Vol. 18, No. 4, September, 2006
감염된 인공 고관절의 치료
고 한 석
인제대학교 의과대학 정형외과학교실
서 론
인공 고관절 주위 감염은 환자를 황폐화 시킬 수 있는 심각한 합병증이다. 이 합병증은 고관절 기능의 현저한 감 소는 물론, 진단의 불확실성, 항생제의 장기간 투여, 막대 한 치료비용, 재수술의 위험성 등으로 생겨서는 안 되는 것이기에 모든 병원이 인공관절 치환술 후에 합병증을 줄 이기 위해 노력하고 있다.
Charnley와 Eftekhar10)는 초기 인공관절 술 후 감염 율이 8.9%이었으나, 수술실 및 수술팀의 철저한 소독, Laminar air flow system, 방수성 소독포 등의 사용으 로 1%까지 그 발생률을 낮추었다고 발표하였다.
Wilson 등72)의 연구에 의하면 처음 예방적 항생제를 사 용하지 않은 McKee-Farrar 인공고관절술 100예의 2년 추시 보고에서 감염률이 12%였으나 예방적 항생제를 투여 한 이후 Charnley9) 인공고관절술 100예의 감염률은 2%
였다.
뉴욕의 Hospital for special surgery에서 horizontal air flow unit의 사용이 수술시 공기와 상처의 오염 감소 에 어떤 효과가 있는지를 전향적으로 연구하여 horizontal air flow를 사용하는 수술실이 그렇지 않은 수술실에 비해 5배 정도 오염이 적었다. 즉, 밀폐된 공간에서 공기 흐름 이 있을 때 상처 소독포, 수술 가운의 균배양 검사에서 낮 게 나타났고, 이때 균주는 대부분 coaulase-negative staphylocci였다1).
현재 많은 수의 인공관절술을 행하는 좋은 기관에서의 감염률은 1%정도이다23). 그러나 미국에서도 1986년과 1989년 사이에 medicare 환자의 인공관절술 후 감염률은 1년 추시에서 2.2%나 되었다64).
지금까지 가장 낮은 감염률을 보고한 것은 British
Medical Research Trial의 0.3%이다42). 감염의 원인에 대한 광범위한 지식과 예방법, 기술적 진보, 수술 수기의 개선 등에도 불구하고 이보다 낮은 감염률을 이루어 내지 못했다.
감염균이 인공관절 주위 공간에 도달하는 경로는 4개가 있다. 수술 시 감염, 직접적 또는 인접한 곳에서 확산, 혈 행을 통한 감염, 이전에 감염되었던 적이 있는 경우 균의 재활성화이다.
수술 도중 감염은 잘 알려진 인자이다. Lidwell 등43)은 공기 오염의 감소로 인공관절 감염 발생률이 점진적으로 감소 추세를 보이고 있다고 하였다. Salvati 등60)도 horizontal ultraclean air laminar flow를 이용하여 감염률을 1.4%에서 0.9%로 감소시켰다고 보고하였다.
두 번째 감염 경로인 직접적 혹은 인접한 곳에서의 확산 은 표재 감염이 심부로 진행하거나 또는 요도 협착에 의한 회음부 농양에 의한 고관절 감염이다68).
세 번째 감염 경로는 혈류를 통해 피부 감염, 치과적 감 염, 요도 감염 등을 통해 균이 전파되는 것이다13).
네 번째 감염 경로는 이전에 감염된 적이 있던 경우 균 이 재활성화 되는 것이다63).
인공관절 감염의 분류
Fitzgerald 등21)은 인공관절 감염을 3단계로 분류하였 다. 1단계는 급성 전격성 감염(acute fulminating infection) 단계로 수술 후 3개월 이내에 일어난다. 고열 과 오한, 패혈증, 지속적인 통증 등 전신 증상과 함께 누 공, 발적, 종창, 농양 등의 국소적 증상이 동반된다. 2단 계는 지연 감염(delayed sepsis)으로 수술 후 2년 내에 발생하며, 증상이 서서히 진행되고 그 정도로 심하지 않 다. 2단계 감염은 수술 도중에 감염되었을 가능성이 많으 며, 병원균의 병원성이 낮거나 적은 양의 균이 접종된 결 과 로 생 긴 다 . 3단 계 는 후 기 혈 행 성 감 염 (late hematogenous infection)으로 다른 부위의 감염이 혈행 을 통해 전파되는 것이다. 인공관절술 후 특별한 증상 없 이 잘 활동하던 환자에서 1단계의 증상이 나타난다. 이외 에 전에 감염의 증거가 없었던 환자에서 재치환술 시 균배
※ 통신저자 : 고 한 석
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양이 양성으로 나온 경우도 있는데 Tsurayama, Estrada, Gustilo 등은 이를 4단계로 분류하였다.
위험 인자
환자요인, 수술실 환경 등 수술적 요인, 수술적 수기, 수술 전후의 처치로 나누어 볼 수 있다. 환자 요인으로는 류마티스 관절염, 당뇨병, 겸상적혈구 빈혈증, 건선, 이전 에 신장이나 간이식을 받은 경우 또는 투석이나 면역력이 저하된 사람들이며, 이들에서 인공관절술 후 감염률은 이 런 질환이 없는 환자들에 비해 높다18,21,25). 수술실 환경에 의한 경우는 감염을 일으키는 세균은 대부분 수술실에 있 던 의료진들에게서 유래하는데 의료진 한명에게서 분당 1000내지 10000개의 세균이 발산된다57).그러므로 수술 과 정에 되도록 적은 의료진이 참여하게 하고 body exhaust suit를 이용하여야한다44). 수술적 요인과 수술 수기와 관련 하여서는 이전에 고관절에 수술을 받았던 적이 있는 환자 에서 첫 인공관절술 후 감염률이 2~3%정도 증가하고, 복 잡한 고관절 재치환술 후 감염률은 12%로 높았다는 점이 다32). 고관절이 유합되어 있는 환자를 인공관절로 전환할 경우는 10~13%정도의 감염률을 보였다38).
수술 전후 처치와 관련된 인자로는 수술 전후 예방적 항 생제의 사용과 drain의 사용이 있다. 수술전후 예방적 항 생제의 사용으로 감염률을 낮출 수 있었고, 투여 기간은 24시간이면 충분하다고 하였다51). Drain의 사용은 아직 논
쟁 중으로 감염률에 영향을 주지 않는다는 보고도 있다2). 술 후 요도폐쇄로 인해 요도관을 삽입한 경우 감염의 위 험이 증가될 수 있기 때문에42)요도관 삽입 등의 행위가 필 요할 때는 예방적 항생제 투여가 필요하다29).
1976년에 성공적으로 인공 고관절 치환술을 받은 4명의 환자에서 치과 치료 후 혈행성 감염이 발생했다는 발표가 있은 후 예방적 항생제 사용의 필요성을 인지하게 되었고
59), 적어도 술 후 2년 동안은 치과 치료를 받기 한 시간 전 에 예방적으로 항생제를 투여하도록 하고 있다.
원인균
다양한 종류의 세균이 심부 감염을 일으킬 수 있다. 혐 기성균을 포함하여 다양한 Gram positive균과 Gram negative균이 동정되고 있으나, S. aureus와 S.
epidermis가 가장 흔한 감염균이다. 균에 따라 감염 시기는 다르다. S. aureus는 초기 감염이 흔하고, S. epidermis, Propionebacterium acne와 peptostreptococcus와 같은 정상 피부 상재균의 경우는 지연감염이 흔하다35). 때때로 아 주 드문 균58)이나 Candida albicans19), C. paraspilosis75), C. glabrata50), Actinomyces israelii67)와 같은 곰팡이와 Echinococcus71) 등에 의한 감염도 보고되고 있다. Table 1에서 보는 바와 같이 1977년부터 1999년까지 총 34개의 논문에서 보고된 2330건의 인공관절 감염 사례 중 S.
aureus와 S. epidermis에 의한 감염이 전체 감염균의 각
Table 1. Breakdown of Bacteria Found in Infected Arthroplaties Based on 34 Published Series 1977-1999
Organism Number
Coagulase Negative staphylococci 648
Staphylococcus aureus 636
Steptococci, not or D 168
Anaerobic Steptococci + microaerophillc 135
Pseudomonad 131 Escherococcus 129
Corynebacteria (anaerobic) 104
Proteus 74
Propionibacterium acnes 73
Klebsiella 40
Enterobacter cloacae 31
Diphtheroid 24
Steptococci group A 22
Bacteroides fragilis 17
Bacilus 12
Candida 11
Serratia 8
Salmonella species 7
Tubercle bacteria 6
각 27%와 28%였다.
몇몇 저자는 인공관절 감염을 치료함에 있어 감염균을 동정하는 것이 중요하다고 지적하였다. Gram negative 균과 같이 전염력이 강한 균은 치료가 더 어려운 것으로 간주되고 있다. 전염력에 대한 정의는 다를 수 있다.
Gram-negative bacilli와 D군 Streptococcus 균은 일 반적으로 모든 저자에게 전염력이 강하다고 여겨졌다.
Methicillin 감수성에 상관없이 S. aureus, 다른 Streptococcus와 enterococci는 다양한 전염력이 있는 것 으로 여겨진다22,47). S. epidermis는 일반적으로 전염력이 낮은 것으로 여겨진다. 생체내에서 glycocalyx를 만드는 균의 경우는 추정된 전염력과는 상관없이 박멸이 힘들다.
초기 연구에서 gram-negative균과 전염력이 더 강한 gram-positive균 (S aureus와 β-hemolytic streptococcus 종)에 의한 감염의 경우 높은 재발률이 보
고되었다11,34). 이런 이유로 많은 저자들이 위의 균들이 박
멸이 힘들다고 여겼다. 일부는 glycocalyx 형성이 기여하 였다. 현재는 전염력이 낮은 S. epidermis를 포함하여 대 부분의 균들이 적당한 환경에서는 glycocalyx를 분비할 수 있다고 여겨진다28). S. epidermis 균종은 다재 약재 내성이 있기 때문에 치료에 주의해야 한다. 추가로 감염된 한 관절에서 몇 개의 다른 다재 내성 S. epidermis 균종 이 공존할 수 있다30).
좀 더 최근의 연구에서 특정 균주에 의한 감염의 경우 박멸이 어렵다고 하였다17,22,55,69)
. 그러나 어떤 보고에서도 감염의 재발과 균종 사이의 독립적 연관성을 확인하지는 못했다. McDonald 등47)만이 gram-negative bacilli나 D군 streptococci에 의한 감염의 경우 재발률이 유의하게 증가하는 보고를 하였으나, 이는 4주 미만의 항생제 치료 를 받고 1년이 안 되는 간격으로 재치환술을 받은 치료군 에서 였다.
균을 동정하는 것보다 중요한 것은 항생제 감수성과 항 생제를 감염부위에 적당한 농도가 되도록 하는 전달력이 다. methicillin이나 oxacillin 내성균을 제외한 대부분의 포도상 구균은 1세대나 2세대 cephalosporin 항생제에 반 응한다. 지역에 따라 S. aureus와 S. epidermis의 감수 성은 다르다. Masterson 등46)에 따르면 확인한 S.
aureus 균의 95% 이상이 oxacillin에 감수성이 있는 반 면, S epidermis는 70% 미만이었다. James 등33)은 조 사된 S. epidermis의 67%가 methicillin 내성이었다고 보고하였다. 최근 vancomycin 사용이 증가하면서 vancomycin 내성 장내 세균을 포함한 vancomycin 내 성균의 출현에 대한 관심이 있다. 단일 관절에서 항생제 감수성과 내성이 서로 다른 포도상 구균이 추출될 수 있다
30,33)
. 최근 Garvin 등24)의 보고에 의하면 S. aureus 균종 의 경우 47% 이상에서, coagulase-negative 포도상 구 균종의 경우 86%에서 methicillin 내성이 있다고 하였고,
전체 장내 세균 중 vancomycin 내성 장내 세균은 23%라 고 하였다. California와 Sanfrancisco 대학의 연구진들 에 의해 포도상 구균의 표면 단백질과 항생제의 상호작용 에 의한 항생제 내성 발생과 관련된 생화학적 과정이 확인 되었다76).
관절천자를 통해 감염균을 확인하고, 항생제 감수성을 술 전에 확인하는 것이 추천되고 있다. 이를 통해 술 후 주입될 항생제와 골 시멘트에 섞을 이상적인 항생제를 선 택하는 지침을 얻을 수 있다.
감염의 진단
인공관절 감염을 초기에 정확히 진단하는 것은 치료의 성공 기회를 최대화 하는데 결정적이다20). 인공관절의 감 염은 명백한 감염증상으로 나타날 수도 있지만, 특이한 징후 가 없어 진단적 도전을 취하는 양상으로 나타나기도 한다.
진단은 자세한 병력 청취로부터 시작된다. 감염에 대한 위험 요인이 있는지 상처 회복이 지연된 적이 있는지 알아 야 한다. 지속적인 통증은 감염에 일관되게 나타나는 증상 이다. 이학적 검사를 통해 고관절에 염증과 관련된 반응 (열감, 부종, 통증, 홍반 등)이 있는지, 상처가 있는지, 농 루가 있는지 등을 관찰한다. 검사로는 연속된 양질의 단순 방사선 필름, Erythrocyte sedimentation rate(ESR), C-reactive protein(CRP), 방사성 동위원소 검사 등이 있다. 감염균의 즉각적인 확인이 가장 효과적 방법이며, 이를 위해 현광경투시 하 세침흡입검사가 있다.
임상병리검사
1. Erythrocyte sedimentation rate (ESR)
급성기 단백질에 의해 응집되는 적혈구를 측정하는 것으 로 감염 진단에 있어 민감도 82%, 특이도 85%, 위양성도 58%, 위음성도 95%이다66). 그러나, 다른 염증성 질환이 나 결체조직 질환, 종양, 최근의 수술 등이 있는 경우에도 증가할 수 있어 다른 검사와 비교하여 판단해야 한다.
2. C-reactive protein (CRP)
ESR을 증가시키는 급성기 단백질 중의 하나로, 감염에 보다 더 민감한 표식자이다. 감염에서 회복되면 ESR보다 먼저 감소하기 시작하기 때문에 경과 관찰 시 보다 유용하 다. CRP는 술 후 3주가 되면 정상화되나. ESR은 12개월 에 정상화되는 경우도 있다65). 보통 술 후 3일에 최고치에 이르며, 3일 이후 계속 증가하는 경우 감염을 의심해 볼 수 있다. 감염에 대한 민감도 96%, 특이도 92%, 위양성 율 74%, 위음성율 99%로 알려져 있다66).
방사선 검사
1. 단순방사선 검사
감염 초기에는 당순 방사선 검사에서 정상이 경우가 많 다. 불행하게도 감염에 특징적인 방사선 소견은 없다61). 고 품질의 연속적인 방사선 촬영이 중요하며, 감염을 시사하 는 소견으로 골막염, 국소적 골 감소, endosteal scalloping, wire나 cable 주위의 원형 골용해(ring osteolysis) 등이 있다.
2. 자기 공명 영상(MRI)
MRI는 술 전 계획을 세우는 데 유용하게 사용할 수 있 으나 인공관절에 사용하는 금속물로 인한 artifact로 광범 위하게 사용되지 못하고 있다. 인공관절 주위에 생긴 농양 의 위치와 골반 내 농양을 잘 확인할 수 있으며, 단순 방 사선 검사에서 과소평가되는 골 용해 부위와 범위가 잘 나 타난다6).
초음파 검사
초음파로 농양의 위치를 알아 낼 수 있다. 감염이 의심 되나 보통의 고관절 세침흡입술이 음성이라면 초음파를 이 용하여 직접 농을 흡입할 수 있다. 또 감염을 시사하는 피 막을 나타내는데 유용하다27).
방사성 동위원소 검사
Tc 99m을 이용한 동위 원소 검사는 민감도는 높으나 특이도는 낮으며, 감염 뿐 아니라 무균성이완(aseptic loosening)에서도 양성을 보인다56). 인공관절술 후 1년 내 에 또는 다른 염증성 질환이나 종양, 이소성 골화증에서도 이상 소견을 보일 수 있다. Indium Ⅲ labeled WBC 검 사는 만성 감염에서 WBC의 uptake 부족으로 진단이 어 려울 수 있다. 이러한 검사는 일반적으로 사용되지는 않으 나, 항생제 사용 등으로 인해 다른 검사의 제약이 있을 경 우 유용하다. Ig G scan은 감염에 대해 다른 검사보다 훨 씬 높은 민감도를 나타낸다53).
고관절 세침 흡입술
여러 검사를 통해 감염이 의심되면 고관절의 세침 흡입 검사를 시행해야 하며, 이를 통해 균의 종류와 사용 가능 한 항생제 및 감수성을 확인할 수 있다. 이를 위해 환자를 최소 2주전부터 항생제 투여를 중단해야 한다. 충분한 양
의 관절액을 얻은 후 differential WBC count 검사를 하여 WBC가 25000/ml이상, 다핵백혈구 분율이 25% 이 상인 경우 감염의 가능성이 있다. 또한 당(glucose) 농도 가 혈장 농도 보다 증가한 경우, 단백질 농도가 혈장 농도 까지 증가된 경우에도 감염을 의심해 볼 수 있다. 보통 2 개의 관절액과 하나의 관절막 조직을 얻어야 한다. 만약 관절액이 흡입되지 않을 때는 생리식염수를 관절내로 주입 하여 다시 흡입하도록 한다. 3번 중 한번에서만 양성이면 임의로 위양성으로 간주하고, 2번에서 균이 배양되면 감염 을 시사하는 것으로 간주한다. 감염의 진단에 이를 적용할 경우 민감도 86%, 특이도 94%, 양성예측도 67%, 음성 예측도 98%이다39).
분자생물학적 검사
최근 감염에 대해 여러 가지 면역학적 및 분자생물학적 검사 기법들이 연구되고 있다. Interleukin-2와 gamma interferon 같은 여러 cytokines의 농도를 측정하기도 하 고, PCR (polymerase chain reaction)을 이용하여 세 균의 유전자를 분석하기도 한다. PCR은 민감도는 높으나 활동성 감염과 치유된 감염을 구별할 수 없고, 확인된 유 전자 배열에 의존해야 하는 한계가 있다41).
수술 중 진단
수술 전에 여러 검사에서 음성이더라도 술자가 직접 눈 으로 보았을 때 감염을 의심할 만한 소견이 있을 경우 바 로 균 동정검사나 동결절편 검사를 해 볼 수 있고, differential WBC count, 당 및 단백질 농도를 측정한다.
1) 수술 중 그람 염색
인공관절 재치환술 시에 그람 염색을 광범위하게 시행하 지만 감염의 진단에 민감도 19%, 특이도 98%, 양성예측 도 63%, 음성예측도 89%로 별로 도움이 되지 않는다46).
2) 수술 중 동결절편
수술 중 인공관절 주위의 염증을 보이는 조직에 대해 동 결절편 검사가 감염의 진단에 많은 도움을 준다. 처음 저 배율로 염증이 심한 곳을 찾아서 고배율로 관찰하여 5개 이상 다핵백혈구가 보일 경우 감염을 시사하는 소견이며, 민감도 80%, 특이도 94%, 양성예측도 74%, 음성예측도 96% 정도이다66). 고배율 하에 10개 이상 다핵백혈구가 보 일 경우를 기준으로 하면 민감도 99%, 양성예측도는 89%
로 증가하나 특이도와 음성예측도는 차이가 없다14). 3) 수술 중 균 배양
수술 중의 균배양은 인공관절에 감염이 있을 경우 이를
진단하는데 가장 표준이 되는 방법이다. 적어도 3개 이상 의 시료를 채취하여 위음성이나 위양성을 분명히 할 수 있 다. 시료는 적어도 5일 이상 배양해야 한다. 2개 이상의 시료에서 양성을 보이면 민감도 94%, 특이도 99%, 양성 예측도 77%, 음성예측도 99%이다66).
치 료
1. 항생제
수술 전 검사를 통해 감염을 확인하지는 못했으나 수술 중 배양에서 예상치 못하게 양성이 나온 환자의 치료에 대 한 몇 개의 보고가 있다. 31예의 연구는 6주간 항생제를 정맥을 통해 투여하고 2년간 추시하여 3예는 감염이 계속 되었고, 2에는 간헐적인 감염을 보였다69). 다른 15예의 연 구에서는 항생제를 투여하지 않았으며 6예에서 간헐적인 감염의 재발을 보였다15). 2개의 연구에 기초하여 술 전 예 상치 못한 수술 중 배양 양성인 환자의 치료는 6주간 항생 제를 정맥 투여하여 치료하는 것이 현명하다고 판단된다69). Goulet 등26)은 만성이 아닌 19명의 인공고관절 감염 환 자를 대상으로 장기간 항생제를 투여하였고 11에에서는 debridement를 시행하였고, 7명은 추시 기간 중 재치환 술을 시행하여 2명에서 농루가 형성되었다고 보고하였다.
2단계 재치환술을 시행하는 것이 원칙이나 원인균이 항 생제에 감수성이 있고, 늙고 병약하여 재수술하기 힘들거 나 인공관절제거술을 거부하는 환자의 경우 항생제로 치료 하는 것은 선택이라 할 수 있다.
2. 변연절제술과 인공 관절 보존
급성 감염이나 혈행성 감염의 경우 시도해 볼 수 있으나 만성 감염의 경우 일반적으로 참담한 결과를 초래한다7,12). Canner 등7)은 만성 감염 환자에서 항생제로 치료한 경우 실패율이 96%라고 보고하였고, Crockarell 등12)은 19예 환자 전부 감염이 치유되지 않았다고 하였다.
반면에 급성 감염이나 혈행성 감염 환자의 경우 만성 감 염환자에서 보다 좋은 결과를 보였다. Tsukuyama 등69) 은 급성 감염에서 4주간 항생제 정맥 투여를 병행한 경우 71%의 치료 성공률을 보고하였다. 혈행성 감염의 경우 6 주간 항생제를 병행하여 치료할 경우 50%의 성공률을 보 고하였다. 증상이 나타나는 초기에 바로 치료를 시작하고 환자가 항생제 치료에 잘 견디고, 인공삽입물의 고정이 잘 유지되고 있을 때 치료율이 증가할 수 있다는 보고도 있 다. 증상이 지속된 기간이 치료 성공률과 연관되어 있는데 Brandt 등4)은 S. aureus 감염의 경우 중상 발현 후 2일 내에 치료를 시행했을 때 2년 추시 결과 약 56%에서 감염 이 치료되었고, 2일이 지나 치료를 시작했을 때는 치료 성
공률이 13%에 불과하다고 하였다.
3. 절제 관절 성형술
절제 관절 성형술은 인공관절 감염을 치료하는 가장 효 과적인 방법 중 하나이다. Bourne 등3)은 33명의 환자 중 1명만 감염이 재발하였다고 하였다. 그러나 기능적 측면에 서 그 결과는 좋지 않다. 수동적 운동 범위는 충분하였으 나 능동적 운동 범위나 근력은 현저하게 저하되었다.
Kantor 등36)은 슬관절 상부 절단 환자들 보다 절제 관절 성형술을 받은 환자들의 산소 소모량이 더 많았다고 하였 다. 이 들의 평균 하지 단축은 3~5 cm였고, 모든 환자가 보행을 위해 목발을 사용해야 했다. 다른 재건술의 시행이 부적절하거나 재수술이 실패했을 때 사용할 수 있는 방법 이다.
4. 관절 유합술
감염된 인공 고관절 환자 중 보다 젊은 연령의 환자에서 사용할 수 있는 치료법으로 Kostuik 등37)은 7명의 환자에 시행하여 모든 환자에서 감염이 치유되었으나, 그 중 5명 의 환자는 이전에 종사하던 직업으로 복귀하지 못하였다고 하였다. 아주 드물게 제한적으로 이용되는 치료법이다.
5. 재치환술
1) 1단계 재치환술
직접적인 교환 또는 1단계 고관절 재치환술은 과거 유럽 에서 Gentamicin이 내재된 골 시멘트가 사용되기 시작하 면서 많이 이용되게 되었다5,8). 1982년 Salvati 등62)은 12 년 동안 연부 조직과 bone stock이 비교적 좋고, 원인균 이 항생제에 감수성이 있는 환자를 대상으로 재치환술을 통해 치료하였고 감염의 재발이 5~10%였다고 보고하였 다. 이 수술 방법이 성공하기 위해서는 철저한 변연절제술 이 시행되어야 하고 항생제를 정맥으로 최소 6주간 투여하 여야 한다. Nagai 등49)의 26예 12~3년 추시 보고에서 감 염 치유율은 85.2%, 감염의 재발로 재수술을 시행한 경우 는 12.3%였다. Elson 등16)은 1단계 재치환술에서는 12~4%의 실패율을, 2단계 재치환술에서는 3.5%의 실패 율을 보고하였다. Garvin 등22)은 많은 환자의 연구에서 1 단계 재치환술의 감염 재발률은 10.1%, 2단계 재치환술의 감염 재발률은 5.6%라고 보고하였다.
Ure 등70)은 면역력이 저하되어 있거나 항생제 내성균에 감염된 경우, 피부나 연부 조직 결손이 있거나 골 소실이 있는 경우, 인공관절 고정이 어려운 경우에는 1단계 재치 환술 후 결과가 좋지 않았다고 하였다. 환자의 상태가 좋 지 않아 2번의 수술이 어려운 경우 항생제에 비교적 잘 반
응하는 균에 의한 감염일 때는 1단계 재치환술을 시도해 볼 수 있다고 하였다.
2) 2단계 재치환술
대부분 첫 수술 시에 항생제가 내제된 골 시멘트 spacer 를 삽입하고 두 번째 수술 시 시멘트를 제거하고 인공 관 절술을 시행하는데, 항생제가 내제된 시멘트의 형태가 염 주 모양 혹은 spacer 형태로 이용하는 것, 수술 후 항생제 의 정맥 투여 기간, 재치환술을 하는 시기, 동종 이식골의 사용 여부, 시멘트형 혹은 무시멘트형의 삽입물 선택 등 수술 방법은 다양하다. 2 단계의 수술 사이에 치료에 대한 반응을 주의 깊게 관찰하여 패혈증의 소견을 보일 경우 재 치환술을 시행하지 않는다. 필요하면 이차 변연절제술을 시행할 수 있다. 치료에 대한 효과를 파악하는데 ESR, CRP가 가장 효과적인 검사이며, 위의 두 가지 검사의 수 치가 안정적으로 감소하게 되면 감염의 치유를 예측해 볼 수 있다. Mont 등은 두 단계 사이에 세침흡입술을 시행한 군과 시행하지 않은 군을 비교하여 세침흡입술을 시행한 군에서 감염의 재발이 적었다고 보고하였다. 재치환술 시 에 Spacer를 제거하면서 치료 효과가 의심스런 경우 균 도말검사 및 배양 검사, 동결절편 검사를 시행할 수 있다.
두 단계 사이의 기간에 대해서는 추기 연구에서는 1년의 간격을 두었으나 최근에는 보다 단축시켜 6주에서 3개월의 간격으로 시행하고 있다31,47). Garvin 등22)은 5년 추시 보 고에서 95%의 성공률을 보고하였다.
대퇴근위부의 골 소실이 심한 경우에는 골 시멘트 대퇴 스템의 사용이 가능하지 않을 수 있다. 이런 경우 골 시멘 트에서 항생제 용출과정이 없기 때문에 높은 재감염률을 보인다고 한다. Lai 등40)은 평균 4년 추시 보고에서 12.5%의 재감염률을 보고하였다.
만성적으로 감염된 환자에서는 고관절 주위의 골 소실 때문에 골이식을 필요로 한다. 하지만 염증 정도가 심한 경우는 오히려 동종골이 사골로 작용할 수 있어 그 사용이 제한된다62). Nester 등52)은 기존의 2단계 재치환술 사이에 골 이식술을 추가로 시행하는 3단계 재치환술을 시행하였 으나 환자의 장애 기간이 너무 연장되어 최근에는 거의 사 용되지 않는다.
최근 영국에서 53예의 환자에서 2단계 재치환술을 시행 할 때 impacted allograft bone을 사용한 5개월 추시에 서 7.5%의 감염 재발률을 보고하였다17).
Vancouver에서는 PROSTALAC을 사용하여 2단계 수술 사이에 관절 기능을 유지하였다73). 항생제가 내제된 골 시멘트의 장점 때문에 절제 후 시멘트의 사용은 대중화 되었으나 항생제 beads는 환자의 기능을 유지시키지 못하 고 연부 조직의 구축을 유발시켜 재치환술이 어려워 졌다.
골 소실이 심한 경우 하지는 불안정하고 견인되어야 했고, 간병인이 필요하고, 침상 생활이 요구되었다. 이러한 단점
들이 articulated spacer의 사용으로 해소되었으며, 고관 절을 안정화 시키고, 하지 길이가 유지되므로 연부 조직의 긴장을 유지하고 구축을 예방할 수 있었다.
최근에는 골시멘트 1 pack당 tobramycin 3.6 gram 또는 Vancomycin 1.5 gram을 혼합하는 방법이 일반적 으로 사용되고 있으며, drain은 사용하지 않는다74).
항생제는 6주간 정맥을 통해 투여된다. ESR과 CRP가 안정되게 감소되고 술 후 4주 후에 세침 흡입 검사에서 감 염의 증거가 없으면 재치환술을 시행할 수 있다.
PROSTALAC의 사용은 조기에 일상생활이 가능하고, 재활을 시작할 수 있으며, 조기 퇴원이 가능하여 사회적 및 경제적으로 많은 이점을 제공하고 있다.
2 단계 재치환술 후 감염이 재발했을 때 다시 재치환술 을 시행할 경우 예후가 좋지 않다. Pagnano 등54)은 재치 환술 후 감염 재발로 2차로 재치환술을 시행한 34례에서 실패율이 38%였고 기능적 결과도 가장 나빴다고 보고하였 다. 따라서 2 단계의 재치환술 후 실패한 경우는 다시 재 치환술을 고려하는 것보다 절제 관절 성형술의 시행을 고 려하는 것이 좋을 것이다.
저자의 수술 방법
감염된 인공관절을 제거하고 철저히 변연 절제술을 시행 한 후 pulsatile 세척기를 이용하여 10,000 ml 이상의 생 리식염수로 수술 부위를 세척한다. 이전에 다른 환자에서 제거하였던 아주 작은 polyethylen 비구컵과 대퇴 스템 (주로 Charnley 또는 Muller대퇴 스템)을 소독하여 골 시멘트 1pack 당 vancomycin 2.0 gram을 섞어 비교적 적은 압력을 가하여 비구컵을 고정하고 똑같은 방식으로 만든 골 시멘트로 대퇴 스템 전체에 골두를 제외하고 시멘
Fig. 1. 47세 여자 환자로 무혈성 골두 괴사로 인공 고관절 전치환 술 시행하였으나2년 후 감염소견 보여PROSTALAC 시 행하였슴.
트를 먼저 바른 후에 대퇴 골수강 내에 삽입하며, 이 때 압력은 계속 가하지 않는다. 이는 나중에 골 시멘트를 쉽 게 제거하기 위함이다. 위와 같이 1단계 수술법과 2단계 PROSTALAC 수술법을 혼합한 방법으로 하는 경우 다른 사람에게서 제거해 보관하고 있던 작은 대퇴 스템과 비구 컵을 이용하기 때문에 환자에게 경제적으로 부담이 덜 되 도록 하면서 고관절의 기능을 유지할 수 있는 방법이라 하 겠다(Fig. 1).
대부분의 경우 2단계 수술 사이에 감염이 치유되었으며, 재치환술을 할 때 항생제가 내제된 골 시멘트를 사용함으 로써 감염의 재발을 방지할 수 있었다.
요 약
인공 관절의 감염은 수술 전에 주위 깊은 검사와 수술 계획을 요하는 주요한 합병증이다. 즉각적인 진단과 조기 에 수술을 하도록 하며, 특히 급성 감염과 혈행성 감염의 경우 이는 더욱 중요하다 하겠다. 완벽한 진단 방법은 없 지만 임상적 검사와 혈청학적 검사, 방사선 검사 및 세균 학적 분석을 포괄적으로 이용하여 진단을 할 경우 신뢰도 를 높일 수 있다.
철저한 병력 청취와 임상 검사, 위험 인자의 파악과 더 불어 환자의 증상, 감염의 증후 및 ESR, CRP 검사가 이 루어져야 한다. 방사선 검사의 경우 주기적인 간격으로 촬 영한 일련의 필름을 비교하여 다른 진단을 배제시키고, 이 를 기초로 필요한 추가 검사가 이루어지는 동시에 치료도 시작되어야 한다. 여러 가지 새로운 영상기법이 있지만 아 직까지 인공관절 감염의 진단에 단독적으로 신뢰할 수는 없다. 수술 전에 세침 흡입 검사를 시행해야 하고 만약 음 성이라고 하더라고 감염의 가능성이 높다면 반복 시술을 고려하여야 한다. 수술적 처치의 역할은 분명하며 최근에 는 2단계 재치환술이 지지를 받고 있고, articulating spacer를 사용하여 높은 감염 치유율을 보이고 있다.
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