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통신저자：인 용
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치료에 실패한 감염성 슬관절 전치환술에서 Huckstep Nail을 이용한 관절 유합술
가톨릭대학교 의과대학 정형외과학교실
최남용ㆍ인 용ㆍ양영준ㆍ김종익
Arthrodesis of the Knee with a Huckstep Nail Following the Treatment Failure of an Infected Total Knee Arthroplasty
Nam-Yong Choi, M.D., Yong In, M.D., Young-Jun Yang, M.D. and Jong-Ik Kim, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, The Catholic University of Korea College of Medicine, Seoul, Korea
We performed knee arthrodesis with a Huckstep nail in 4 patients that had failed in controlling infection after TKA. The purpose of this study is to introduce our surgical methods and report our clinical results.
We retrospectively reviewed 4 patients who underwent knee arthrodesis with a Huckstep nail after the treatment failure of infection following TKA from 2003 to 2007. Mean age was 73 years (70∼79 years). All patients had type II diabetes and hypertension. From primary TKA to knee arthrodesis with a Huckstep nail, patients underwent 3.2 operations (3∼4 times) on average including removal of implant, synovectomy, antibiotic cement insertion, and revisional TKA. Allo-bone grafting was performed additionally in all cases to minimize lower limb shortening. Patients were evaluated clinically, hematologically and radiologically. The mean duration of follow-up was 20.2 months (12∼36 months). All patients showed bony union radiologically within one year. There was no migration or loosening of a nail and screws. Limb length discrepancy was 3 cm on average. Although 1 patient complained ambulatory pain, all patients returned to ambulation without evidence of infection recurrence. Arthrodesis of the knee with a Huckstep nail for patients who had failed in controlling infection after TKA was considered effective treatment option.
Key Words: Knee, Infected TKA, Knee arthrodesis, Huckstep nail
서 론
슬관절 전치환술이 증가하면서 합병증도 많이 발생하고
있다14,15). 슬관절 전치환술 후 감염 발생 빈도는 0.57%∼
15%로 다양하게 보고되고 있는데13) 감염성 인공 슬관절 전치환술의 치료로는 항생제 투여, 변연 절제술, 치환물
제거와 감염 치료 후 재치환술, 관절 유합술, 하지 절단술 등이 있다11). 상기 방법들 중 2단계 재치환술이 심부 감염 의 보편적인 치료로 받아들여지고 있으나 2단계 재치환술 후에도 감염이 재발하는 경우에는 치료에 어려움이 많다2,3,6,7). 불응성 감염성 인공 슬관절 치료 방법으로 하지 절단술, 슬관절 유합술 및 절제 관절 성형술 등을 고려할 수 있는 데1) 실패한 감염성 슬관절 전치환술의 치료 방법으로 슬 관절 유합술은 1971년 Nelson과 Evarts12)가 처음 기술하 였다. 슬관절 유합술은 독성이 강한 감염성 균주, 재발되 는 감염이나 슬관절의 신전 기능이 부족하거나 연부조직 의 피복이 불가능한 경우, 골 결손에 따른 열악한 골질에
좋은 치료 방법의 하나이며9) 외고정술, 금속판 내고정술, 골수정 내고정술 등 다양한 고정 방법을 이용할 수 있다2). 이 가운데 골수정 내고정이 가장 높은 골유합 비율을 보 이는 것으로 보고되고 있다3). Huckstep 정(Downs Surgical, Sheffield, England)은 1967년 개발되었으며, Huckstep8) 은 대퇴골 과상부의 분쇄 골절, 불유합, 골수염의 경우 유 용한 방법이라고 보고하였다. Lai10) 등은 실패한 감염성 슬관절 전치환술 후 Huckstep 정을 이용하여 슬관절 유합 술을 시행하여 91%의 골유합률을 보고하였다. 저자들은 슬관절 전치환술 감염 치료에 실패한 4예의 환자에서 Huckstep 정을 이용한 슬관절 유합술을 시행하였으며 이 연구의 목적은 저자들의 수술 방법과 그 임상 결과를 보 고하는데 있다.
증 례 1. 대상
2003년 10월부터 2007년 3월 사이에 슬관절 전치환술 후 감염 치료에 실패하여 Huckstep 정을 이용한 관절 유 합술을 시행한 4예의 환자들을 후향적으로 분석하였다.
환자들의 평균 연령은 73세(70∼79세)였으며, 성별은 남 자가 1명, 여자가 3명이었다. 전 환자에서 당뇨병과 고혈 압이 있었다. 환자들 중 2예는 본원에서 일차 인공 슬관절 전치환술 시행 후 감염이 발생하여 2단계 재치환술을 시 행했던 환자들로 재치환술 후에도 염증 치료에 실패한 환 자들이었고, 1예는 타 병원에서 일차 인공 슬관절 전치환 술 후 감염되어 본원으로 전원되어 2단계 재치환술 후 실 패한 예였으며, 나머지 1예는 타 병원에서 2단계 재치환 술까지 시행 후에도 감염이 치유되지 않아 본원으로 전원 된 예였다. 일차 슬관절 전치환술 이후 Huckstep 정을 이 용한 유합술 전까지 평균 37개월(11∼64 개월)의 기간이 소요되었으며 감염 발생 후 인공 관절 삽입물 제거술, 활 액막 절제술, 항생제 시멘트 삽입술, 인공 슬관절 재치환 술 등, 평균 3.2회(3∼4회)의 수술을 시행하였다. 미생물 검사상 3예에서 황색 포도상 구균이 동정되었으며 1예에 서는 표피 포도상 구균이 동정되어 모두 그람 양성균이 검출되었으며, 전 예에서 methycillin에 저항성 균주였다.
수술 전 환자들에게 2단계 재치환술에도 불응성인 상태에 대하여 설명하였으며 관절 유합술을 포함한 다른 수술 방 법들(절단술, 절제 관절 성형술, 인공 관절 재재치환술 등)
에 대하여도 설명하였다. 관절 유합술에 대한 환자들의 동 의를 얻었으며 2차 삽입물 제거술 및 시멘트 재삽입술 후 8주 이상 항생제 치료를 시행 후 혈액 검사 및 관절 천자 를 시행하여 적혈구 침강 속도와 C-반응성 단백의 수치가 정상화되고 관절 천자액의 배양 검사상 음성 소견 보일 때를 수술 시기로 정하였다.
2. 수술
수술은 앙와위에서 대퇴 근위부에 지혈대를 착용하고 시행하였다. 이전 수술 흉터를 따라 관절을 개방한 후 이 전에 삽입한 항생제 시멘트를 제거하였다. 모든 섬유 조직 과 감염 조직을 철저히 절제하였다. 직경 13 mm의 확공 기를 이용하여 적절한 깊이까지 대퇴골 원위부를 슬관절 골 결손부를 통하여 확공하였다. 이후 같은 방법으로 경골 근위부를 경골 고평부에서부터 확공하였다. 저자들은 길 이 340 mm, 직경 12.5 mm의 Huckstep 정을 슬관절부에 서 대퇴 원위부 쪽으로 후향적으로 삽입하여 Huckstep 정 의 한 개의 나사 구멍만 슬관절부에서 보일 때까지 대퇴 골 골수강 내로 밀어 넣었다. 슬관절을 신전시킨 뒤 골 결 손부를 통해 보이는 Huckstep 정의 나사 구멍에 드릴 침 (drill bit)을 넣어 경골 쪽으로 내리기를 반복하여 Huckstep 정의 중간부가 슬관절부에 위치하도록 하였다.
슬관절 골 결손부에서 보이는 2개의 나사못 구멍에 screw-targeting jig를 이용하여 2개의 드릴 침을 삽입하였 다. 골 결손부에 삽입했던 드릴 침을 빼고 자가 장골과 동 종골 이식을 시행하였다. 동종골은 대퇴 골두를 사용하여 지주 이식(strut graft)함으로써 최대한 하지 단축을 줄이 려고 노력하였다. 경골을 압박하여 대퇴골과 골 간 접촉이 가능하도록 한 후 screw-targeting jig를 위로 옮겨 대퇴골 원위부에 피질골을 뚫어 드릴 침을 삽입하였다. 이후 회전 정렬과 굴곡을 확인 후 대퇴골 및 경골에 각각 3개 이상 씩의 나사못을 삽입하였다.
3. 술 후 평가
수술 후 체중 부하는 술 후 1주일부터 시행하였다. 술 후 6개월까지는 1개월 간격으로 그 후에는 3개월 간격으 로 임상적, 혈액학적, 방사선학적 평가를 통하여 감염의 재발 여부, 골유합 여부, 환자의 증상 및 보행을 평가하였 다. 전 예에서 1년 이상 추시가 가능하였으며 평균 추시 기간은 20.2개월(12∼36개월)이었다. 임상적으로 수술 부
Fig. 1. Seventy nine-year-old male patient had infection after TKA. Six months after primary TKA, removal of implants and insertion of antibiotic impregnated cement were performed (A, B). Infection was recurred after revisional TKA (C, D). One year after arthrodesis, anteroposterior and lateral radiographs showed bony union with a Huckstep nail (E, F).
위 동통 및 압통, 하지 길이 측정, 보행 시 동통 및 파행 여부를 평가하였고 혈액학 검사상 적혈구 침강 속도 및 C-반응성 단백 수치를 측정하였으며 이학적 검사 및 방사 선 촬영을 실시하여 대퇴-경골의 운동, 탄발음, 혹은 동통 이 없는 경우를 임상적 골유합의 판정 기준으로 삼았고, 방사선 소견상 대퇴-경골 간의 골소주 연결이 보일 때를 방사선학적 골유합의 판정기준으로 삼았다.
4. 증례 1
79세 남자 환자로 좌 슬관절 인공 관절 전치환술 6개 월 후 감염되었으며 세균 배양 검사에서 methycillin 저항 성 포도상 구균이 배양되었다. 삽입물 제거 및 활액막 절 제술 후 항생제 시멘트 삽입술 시행하였으며, 7주간 항생 제 치료와 2주간 혈액 검사상 정상 소견 보여 인공관절 재치환술을 시행하였다. 이후 20개월 후 다시 감염되어 삽입물 제거와 항생제 시멘트 삽입술 하였고, 8주간 감염 치료 시행 후 Huckstep 정 내고정 및 자가 장골과 동종골 이식을 하여 유합술을 시행하였으며, 술 후 2주까지 장하 지 석고 고정하였고, 6주까지 장하지 보조기하며 휠체어 거동, 이후 보행기(walker)하면서 부분적 체중부하 하여 5 개월 후 골유합을 얻었다. 하지 단축은 2.5 cm 있었으나 보행 시 파행은 없었다(Fig. 1).
5. 증례 2
70세 여자 환자로 타 병원에서 양측 슬관절 인공 관절 전치환술 후 좌측 슬관절에 인공 관절 삽입물 주위 골절
이 있었고 이후 부정유합 되었으며, 이후 감염성 인공 슬 관절로 전원된 환자였다. 광범위한 골 결손과 피부 결손 상태로 삽입물 제거 및 항생제 시멘트 삽입술 시행하고 10주간 감염치료 시행 후 Huckstep 정 내고정 및 자가 장 골과 동종골 이식을 시행하여 4개월 후 골유합을 얻었다.
하지 단축은 3.5 cm 있었으며, 보행 시 하지 단축으로 인 한 파행과 양측 슬관절의 경한 동통이 있었다(Fig. 2).
6. 결과
최종 추시 시 감염이 재발한 예는 없었으며 혈액 검사 상 전 예에서 적혈구 침강 속도와 C-반응성 단백이 정상 소견을 보였다. 이학적 검사상 수술 부위에 동통이나 압통 을 호소하는 예는 없었다. 방사선 사진상 전 예에서 1년 내에 골유합 소견을 보였으며 Huckstep 정이나 교합 나사 가 전위되거나 이완된 소견을 보인 예는 없었다. 골유합을 얻은 기간은 평균 4.9개월이었으며 하지 부동은 평균 3 cm였다. 두 명의 환자에서는 높은 구두나 지팡이 없이 동 통 없는 보행이 가능하였으나, 타 병원에서 슬관절 인공 관절 치환술 후 인공 삽입물 주위 골절과 감염이 병발했 던 증례 2 환자는 방사선 사진상 골유합 소견을 보임에도 불구하고 보행 시 경미한 동통을 호소하였고 지팡이를 사 용해야 한다고 하였다. 이 환자는 타 병원에서 양측 슬관 절에 동시 인공 관절 전치환술을 시행받았던 환자로 우측 슬관절에 대하여도 만족을 하지 못하는 상태였다(Fig. 2H, scannogram). 72세 여자 환자는 추시 경과 관찰 중 12개 월 때 심장 마비로 사망하였다(Table 1).
Table 1. Summary of the Cases Case no. Age/sex Previous
operation* Bacteria Result Time to union
(months) LLD† (cm) Walking aid Walking pain 1
2 3 4
79/M 70/F 72/F 71/F
R, A, Re R, A S, R, A, Re S, R, A, Re
S. aureus S. epidermidis S. aureus S. aureus
Union Union Union Union
5 4 6 4.5
2.5 3.5 4 2
None Cane None None
No Mild No No
*Previous operation: S – arthroscopic synovectomy, R – removal of prosthesis, A – antibiotic cement insertion, Re – revisional TKA, †LLD: leg length discrepancy
Fig. 2. Seventy-year-old female patient was transferred to our clinic with a periprosthetic femoral fracture (A, B) and prulent infection (C). Implants were removed and antibiotic impregnated cement was in- serted (D, E). Anteroposte- rior, and lateral knee radio- graphs and lower extremity scannogram showed bony union one year after arthrodesis with a Huckstep nail (F, G, H).
고 찰
인공 슬관절 치환술 후 감염이 되어 치료를 시행하였으 나, 감염이 재발하면 심한 골 결손과 연부조직의 결손 그 리고 감염의 재발 등의 문제로 관절을 살리는 치료가 어
렵다6,9,10,13). 이런 경우 관절 유합술을 고려할 수 있는데
이에는 외고정술, 금속판 내고정술, 골수정 내고정술, 골 수정과 금속판 내고정술, 골수정과 외고정술, 혈관 부착 비골 이식술 등 다양한 방법이 있으나2,3), 심한 골 결손 상 태에서 골유합을 얻기 위해서는 골수정 내고정이 가장 좋
은 방법으로 보고되고 있다3). 외고정 기기를 이용하여 유 합술을 시행한 여러 보고에서는 60∼83%의 성공률5,9,16)을 보고하고 있고, 반면 Ellingsen과 Rand4)는 골수정 내고정 술이 높은 골유합 성공률을 보였으나 둔부도 절개해야 하 고 긴 골수강 정이 필요하며 수술 시간이 오래 걸리고 합 병증 발생률이 높은 어려운 방법이라고 보고하였다.
Huckstep 정은 사각형의 모양으로 titanium 6%, alumi- nium 4%, vanadium 합금으로 직경 12.5 mm이며 15 mm 간격의 4.6 mm 크기의 나사구멍을 가진 금속정으로, 1967년 오스트레일리아에서 개발되어 대퇴골의 심한 복 합골절이나 고관절 골절과 동반된 경우, 경골이나 상완골의 복합골절, 불유합, 부정유합에 사용되어 왔다8). Huckstep 정은 사각형의 단면 구조로 골수내 혈관 재생을 가능하게 하고, 탄성 계수가 stainless steel과 chrome cobalt의 절반 이며 12.5 mm Huckstep 정이 대퇴골 간부보다 1.1∼1.8 배 강하여 골의 탄성계수와 비슷한 정도를 내며, 조직 적 합성이 좋고 무해하여 제거의 필요성이 적다고 하였다8). 감염된 인공 슬관절에 있어서 관절 유합술 후 저자들에 따라 50∼80%6,7)의 성공률을 보고하고 있다. 골 유합기간 은 술 후 8주부터 44주까지 다양하게 보고되고 있다9,10). Damran과 McBeath3)는 그람 음성균이나 혼합 감염보다 그람 양성균에 의한 감염일 경우 관절 유합률이 더 좋다 고 보고하였다. Lai 등10)은 실패한 감염성 슬관절 전치환 술 후 짧은 Huckstep 정을 이용하여 슬관절 유합술을 시 행한 예를 보고하였는데 총 33예 중 30예에서 골유합을 얻어 91%의 유합률을 얻었다고 하였다.
본 연구에서 저자들의 4예 경험으로 Huckstep 정 유합 술의 장점은1) 다른 부위의 추가 절개 없이 슬관절 골 결 손부를 통하여 삽입할 수 있고2), screw targeting jig를 사 용함으로써 영상 증폭장치의 도움 없이도 나사못 고정이 용이하고 정확하며3), 무엇보다 여러 개의 교합 나사를 삽 입할 수 있어 관절 고정의 축성 및 회전 안정성을 바로 얻 을 수 있는 점이라 생각하며, 심한 피부결손과 열악한 골 질이 있으며, 관절 구축이 심한 경우 좋은 적응증이 될 수 있겠다. 본 연구의 단점으로 대상 환자의 수가 적고 후향 적 치험 예라는 점을 들 수 있다. 그러나 인공 슬관절 전 치환술 후 감염의 발생 빈도가 높지 않고 이 후 치료에 실 패하는 경우는 더욱 드물어 전향적 연구를 계획하기는 어 려운 점이 있으며 이미 수차례 수술 후에도 치료되지 않 은 감염 환자에게 전향적 연구 계획하고 동참시킨다는 점
또한 어려운 점이 있을 것으로 생각한다. 저자들의 예에서 는 골 결손이 심하고 골 질이 좋지 않아 고정의 안정을 위 하여 길이 340 mm, 직경 12.5 mm Huckstep 정을 이용하 여 관절 유합술을 시행하였고 네 명의 환자에서 모두 골 유합을 얻었다. 충분한 자가골 및 동종 골이식과 비교적 긴 Huckstep 정을 사용한 것이 골결손이 심한 환자들에게 효과적인 방법으로 생각되었다.
본 연구에서 4예를 대상으로 하여 증례 수가 적고 추시 관찰 기간이 길지 않은 제한점이 있으나, 감염 치료에 실 패한 불응성 슬관절 전치환술 환자에서 Huckstep 정을 이 용한 관절 유합술은 감염의 재발 그리고 다른 합병증의 발생을 낮추고 동통 경감과 기능성 보행에 효과적인 치료 방법으로 생각되었다.
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= 국문초록 =
슬관절 전치환술 후 감염 치료에 실패한 4예의 환자에서 Huckstep 정을 이용한 슬관절 유합술을 시행하 였다. 이 연구의 목적은 저자들의 수술 방법을 소개하고 임상 결과를 보고하는 데 있다. 2003년부터 2007 년 사이에 슬관절 전치환술 후 감염 치료에 실패하여 Huckstep 정을 이용하여 관절 유합술을 시행한 4예의 환자들을 후향적으로 평가하였다. 환자들의 평균 연령은 73세(70∼79세)였다. 전 환자에서 당뇨병 과 고혈압이 있었으며 일차 치환술 이후 Huckstep 정을 이용한 유합술 전까지 삽입물 제거술, 활액막 절제술, 항생제 시멘트 삽입술, 인공 슬관절 재치환술 등 평균 3.2회(3∼4회)의 수술을 시행 하였다.
Huckstep 정을 이용한 유합술 시행 시, 전 예에서 동종 골 이식술을 같이 시행하여 하지 단축을 최소화하 였다. 술 후 결과는 임상적, 혈액학적 그리고 방사선학적으로 평가하였다. 평균 추시 기간은 20.2개월(12
∼36개월)이었다. 전 예에서 1년 이내에 방사선 사진상 골 유합 소견을 보였으며 Huckstep 정이 전이되거 나 이완된 예는 없었다. 하지 길이는 건측에 비하여 평균 3 cm 단축되었다. 전 예에서 약간의 파행이 있었으며 1예에서는 보행 시 동통을 호소하였으나 전 예에서 기능적인 보행이 가능하였고 감염이 재발한 예는 없었다. 감염 치료에 실패한 슬관절 전치환술 환자에서 Huckstep 정을 이용한 관절 유합술은 감염의 재발을 낮추고 동통 경감과 기능성 보행에 효과적인 방법으로 생각되었다.
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