인공 고관절 재치환술을 시행할 때 근위 대퇴골 주위의 골 결손이 있는 경우 대퇴 스템에 안정성을 부여하기 위해서 여러 가지 방법을 사용한다. 골 결 손이 작거나 공동성인 경우 자가골 이식, 골시멘트
의 사용, long stem등을 사용할 수 있다. 그러나 골 결손이 큰 경우에는 골 결손의 재건 방법으로 파 편 감입 동종골 이식과 철망을 이용하는 방법이 있 고 구조적 동종골 이식(structural allograft)을
심한 골 결손에 대하여 전 근위 대퇴골 동종골을 이용한 인공 고관절 재치환술
-증례 보고 2례-
원광대학교 의과대학 정형외과학교실
한홍준・김재명・이원구
The Revision Arthroplasty of the Hip using the Total Proximal Femoral Allografts for Severe Bone Stock Deficiency
- 2 Cases Report -
Hong Jun Han, M.D., Jae Myung Kim, M.D., Won Gu Lee, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, College of Medicine, Wonkwang University, Iksan, Korea
We report 2 cases of the revision hip arthroplasty using total proximal femoral allografts and cemented stems for severe bone stock deficiency. The causes of bone deficiency were infection following open fracture in one case and osteolysis caused by polyethylene debris in another.
Deep frozen structural proximal femur(12cm, 14cm) and strut bone were used. Allograft and stem composite fixed by antibiotic cement were impacted into the remained host cortical shell and distal femur in one case and reattached onto the remained host distal femur in another.
Key Words : Bone stock deficiency, Revision arthroplasty, Total proximal femoral allograft.
* Address for Correspondence : Hong Jun Han, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, College of Medicine, Wonkwang University 344-2, Shinyong-dong, Iksan, Chunbuk 570-711, Korea
Tel : 82-63-850-1253, Fax : 82-63-852-9329, E-mail : [email protected]
이용하는 방법이 있다4 ). 그러나 구조적 동종골을 이 식하는 방법은 현재 국내에서 충분한 동종골을 확보 하기가 어렵고 bone bank 운영 등의 문제, 공여 자의 질병이 환자에게 전파될 가능성 등으로 인하여 현재 널리 사용되기 힘든 형편이다. 그러나 상당히 큰 골 결손(bone defect)을 재건할 수 있고, bone bank에서 냉동에 의한 항원성을 감소 시킬 수 있고, 철저한 공여자의 s c r e e n i n g에 의한 검사 등으로 점차 사용이 증가되고 있다.
저자들은 염증과 심한 골 용해로 인하여 대퇴골 근위부의 골 결손이 심한 2 례에 대하여 구조적 동 종 근위 대퇴골 이식을 경험하여 보고하고자 한다.
증례 보고 1
4 3세 여자환자로 1 9 9 6년 5월 앉아 있는 자세에 서 교통 사고로 발생한 우측 대퇴 경부 및 근위부의 개방성 분쇄 골절로 감염성 골수염 발생하여 1 9 9 6 년 1 0월 감염된 대퇴골 근위부를 약 10 cm 정도
절제하고, 세척 및 변연절제술과 함께 항생제 혼합 시멘트를 삽입하였다(Fig. 1-A). 1997년 5월 적 혈구 침강속도 및 C -반응성 단백의 정상 소견 보여 고관절 전치환술 시행하였다.
수술 소견 상 이전 수술 부위의 심한 유착 소견 보이고 있었다. 대퇴골 근위부를 계단 모양으로 잘 라내고 이식할 동종 대퇴골 12 cm도 같은 모양으 로 절골술(step cut osteotomy)을 시행하였다.
동종 대퇴골을 확공기로 확공 시행하고 긴 대퇴 스 템을 항생제 혼합 시멘트를 이용하여 고정한 다음, 원위 대퇴골에 시멘트를 삽입하고 동종 대퇴골이 고 정되어 있는 스템을 삽입 고정하였다. 동종 대퇴골 과 원위 대퇴골 사이에는 자가 해면골 이식 시행하 고, 동종 대퇴골의 간부의 피질골을 잘라 동종 대퇴 골과 원위 대퇴골 연결부위에 strut graft 형태로 중심으로 Dall-miles cable(x2)를 이용하여 고정 하였다(Fig. 1-B). 다음에 환자의 근위 대퇴골 부 위에 남아 있던 대전자 부위를 a l l o g r a f t의 대전자 부위에 고정하였다.
Fig. 1. A. Preoperative radiograph of a 43 year-old woman with a total proximal femoral bone deficiency. B.
Immediate postoperative radiograph of reconstruction using total proximal femoral allograft and cemented stem. C. Postoperative 72 months radiograph shows incorporation of the graft bone and stable prosthesis.
A
B C
술 후 7 2개월 추시 상 합병증 소견 보이지 않고 단순 X -선 검사 상 골 유합 소견 보였다(Fig. 1-C).
증례 보고 2
1 3년 전 우측 고관절에 인공 관절 치환술을 시행 한 6 4세 여자환자로 점차 심해지는 우측 고관절 및 대퇴부위 통증으로 내원하였다. 이학적 검사 상 Patrick sign 양성 소견 보였으며 검사실 소견 상 염증을 의심할 소견은 보이지 않았다.
고관절의 단순 방사선 검사 상 비구컵의 주위에 골 용해( o s t e o l y s i s )와 l i n e r의 마모 소견을 보였 으며 대퇴 주대(stem) 주위에 매우 심한 골 결손을 보였는데 특히 대퇴 대전자 첨부로부터 소전자 하방 3cm 부위까지 polyethylene debris에 의한 g r a n u l o m a로 의심되는 소견과 함께 p e r i p r o s- thetic fracture가 동반되어 있었으며, 그 결과 대 퇴골은 매우 얇은 cortical shell 만 남아 있는 상 태였고, 대퇴 협부를 지나 원위부 까지 피질골 손상
및 심한 골다공증 소견을 보였다(Fig. 2-A). 비구 컵 l i n e r의 교환과 비구컵내의 screw hole을 통해 비구내 골 용해 부위에 allograft block을 이용한 골 이식을 시행하였으며 total proximal femoral allograft(14 cm)를 이용한 대퇴골의 재건과 재치 환술을 시행하였다. 먼저 r a s p을 시행한 a l l o g r a f t 내에 bone cement를 이용하여 대퇴 주대를 고정 한 뒤 이 allograft-stem composite를 거의 cortical shell만 남아있는 host femur 내로 impact 시킨 다음, composite와 host femur 의 연결 지점에 다시 cortical strut graft를 시행 하여 w i r e로 고정하였다. 또한 남아 있는 대전자의 cortical shell과 allograft bone 사이에는 a l l o- graft block bone을 삽입하여 w i r e로 고정하였다 (Fig. 2-B).
고관절 재치환술 후 3 0개월 추시 상 합병증 소견 보이지 않고 단순 X -선 검사 상 골 유합 소견 보였 다(Fig. 2-C).
Fig. 2. A. Preoperative radiograph of a 64 year-old woman with severe bone stock loss extending into the diaphysis.
B. Immediate postoperative radiograph of reconstruction using total proximal femoral allograft and cemented stem impacted into the remained host bone(white arrow: boundary of allograft bone. black arrow: remained cortical shell of host bone). C. Postoperative 30months radiograph shows incorporation of the graft bone.
A B C
고 찰
일차성 고관절 전치환술과는 달리, 재치환술시 골 용해에 의한 골 결손은 수술 중에 일반적으로 직면 하는 어려운 문제이다. 이러한 골 결손을 적절하게 해결하여야만 인공관절 부품의 안정적인 고정을 달 성하여 장기적으로 좋은 결과를 얻을 수 있다.
비구골 결손을 재건하는 방법으로는 동결 동종 대 퇴 골두를 이용한 구조적 이식술의 방법에 대하여 H a r r i s7 ) 등은 중장기적으로 높은 실패율을 보고하 였다. Slooff8 ) 등과 Schreurs 등은 파편 감입 동 종골 이식과 시멘트 컵을 사용하여 수술 후 1 0년 이상 평균 1 1 . 8년 추시 결과 감염을 제외한 경우 9 4 %의 생존률을 얻었다. 그리고 조직학적 및 생역 학적 연구를 통하여 파편 감입 동종골 이식술이 기 계적 강도의 손상 없이 완전하고 빠른 골 유합 및 재구성이 일어남을 관찰하여 그들의 임상적 결과를 뒷받침하였다.
대퇴골에서 골 결손을 재건하는 방법으로서, 1 대 퇴 피질골은 건재하고 공동결손(cavitary defect) 이 있을 때 파편 감입 동종골 이식( m o r s e l l i z e d impacted cancellous bone graft)으로 치료할 수 있다. 이때 구조적 이식물은 필요치 않다. 2 비 원주형 분절형(non-circumferential segmen- tal) 골 결손은 지주골 이식(strut bone graft)으 로 치료할 수 있다. 3 골 결손의 길이가 5 cm 이 하인 원주형 분절 골 결손은 흔히 대퇴거 및 소전자 부위를 포함하므로 calcar replacing prosthesis 또는 long neck femoral implants로 처리할 수 있다. 4 골 결손의 길이가 5 cm 이상인 원주형 분 절(non-circumferential segmental) 골 결손은 대개 근위 대퇴골 간부 까지 포함하므로 근위 대퇴 동종골로 치료할 수 있다1 ).
대퇴골에서 골 결손은 비구골보다 더욱 봉쇄적 (better containment)이어서 파편 감입 골이식술 을 이용한 재건술의 경우 생역학적으로 더욱 안정적 일 수 있다. 그러나 G r o s s6 )등은 감염이나 심한 골 용해 등으로 근위 대퇴골이 심하게 소실된 경우에는 파편 감입 골 이식을 위한 해면골이 불충분하고, 구
조적 동종골(structural allograft)을 이식하는 경우 이러한 단점의 보완과 함께 host bone으로 힘을 전달하는데 있어 힘의 단계적 전달이 가능하게 하고 동종골 이식물이 좋은 시멘트 고정을 위한 dry lattice을 제공한다고 하였다. 그러나 동종골 이식의 단점으로 불유합, 골절, 감염 이외에도 충분 한 동종골을 얻기 어렵고, 공여자의 질병이 수혜자 로 전파될 수 있고, 이식물과 숙주골의 생물학적 결 합을 위해 필요한 기간이 길어지는 등의 문제점이 있다.
1 9 0 8년 L e x e r는 동종골 이식을 처음 시행하고 좋은 결과를 얻지는 못하였다. 이후 1 9 5 0년 이후 Herndon, Bonfiglio, Curtiss 및 G o l d b e r g5 ) 등에 의해 동종골을 냉각시키면 항원성이 감소된다 는 사실을 알게 되어 점점 많이 사용하게 되었다.
동종골 이식술은 아직 면역학적으로 확실히 정립되 지는 않았지만 L a n g e r등은 냉각 시 거부반응을 유 발하는 세포를 죽이고 항원성을 감소시킴으로서 동 종골에 큰 영향을 끼치지 않는다고 하였다. 근래에 들어 면역학적인 면이 연구되면서 동종골에 대한 면 역반응은 표면 항원(cell surface antigens)에 대 한 세포성 반응(cell-mediated process)의 결과 임이 밝혀졌다. 또한 c l a s sⅠa n t i g e n이 면역 반응 을 처음 유발하고 이후 CD4CD 8 cytotoxic T c e l l에 의하여 분비되는 c y t o k i n e s에 의해 동종골 의 흡수가 일어난다고 S t r o n g9 ) 등이 주장하였다.
그는 또한 동종골 이식 후 면역 반응이 일어나는 경 우, calss Ⅱ a n t i g e n에 대한 면역 반응이 있고 임상 결과도 더욱 나쁜 것을 증명하였다. 또한 E s s e s등은 동종골 내에 남아있는 골수 세포가 주요 항원임을 주장하였다. 그리고 항원성을 제거하기 위 해 먼저 남아있는 조직을 철저히 제거하고 동종골에 남아있는 혈액 요소와 지방 성분도 제거하여야 한다 고 하였다. 그리고 많은 학자들은 실제로 중요한 것 은 공여자에 의한 질병의 전염을 방지하기 위해 상 세한 임상 기록 및 혈액 검사, 세균검사가 중요하고 bone bank 운영에 관한 것을 강조하였다3 ).
또한 동종골 이식술 후 발생하는 합병증으로 골절 에 대하여 B e r r e y2 ) 등은 동종골 이식 후 흔히 발생 하는 문제로 첫 3년 내에 주로 발생하고,
1 2 ~ 2 0 %에서 발행한다고 하였고 동종골의 나사 구멍에서 흔히 발생한다고 하였다. 감염은 가장 치 명적인 합병증으로 동종골 이식후 1 2 ~ 1 5 %에서 발생하였다. Lord 등은 3 3례 중 7 5 %에서 첫 4 개월 내에 발생하였다고 하였다. 관련 인자로는 과 다한 골과 연부조직의 제거, 혈종형성, 화학 및 방 사선 치료, 여러 차례의 수술, 피부 괴사 등이 있고 술 전의 동종골의 오염은 드물다고 하였다. 또 다른 합병증으로 불유합은 동종골과 숙주골의 경계에서 발생하는데 Vander Griend1 0 )등에 의하면 이것은 주로 골간부에서 발행하고 치유 면적이 적기 때문이 라고 하였다. 원인으로 감염은 반드시 고려하여야 하고 종양 환자에서 화학요법도 원인이 된다고 하 였다. 그리고 불유합을 방지하기 위해 보다 단단한 고정이 필요 하고 동종골과 숙주골의 접촉을 최대로 하여야 한다고 하였고 자가 해면골의 이식도 경험적 으로 시행하였다고 하였다. 저자의 경우 인공관절 치환술 후 심한 골 용해로 인한 경우, 근위 대퇴골 골수염으로 인한 경우, 2례에서 전근위 대퇴골 동종 골을 이용한 고관절 인공 재치환술을 시행하였고 이 식 동종골은 교통사고로 사망한 환자로부터 기증받 은 근위 대퇴골을 영하 7 0℃ 이하로 냉동 보관하여 사용하였다. 공여자에서 실시한 임상 기록 및 혈액 검사, 세균검사에서 이상 소견이 없었고 수혜자에서 도 역시 특이 병력은 없었고 염증도 완전히 소실된 상태였다. 또한 보다 안정된 고정을 위해 계단 모양 의 절골술(step cut osteotomy)을 실시하였고, 지주골 이식을 실시하였다. 현재까지 각각 7 2개월, 3 0개월 추시 결과 2례 모두에서 골 유합을 보였고 합병증은 보이지 않고 있다.
REFERENCES
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