Volume 18, Number 1, June 2006
슬관절 전치환술 후 CRP의 변화 양상
- 항생제 함유 골시멘트와 일반 골시멘트의 비교 -
한양대학교 의과대학 정형외과학교실, 산업의학교실*
최충혁∙최진우∙성일훈∙송재철*
= 국문 초록 =
목 적: 항생제가 함유된 골 시멘트를 사용한 경우와 일반 골 시멘트를 사용한 슬관절 전치환 술 후 CRP 의 변화양상을 분석하였다.
대상 및 방법: 일차 슬관절 전치환술을 시술 받은 환자 중 술 후 6개월까지 C-반응성 단백질의 변화양상 을 측정한 75예 중 감염 위험요인이 있어 항생제 골 시멘트를 사용한 39 예와 일반 골 시멘트를 사용한 36 예의 술 후 6개월까지 C-반응성 단백질의 측정치를 비교분석 하였다
결 과: 항생제 골 시멘트 군에서의 술 후 5, 7, 10, 14일, 1.5, 3, 6개월의 C-반응성 단백질은 각각 평균 3.03, 1.50, 1.00, 0.60, 0.48, 1.04, 0.60 mg/dl 였으며, 일반 골 시멘트 군은 각각 평균 3.71, 2.16, 1.08, 0.78, 0.58, 0.27, 0.31 mg/dl로 오히려 감염의 위험요인이 있어 항생제 골 시멘트를 사용한 경우 가 술 후 초기에는 더 낮은 C-반응성 단백질 수치를 보여주었으나, 두 군 간의 통계적인 유의한 차이를 보이 지는 않았다 (p=0.08).
결 론: 감염의 위험성이 있어 항생제 골 시멘트를 사용한 슬관절 전치환술식은 일반 골 시멘트를 사용한 경우와 비교하여 통계적으로 유사한 C-반응성 단백질의 정상화 양상을 나타내며, 이는 슬관절 전치환 술 후 감염에 대한 추시 관찰에 도움을 줄 수 있는 양상이라 사료된다.
색인 단어: 슬관절, 슬관절 전치환술, 항생제 함유 골시멘트, C-반응성 단백질
서 론
수술 수기의 향상과 수술실 환경의 개선 및 항생제 의 발달 등으로 과거의 슬관절 전치환술 후 심부 감 염률은 1~2% 이하로 감소되었으나 감염률을 더욱 낮추려는 노력이 계속되고 있다2,5,6,14). 1970년 Buchholz 와 Engelbrecht6)가 항생제를 혼합한 골 시멘트를 사용하여 인공 고관절 전치환술에서 심부
감염률을 현저히 낮춘 이래 슬관절 전치환술에 있어 항생제를 혼합한 골 시멘트의 사용을 통한 감염의 위 험을 줄이고자 하는 노력이 있다. 그러나 항생제를 혼합한 골 시멘트의 유용성 및 사용 결과에 대해서는 아직도 잘 알려져 있지 않다.
이에 저자들은 슬관절 전치환술시 항생제가 포함되 어 있는 골 시멘트(CMW3 Gentamicin)를 사용한 경우와 항생제가 함유되지 않은 일반적인 골 시멘트 (CMW3)를 사용한 경우에서의 수술 직후부터 술 후
Corresponding Author: Il Hoon Sung M.D.
Department of Orthopaedic Surgery College of Medicine, Hanyang University
#17 Haengdang-dong, Sungdong-gu, Seoul, 133-792, Korea
Tel : 02-2290-8483, Fax : 02-2299-3774, E-mail : [email protected]
� 본 논문의 요지는 2005년도 대한슬관절학회 정기학술대회에서 발표되었음.
6개월까지의 C-반응성 단백질의 변화 양상을 분석해 보고자 하였다.
대상 및 방법
2004년 1월부터 9월까지 본원에서 일차 슬관절 전 치환술을 시술 받은 환자 중 술 후 회복 기간 내에 C-반응성 단백질의 정량 분석에 영향을 미칠 만한 특별한 상황이 없었으면서, 술 후 6개월까지 C-반응 성 단백질의 변화 양상을 측정한 75예의 결과를 비 교 분석하였다. 술 전 병력 문진, 이학적 검사, 방사 선 검사, 혈청학적 검사를 실시하였으며, 미국 류마 티스 학회의 1987년 revised criteria에 따라 류마 티스 관절염을 진단하였으며 술 후 조직 검사 소견도 참고로 하였다.
연구에 포함된 75예 중 39예는 류마티스 관절염이 나 외상성 관절염, 당뇨 등으로 감염 위험요인이 있 다고 판단되어 항생제가 함유된 골 시멘트로 고정한 경우(항생제 골 시멘트 군)였고, 36예는 항생제가 함 유되지 않은 골 시멘트를 사용한 경우(일반 골 시멘 트 군)로 구분하여, 술 후 5, 7, 10, 14일, 1.5개 월, 3개월, 6개월에 C-반응성 단백질의 정량적 측정 치를 비교 분석하였다. 항생제 골 시멘트 군의 39예 중 38예는 여성이었고 1예는 남성이었으며, 퇴행성 관절염 26예, 류마티스 관절염 12예, 그리고 외상 후 관절염이 1예였고, 평균 연령은 63세(35~79세) 였다. 일반 골 시멘트 군 중 35예는 여성, 1예는 남 성이었으며, 평균 연령은 66세(60~79세)였으며, 36 예 모두 퇴행성 관절염이었다. 양측 슬관절을 모두 단계적으로 전치환술을 시행한 환자는 두 번 수술 모 두에서 같은 종류의 골 시멘트를 사용하였으며, 두 번 수술 모두에서 결과를 분석하였다. 전례에서 수술 직전 항생제를 정주하였으며 술 후 상태에 따라 항생 제 정주, 경구 투여를 결정하였으며 특별한 경우 이 외에는 C-반응성 단백질 수치가 1mg/dl 이상일 때 는 항생제를 정주, 1mg/dl 이하가 될 때 경구 투여 하였고 수술 후 5일부터 C-반응성 단백질 수치가 1mg/dl 이하인 경우에는 술 후 7일까지 정주, 8일
부터 경구 투여하였다. 수술 후 Hemovac은 술 후 48시간 이내에 제거하였다. C-반응성 단백질의 측정 은 nephelometry를 사용한 정량적 분석으로 하였 고 정상치는 0.8 mg/dl로 설정되어 있으나 1 mg/dl 까지를 정상으로 간주하였고 1~10 mg/dl 사이를 중등도 상승, 10 mg/dl 이상을 고농도의 상 승으로 생각하였다. 통계학적 검정은 SPSS PC version 12.0의 GLM-Repeated measures ANOVA를 이용하여 분석하였다.
결 과
항생제 골 시멘트 군에서의 술 후 5일, 7일, 10일, 14일, 1.5개월의 C-반응성 단백질 수치는 각각 3.03±2.55 mg/dl, 1.50±1.51 mg/dl, 1.00±
1.14 mg/dl, 0.60 ± 0.60 mg/dl, 0.48±0.60 mg/dl 이었으며, 일반 골 시멘트 군은 각각 3.71
±3.91 mg/dl, 2.16±2.56 mg/dl, 1.08±1.21 mg/dl, 0.78±0.86 mg/dl, 0.58±0.76 mg/dl 로 오히려 감염의 위험성이 있어 항생제가 함유된 골 시 멘트를 사용한 경우가 술 후 초기에는 더 낮은 수치 를 보여주었으며, 술 후 3개월, 6개월의 C-반응성
Table 1. The CRP levels on postioerative period
POD 5D 7D 10D 14D 1.5M 3.0M 6.0M
ABLC* 3.03 1.50 1.00 0.60 0.48 1.04 0.60
PBC� 3.71 2.16 1.08 0.78 0.58 0.27 0.31
* ABLC: antibiotic-loaded bone cement;
�PBC: plain bone cement;
Fig. 1. The CRP levels on postoperative periods showed that the ALBC group, showed the lower levels of CRP in early recovery period after TKA than PBC group. But two group has no significant difference statistically
단백질 수치는 항생제 골 시멘트 군은 각각 평균 1.04±2.40 mg/dl, 0.60±1.04 mg/dl, 일반 골 시멘트 군은 각각 0.27±0.19 mg/dl, 0.31±0.31 mg/dl로 이 시기에는 항생제 골 시멘트 군보다 일반 골 시멘트 군에서 더 낮은 C-반응성 단백질 수치를 보여주고 있었으나, 시간 변화에 따른 C-반응성 단 백질의 변화양상은 두 군 간의 통계적인 유의한 차이 를 보이지는 않았다(P=0.08)(Table 1, Fig. 1).
일반적인 변화 양상은 두 군 모두에서 술 후 5일째 각각 3.03 mg/dl, 3.71 mg/dl로 최고치로 측정되 었으며, 술 후 2주일에 정상치를 보인 후 그 후 정상 치를 유지하였으며, 10 mg/dl 이상의 고농도 상승 을 보인 경우는 없었다.
고 찰
모든 수술에 있어 술 후 감염 여부는 치료의 성공 여부와 예후를 결정하는 매우 중요한 인자이며 특히 인공 관절 치환술의 경우에는 금속 이물질이 삽입되 어 있는 상태이므로 심부 감염의 발생시 재치환술이 필요할 수도 있으며, 최악의 경우 하지 절단술을 시 행할 수도 있으므로 감염의 예방과 조기 발견은 매우 중요하다. 그러나 금속 이물질이 삽입되어 있는 인공 관절 치환술의 특성상, 수술 부위의 동통 및 발적, 발열 반응, 적혈구 침강 속도의 상승, 백혈구수의 증 가, 방사선 소견 등 일반적인 방법으로는 감염 여부 를 판단하기가 어려운 경우가 많으며, 발견하더라도 시기적으로 상당히 진행된 시점에서 발견되기 때문에 조기에 감염 여부를 판정하기 위한 많은 연구가 있었 다4,11,21,34,27)
.
심하게 손상된 슬관절의 치료에 있어서 슬관절 전 치환술은 가장 널리 쓰이는 수술 방법이며, 슬관절 전치환술시 골 시멘트 사용은 일반화 되어 있는 술식 이다. 최근 수술 수기의 발달, 특히 청결한 수술실 환경의 개선은 인공 관절 치환술의 감염률을 0.3~0.6%까지 낮추었으며7,8), 이와 함께 항생제를 함유한 골 시멘트를 사용으로 인공관절 치환술 후 감 염의 위험을 더욱 줄이고자 하는 노력이 시도되고 있 다. 골 시멘트에 포함된 항생제는 효과적인 원인 균 에 최소 억제 농도 이상으로 유리되며 정맥 투여 시 보다 높은 농도를 나타내는 것으로 알려져 있으며
25,26) 임상결과에서도 Buchholz5,6)는 일반 골 시멘트
만 사용하여 시행한 고관절 전치환 술에서 1968년의 연구에선 489례중 29례 (5.9%), 1969년의 연구에 서 665예 중 42예 (6.3%)에서 심부 감염이 발생했 으나 Palacos 골 시멘트에 0.5 g 의 Gentamicin
을 혼합하여 시행한 고관절 전치환술에서는 1973년 의 연구에선 431예 중 4예 (0.9%), 1975년의 연구 에선 333예 중 8예(2.4%)에서 심부 감염을 보고하 면서 항생제를 포함한 골시멘트의 유용성을 주장한 바 있으며, 1990년 Josefsson 등15)도 전향적인 연구 를 통하여 항생제를 혼합한 골 시멘트 사용한 821 예의 고관절 전치환술에서 3 예의 심부 감염을 보였 던 것에 반하여 정맥 내 항생제를 투여한 812 예의 고관절 전치환술에서 13 예의 심부 감염을 보여 항 생제를 포함한 골 시멘트의 유용성을 보고한 바 있 다. 국내에서도 1993년 배 등2)이 전향적 연구를 통 해 슬관절 전치환술에 있어 일반 골 시멘트만 사용한 경우에 337예 중 11예(3.3%)의 심부 감염률을 보인 데 반해 항생제를 혼합한 골 시멘트 사용한 경우 383예 중 심부 감염을 보인 경우는 없어 슬관절 전 치환술에 있어서 항생제를 혼합한 골 시멘트의 유용 성을 보고한 바 있다. 하지만 항생제가 혼합되어 있 는 골 시멘트 사용시에는 실제 국소 범위내의 확산 량에 대해서는 정확히 알 수 없다는 점3)과 특히 인공 관절 치환술의 낮은 감염률 때문에 다양한 감염 예방 방법의 결과의 차이를 정확히 판단할 수 없다는 점, 항생제 포함 골 시멘트의 유용성을 주장한 연구들에 있어 심부 감염의 정확한 진단에 대한 문제점22,28), 다 양한 감염균에 대하여 적절한 항생제를 사용할 수 없 다는 점18), 그리고 항생제 포함 골 시멘트의 사용 시 생기는 부가 비용23) 등이 문제점으로 제기되기도 하 며, 항생제를 첨가함으로써 생기는 기계적 강도의 약 화에 대하여 적은 량의 분말 항생제는 골 시멘트의 강도에 별다른 영향을 미치지 않지만, 액상의 항생제 는 골 시멘트의 강도를 약화시킨다고 하며10,20), 소량 의 항생제도 골 시멘트의 강도를 약화시킨다고 보고 한 바 있으며4), Lautenschlager 등은 4.5 g 이상 의 Gentamicin의 첨가는 골 시멘트의 약화를 초래 하여 압축력이 최소한의 표준치 이하로 감소된다고 하여 항생제의 사용자체가 골 시멘트의 강도를 약화 시키는 것을 증명한 바도 있다4,19). 또한 Gentam- icin을 이용한 생체 내 연구 등에서 보고 된 바와 같 이 항생제 유리는 bi-phagic fashion을 따르며, 지 속적으로 방출되는 적은 양의 항생제는 어떤 이점을 주지 않으면서, 알레르기 반응, 신 손상 등의 부작용 을 일으킬 우려가 있으며12,27), Tunney 등29)은 pros- thesis-related infection에 있어 gentamicin- resistant bacteria를 동정함으로써 항생제 내성 균 주의 발생 가능성을 제기하기도 하였다. 따라서 지난 30년간 많은 학자들이 항생제를 혼합한 골 시멘트의 유용성을 보고하고 있지만 여전히 항생제를 혼합한
골 시멘트의 임상적 사용에 대해 이견이 있는 것은 사실이며 미국 식품 의약품 안전국에서는 이의 판매 를 금지한 바도 있으며, 유럽에서도 상업적으로 이용 은 가능하지만 감염 예방을 위한 항생제 포함 골 시 멘트의 일상적 사용에는 논란이 있는 상황이다13).
이렇듯 항생제 혼합 골 시멘트의 사용은 그 유용성 에 대한 수많은 연구에도 불구하고 여전히 논란이 계 속되고 있으며 이에 저자들은 슬관절 전치환술 시 항 생제가 포함되어 있는 골 시멘트 (CMW3 Gen- tamicin)를 사용한 경우와 항생제가 함유되지 않은 일반 골 시멘트(CMW3)를 사용한 경우에 조기 변화 를 비교해 보고자 하였으며, 조직 손상이나 감염과 같은 염증성 자극에 대한 체내의 일련의 반응, 즉 급 성기 반응시 증가하는 급성기 단백질 중 질병 상태의 급성기에 반응하여 신속한 변화를 보이므로 상대적으 로 최근의 추이를 나타내고, 감염 군과 비 감염 군 사이의 변화의 폭이 크고, 정상 수치가 매우 낮아 술 후 조기에 심부 감염을 알아내는데 있어 매우 유용한 지표로 강조 되고 있는16,17) C-반응성 단백질을 이용 하여 두 군의 차이를 분석해 보고자 하였다.
1984년 Aalto1)는 40명의 골 관절염 환자에서 시 행한 고관절 전치환술에서 C-반응성 단백질의 평균 치는 술 후 2일째 최고치에 도달한 후, 술 후 1주까 지는 빠른 속도로, 그 이후는 완만한 속도로 감소하 여, 술 후 3주에 정상 수치까지 감소한다고 보고한 적 있으며 정 등9)도 유사한 결과를 보고한 바 있다.
본 연구에서는 일반 골 시멘트를 사용한 경우, 술 후 5일 째 C-반응성 단백질 수치가 평균 3.71 mg/dl로 가장 높았으며, 술 후 2주에 0.78 mg/dl로 정상 수 치를 회복한 후 술 후 6개월까지 정상 수치를 유지하 여 다른 연구들과 유사한 양상을 보여 주었다. 항생 제 포함 골 시멘트 사용한 경우에서도 술 후 5일째 3.03 mg/dl로 가장 높았으며, 술 후 2주에 0.60 mg/dl로 정상 수치를 회복한 후 술 후 6개월까지 정상 수치를 유지하여, 비슷한 양상을 보여 주었다.
슬관절 전치환술 후 초기의 C-반응성 단백질의 양은 통계적으로 의미있는 차이는 없었지만(P=0.08), 일 반적으로 감염의 위험성이 있거나 술전 C-반응성 단 백질이 높을 수 있는 류마티스 관절염이나 외상성 관 절염, 당뇨병이 있는 환자들에게 항생제가 함유된 골 시멘트를 사용한 술후 초기에는 오히려 술전 위험인 자가 없어서 항생제가 함유되지 않은 일반 골시멘트 를 사용하여 슬관절 전치환술을 시행한 경우보다 더 빨리 C-반응성 단백질이 정상화되는 양상이며, 일반 적인 수치는 술후 초기에는 항생제가 함유된 골 시멘 트를 사용한 경우가 더 빨리 정상화되는 양상을 보여
이러한 현상이 술후 환자의 회복을 관찰하는 수술의 에게는 도움이 되는 양상이라고 사료된다. 즉 술후 초기에 C-반응성 단백질이 빨리 정상화 되지 않는 경우 술후 감염을 고려하여 조금더 적극적인 치료를 시행해야 하는지 아니면 류마티스 관절염에 의한 술 전 C-반응성 단백질의 수치가 높아서 정상화하려면 더 많은 시간을 관찰해야 하는지를 고민해야 하는 정 형외과 의사로서는 슬관절 전치환술후 감염에 추시관 찰에 도움이 되는 C-반응성 단백질의 변화 양상이라 고 생각되었다. 또한 술후 3개월과 6개월에 항생제 시멘트를 사용한 군이 일반 시멘트를 사용한 군보다 C-반응성 단백질의 수치가 약간의 상승을 보이는 것 은 항생제 골시멘트에 의한 영향보다는 류마티스 관 절염등의 원인질환의 영향으로 C-반응성 단백질이 약간의 상승을 보이는 것으로 사료된다.
결 론
슬관절 전치환술의 합병증 중 감염을 예방하기 위 한 여러 가지 노력 중 항생제가 함유된 골 시멘트를 사용하는 슬관절 전치환술식은 일반 골 시멘트를 사 용하는 술식과 비교하여 술 후 6개월까지는 CRP의 변화양상에 통계적으로 의미 있는 차이는 없었지만, 술 전 및 수술 시 감염 위험인자가 많다고 판단되어 항생제가 함유된 골 시멘트를 사용한 경우에서도 술 후 초기에 일반 골 시멘트를 사용한 경우와 통계적으 로 유사한 정도의 CRP 수치의 정상화 양상을 나타 내는 것은 슬관절 전치환술 후 감염에 대한 추시 관 찰에 도움을 줄 수 있는 양상이라 사료된다.
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─ Abstract ──
Early change of C-reactive protein level in TKA - Antibiotic-loaded vs Plain bone cement -
Choong Hyeok Choi, M.D., Jin Woo Choi, M.D., Il Hoon Sung, M.D., Jae Chul Song, M.D.*
Department of Orthopaedic Surgery,
Department of Occupational and Environmental Medicine* College of Medicine, Hanyang University, Seoul, Korea
Purpose: To analyse the level of C-reactive protein (CRP) after total knee arthroplasty (TKA) with antibiotic-loaded bone cement (ABLC) and plain bone cement (PBC).
Material and Methods: In the 75 primary TKAs, 35 cases with risk factors for infection were fixed with ABLC and 36 cases without risk factors were fixed with PBC. We did comparative analysis of the changing trends of the level of CRP up to 6 months after TKA in the 2 groups.
Results: The CRP levels at 5th,7th, 10th, 14th day and 1.5 th, 3 th, 6 th months after TKA were average 3.03, 1.50, 1.00, 0.60, 0.48, 1.04 and 0.60 mg/dl in the ABLC group, and 3.71, 2.16, 1.08, 0.78, 0.58, 0.27 and 0.31 mg/dl in the PBC group. The results were ALBC group, even having some risk factors for infec- tion, showed the lower levels of CRP in early recovery period after TKA than PBC group. But two group has no significant difference statistically (p=0.08).
Conclusion: Even though some risk factors for infection, statistically same returning patterns of the CRP levels in the ABLC group compare with the PBC group would be informative for observation about infection in TKA.
Key Words: Knee, Total knee arthroplasty, Antibiotic-loaded bone cement, CRP
