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서 론
금속-폴리에틸렌 관절면을 사용하는 기존의 고관절 전치환술은 말기 고관절 질환 치료에 매우 효과적인 수술 방법으로 입증되어 있으나, 폴리에틸렌 관절면의 마모 입
자로 인한 골 용해로 고관절 삽입물의 해리가 발생되는 문제가 있다18,25,31). 특히 젊고 활동적인 환자들은 인공 고관절을 과도하게 사용하고 여명기간이 길기 때문에 이 러한 관절면의 마모 및 골용해가 더욱 심각한 문제로 부
40세 미만 활동적인 환자에서 시행한 알루미나-알루미나 고관절 전치환술
- 5년 이상 추시 결과 -
유정준․김영민․윤강섭․구경회․남광우․조재호․김희중
서울대학교 의과대학 정형외과학교실
Alumina-on-Alumina THA in Active Patients Younger than 40 Years Old
- A 5-Year Minimum Follow-Up Study -
Jeong Joon Yoo, M.D., Young-Min Kim, M.D., Kang Sup Yoon, M.D., Kyung-Hoi Koo, M.D., Kwang Woo Nam, M.D., Jai-Ho Cho, M.D., and Hee Joong Kim, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Seoul National University College of Medicine, Seoul, Korea
P u rp o s e : Alumina-on-alumina bearing surfaces in total hip arthroplasties (THAs) are an attractive alternative coupling and m ay be a prom ising option for young active patients. This study evaluated the results of contem porary prim ary alum ina-on-alum ina cem entless THAs perform ed in patients younger than 40 years.
M a te ria ls a n d M e th o d s : This study evaluated the results in a consecutive series of 72 alumina- on-alum ina THAs perform ed in 61 patients who were younger than 40 years old (average, 30 years;
range, 18-39 years) after a m inim um 5-year follow -up (average, 69 m onths; range, 60-83 m onths).
R e s u lts : The mean Harris hip score was 97.2 points at the latest follow-up. All the hips showed radiographic evidence of a bone ingrow n prosthesis. No radiological loosening w as found and no revision was required for either the stem s or the cups. Ceram ic w ear was not detected in the 24 hips w here differentiation of the fem oral head w as possible on radiographs, and no periprosthetic osteolysis w as observed. A ceram ic fracture after a m ajor m otor vehicle accident and an im pinge- m ent-associated ceram ic liner edge fracture for an inadequate abductor m uscle tone occurred. Dur- ing the follow-up period, no other ceram ic fractures occurred as a result of norm al everyday activity.
C o n c lu s io n : From the viewpoints of wear, osteolysis, and implant fixation, the results of the con- tem porary alum ina-on-alum ina THAs perform ed in younger active patients were encouraging at the 5-year m inim um follow up. However, in order to m inim ize the possibility of m odern ceram ic failure, a careful preoperative patient evaluation to determ ine the proper indication for ceram ic bearings, and m eticulous surgical techniques are recom m ended.
K e y W o rd s : Alumina-alumina bearing, Ceramic, Total hip arthroplasty, Cementless, Young age, W ear, O steolysis
통신저자：김 희 중
서울특별시 종로구 연건동 28번지 서울대학교병원 정형외과
TEL: 02-2072-2970․FAX: 02-3672-7448 E-mail: [email protected]
*본 논문의 요지는 2004년도 대한정형외과학회 추계학술대회에서 발표되었음.
Address reprint requests to Hee Joong Kim, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Seoul National University Hospital, 28 Yeongeon-dong, Jongno-gu, Seoul 110-744, Korea
Tel: +82.2-2072-2970, Fax: +82.2-3672-7448 E-mail: [email protected]
각되고 있으며, 많은 연구들에서 일반적인 환자군에 비해 젊은 환자군에서 시행한 고관절 전치환술의 임상 결과들 이 비교적 불만족스러운 사실에서도 이러한 점을 알 수 있다8,11,14,27)
.
세라믹-세라믹 관절면은 마모가 극히 적고 마찰 계수 가 낮아 폴리에틸렌 삽입물의 마모 입자에 의해 야기되는 문제점들을 피할 수 있거나 획기적으로 감소시킬 수 있어 젊고 활동적인 환자군에서 사용하기에 매력적인 대체 관 절면으로 여겨지고 있다30,34). 그러나 세라믹 관절면을 사 용한 고관절 전치환술의 초기 결과는 만족스럽지 못하였 는데, 이는 초기 세라믹의 성상이 기대에 미치지 못하였 고 세라믹과 골 조직의 직접적인 결합을 시도하여 장기 추시 시 양측의 결합이 불량하였기 때문이다16,24). 그러나 최근에 열간 정압 소결공정(hot isostatic pressing), 레 이저를 이용한 제품인식 표시법(laser marking), 사전 비파괴 안정성 검사(nondestructive proof testing) 등 과 같은 제작 공법의 발달에 힘입어 세라믹 관절면은 계 속 진화되어 현재는 3세대까지 개발되었고6,30), 표면 처 리된 기존의 대퇴 삽입물이나 비구컵에 세라믹 관절면을 장착할 수 있는 modular system들이 개발되면서 고품 질의 세라믹 관절면을 여러 가지의 고관절 삽입물 제품들 과 함께 성공적으로 사용할 수 있게 되었다3,10,34). 그럼에 도 불구하고, 체내에서의 세라믹 관절면의 마모 여부와 골 용해의 발생 여부, 그리고 세라믹 관절면의 파손 가능 성 등에 대해서는 여전히 논란이 있으며 특히, 이는 인공 고관절을 과도하게 사용하는 젊고 활동적인 환자들에서 더욱 큰 문제가 될 수 있다.
저자들은 1997년 11월부터 3세대 알루미나-알루미나 관절면을 사용한 일차성 무시멘트성 고관절 전치환술을 시행해왔다. 이 연구에서는 40세 미만의 젊고 활동적인 환자에게 시행된 3세대 알루미나-알루미나 관절면을 사 용한 일차성 무시멘트성 고관절 전치환술의 결과를 5년 이상 추시 분석하였으며 이를 통해 세라믹 관절면을 사용 한 고관절 전치환술의 초기 문제점들을 확인하고자 하였 다.
대상 및 방법
1. 연구 대상
1997년 11월부터 1998년 12월 사이에 알루미나-알 루미나 관절면을 사용하여 일차성 무시멘트성 고관절 전
치환술을 시행한 40세 미만 환자 66명, 78예 중 5년 이상 추시가 가능하였던 61명, 72예를 대상으로 하였다. 남자 가 46명, 여자가 15명이었으며 수술 시 평균 연령은 30 세(18-39세)였고, 평균 체중은 64 kg (41-93 kg)이었 으며 평균 체중 지수(body mass index)는 22.7 (16.5- 32.6)이었다. 수술 전 고관절 동통으로 제한이 있기 전까 지는 모든 환자가 옥외 활동이 가능할 정도로 활동적이었 으며, 51명(84%)은 직업 활동 중이었다. 가장 흔한 수술 전 진단명은 대퇴골두 무혈성 괴사로 46예(64%)였으며 평균 추시 관찰 기간은 69개월(60-83개월)이었다(Table 1). 본 연구는 저자들의 임상시험 심사위원회(Institu- tional Review Board)의 승인 하에 수행되었다.
2. 재료 및 방법
모든 수술은 저자 중 한 명에 의해 시행되었고, 12예에 서 경전자 도달법이, 3예에서 측방 도달법이, 63예에서 후외측 도달법이 사용되었다. 모든 예에서 타이타니움 플 라즈마로 표면 처리(PLASMAPOREⓇ, AESCULAP AG
& Co.)된 타이타니움 합금 비구컵(PLASMACUPⓇSC, AESCULAP AG & Co., Tuttlingen, Germany)과 대퇴 삽입물(BiCONTACTⓇ, AESCULAP AG & Co.)이 사용 되었는데 대퇴 삽입물은 칼라가 없는 직선형 모양이고 근 위부 1/3이 타이타니움 플라즈마 표면 처리가 되어 있었 다. 모든 예에서 28 mm 대퇴 골두와 liner로 구성된 3세 대 알루미나-알루미나 관절면(BIOLOXⓇforte, Ceram- Tec AG, Plochingen, Germany)이 사용되었는데, 비구 컵이나 대퇴 삽입물과는 압축 고정(press-fit) 방식으로 고정되었다(Fig. 1). 세라믹의 평균 결정 크기는 2µm이 하였으며 알루미나의 순도는 99.8% 이상이었다. 수술 후 Table 1. Initial Diseases Inducing a Hip Replacement for 72 Hips
ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ Number of hips ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ
Osteonecrosis of the femoral head 46 Sequelae of hip joint infection 12 Primary coxarthrosis or coxarthrosis 3 after hip dysplasia
Sequelae of Legg-Perthes disease 2
Ankylosis of the hip joint 2
Rheumatoid arthritis 2
Miscellaneous conditions 5
ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ
6일경부터 부분 체중 부하를 시작하였고 8 내지 10주에 전 체중 부하를 허락하였다.
3. 임상적 평가
임상적 결과는 외래 추시 관찰 시 이학적 검사와 설문 조사를 통한 Harris 고관절 점수19) 평가로 시행하였는데, 이에는 대퇴부 동통 및 파행의 여부, 보행 보조구의 필요 여부, 양반 다리 자세 가능 여부 및 술 후 직업 활동의 변동 여부 등 기능적 역량 정도 평가도 포함되어 있었다.
또한 University of California Los Angeles (UCLA) 활 동도 평가 지수를 국내 실정에 맞도록 수정하여 환자의 활동도 평가도 실시하였다(Table 2)9,36).
4. 방사선학적 평가
환자의 진료와 임상 평가에 참여하지 않았던 2명의 관 찰자가 삽입물의 고정 상태15) 및 위치 이동과 해리에 대 한 방사선학적 평가를 시행하였다. 세라믹의 방사선 불투 과성 때문에 단순 방사선 사진에서 세라믹 골두와 금속
비구컵의 구분이 불가능하여 정확한 고관절 회전 중심을 정하기 어렵기 때문에 대부분의 경우에는 세라믹 관절면 의 마모 정도를 측정하지 못하였다. 그러나, 단순 방사선 사진에서 알루미나 대퇴 골두 외연의 1/2 이상이 비구컵 과 겹쳐 보이지 않았던 24예(33%)에서는 Muller tem- plate으로 대퇴 골두의 중심을 비교적 정확히 정할 수 있 어서 0.01 mm 측정 범위를 가지는 캘리퍼(Mitutoyo, Tokyo, Japan)를 사용하여 Livermore 등의 방법23)으로 마모 정도를 측정할 수 있었다. 한편, 수술 직후의 방사선 사진에는 나타나지 않는 대퇴 삽입물이나 비구컵 주위의 2 mm 이상의 방사선 투과 음영이나 골 결핍성 병변을 골 용해로 정의하여 골 용해의 발생 여부도 관찰하였다21,26).
결 과
1. 임상적 결과
Harris 고관절 점수는 수술 전 평균 60점(10-84점)에 서 최종 추시 시 평균 97점(88-100점)으로 향상되었다.
Fig. 1. Photograph of the PLASMACUPⓇSC-BiCONTACTⓇhip system incorporating the contemporary third generation alumina- on-alumina bearing surface. The PLASMACUP acetabular compo- nent has a titanium plasma-sprayed exterior surface and accepts an alumina insert with a press-fit taper. The BiCONTACTⓇ stem is a straight, tapered, rectangular titanium alloy. Its proximal one- third surface is also coated using a plasma-spray technique. The alumina head is fixed to the tapered cone of stem.
Table 2. Modified University College Los Angeles Activity Level Scale
ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ
Level Activity Examples
ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ 1 Inactive Wholly inactive, Dependent on others 2 Indoor activity Mostly inactive, Restricted to minimum
activities of daily living indoors 3 Mild activity Sometimes participates in mild outdoor
activities such as limited walking or shopping
4 Regularly participates in mild outdoor activities such as limited walking or shopping
5 Moderate activity Sometimes participates in moderate outdoor activities such as unlimited walking, housework or shopping 6 Regularly participates in moderate
outdoor activities such as unlimited walking, housework or shopping Light occupational work
7 Active Regularly participates in active events such as bicycling, swimming, or light mountaineering
8 Very active Regularly participates in very active events such as bowling, golfing, gardening, or farming
9 Impact sports Sometimes participates in impact sports such as running, jogging, tennis, football, or heavy mountaineering 10 Regularly participates in impact sports
such as running, jogging, tennis, football, or heavy mountaineering ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ
61명의 환자 중 60명(98%)이 90점 이상으로 우수(ex- cellent)였으며 1명이 양호(good)였다. 최종 추시 시 대 퇴부의 가벼운 동통을 호소한 환자가 1명 있었으나 삽입 물의 해리가 동반되지 않았으며 약물 투여가 필요한 정도 이거나 일상 생활에 지장을 줄 정도는 아니었다. 보행 보 조구가 필요하였던 경우는 한 예도 없었으며 56명(92%) 의 환자는 최종 추시 시 양반 다리 자세가 가능하였다.
술 후 59명(97%)의 환자는 집안에서의 가사 활동, 장보 기, 비육체적 직업 활동 등이 가능하여 중등도 이상의 생 활 활동도를 보였다. 또한, 55명(90%)의 환자는 정기적 으로 스포츠 활동을 할 수 있었으며 이 중 34명(56%)은 격렬한 운동(impact sports)도 가능하였다. 한편, 수술 전 직업 활동 중이었던 51명의 환자 중 수술 후 고관절의 문제로 인해 직업을 바꾸거나 사회 활동을 중단한 경우는 없었다.
2. 방사선학적 결과
최종 추시 단순 방사선 사진상 모든 예에서 대퇴 삽입물 과 비구컵은 골 침습성으로 고정되었다. 최종 추시 시 대 퇴 삽입물이나 비구컵의 해리가 의심되는 예는 없었으며 추시 기간 중 다른 이유로 양측 삽입물의 재치환술이 필 요한 경우 역시 없었다. 추시 기간 중 대퇴 삽입물이나
비구컵 주위로 골 용해를 의심할 만한 소견은 단 한 예에 서도 보이지 않았다. 단순 방사선 사진상 관절면의 마모 가 측정 가능하였던 24예 모두에서 마모가 거의 없어 측 정이 불가능한 수준이었다(Fig. 2).
3. 합병증
추시 기간 중 알루미나 관절면이 파손되어 재수술이 필 요한 예가 2예 있었다. 1예는 25세 여자 환자로 외상력 없이 알루미나 liner의 후상방부에 부분 파손(edge frac- ture)이 발생한 경우였다. 환자의 추시 방사선 사진에서 특이 소견은 관찰되지 않았으나 고관절 움직임 시 동통을 호소하였고 마찰음이 청취되었다. 이 환자는 수술 전 이 미 척수 손상에 기인한 고관절 외전근의 약화로 인해 습 관성 고관절 아탈구가 있었던 경우로 술 후에도 지속적인 고관절 불안정성을 보였었다. 술 후 17개월에 시행한 재 수술 소견상 알루미나 관절면 파괴는 보이지 않았으나 liner의 후상방 변연부가 파손되어 있었으며 알루미나 대 퇴 골두 일부분은 검은 색으로 변색되어 있었고 알루미나 고유의 광택이 소실되어 보였다. 그러나, 알루미나 대퇴 골두나 대퇴 삽입물의 Morse taper 부분은 파손되어 있 지 않았다(Fig. 3A). 세라믹 파손 절편들을 최대한 제거 하기 위해 광범위한 변연 절제술과 활막 제거술을 시행한 후 새로운 알루미나-폴리에틸렌 관절면으로 교체하였으 며 외관상 견고하게 고정되어 있는 것으로 판단되었던 대 퇴 삽입물과 비구컵은 그대로 놔두었다.
다른 1예는 술 후 4년 2개월에 자동차 운전 중 전방 추돌 사고로 인공 고관절이 후방 탈구되면서 알루미나 대 퇴 골두가 파괴되고 알루미나 liner도 후상방부가 부분 파손(chip fracture)된 경우였다(Fig. 3B). 대퇴 삽입물 의 Morse taper 상방부도 부분적으로 파손되어 마모된 소견이 관찰되었기 때문에 변연 절제술과 활막 제거술을 시행하면서 파손된 알루미나 관절면을 모두 제거한 후 금 속-폴리에틸렌 관절면으로 교체하였다. 그러나, 이 경우 역시 대퇴 삽입물과 비구컵의 고정 상태는 양호하다 판단 되어 교체하지 않았다. 이 두 예를 제외하고는 추시 기간 중 알루미나 관절면이 파손된 경우는 없었다.
이 외에도 수술 중 대퇴 삽입물 삽입 시 대퇴골 균열이 11예(15%)에서 발생하였고 추시 기간 중 대퇴 삽입물 주 위 골절이 2예에서 발생하여 보존적 치료 및 강선 고정을 각기 시행하였다. 이 모든 골절들은 별다른 문제점 없이 Fig. 2. Radiograph of the left hip of a 25-year-old man who un-
derwent total hip arthroplasty with use of the alumina-on-alumina PLASMACUPⓇSC-BiCONTACTⓇ hip system. (A) Preoperative ra- diograph shows the sequelae of a hip joint infection. (B) Radio- graph made 7 years and 5 months after surgery shows a bone- ingrown prostheses. There was no evidence of periprosthetic osteolysis or implant loosening.
A B
치유되었으며 대퇴 삽입물의 안정성에 영향을 미치지 않 았다. 추시 기간 중 고관절의 탈구, 감염, 심부 정맥 혈전 증 등과 같은 합병증은 관찰되지 않았다.
고 찰
인공 관절에 사용되는 세라믹 제조 기술은 과거 30년 동안 지속적으로 발전되어왔다. 1974년부터 1988년 사 이에 개발된 1세대 세라믹은 세라믹 결정상이 커서 세라 믹의 강도가 약하고 파손율이 높았다6,30). 1988년부터 1994년 사이에는 2세대 세라믹이 개발되었는데, 세라믹 결정의 크기를 감소시키고 제조 과정에서 CaO나 MgO 등을 첨가하는 새로운 공정을 도입함으로써 세라믹 강도 를 증가시킬 수 있었다6,30). 그 후, 최근에는 열간 정압 소결공정(hot isostatic pressing), 레이저를 이용한 제 품인식 표시법(laser marking), 사전 비파괴 안정성 검 사(nondestructive proof testing) 등과 같은 새로운 제 작 공법이 도입되어 3세대까지 진화되었다. 현재의 3세 대 세라믹은 순도와 밀도가 더욱 높고 크기가 더욱 작아 진 세라믹 결정으로 제작되어 세라믹 파괴로 이어지는 crack 형성을 현저히 감소시킬 수 있었다6,30). 그럼에도 불구하고 세라믹 파괴, 충돌(impingement) 누적으로 인 한 세라믹의 피로 파괴, 장기 추시 시 생체 내 마모 및 골 용해의 발생 가능성 등은 고관절 전치환술에 세라믹 관절면을 사용할 때 발생 가능한 문제점으로 여전히 주목
되고 있다4).
본 연구에서 젊고 활동적인 환자군에게 시행한 알루미 나-알루미나 관절면을 사용한 무시멘트성 고관절 전치 환술을 5년 이상 추시한 결과, 만족스러운 임상 결과와 삽입물 고정을 보여줌을 알 수 있었다. 임상 결과들은 추 시 기간이 경과하더라도 일정한 수준으로 유지되고 있었 으며 대부분의 환자들은 고관절 통증이 발생하기 이전 수 준으로 생활 활동도가 회복되었고 술 후에 고관절이 문제 가 되어 직업 활동을 변경한 사람이 한 명도 없었다. 방사 선학적으로도 대퇴 삽입물이나 비구컵의 해리는 하나도 없었으며 재치환술이 필요한 경우 역시 없었다.
세라믹의 방사선 불투과성 때문에 세라믹 골두와 금속 비구컵의 구분이 불가능하여 정확한 고관절 회전 중심을 정하기 어려운 관계로 단순 방사선 사진을 이용하여 세라 믹 관절면의 마모 정도를 측정하는 일은 대부분의 경우에 있어서는 불가능하다는 점은 이미 앞선 연구에서 보고된
바 있다16,34). 본 연구에서도 전체 72예 중 33%인 24예에
서만 고관절 회전 중심을 정할 수 있어서 마모 측정을 시 도할 수 있었는데, 마모는 캘리퍼로 측정이 불가능할 정 도의 수준에 불과하였고 삽입물 주위 골 용해는 72예 중 한 예에서도 관찰되지 않았다. 본 연구의 대상 환자군이 40세 이하, 평균 연령 30세에 불과하였던 점을 고려한다 면 이는 매우 고무적인 결과이며, 기존의 금속-폴리에틸 렌 관절면을 사용했던 결과들과 비교할 때 특히 우수한 Fig. 3. Photograph of the fractured alumina bearings. (A) Photograph shows a fractured alumina insert at the posterosuperior edge (black arrow) and black discoloration of the alumina head (white arrow) that was retrieved from a twenty-five years old female patient at 17 months postoperatively. (B) Photograph shows a fractured alumina femoral head and a peripheral chip fracture of the alumina insert removed from a thirty-six years old male patient at 4 years and 2 months after surgery. The black discoloration is also observed on the fractured alumina components. The black arrow indicates multiple ceramic particles that were retrieved from a hip joint.
A B
것이라 생각된다5,8,14,27).
단순 방사선 사진에서 관절면의 선상 마모(linear wear) 정도를 측정하기 위해서는 도수적으로 측정하든지 컴퓨 터 소프트웨어를 사용하여 측정하든지 간에 상관없이 반 드시 대퇴부와 비구부에 일정한 기준점을 설정하여야 한 다. 대퇴부에 설정하는 기준점으로는 대퇴 골두의 중심이 나 대퇴 골두의 표면이 흔히 사용되고 있는데23,12,13), 앞 서 언급한 바와 같이, 세라믹-세라믹 관절면의 단순 방 사선 사진에서 비구컵과 이러한 기준점들은 방사선 음영 이 겹치기 때문에 구분하기 매우 어렵다. 이에 저자들은 세라믹 관절면 마모를 측정할 때 대퇴 삽입물 경부의 표 면을 새로운 기준점으로 삼아 보았다. 그러나 이 방법은 촬영 시 환자의 자세 변화에 따라 그 측정 편차가 커서 객관적인 정보를 얻기 어려운 단점이 있었다. 하지만, 현 재 사용이 가능한 세라믹 관절면의 지극히 적은 체내 마 모도를 고려한다면 본 저자들은 세라믹 관절면의 마모 측 정 시도는 더 이상 임상적 가치를 가지지 않는다고 생각 한다.
세라믹의 파손 가능성은 이미 익히 알려진 문제점이 다2,4,20,22,28)
. 제조 공법의 발달로 인해 세라믹 관절면의 파손율은 대략 1/2,000 내지 1/10,000 정도까지 감소되 었다고 보고되고 있다6,29,33). 그럼에도 불구하고 아직까 지도 세라믹 파손은 최신 세라믹-세라믹 고관절 전치환 술에서 여전히 주요한 문제점 중 하나로 인식되고 있다.
저자들은 본 연구에서 2예의 세라믹 관절면 파손을 경험 하였다. 비록 교통사고와 같은 고에너지 손상 시 세라믹 골두와 liner가 파손되는 것은 예상할 수 없는 사고이고 피할 수 없다 할지라도, 저자들은 이러한 파손은 금속- 금속 혹은 금속-폴리에틸렌 관절에서는 발생하지 않는 세라믹 관절면 고유의 문제점이라는 사실에 동의한다.
여자 환자에서 발생한 세라믹 liner의 부분 파손은 추 가적인 고찰이 필요하다. 이 환자는 고관절 외전근의 약 화로 인해 술 전에 이미 해당 고관절에 습관성 아탈구가 있었던 예로 술 후에도 고관절의 아탈구 혹은 탈구의 위 험성이 높았던 경우였다. 고관절 전치환술 후에도 환자는 무수한 아탈구를 경험했고 결국 세라믹 파손이 발생했다.
재수술 소견에 의하면 인공 대퇴 골두의 반복적인 아탈구 및 재정복으로 인한 세라믹 충돌(impingement)이 세라 믹 liner에 누적되어 이로 인한 피로 파손이 발생한 것으 로 판단되었다. 비록 파손된 세라믹 골두에 대한 표면 변
화를 분석하지는 않았지만, 저자들은 알루미나 대퇴 골두 가 검은 색으로 변색되고 광택이 소실되어 보인 점은 대 퇴 골두가 세라믹 liner와 금속 비구컵의 외연에 반복적 으로 접촉되었으며 세라믹 골두로 금속 전이가 발생한 증 거로 생각한다. 최근 들어, 이와 같은 세라믹 대퇴 골두의 striped wear 패턴(알루미나 대퇴 골두에서 확인되는 길 고 좁은 마모 형태)과 비구컵으로부터 세라믹 관절면으로 의 금속 전이에 대한 보고가 발표된 바 있다32,35). 저자들 은 이 여자 환자에서 발생한 세라믹 파손은 세라믹-세라 믹 관절의 변연부 응력 집중 현상(edge loading)에 기인 한 것으로 판단하였다. 저자들은 이 파손을 경험한 이후 에는 반복적인 아탈구와 재정복이 발생할 가능성이 큰 환 자에게는 더 이상 알루미나-알루미나 관절면을 사용하 지 않았다.
세라믹 관절면 파손에 대한 치료법에 대해서는 아직 많 은 논란이 있다1,2,4,6,7,17,33)
. 교통 사고 후 발생한 세라믹 관절면 파손의 경우에는 재수술 소견상 견고히 고정된 대 퇴 삽입물의 Morse taper 상부 아래도 손상되어 있음을 육안적으로 확인할 수 있었다. 이처럼 손상된 Morse ta- per 위에 새로운 세라믹 골두를 삽입하는 것은 손상된 부 분이 응력 집중점으로 작용하여 세라믹 골두가 재파손될 위험성이 높기 때문에 피해야 한다고 한다6,7,33). 저자들 은 이런 경우에 다시 세라믹 관절면을 사용하려면 견고히 고정된 대퇴 삽입물도 재치환하여 새로운 Morse taper 를 사용해야 한다고 생각한다. 그러나 이처럼 견고하게 고정되어 있는 대퇴 삽입물을 재치환하려면 주변 대퇴골 에 어느 정도 이상의 손상을 가할 수밖에 없기 때문에 대 신 대퇴 삽입물과 비구컵은 그대로 둔 채 광범위한 변연 절제술과 활막 제거술로 세라믹 파손 입자를 최대한 제거 한 후, 금속-폴리에틸렌 관절면으로 교체하는 것이 보다 나은 치료 방법이라고 판단하였다.
두 번째 세라믹 파손의 경우에는 비록 알루미나 대퇴 골두가 검은 색으로 변색되고 알루미나 고유의 광택이 소 실되어 보였으나 육안적으로 확인이 가능한 대퇴 골두의 파손이나 대퇴 삽입물 Morse taper의 손상은 관찰되지 않았다. 이에 대해 저자들은 대퇴 삽입물과 비구컵은 그 대로 둔 채 새로운 알루미나-폴리에틸렌 관절면으로 교 체하였다. 저자들은 이처럼 세라믹이 파손되어 상당한 시 간이 경과된 경우에는 파손되어 생긴 세라믹 입자들을 완 전히 제거하기는 불가능할 것으로 판단하였으며 이러한
상황에서 금속 대퇴 골두로 교체할 경우에는 잔존하는 세 라믹 파손 입자에 의해 광범위한 metallosis가 발생할 가 능성이 클 것으로 판단하였다. 또한, 다행히도 Morse taper의 육안적인 손상이 동반되지 않았기에 알루미나 대퇴 골두로 교체하더라도 재파손이 일어날 가능성은 적 을 것으로 생각하였다. 이 환자는 현재 재수술 후 4년 5 개월째 추시하고 있는데, 다행히도 단순 방사선 사진에서 관절면의 조기 마모나 골 용해의 소견은 보이지 않고 있 다. 저자들이 경험한 상기 2예의 세라믹 파손 환자들은 현재 주의 깊은 추시 관찰이 이루어지고 있는데, 특히 세 라믹 관절면의 재파손, 과도한 관절면 마모, metallosis, 통증을 동반한 활막염, 골 용해, 삽입물의 조기 해리 등의 예기치 않은 합병증이 발생하는지를 주시하고 있다.
현재 알루미나-알루미나 관절면을 사용한 고관절 전 치환술이 점차 많은 술자에 의해 시행되고 있기 때문에 저자들은 세라믹 관절면의 파손에 대한 적절한 치료 지침 이 보다 시급히 제시되어야 할 것이라 생각한다. 추시 기 간이 짧아 정확한 결론을 내리기에는 성급한 면이 있겠으 나, 젊고 활동적인 환자군에게 시행한 알루미나-알루미 나 관절면을 사용한 일차성 무시멘트성 고관절 전치환술 의 5년 이상 추시 결과는 관절면의 마모나 골 용해, 삽입 물의 고정 상태 등을 고려했을 때 매우 고무적이었다. 이 러한 결과들은 이미 앞서 본 저자들이 보고한 알루미나- 알루미나 관절면을 사용한 일차성 무시멘트성 고관절 전 치환술의 5년 이상 추시 결과와 유사하다 하겠다34). 그러 나 저자들의 이전 보고에서는 연령 구분이 없이 세라믹 관절면을 사용한 초기 6개월 간의 환자군을 모두 대상으 로 하여 환자의 연령 분포가 18세에서 65세였고 평균연 령은 41세였던 반면, 이번 연구에서는 그 후 시행한 환자 들도 포함하여 대상 환자군의 연령을 39세 이하로 한정 한 결과 평균 30세인 젊은 환자군만을 선택하여 분석할 수 있었다. 또한, 저자들의 이전 보고에서는 젊고 활동적 인 환자군에서 세라믹 고관절 전치환술이 어떤 임상적 유 용성이 있는지에 대한 객관적인 증거들은 제시된 바 없었 다.
이번 연구의 결과를 통해 저자들은 젊고 활동적인 환자 군에게 세라믹 관절면은 매우 적절한 선택이라 믿게 되었 다. 그러나 본 연구의 결과, 현재 사용되고 있는 세라믹 관절면의 파손은 결코 잠재적인 위험이 아닌 실제로 발생 이 가능한 위험임을 확인할 수 있었다. 따라서 면밀한 수
술 전 환자 평가, 적절한 적응증에 따른 세라믹 관절면의 신중한 선택, 세심하고 주의 깊은 수술 수기 등이 수반되 어야 수술 후 세라믹 파손 가능성을 최소화 할 것이라 생 각한다.
결 론
관절면의 마모나 골 용해, 삽입물의 고정 상태 등을 고 려할 때, 젊고 활동적인 환자에서 시행한 일차성 알루미 나-알루미나 고관절 전치환술의 5년 이상 추시 결과는 매우 고무적이었다. 비록 장기적인 추시 결과는 아니지 만, 알루미나-알루미나 관절면을 사용한 고관절 전치환 술은 신중히 선택할 경우 젊고 활동적인 환자군에게 적절 한 선택이 될 것이라 판단된다. 그러나, 알루미나 관절면 파손의 가능성은 상존하므로 이를 줄이기 위해 적절한 환 자의 선택과 신중한 수술 수기가 요구된다고 생각된다.
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= 국문초록 =
목 적: 알루미나-알루미나 관절면은 마모와 골 용해의 발생이 적어 젊고 활동적인 환자에서 특히 유용할 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 40세 미만의 젊고 활동적인 61명의 환자, 72예에서 시행한 일차성 무시멘트성 알루미나-알루미나 고관절 전치환술의 5년 이상 추시 결과를 분석하였다.
대상 및 방법: 대상은 남자 46명, 여자 15명이며 수술 시 평균 연령은 30세(18-39세)였다. 수술 전 모든 환자는 옥외 활동이 가능할 정도로 활동적이었다. 임상적 결과와 삽입물의 고정 상태, 관절면의 마모, 골 용해, 세라믹 관절면 파손 여부 등을 평균 69개월(60-83개월) 동안 추시 관찰하였다.
결 과: 최종 추시 시 Harris 고관절 점수는 97.2점(88-100점)이었고 모든 예에서 중등도 이상의 활동적인 생활이 가능하였다. 모든 삽입물은 견고한 골성 고정을 보였고 방사선적 삽입물 해리도 없었으며, 재치환술이 필요한 경우 역시 없었다. 관절면 마모의 측정이 가능하였던 24예에서 마모는 측정이 불가능할 정도로 적었으며, 삽입물 주위 골 용해 소견이 관찰된 예도 없었다. 알루미나 관절면이 파손되어 재수술이 필요한 경우가 2예 있었는데, 1예는 자동차 운전 중 추돌 사고가 원인이었고 다른 1예는 수술 전 이미 고관절 외전근 약화가 있어 술 후에도 습관성 아탈구가 반복되면서 세라믹 충돌이 누적된 경우였다. 그 외에 일상적인 생활 도중 알루미나 관절면이 파손된 경우는 없었다.
결 론: 관절면의 마모나 골 용해, 삽입물의 고정 상태 등을 고려한다면 알루미나-알루미나 관절면은 젊고 활동적 인 환자군에게 적절한 선택이 될 것으로 판단된다. 그러나, 알루미나 관절면 파손의 가능성이 상존하므로 이를 줄이기 위해 적절한 환자의 선택과 신중한 수술 수기가 요구된다고 생각된다.
색인 단어: 알루미나-알루미나 관절면, 세라믹, 고관절 전치환술, 무시멘트성, 젊은 연령, 마모, 골 용해
