요추부 후측방 유합술시 국소 자가골 및 대퇴 골두 동종골 혼합 이식술의 골유합율
부산의료원 정형외과
김진완∙고영철∙정철용∙은일수∙김옥걸∙김창규
목 적: 척추관 협착증 및 척추전방전위증에서 국소 자가골 및 대퇴 골두 동종골 혼합 이식술을 시행한 후측방 유 합술에서 골유합율을 조사하여 유용성을 알아보고자 한다.
대상 및 방법: 2008년 1월부터 2009년 12월까지 국소 자가골 및 대퇴 골두 동종골 혼합 이식술을 시행하여 요 추부 후측방 유합술을 시행한 후 최소 1년 이상 추시가 가능하였던 62례를 대상으로 하였다. 이 중 척추관 협착 증은 40례, 척추전방전위증은 22례이다. Lenke 등의 분류를 토대로 골유합 상태를 파악하였고 임상적 결과는 김 등의 방법으로 평가하였다.
결 과: 척추관 협착증의 경우 40례 중 34례(85%)에서 골유합 소견을 보였고, 척추전방전위증의 경우 22례 중 19례(86.4%)에서 골유합 소견을 보였다. 수술 후 임상 결과는 척추관 협착증의 경우 우수 13례, 양호 19례 및 보 통 7례, 불량 1례로 32례(80%)에서 양호 이상의 경과를 나타내었고 척추전방전위증의 경우 우수 12례, 양호 6례 및 보통 4례, 불량 0례로 18례(81.8%)에서 양호 이상의 임상적 결과를 보였다.
결 론: 국소 자가골 및 대퇴 골두 동종골 혼합 이식술은 자가 장골 이식술보다 낮은 유합율을 보이나 만족스런 임상적 결과를 보였다. 또한 자가 장골 채취에 따른 통증 및 합병증이 없어 후측방 유합술시 유용한 방법으로 사 료된다.
색인 단어: 척추관 협착증, 척추전방전위증, 후측방 유합술, 대퇴 골두 동종골 이식
Union Rates of Local Autobone and Femoral Head Allobone Mixed Graft in Lumbar Posterolateral Fusion
Jin-Wan Kim, M.D., Young-Chul Ko, M.D., Chul-Young Jung, M.D., Il-Soo Eun, M.D., Ok-Gul Kim, M.D., Chang-Kyu Kim, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Busan Medical Center, Busan, Korea
Purpose: We used local autobone and femoral head allobone mixed graft with posterolateral fusion in spinal stenosis and spondylolisthesis and examined union rates to evaluation the efficacy.
Materials and Methods: The 62 patients who were followed up for more than 1 year lumbar posterolateral fusion with local autobone and femoral head allobone mixed graft from January
� Address for Correspondence: Young-Chul Ko, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Busan Medical Center, 1330, Geoje 2-dong, Yeonje-gu, Busan 611-706, Korea
Tel : 82-51-607-2862, Fax : 82-51-607-2551, E-mail : [email protected]
서 론
척추관 협착증 및 척추전방전위증은 요통, 하지 방사통 및 신경인성 파행 등의 임상적 증상을 유발 하여 일상 생활 및 보행에 지장을 주고 여러 가지 보 존적 요법에 실패하였을 경우 수술적인 치료가 필요 하며, 일반적인 수술 방법에는 후방 감압술 및 골유 합술이 있다. 척추 유합술에는 크게 전방 추체간 유 합술, 후방 추체간 유합술, 후측방 유합술이 있으며, 그 중에서도 후측방 유합술은 Watkins1)가 1953년 처음으로 소개한 이후로 가장 널리 사용되고 있으 며, 비교적 쉬운 술기, 높은 골유합율과 인접 분절의 변화가 적다라는 장점이 있다2). 척추 유합술의 근본 목적은 변형의 교정과 통증의 경감, 기능의 향상 등 이며, 유합율을 높이기 위해 많은 기구와 유합 물질 의 연구가 활발히 진행 중이다. 척추 유합술에 사용 되는 골이식의 종류에는 자가골, 동종골, 이종골이 있다. 자가골을 이용하여 유합을 시행하는 경우에는 유합 물질이 갖추어야 하는 특성, 즉 골형성성, 골형 성유도성 및 골형성전도성을 모두 가지고 있어 골유 합율이 가장 높은 이상적인 골이식법이며 가장 일반 적인 자가골 채취 부위는 장골 능선이다. 많은 저자 들이 90%이상의 우수한 골유합율을 보고하고 있다
3-5). 그러나 고령 환자나 어린 환자에서는 충분한 자
가골을 얻을 수 없으며, 합병증으로 실혈, 수혈의 가 능성, 공여부의 감염, 신경손상으로 인한 감각둔화, 만성 공여부 통증이 발생할 수 있어 그 사용이 제한 적이다.6) 여러 보고에 의하면 자가 장골 채취시 합 병증은 9.4%에서 49%까지 발생할 수 있다고 하였 다.7)그리하여 자가골을 대체하기 위한 방법으로 동 종골 및 골대체물의 사용이 증가하고 있으며, 특히 동종 해면골 이식의 경우 고관절과 슬관절 등의 체 중부하 관절에서는 이미 양호한 결과를 보고하고 있 다.8,9)
이에 저자들은 척추관 협착증 및 척추전방전위증 에서 후방 감압술시 채취한 국소 자가골 및 대퇴 골 두 동종골 혼합 이식술을 이용한 후측방 유합술을 시행하여 골유합율을 조사하여 그 유용성을 알아보 고자 한다.
대상 및 방법
연구 대상은 2008년 1월부터 2009년 12월까지 본원에서 척추관 협착증 또는 척추전방전위증으로 후방 감압술 및 국소 자가골 및 대퇴 골두 동종골 혼 합 이식을 시행하여 요추부 후측방 유합술을 시행한 후 최소 1년 이상 추시가 가능하였던 62례를 대상으 로 하였다. 이 중 척추관 협착증은 40례, 척추전방전
2008 to December 2009. There were 40 cases with spinal stenosis, 22 cases with spondylolisthe- sis. The bone fusion was determined along with the fusion rates based on Lenke’s criteria and clinical outcomes were evaluated using Kim’s method.
Results: In spinal stenosis, bone union was presented in 34 cases(85%) out of 40 and in spondylolisthesis, bone union was presented in 19 cases(86.4%) out of 22. In spinal stenosis, the clinical outcomes was showed as 13 exellent, 19 good, 7 fair and 1 poor, 32 cases(80%) were superior to the good. In spondylolisthesis, 12 exellent, 6 good, 4 fair and 0 poor, 18 cases(81.8%) were superior to the good.
Conclusion: Posterolateral fusion using local autobone and femoral head allobone mixed graft showed lower bone fusion rates than that using autogenous iliac bone graft but acceptable clinical outcomes. And It is believed that this is useful technique without pain and complications of the donor site.
Key Words: Spinal stenosis, Spondylolisthesis, Posterolateral fusion, Femoral head allobone graft
위증은 22례였다. 환자의 평균 연령은 척추관협착 증의 경우는 62.6세, 척추전방전위증의 경우 60.1세 이며, 남녀의 분포는 척추관협착증의 경우 남자 17 명, 여자 23명이고, 척추전방전위증은 남자 10명, 여자 12명이었다. 후측방 유합술은 전체 환자에서 양측에 시행하였으며, 62명중 38명(61.3%)이 한 분절을 유합하였고, 19명(30.6%)이 두 분절, 4명 (6.5%)이 세 분절, 그 외 1(1.6%)명이 네 분절을 유 합하여 평균 1.48분절을 유합하였다. 수술은 한명의 척추외과 전문의가 시행하였다. 수술은 정중선을 절 개하여 극돌기, 추궁판, 후방관절 및 횡돌기를 노출 시킨 후 후방 감압술을 시행하였고 전례에서 척추경 나사못을 이용하여 해당분절을 내고정하였다. 그리 고 후방 감압술에서 얻어진 국소 자가골과 상품화된 대퇴 골두를 이용한 동종 해면골인 Cancellous coarse (Community Tissue Services�, Ohio, USA)을 혼합 이식하여 후측방 유합술을 시행하였 다. 후관절 절제술 후 발생할 수 있는 분절간 불안정 성 및 전위의 증가를 방지하기 위해 후방 관절의 아 래 부위를 피질하절제하여 신경근 감압술을 시행하 여 후관절을 최대한 보존하였다. 방사선 촬영은 수 술 후 2주, 1개월, 3개월, 6개월, 12개월에 시행하였 고 양측 상하 횡돌기간에 형성된 골괴의 크기. 골주 의 단절여부 및 이식골의 흡수 여부를 관찰하여 Lenke 등10)의 골유합 분류를 시용하였다. 양측에 견고하고 충분한 골괴가 형성되면 A, 한쪽에는 이 식골괴가 충분하게 형성되었으나 반대편에는 이식 골괴가 작게 형성된 경우는 B, 양측에 이식골괴가 가늘고 작게 형성된 경우는 C, 양측에 이식골의 흡 수소견과 분명한 불유합의 소견이 보이면 D로 분류 하였다. 술 후 임상적 결과는 의무기록과 추시면담 을 통한 자료를 이용하여 김 등11)의 방법으로 측정하 여 우수, 양호, 보통, 불량으로 구분하였다.
결 과
1년 이상 추시관찰을 통한 방사선 사진을 Lenke 등의 골유합 기준에 따라 분류하여 최종 추시 결과 척추관 협착증에 시행한 후측방 유합술의 경우 40 례 중 A 24례(60%)(Fig. 1A-B), B 10례(25%)
(Fig. 2A-B), C 5례(12.5%)(Fig. 3A-B), D 1례 (2.5%)(Fig. 4A-B)로 34례인 85%에서 B이상의 양호한 골유합율을 보였으며, 척추전방전위증에서 시행한 후측방 유합술의 경우 22례 중 A 15례 (68.2%), B 4례(18.2%), C 3례(13.6%), D 0례로 19례인 86.4%에서 B이상의 골유합을 보였다 (Table 1). 전례에서 심부 감염, 내고정물의 파괴, 경막 파열, 신경학적 이상의 수술 후 합병증은 관찰 되지 않았다.
수술 후 임상 결과는 척추관 협착증의 경우 32례 (80%)에서 양호 이상의 임상 결과를 보였으며 척추 전방전위증의 경우 18례(81.8%)에서 양호 이상의 임상적 결과를 보였다(Table 2).
고 찰
척추 유합술은 1911년 Albee에 의해 Pott’s disease에서 처음 시행되어온 이후 광범위하게 사 용되고 있으며, 그 중 척추전방전위증과 같은 요추 부의 불안정성을 동반한 질환 및 척추관 협착증과 같이 다 분절에 걸쳐 발생할 수 있는 요추부 질환의 치료에 필수적인 방법이다. 척추 유합술은 통증의 원인을 제거하고 운동 분절을 안정화시키는데 목적 이 있으며 이때 시행하는 척추 유합술은 크게 전방 및 후방 추체간 유합술, 후측방 유합술 등의 여러 가 지 방법이 있고, 각각의 장단점은 많은 저자들에 의 해 보고되고 있으며, 최근 들어 유합 성공률을 높이 기 위해 많은 기구와 유합물질의 연구가 활발히 이 루어지고 있다.
척추 질환에 있어 후측방 유합술에 사용되는 유합 물질로 이상적인 것이 자가골이라는 것은 이미 알려 진 사실이다. 특히 자가 해면골은 피질골보다 골유 도 능력이 우수하여 척추 후측방 유합술에 가장 이 상적인 이식골로 인정되고 있다. 자가골 이식에 따 른 요추부 후측방 유합술의 골유합율은 이미 여러 저자들에 의해 보고되어졌다. Rombold3)는 후측방 유합술에 의한 척추전방전위증의 치료시 자가골 이 식을 시행하여 96%의 골유합을 얻었다고 보고하였 으며, Tunner 등4)은 후측방 유합술에 의한 척추관 협착증의 치료시 자가골 이식을 시행하여 약 89.0%
의 유합율을 보고하였다. 국내에서도 이 등5)은 척추 전방전위증의 후측방 유합술시 자가골 이식을 시행 한 전예에서 유합을 얻었다고 보고하였다. 이는 저 자들의 국소 자가골 및 대퇴 골두 동종골 혼합이식 을 시행한 후측방 유합술에서 척추관 협착증의 유합 율인 85%와 척추전방전위증의 유합율인 86.4%보 다 높은 유합율을 보였다. 그러나 척추 유합술에서 자가골 이식할 경우 장 분절 척추 유합이나 이전에 골이식 및 유합의 과거력이 있는 환자에게는 제한적 이며, 마취 시간 및 실혈량의 증가, 공여부의 동통 및 감염, 반흔, 신경손상으로 인한 감각둔화 등의 합
병증이 자가골 이식환자의 약 25~30%에서 발생 가 능하고 보고하였고,6) Fernyhough 등12)은 자가 장 골 채취에 따른 합병증 및 공여부의 통증 발생이 39%까지 발생한다고 보고하였다.
이에 따라 동종골 이식을 시행할 경우 이러한 자가 장골 채취에 따른 합병증 및 공여부의 통증과 수술 시간의 연장에 따르는 문제점을 근본적으로 해결할 수 있고, 이식 부위가 넓은 경우나 고령 환자에서 이 식골의 부족에 따른 사용의 제한도 개선할 수 있다.
동종골 이식을 통한 골유합은 1967년 Ollier가 처음으로 동종골 이식의 가능성을 제시한 후 많은
A
B
Fig. 1. (A) A 54-year-old female’s preoperative simple radiograph shows posterior lumbar interbody fusion on L5-S1 and spinal stenosis L4-5. (B) At a postoperative 16 months, radiograph shows complete bony union of Lenke A degree.
성공적인 결과가 보고되었고 고관절과 슬관절 등의 체중부하 관절의 동종골 이식술도 이미 양호한 결과 를 보고하고 있다.8,9)요추부 후측방 유합술에 있어 서도 동종골의 사용이 증가하는 추세이며, 특히 동 종골의 경우 골형성능이 없어 동종골 단독 이식보다 는 후방 감압 중 발생한 국소 채취 자가골에 동종골 을 혼합하여 이식하는 추세이다. Burwell13) 또한 동종골과 자가골의 동시 사용을 주장하였고, 정 등14) 도 동종골과 자가골 혼합 이식으로 83.1%의 골유합 결과를 보고하면서 혼합 골이식술을 추천하였다. 박 등15)은 자가골 이식은 93.1%, 자가골과 동종골을 혼
합하여 사용한 경우는 87%, 자가골과 이종골을 혼 합하여 사용한 경우는 88.9%의 유합율을 보고하였 다. 이에 저자들은 후측방 유합술시 부족한 국소 자 가골과 상품화된 대퇴 골두를 이용한 동종 해면골을 혼합하여 골유합을 시도하였고 그 결과는 여러 보고 들과 유사하였다. 그러나 동종골은 질환의 전파, 유 합율의 감소,16)면연학적 거부반응,17)지연 유합, 불 유합 등의 합병증이 발생 가능하여 동종골의 생물학 적 특성에 대해 인지하고 있어야 한다.
골유합에 영향을 미치는 인자는 단지 이식골의 종 류만이 아니며 유합 부위, 환자 연령, 이식술의 술기
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Fig. 2. (A) A 62-year-old male’s preoperative simple radiograph shows spinal stenosis L4-S1. (B) At a postoperative 1 year, radiograph shows complete bony union unilaterally of Lenke B degree.
등도 중요한 요소이다. 특히 후측방 유합술시 골이 식 전에 천공기를 이용하여 후방 구조물의 확실한 피질골 박리, 골이식 부위와 연부조직의 접촉 제거, 견고한 기기 고정술이 선행되어야 유합율을 더 높일 수가 있다.18)이에 저자들은 천공기를 이용하여 피질 골을 철저히 박리하고 골이식 부위에 연부조직의 접 촉을 최소화하였다.
후측방 유합술의 골유합율 및 임상적 만족도는 Ricciardi 등19)이 94%, 88%, Shin 등20)이 100%, 67%, Yang 등21)이 93.3%, 78.1%, Song 등22)이 91.1%, 95.6%의 비교적 양호한 결과를 보고하였
다. 안 등23)은 자가 장골 이식을 통한 후측방 유합술 에서 93.5%의 골유합과 89.1%에서 만족스러운 결 과를 보고하였다. 본 연구에서는 척추관 협착증의 경우 15%에서 C이하의 불량한 골유합율을 보이나 김 등의 기준을 이용한 수술 후 임상 결과는 척추관 협착증이 80%에서 양호 이상의 결과를 얻었으며, 척추전방전위증의 경우 13.6%에서 불량한 골유합 을 보이나 81.8%에서 B이상의 양호한 임상적 결과 를 얻어 여러 보고들과 유사하였다. 그리고 저자들 은 후방감압술시 신경근이 압박받는 부위만 선택적 으로 피질하절제를 시행하여 후방 관절을 최대한 보
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Fig. 3. (A) A 72-year-old female’s preoperative simple radiograph shows spinal stenosis L3-L5. (B) At a postopera- tive 1 year, radiograph shows complete bony union unilaterally of Lenke C degree.
존하여 후방 감압술시 발생 가능한 불안정성을 최소 화하여 요통 및 하지 방사통이 재발하는 빈도가 낮 춰 양호한 임상적 결과를 얻었다.
본 논문의 단점 및 제한점으로 환자의 연령 및 질 병에 차이가 있어 정확한 비교를 위해서는 보다 많 은 증례를 통해 단일 질병 및 동일 연령의 환자군을
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Fig. 4. (A) A 52-year-old male’s preoperative simple radiograph shows spinal stenosis L2-5. (B) At a postoperative 14 months, radiograph shows nonunion of Lenke D degree.
Table 1. Bone Fusion Rates by Lenke’s Criteria
Spinal stenosis Spondylolisthesis
A 24 (60%)0. 15 (68.2%)
B 10 (25%)0. 04 (18.2%)
C 05 (12.5%) 03 (13.6%)
D 1 (2.5%) 0 (0%).0
Total 40 (100%). 22 (100%).
선택해야 할 것으로 판단되며 1년간의 추시 기간이 유합율과 임상적 결과를 최종 평가하기에 부족한 것 으로 판단되어 향후 장기적인 추시 관찰이 필요할 것으로 판단된다.
결 론
척추관 협착증 및 척추전방전위증의 후측방 유합 술에서 저자들이 시행한 국소 자가골 및 상품화된 대퇴 골두 동종골 혼합 이식술은 자가 장골 이식술 보다 낮은 유합율을 보이나 후방 감압술시 후방 관 절을 보존함으로써 불안정성을 최소화하여 만족스 런 임상적 결과를 보였다. 척추관 협착증과 척추전 방전위증에서 요추부 후측방 유합술시 국소 자가골 및 대퇴 골두 동종골 혼합 이식술은 향후 더 많은 대 상과 긴 추시가 필요할 것이나 본 연구로 자가 장골 이식에 비해 임상적으로 뒤지지 않는 결과를 나타냄 으로써 유용한 방법으로 사료된다.
참고문헌
01) Watkins MB: Posterolateral fusion of the lumbar and lumbosacral spine. J Bone Joint Surg.
1953;35-A:1014-18.
02) Lee CK, Langrana NA: Lumbosacral spinal fusion. A biomechanical study. Spine. 1984;5:433- 42.
03) Rombold C: Treatment of spondylolisthesis by posterolateral fusion, resection of the pars interar- ticularis and prompt immobilization of the patients J Bone Joint Surg. 1966;48-A:1282-1300.
04) Turner JA, Ersek M, Herron L, et al: Patient
outcomes after lumbar spinal fusions. JAMA.
1992;268:907-11.
05) Lee SU, Kim KT, Ahn OK, Ok JC : Posterolateral fusion in spondylolisthesis. J of Korean Orthop. 1996;31:695-701.
06) Younger EX, Chapman MW: Morbidity at bone graft donor sites. Orthop Trans. 1986;10:494.
07) Banwart JC, Asher MA, Hassancin R: Iliac crest bone graft harvest donor site morbidity. A statistical evaluation. Spine. 1995;20:1055-60.
08) Gorlich Y, Lebek S and Reichel H: Substitution of tibial bony defects with allogeneic and auto- geneic canecellous bone: encouraging preliminary results in 18 knee replacement. Arch Orthop Trauma Surg. 1999;199:220-2.
09) Leopold SS, Jacobs JJ and Rosenbemerg AG:
Cancellous allograft in revision total hip arthro- plasty. A clinical review. Clin Orthop. 2000;371:
86-97.
10) Lenke LG, Bridgwell KH, Baldus C, and Blanke K: Contrel-Dubousset instrumen tation for adolescent idiopathic scoliosis. J Bone Joint Surg Am. 1992;74:1056-69.
11) Kim NH, Lee HM: Usefulness of posterolateral fusion of lumbar spine with allograft bone (tubo- plast). J Kor Soc Spine Surg. 1998;5:198-204.
12) Fernyhough JC, Schimandle JJ, Weigel MC, Edwards CC, Levine AM: Chronic donor site pain complicating bone graft harvesting from the posterior iliac crest for spinal fusion. Spine.
1992;17:1474-80.
13) Burwell RG: A study of homologous cancellous bone combined with autologous red marrow after transplantation to a muscular site. J Anat.
Table 2. Clinical Results by Kim’s Criteria
Spinal stenosis Spondylolisthesis
Excellent 13 (32.5%) 12 (54.5%)
Good 19 (47.5%) 06 (27.3%)
Fair 07 (17.5%) 04 (18.2%)
Poor 01 (02.5%) 0 (0%).0
Total 40 (100%). 22 (100%).
1961;95:613.
14) Cheong US, Kim DY, Cho JL, Kim YH, Park YS: Comparison of the effect of hydroxyapatite and allogenous bone as a adjunct to autogenous iliac bone grafting in posterolateral spinal fusion.
J Kor Orthop Asso. 2008;43:347-52.
15) Park IH, Lee KB, Song KW, Lee JY, Noh DG:
Donor site pain from the ilium in spinal fusion. J Kor Soc Spine Surg. 1995;2:90-7.
16) Burwell RG: Studies in the transplantation of bone, V the capacity of fresh and treated homo- grafts of bone to evoke transplantation immunity. J Bone Joint Surg. 1963;45B:386-401.
17) Bonfiglio M, Jetter WS: Immunological response to bone. Clin Orthop. 1972;87:19-27.
18) Knapp DR, Jones ET: Use of cortical cancellous allograft for posterior spinal fusion. Clin Orthop.
1988;229:99-106.
19) Ricciardi JE, Pflueger PC, Isaza JE, Whitecloud TS 3rd: Transpedicluar fixation for the treatment of isthmic spondylolisthesis in adults. Spine.
1995;20:1917-22.
20) Shin BJ, Min KD, Kwon H, et al: Surgical results of isthmic spondylolisthesis- Comparison of posterolateral fusion vs. PLIF. J Kor Soc Spine Surg. 1996;3:61-8.
21) Yang JY, Lee JK, Kim YM, Nam DC, Kang C:
Results according to the methods of bone graft in degenerative lumbar disease - comparison between posterolateral fusion and posterior lum- bar interbody fusion. J Korean Soc Musculoskelectal Transplantation. 2003;3:1-7.
22) Song KJ, Kim NK, Song KH, Lee JM: Comparison of posterior lumbar interbody fusion with posterolat- eral fusion in degenerative lumbar spinal disorders. J Korean Orthop Assoc, 41: 623-629, 2006.
23) Ahn JS, Lee JK, Yang JY, et al: Relationship between union of grafted autologous bone and clinical results of operative treatment of degenera- tive spondylolisthesis by posterolateral fusion. J Kor Soc Spine Surg. 1999;34:95-101.