 고정시키는 것은 생리학적으로 대퇴골에 부하가 되는 것이 바람직하기 때문이다. 이것은 대퇴 간부에 일차적으 로 집중되는 고정 보다 뼈의 가장 윗부분에서 바닥까지 대 퇴골에 부하가 되는 것이 요구된다. 1983년과 1984년도에 최초로 근위부 고정 삽입물이 소개되었을 때 정형외과 계 에서는 대퇴 간부에 일차적으로 고정을 시켜주는 AML (Anatomic Medullary Locking, DePuy, Warsaw, IN)이 근위부로 응력방패 현상을 일으켜 골소실이 발생한 다는 것을 알고 있었다. 그러므로 smooth diaphyseal stem에 이용 가능한 고정 평면이 없는 골간단에 고정을 시키는 것에 원래의 디자인은 초점이 맞추어져 있다.
최초의 디자인은 단지 사용된 금속에 의해 많은 영향을 받았다. 티타늄은 삽입물의 디자인에 관계된 대부분의 사 람들이 좋아한다. 왜냐하면 생물학적으로 활성이 없는 금 속이 동물 실험에서 뼈에 인력이 있다는 것을 보여주었기 때문이다. 티타늄을 생산하는데 있어 문제점은 금속이 티 타늄에 위치한 다공성 코팅이 분포하는 곳에 깨어짐이 쉽 게 일어나고 패인 홈에 민감하다는 것이다. 초기 티타늄 인공 삽입물의 예는 HGP (Harris-Galante Prosthesis, Zimmer, Warsaw, IN) 와APR (Anatomic Porous Replacement, Intermedics Orthopedics, Austin, TX)이다. 코발트와 크롬의 합금으로 생산되는 삽입물은 circumferential 코팅에 이용할 수 있는데 이러한 예는 PCA (Porous Coated Anatomic, Howmedica, Rutherford, NJ)이다.
다른 형태의 예는 Mallory-Head prosthesis (Biomet, Warsaw, IN) 에서 보 수 있는plasma spray 방법이며.
이런 고정 표면은 circumferential coating을 가능하게 하고 종종 스템의 골간 표면까지 확장되게 한다. 유럽형의 삽입물들은 티타늄에 다공성 코팅을 하지 않고 거친 표면 을 만들어내는 금속이나 세라믹 입자를 강한 속도로 분사 하여 만들어진 blasted surface이다. 이런 형태의 인공 삽입물의 예는 Zweymueller 와 CLS stem (Sulzer Medica, Winterthur, Switzerland) 등이 있으며
tapered shape 을 가지고 있다.
또 한 편 의 고 정 방 법 의 대 안 으 로 제 시 된 것 이 hydroxyapatite(HA)로 화학적 구조가 골과 유사한 이상 적인 것으로 생각되어 도입이 되었으며 HA와 HA 코팅된 물질의 주위 골조직으로의 초기 유합에 훌륭한 안정성을 제공해 주는 것으로 보고되었다. 그러나 한편으로는 hydroxyapatite(HA)의 흡수 등의 문제 등이 제기되어 사용이 줄어드는 경향이다.
스템의 형태학적인 분류로 보면 proximal fit 과 고정 을 하는데 있어 디자인에 대한 2가지 다른 개념이 있는데.
하나는 APR 과 PCA 에 의해 사용된 해부학적 디자인이 며 두 번째는 Mallory-Head, Omnifit (Osteonics, Allentown, NJ) 와 European prosthesis들에 의해 많 이 사용되어 온 tapered design이다. 그 외에 tapered design은 Taperloc (Biomet, Warsaw, IN) 과 the Natural Hip (Intermedics Orthopedics, Austin, TX)에도 사용되었다.
8. Current trend
최근 인공 고관절 수술 분야에 있어 사용하는 재료나 금 속 표면 처리 방법, 디자인의 개선 등의 많은 발전에 힘입 어 다양한 삽입물들에서 좋은 성적을 보고하고 있고 이러 한 발전 방향은 점차 환자 회복 기간의 단축 및 합병증의 최소화, 수술 비용의 절감 등으로 이어지고 있다.
1)폴리에틸렌 마모편의 문제를 해결하기 위한 관절면 폴리에틸렌 마모편과 이에 따른 생체학적인 반응이 골용 해의 주범이라는 것은 이미 널리 알려진 사실이 되었다.
따라서 골용해를 줄이기 위한 최선의 방법으로 제안된 것 이 세라믹-세라믹 관절면, 금속-금속 관절면 highly cross-linked polyethylene 과 금속 또는 세라믹 골두를 이용한 관절 등 대표적으로 세 가지 형태의 관절이 사용되 고 있다.
첫 번째 세라믹 관절은 폴리에틸렌이 배제되었을 뿐 아 니라 마모에서 절대적 장점을 가지고 있기 때문에 점차 32 mm 또는 36 mm 까지 사용이 되는 경향이다. 그러나 많 이 개선이 되었다고는 하지만 아직도 세라믹의 파손 우려 를 가지고 있다. 두 번째의 금속-금속 관절은 대개 28 mm를 사용하며 좋은 결과들을 보고하고 있으나 역시 금 속 이온의 체내 흡수 및 축척, 알러지 등 의 문제 등이 제 시되고 있다. 세 번째 관절 형태는 기존의 폴리에틸렌의 개념을 바꿔놓은 것으로 열처리와 방사선 조사로 표면의 마모를 획기적으로 줄인 것으로 마모가 상당히 적기 때문 에 큰 사이즈의 대퇴 골두와 함께 사용할 수 있으며 미국 에서 흔히 사용하는 관절 형태이다. 큰 골두의 사용은 관 절운동 범위의 증가와 함께 impingement나 탈구를 줄일
수 있기 때문에 각광을 받고 있다.
2) Minimal invasive surgery
최근 전 세계적으로 수술 분야에 있어 유사한 결과를 보 이면서 침습성이 적은 수술에 대한 관심이 늘어가면서 정 형외과 분야에서도 이러한 추세는 유지되고 있다. 관절경 수술이나 척추 분야의 내시경 수술을 비롯해 최소 절개를 이용한 수술법의 우수성이 보고되고 있으며 인공 고관절 전치환술에 있어서도 최소 침습 기법을 이용한 장점 들이 보고되면서 많이 보편화 되고 있다.
보통 단일 절개 방법으로 전방 또는 후방으로 접근하는 방법과 비구부 삽입물과 대퇴부 삽입물을 각각 다른 절개 부위를 통해 삽입하는 두 부위 절개 방법이 쓰이고 있다.
최근의 많은 연구에서 최소 침습 기법을 이용한 인공고 관절 전 치환술은 술 중 출혈량의 감소 및 연부 조직 손상 의 최소화, 술 후 동통의 감소, 재원 기간의 감소, 술 후 동통의 감소 및 조기 회복, 미용적 효과 등의 장점들을 많 이 보고하고 있다. 그러나 수술시 시야 확보의 어려움 및 이것으로 인한 삽입물의 부적절한 고정, 신경 혈관계 손상 가능성 증가와 더불어 주위 연부 조직의 불충분한 박리로 인한 인공 삽입물 삽입 도중 골절의 가능성이 높은 것 등 기존의 수술기법 보다 높은 부작용이 보고되고 있는 것도 사실이다. 장기적인 결과를 요구하는 인공 관절 수술에서 초기에 직면하는 문제 들을 개선하려는데 너무 중심이 맞 춰져 있는 것은 문제가 있는 것으로 보이며 합병증 등의 단점들을 극복하면서 장점을 극대화 시키는 방향으로 더욱 연구가 이루어져야 할 것이다.
결 론
앞에서 돌아본 인공고관절의 역사는 수많은 실패와 성공 을 반복하면서 좀 더 좋은 결과를 얻기 위한 많은 사람들 의 노력으로 현 시점에 와있다고 생각이 된다. 현재의 최 선이라 생각되는 것도 미래에는 변화 할 것이다. 그러나 과거를 정확히 이해하는 것은 인공고관절의 전체적인 개념 을 잡는데 상당히 도움이 되리라 생각된다.
REFERENCES
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