Vol. 16, No. 4, December, 2004
무시멘트형 비구컵 주위에 발생한 골용해
박상원・백종륜・이상원・이대희
고려대학교 의과대학 정형외과학교실
목적: Harris-Galante 2형 무시멘트 비구컵 주위에 발생한 골용해에 영향을 미치는 인자들을 분석하고자 하였다.
대상 및 방법: 1991년부터 1994년 사이에 Harris-Galante 2형 무시멘트 비구컵과 Multilock 대퇴스템을 이용하여 인 공고관절 전치환술을 시행하고 10년이상 추시가 가능하였던 44례를 대상으로 비구컵 주위에 발생한 골용해 발생빈도와 연령, 성별, 체중, 원인, 비구컵의 경사각, 폴리에틸렌 라이너의 두게, 폴리에틸렌 라이너의 선상 마모율과 골용해 발생 과의 관계를 분석하였다.
결과: 총 44례중 18례(40.9%)에서 비구컵 주위에 골용해가 발생하였으며, Charnley와 DeLee의 2구역에서 16례로 가장 많이 발생하였다. 연령, 성별, 체중, 원인, 비구컵의 경사각과 골용해는 통계학적으로 의미있는 차이는 없었으나 폴 리에틸렌 라이너의 두게, 폴리에틸렌 라이너의 선상 마모율과는 통계적으로 유의성이 있었다.
결론: Harris-Galante 2형 무시멘트형 비구컵을 이용한 인공고관절 전치환술을 시행하고 10년이상 추시시 비구컵 주위 의 골용해 발생 빈도는 시간이 지남에 따라 증가하였고 폴리에틸렌 라이너의 두께, 폴리에틸렌 라이너의 선상 마모율이 골용해 발생에 영향을 미치는 것으로 나타났으며 잠금 장치가 개선된 비구컵과 폴리에틸렌 라이너의 개선 및 세라믹이나 금속과 같은 관졀면의 사용이 필요할 것으로 사료된다.
색인 단어: 무시멘트형 비구컵(Harris - Galante 2), 골용해
서 론
무시멘트형 인공 고관절 전치환술 후 발생하는 골용해는 고정실패를 일으키는 가장 흔한 원인으로 해결해야 할 문 제점으로 알려져 있다4 , 7 , 1 6 ). 특히 폴리에틸렌 라이너를 사 용하는 조절형(modular) 무시멘트형 비구컵에서 발생빈 도가 높다. 무시멘트형 비구컵의 골용해는 컵의 d e s i g n 과 추시기간에 따라 2 . 3 %에서 4 8 %까지 다양하게 보고 되고 있다8 , 9 , 2 5 , 2 7 , 2 8 , 3 1 ). Harris-Galante형 비구컵은 중 장 기간의 추시결과에서 좋은 결과들이 보고되고 있으나, 폴 리에틸렌 라이너의 마모 증가와 골용해, 잠금장치의 실패 들이 보고 되고 있다2 3 , 3 0 ). 저자들은 최소 1 0년 이상 추시 된 Harris-Galante 2형 비구컵에서 비구컵 주위에 발생 한 골용해의 발생빈도와 이에 영향을 미치는 인자들을 분 석하고자 하였다.
연구 대상 및 방법
1 9 9 1년 1월부터 1 9 9 4년 1 2월 사이에 H a r r i s - G a l a n t e 2형 무시멘트형 비구컵과 Multilock 대퇴 스템을 이용하 여 인공고관절 전치환술을 시행하고 1 0년 이상 추시가 가 능하였던 3 6명 ( 4 4례)를 대상으로 하였으며 평균 추시기간 은 1 0년 6개월( 1 0년~ 1 2년) 이었다. 연령은 평균 4 9 . 3세 ( 2 1세~ 7 0세), 성별은 남성 2 8명( 3 5례), 여성 8명( 9례)였 다. 술 전 진단은 대퇴골두 골괴사증 3 0례, 이차성 골성 관절염 1 1례, 화농성 고관절염 후유증 3례였다. 환자의 체 중은 평균 62.1 Kg(44~77 Kg)였다. 대퇴 스템은 전례에 서 Multilock 스템을 사용하였고 비구컵의 크기는 평균 55 mm(48~60 mm), 폴리에틸렌라이너의 두께는 평균 7.7 mm(4.2 mm~10.2 mm) 였다. 사용된 대퇴골두의 직경은 전부 28 mm 였다. 방사선 사진은 고관절 전면, 횡측면, Judet의 사면위상에서 관찰하였다(Fig. 1). 방사 선학적으로 D e L e e와 C h a r n l e y1 0 ) 의 각 구역에서의 골용 해와 경사각을 측정하였고, 폴리에틸렌라이너의 선형마모 는 Livermore 방법을 이용하여 측정하였다1 9 ).
비구컵주위에 발생하는 골용해 발생빈도와 연령, 성별, 체중, 원인, 비구컵의 경사각, 폴리에틸렌 라이너의 두께, 폴리에틸렌 라이너의 선상 마모율과 골용해 발생이 상관
※ 통신저자: 박 상 원
서울특별시성북구안암동5가 126-1 고려대학교의과대학정형외과학교실 Tel: 82-2-920-5323
Fax: 82-2-924-2471 E-mail: [email protected]
관계가 있는지를 분석하였다.
통계적 분석은 student-t test, chi-square test, ANOVA test 를 시행하였으며, p<0.05를 유의성이 있는 것으로 판정하였고, SAS soft wear 8.2 version (TS2MO DBCS 2944)을 사용하였다.
결 과
총 4 4례 중 1 8례( 4 0 . 9 % )에서 비구컵 주위에 골용해가 발생하였으며 C h a r n l e y와 D e L e e의 2구역에서 1 6례로 가 장 많았고, 1구역 1 3례, 3구역 8례였으며, 한 구역, 두 구 역 및 세구역을 침범한 경우가 각각 6례였다(Fig. 2). 추 시기간은 골용해가 발생한 경우는 평균 1 0 . 8년 이었고 골 용해가 발생하지 않은 경우는 평균 1 0 . 5년 이었다. 연령과 의 관계는 골용해가 발생한 경우는 평균 4 8 . 4세, 골용해가 발생하지 않는 경우는 4 9 . 9세로서 통계적 유의성이 없었다 (P=0.7638). 성별과의 관계는 남성 3 5례중 1 3례 (34.3%), 여성 9례중 5례( 5 5 . 6 % )로 여성에서 많이 발생 하였으나 통계적 유의성은 없었다(P=0.2565). 체중과의 관계는 골용해가 발생한 경우는 평균 59.2 kg, 발생하지 않은 경우는 64.1 kg으로서 통계적 유의성은 없었다 (P=0.1688). 원인과의 관계는 골용해가 발생한 경우 대퇴
Fig. 1. Anteroposterior and translateral view of hip joint, and internal and external oblique view (Judet) of pelvis was taken to detect osteolysis (arrow) around the acetabular cup.
Fig. 2. The prevalence and site of osteolysis was shown according to DeLee and Charnley zones on the anteroposterior radiograph.
골두 골괴사 3 0례 중 1 2례(40%), 이차성 골성 관절염 1 1 례중 5례(45.5%), 화농성 관절염 후유증 3례 중 1례 ( 3 3 . 3 % )로써 통계적 유의성이 없었다(P=0.8606). 비구컵 의 경사각과의 관계는 골용해가 발생한 경우는 평균 4 2 . 4 도, 발생하지 않은 경우는 4 5 . 3도로써 통계적 유의성은 없 었다(P=0.8027). 폴리에틸렌 라이너 두께와의 관계는 골 용해가 발생한 경우는 평균 7.1 mm, 발생하지 않은 경우 는 8.1 mm로서 통계적으로 유의하였다(P=0.0146). 폴리 에틸렌의 연간 선상 마모율은 평균 0.19 mm(0.05~0.64 m m )였고, 골용해가 발생한 경우는 평균 0 . 2 6 mm(0.1~0.64 mm), 발생하지 않은 경우는 0 . 1 4 mm(0.05~0.34 mm)로서 통계적으로 유의하였다 (P=0.0002). 연평균 선상 마모율이 0.2 mm이상인 경우 는 1 4례( 3 1 . 8 % )였고 골용해가 발생한 1 8례 중 1 1례 (61.1%), 발생하지 않은 2 6례 중 3례( 1 1 . 5 % )에서 관찰 되었고 통계적 유의성이 있었다( P = 0 . 0 1 8 1 ) .
고 찰
Harris-Galante 2형 비구컵은 1형에 비해 폴리에틸렌 라이너의 두께가 1~2 mm 얇게 제작되어 라이너의 마모 가 발생하기 쉽고 잠금장치 보조 지지대가 없어 잠금장치 의 실패가 발생하고 골용해를 일으키는 단점이 있다2 2 , 2 3 , 3 0 ). Harris-Galante 2형 비구컵 주위에 발생하는 골 용해의 발생 빈도는 2 . 3에서 3 8 %라고 보고 되고 있다1 , 6 , 1 2 , 1 4 , 2 0 , 2 6 , 2 9 ). C l o h i s y와 H a r r i s9 )는 평균 1 0년 추시에 5%, Malonly
등2 0 )은 평균 6 . 8년 추시시 2.3%, Soto 등2 7 )은 7 ~ 9년 추
시에서 24%, James와 P a u l1 8 )은 23%, Han 등1 5 )은 1 3 %의 골용해를 보고하고 있다. 본 연구에서 평균 1 0년 6개월 추시시 골용해 발생 빈도는 4 0 . 9 %로 비교적 높게 나타났으며 이는 폴리에틸렌 라이너의 해리나 비구컵의 이 완으로 재치환술 시행시 X -선상 관찰되지 않은 예들도 포 함되었기 때문으로 사료된다. 무시멘트형 비구컵 주위에 발생하는 골용해에 영향을 미치는 인자에 대한 분석은 많 이 보고 되고 있지 않으나 Devane 등1 2 ) 및 손 등2 6 ) 은 폴 리에틸렌컵의 마모와 젊은 연령이 골용해에 영향을 미친다 고 하였다. 그러나 Martell 등2 1 )과 Berger 등2 )은 연령과 상관이 없다고 하였다. 저자들의 경우에서는 골용해가 발 생한 경우 평균 연령은 4 8 . 4세. 골용해가 발생하지 않은 경우는 평균 4 9 . 9세 로서 골용해가 발생한 경우에 약간 젊 었으나 통계적 유의성은 없었다. 골용해 발생과 원인 질환 과의 관계에 대해 Friedmannn 등1 3 )은 대퇴골두 골괴사에 서 골용해 발생 빈도가 높다고 하였으며 저자들의 경우에 서도 대퇴골두 골괴사 환자 3 0례 중 1 2례( 4 0 % )에서 골용 해가 발생하였으나 다른 원인질환들과 비교하였을때 통계 적 유의성은 없었다. 또한 본연구에서 성별, 체중, 비구컵 의 경사각과 골용해 발생빈도와는 통계적 유의성이 없었
다. 골용해의 가장 중요한 원인 인자는 폴리에틸렌 데브리 이므로 폴리에텔렌 라이너의 두께가 얇을 수록 라이너의 마모가 많이 발생할 수 있다. 본 연구에서 골용해가 발생 한 경우의 폴리에틸렌 라이너의 두께는 평균 7.1 mm, 발 생하지 않은 경우는 평균 8.1 mm로 통계적으로 유의한 차이가 있었으며 폴리에틸렌 두께가 골용해 발생에 영향을 미치는 것으로 나타났다. Harris-Galante형 비구컵의 폴 리에틸렌 라이너의 평균 선상 마모율은 0.07 mm에서 0.22 mm로 보고 되고 있으며3 , 5 , 1 7 , 2 4 ), 폴리에틸렌 마모율 과 골용해 발생빈도를 보면 C l o h i s y와 H a r r i s9 )는 연평균 선상 마모율 0.1 mm, 골용해 5%, Callaghan 등5 )은 연 평균 0.07 mm, 4%등 낮은 골용해 발생율을 보고하고 있 으나, James 와 P a u l1 8 )은 연평균 0.15 mm, 23%, 손
등2 6 )은 0.17 mm, 38%로 비교적 높은 골용해 발생율을
보고하였다. 또한 Archibeck 등1 )은 골용해가 발생한 경우 에 연간 마모율이 평균 0.27 mm, 장 등6 )은 0.24 mm, Duffy 등1 1 )은 0.26 mm로 골용해가 발생한 경우에 마모 율이 높다고 하였다. 본 연구에서 골용해가 발생한 경우의 연간 선상 마모율은 평균 0.26 mm로서 발생하지 않은 경 우의 0 . 1 4 m m보다 높았으며 Archibeck 등1 ), Duffy 등
1 1 ), 장 등6 )의 결과와 유사하였다. 또한 연평균 선상 마모율
이 0.2 mm이상인 경우는 골용해가 발생한 1 8례중 1 1례 (61.1%), 발생하지 않은 2 6례 중 3례( 1 1 . 5 % )에서 관찰 되었으며 연평균 마모율이 0.2 mm이상인 경우 골용해 발 생이 높다는 것을 알수 있었다.
이상 저자들의 결과를 요약하면 폴리에틸렌컵의 두께와 폴리에틸렌 라이너의 마모율이 무시멘트 비구컵 주위에 골 용해 발생에 영향을 미치는 것으로 사료 되었다.
결 론
Harris-Galante 2형 무시멘트 비구컵을 이용한 인공 고관절 전치환술을 시행하고 최소 1 0년이상 추시시 골용해 발생 빈도는 높았고 폴리에틸렌 라이너의 두께와 폴리에틸 렌 라이너의 선상 마모율이 영향을 미치는 것으로 나타났 으며 잠금장치가 개선된 비구컵과 폴리에틸렌 라이너의 개 선 및 세라믹이나 금속과 같은 관절면의 사용이 필요한 것 으로 사료된다.
REFERENCES
01) Archiebeck MJ, Berger KA, Jacobs JJ, Quigly LR, Gittelis S, Rosengerg AG and Galante JO : S e c o n d generation cementless total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg, 83-A: 1666-1673, 2001.
02) Berger RA, Jacob JJ, Quigley MS, Rosenberg AG and Galante JO: Primary cementless acetabular reconstruction in patients younger than 50 years old. Clin Orthop,
344:216-226, 1997.
03) Berger KA, Kull LR, Rosenberg AG and Galante JO:
Hybrid total hip arthroplasty. Clin Orthop, 333: 134-146, 1996.
04) Brown BS and Huo MH: Revision total hip replacement for osteolysis. Current Opinion in Orthopedics. 13: 48-52, 2002.
05) Callaghan JJ, Tooma GS, Olejiniczak JP, Goetz DD and Jhonston RC: Primary hybrid total hip arthroplasty:An interim follow up. Clin Orthop, 333: 118-125, 1996.
06) Chang JD, We YH, Choi SJ, Chang HG and Lee CJ:
Femoral osteolysis in total hip arthroplasty: Factors which influence the size and patterns. J Korean Hip Soc.
10-1: 52-62, 1998.
07) Chiang PP, Burke DW, Freiberg AA and Rubash HE:
Osteolysis of the pelvis: Evaluation and treatment. Clin Orthop, 417: 164-174, 2003.
08) Claus AM, Sychterz CJ, Hopper RH and Engh CA:
Pattern of osteolysis around two different cementless metal backed cup: Retrospective, radiographic analysis at minimum 10-year followup. J Arthroplasty, 16, 177-182, 2001.
09) Clohisy JC and Harris WH: The Harris- Galante porous coated acetabular component with screw fixation. An average ten-years follow up study. J Bone Joint Surg. 81- A:66-73, 1999.
10) De Lee JG and Charnley J: Radiologic demarcation of cemented sockets in total hip replacement. Clin Orthop, 121: 20-32, 1976.
1 1 ) Duffy GP, Prpa, B, Rowland CM and Berry DJ: P r i m a r y uncemented Harris-Galante acetabular components in patients 50 years old or younger. Clin Orthop, 427: 157- 1 6 1 , 2 0 0 4 .
12) Devane PA, Robinson EJ, Bourne RB, Rorabeck CH, Yayak NN and Horne JG: Measurement of polyethylene wear in acetabular components inserted with and without cement. J Bone and Joint Surg, 79-A: 682-689, 1997.
13) Friedman RJ, Black CJ, Galante JO, Jacobs JJ and Skinner HB: Current concepts in orthopaedic biomaterials and implant fixation. J Bone Joint Surg, 75-A: 1086-1109, 1993.
14) Gaffey JL, Callaghan JJ, Pedersen DR, Goetz DD, Sullivan PM and Johnston RC: Cementless acetabular fixation at fifteen years: A comparison with same s u r g e o n’s result following acetabular fixation with cement. J Bone Joint Surg 86-A: 257-261, 2004.
15) Han CD, Choe WS and Yoo JH: Effect of polyethylene wear on osteolysis of cementless primary total hip arthroplasty. J of Korean Orthop, 33: 746-758, 1998.
16) Harris WH: Wear and periprosthetic osteolysis: The problem. Clin Orthop, 393: 66-70, 2001.
17) Hernandez JR, Keating EM, Faris PM, Meding JR and Ritter MA : Polyethylene wear in uncemented acetabular components. J Bone and Joint Surg, 76-B: 263-266, 1994.
18) James DC and Paul FL: Survival and polyethylene wear of
porous coated acetabular components in patients less than fifty years old. J Bone Joint Surg, 84-A: 729-735, 2002.
19) Livermore J, Ilstrup D and Morrey B: Effect of femoral head size on wear of polyethylene acetabular component.
J Bone Joint Surg, 72-A: 518-528, 1990.
20) Maloney WJ, Galante JO, and Anderson M et al:
Fixation, polyethylene wear, and pelvic osteolysis on primary total hip arthroplasty. Clin Orthop, 369: 157-164, 1 9 9 9 .
21) Martell JM. Pierson III RH, Jacobs JJ, Rosenberg AG, Maley M and Galante JO : Primary total hip reconstruction with a titanium fiber-coated prosthesis inserted without cement. J Bone Joint Surg, 75-A: 554- 572, 1993.
22) Meldrum RD and Hollis JM: The strength of a cement acetabular locking mechanism. J Arthroplasty, 16: 748- 752,2001.
23) Milhalko WM and Papademetriou T: Polyethylene liner dissociation with the Harris-Galante II acetabular component. Clin Orthop, 386: 166-172, 2001.
24) Park SW, Lee SH, Hahn SB, Lee SJ and Yo WJ: Total hip arthroplsty with Harris- Galante 2 acetabular component. J Korean Hip Soc. 13-1 :30-35, 2001.
25) Schmalzried TP, Guttmann D, Grecula M and Amstutz H C: The relationship between the design, position, and articular wear of acetabualr components inserted without cement and development of pelvic osteolysis. J Bone Joint Surg, 76-A: 677-688, 1994.
26) Shon WY, Hur CY, Moon J G and Whang JH: Pelvic osteolysis in hybrid THA: 5-11.5 years followup study. J Korean Hip Soc, 16-4: 324-331, 2004.
27) Soto MO, Rodriguez JA and Ranawatt CS: Clinical and radiographic evaluation of the Harris- Galante cup:
Incidence of wear and osteolysis at 7 to 9 years follow-up : J Arthroplasty, 15: 139-145, 2000.
28) Stulberg SD, Wixon RL, Adams AD, Hendrix RW and Bernfield JB: Monitoring pelvic osteolysis following total hip replacement surgery: An algorithm for surveillance. J Bone Joint Surg, 84-A(Supple): 116-122, 2002.
29) Tompkins GS, Jacobs JA, Kull LR, Rosenberg AG and Galante JO: Primary total hip arthroplasty with a porous coated acetabular components: Seven to ten year results, J Bone and Joint Surg, 79-A: 163-176, 1997.
30) Valle AGD, Ruzo PS, Li S, Pellicci P, Sculco TP and Salvati EA: Dislogement of polyethylene liners in first and second generation Harris-Galante acetabular components. A report of eighteen cases. J Bone Joint Surg, 83-A: 553-559, 2001.
31) Xenos JS, Callaghan JJ, Heekin RD, Hopkinson WJ, Savory CG and Moore MS: The porous coated anatomic total hip prosthesis inserted without cement. A prospective study with a minimum of ten years of follow- up. J Bone Joint Surg, 81-A: 74-82, 1999.
Osteolysis around Cementless Acetabular Component
Sang Won Park, M.D., Jong Ryoon Baek, M.D., Sang Won Lee, M.D., and Dae Hee Lee, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery Korea University Hospital, Seoul, Korea
P u r p o s e: The purpose of this study was to evaluate the factors that have an influence on the osteolysis of cementless acetabular components (Harris-Galante type 2).
Material and Method: From 1991 to 1994, 36 patients (44 cases) of total hip arthroplasty using a Multilock femoral stem and a Harris-Galante type 2 acetabular cup were reviewed with minimal follow-up period of 10 years.
The relationship between the osteolysis and several factors such as the age, gender, weight, etiology, inclination, polyethylene liner thickness and wear rate were analyzed.
Results: Osteolysis around the acetabular cup was found in 18 cases (40.9%). The most common area where this developed was zone 2 (16 cases, 36.4%). There was no statistically significant relationship between the age, gender, weight, etiology, inclination angle and the osteolysis. However, there was statistically significant correlation between the polyethylene liner thickness, wear rate and osteolysis. The average polyethylene liner thickness was 7.1 mm in cases with osteolysis and 8.1 mm in cases without osteolysis. The average wear rate was 0.26 mm/year in the osteolysis group, and 0.14 mm/year in the non-osteolysis group.
C o n c l u s i o n: The incidence of osteolysis in the cementless acetabular component (Harris-Galante type 2) may increase as the follow-up period increases, and it was significantly related to the thickness and wear rate of the polyethylene liner. We suggest that the acetabular component needs an improved locking mechanism, improvement for the polyethylene liner longevity, and a ceramic or metal bearing surface is needed.
Key Words: Cementless Acetabular Component (Harris-Galante 2), Osteolysis ABSTRACT
