http://dx.doi.org/10.12671/jkfs.2013.26.1.81
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통신저자：손 욱 진
대구시 남구 현충로 170, 영남대학교의료원 정형외과 Tel：053-620-3640ㆍFax：053-628-4020 E-mail：ossoj@med.yu.ac.kr
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E-mail：ossoj@med.yu.ac.kr
골절 내고정의 치료원칙 및 최신 지견
(Updated Basic Principles of Internal Fixation of Fracture)
손욱진ㆍ김지완*ㆍ김범중
영남대학교 의과대학 영남대학교의료원 정형외과학교실, 인제대학교 의과대학 해운대백병원 정형외과학교실*
서 론
골절이란 뼈나 골단판 또는 관절면의 연속성이 완전 혹 은 불완전하게 소실된 상태를 말한다. 골절에 대한 치료는 보존적 치료와 수술적 치료로 대변되며, 전이가 심한 골절 은 대부분 수술적 치료를 요한다. 수술적 치료의 목표는 정확한 정복 후 체내 금속물로 견고한 내고정하여 골절을 치유시키는 데 있다. 이런 방법으로 대부분의 골절이 잘 치유되나 모든 골절의 유합을 얻을 수는 없었으며 다양한 문제점도 보고되었다. 그래서 최근 생물학적 고정이 중시 되고 있는 것이 사실이다. 이렇듯이 골절 치료의 원칙은 지속적으로 변화하고 있고 또 새로운 적용이 요구된다8,25). 이에 저자들은 골절 치유의 기전과 골절 내고정의 치료원 칙의 변화 및 최신 지견을 살펴보고자 한다.
골절의 치유(Fracture Healing)
뼈는 연부조직으로 싸여 있기 때문에 골절이 일어날 때 대개의 경우 갑작스런 전위를 일으키는 힘에 의한 연부조 직의 손상이 동반되며, 이때 골절을 유발하는 힘의 양, 방 향, 그리고 집중의 정도가 골절의 유형과 동반된 연부조직 손상을 결정되어 골절편의 전이로 인해 골막 및 골내막 혈 관의 파괴와 골막이 손상될 수 있다. 이런 손상 후 골절 치유 과정은 골절의 혈종 내 육아조직 형성으로 시작하고 그 지역의 보존된 혈류에 의해 좌우되어 손상 받은 부위의 연부조직의 파괴가 클수록 치유과정은 지연되고 다른 합병 증이 발생할 가능성이 높아진다. 또 골절된 뼈의 치유에는 골절된 뼈가 적절히 고정되고 골절부위의 혈류가 보존되며, 생물학적 자극이 필요하다1,24).
골절 후 치유는 고정 시의 내고정의 안정성에 따라 골절
의 치유 과정이 결정되는데 골절 고정의 안정성(stability)은 골절 부위에서 변형(strain)의 양을 결정하게 되며, 변형은 골절 부위에서 일어나는 골절의 치유 형태를 결정하게 된
다8,25,32). 이런 치유형태는 직접 정복과 간접 정복으로 나누
어진다.
직접 정복은 해부학적 정복과 견고한 고정을 시행하여 골절 부위의 미세 운동이 거의 없는 경우에서 절대 안정성 을 얻어 골절 부위에 변형(strain)이 적어져 Haversian sys- tem의 내부 재형성에 의해 가골 형성 없이 직접 골 치유가 일어나며, 분화(differentiation)와 골절면의 흡수가 일어나는 중간 단계를 거치지 않고 치유가 바로 진행한다25,26,28,29)
. 이 런 골절 부위에서 운동을 효과적으로 없애는 방법은 지연나 사(lag screw), 압박 금속판에 의한 골편간 압박 또는 강선 을 이용한 장력 대 고정(Tension band) 방법이 있다8,28,32). 골간단부 골절은 골절면이 넓고 고정하기 쉬워 이런 방법들 이 사용되며, 골절 부위의 용적당 접촉면이 넓어 골간부 골 절보다 치유가 훨씬 빠른 것으로 알려져 있다. 또, 관절부 의 골절 시에는 관절면의 정확한 정복이 관절의 기능 회복 에 반드시 필요하기 때문에 이런 고정에 적응이 된다4-7). 반대로 간접 정복에 의한 해부학적 정렬과 골편간 압박 이 없는 유연성 고정으로 기능적 부하하에서 골절 부위에 제한된 운동이 있을 때로 상대 안정성을 보장해 가골 형성 을 촉진하며, 골절 치유가 이루어진다4,5,13,25,28,32)
. 절대 안정 성을 보여주는 골편간 압박 등의 고정 방법을 제외한 고정 방법들은 유연성 고정으로 간주할 수 있으며, 간접 정복과 생물학적 또는 가교 금속판 고정은 유연성 고정의 한 예이다.
외고정장치, 금속정, 최소 침습적 금속판 골유합술(minimal invasive osteosynthesis, MIPO) 술식 등이 이에 해당한다.
골절 치료 시 직접 및 간접 정복의 적응으로 관절부와 골간단부 골절 시 직접 정복을 시행하며, 특히 단순 골절
Fig. 1. Various kinds of mi- nimally invasive osteosynthesis (MIO).
(A) Minimally invasive plate osteosynthesis (MIPO).
(B) Minimally invasive nail osteosynthesis (MINO).
(C) Minimally invasive screw osteosynthesis (MISO).
(D) Minimally invasive external fixator osteosynthesis (MIEFO).
시에 변형의 힘이 하나의 골절편 사이에 힘의 집중에 의해 국소적으로 작용하기 때문에 정확하게 해부학적으로 정복 하고 절대 안정성을 얻을 수 있는 골편간 압박 등의 고정 이 적합하다. 분쇄골절의 경우에는 여러 골절편 사이로 변 형의 힘이 분산되기 때문에 적당한 축성, 회전성 정렬을 맞춘 후 상대 안정성을 얻을 수 있는 유연한 고정이 더 적 합하다. 견고한 고정으로 치료한 단순 골절에서 골절간 간 격은 가능한 없어야 하지만 유연한 고정을 시행한 분쇄골 절에서는 어느 정도 골절간 간격은 허용할 수 있으며 수술적 치료에도 지속적으로 존재하는 2 mm 이상의 골절간 간격 은 지연유합이나 불유합을 예상할 수 있다20,23,25,28,32)
. 불유합이나 지연유합의 징후는 지연나사나 압박 금속판 으로 절대 안정성을 가한 후에 골편 사이나 골편과 금속판 사이에 골 흡수로 인해 간격이 넓어지거나 골절부에 가골 이 형성되면 내고정의 불안정성을 간접적으로 나타내는 것 일 수 있으며, 이런 경우는 골절 부위의 골 주변 구조물과 혈행의 보존 등의 생물학적 상태가 좋지 못해서 주로 생긴 다. 반대로 외고정장치, 금속정, MIPO 술식 등으로 상대 안정성을 가한 후에 과도한 골편간의 변형이 생기는 경우 에 지연유합이나 불유합을 예상할 수 있다8,13,14).
골절 내고정 치료원칙의 변화(Transition of Internal Fixation Principles)
골절에서 기구의 사용은 1561년 Ambroise Pare의 외고 정의 시도, 1897년 Clayton Parkhill에 의해 외고정장치를 이용한 임상 시험을 시도한 것이 시초이다. 그 후 George Perkins는 골절 이후의 대부분 장애는 골절의 병태 때문이 아니라 치료와 관련된 것이라 보고하였고 오랜 기간의 고 정과 비하중부하가 강직, 근 위축, 피부의 괴사, 순환장애
등을 일으키기 때문에 골절을 고정하면서 수상당한 사지를 조기에 움직일 수 있는 방법이 요구되었다.
이에 따라 내고정의 필요성이 요구되어 Danis6)가 압박에 의한 금속판을 골절치료에 사용하여 가골 형성 없이 일차 유합을 유도하려고 사용하였고, Lane18)도 골편간 압박을 나 사와 금속판으로 시행하였다. 현재 내고정의 기반이 된 것은 1958년 AO Group에서 발표된 골절치료의 원칙으로 해부학 적 정복, 견고한 고정, 연부조직의 보전, 조기 관절운동 등 이었다28). 이 원칙은 아직도 널리 쓰이고 있지만 이런 방법 만으로는 모든 골절에서 유합을 얻을 수 없었고 다양한 합 병증이 보고되었다. 특히 경골 골절 등에서 감염, 불유합 등 의 빈도가 높았으며, 해부학적 정복과 견고한 고정에 의한 연부조직의 보존이 어려워 피부의 괴사 등이 보고되었
다10,12,23). 이후 생물학적이고 골절부의 연부조직의 보존으로
혈류를 보존하는 골절치료 원칙으로 발전하였으며 금속판 의 형태도 바뀌어 골막과 골이 압력을 덜 받도록 족문(foot print)을 적게 남기도록 하였다. 또한 수술적 방법도 발달 하여 관혈적 정복보다 비관혈적 정복으로 연부조직을 보존 하여 골유합을 유도하는 방법으로 이런 정복 시에는 간부 골절은 사지 길이의 보존, 축과 회전이 보존되어야 한다.
골절 치유의 방법도 약간의 미세 운동을 허용하여 가골 형 성에 의한 이차 치유를 유도하는 방법으로 발전하였으며 1990년 발표한 골절 치료의 원칙은 기능적 정복, 견고한 고정, 혈류의 보존, 조기 관절운동으로 설정하였으며 상대 안정성을 고려하였고 최근 수술은 고에너지 손상의 증가와 최소 접근 수술, MIPO, 영상 유도하 수술 등의 발달로 생물 학적 고정 방법이 더 강조되어 2004년 발표한 골절 치료의 원칙은 혈류의 보존, 기능적 정복, 견고한 고정, 조기 관절 운동 순으로 설정하였다(Fig. 1)28,29,32).
금속판의 발달 및 최신지견(Development &
Updates of Plates)
1. 금속판의 발달(Development of plates)
수술적 골절 고정의 대표적인 방법인 금속판의 고정은 1770년대에 강선을 이용하여 내고정을 한 것으로 알려져 있으며 1886년 금속판을 사용하였으며 점차 금속판은 발달 하여 강도가 커지고 모양도 골 표면에 잘 맞도록 변화되었 으며, 새로운 합금의 발달로 생체 적합성(biochempatibility) 도 증가되었다7,17,18). 1948년 압박이 골절 치유에 영향을 미친다고 알려지면서 압박 금속판(compression plate)이 고 안되었다6). 초기에 사용된 금속판은 원뿔형 나사(conical screw)에 맞는 원형 홈(round hole)을 가지고 있는 round- hole plate가 external compression device를 이용해서 축성 압박이 얻어질 수 있는 것이었다. 이에 비해 점차 금속판 자체로 구형의 나사(spherical screw)와 기울어진 타원형의 나사 구멍에 의해 축성 압박을 주는 형태로, 이런 구조를 통해 1 mm의 압박을 줄 수 있는 형태로 발전하였다3,21). 또 이런 금속판은 특별한 drill guide를 사용하여 neutral mode로 삽입할 수도 있고 compression mode로 삽입할 수도 있으며, 각도를 주어 다른 방향으로 삽입할 수 있게 개발되었다. 초기 모델은 직선형의 narrow와 broad size의 두 가지 크기가 존재하였으나 이후 angle blade plates, tubular plates, reconstruction plates, sliding hip screw, dynamic condylar screw 등의 다양한 디자인이 개발되었 다. 이런 압박 금속판을 이용하여 절대 안정성을 제공하고 가골 형성 없이 직접 골유합을 유도할 수 있게 되었다. 그 러나 골과의 압박에 의해 혈액 공급의 장애가 발생하여 골 절의 치유를 지연시키고 가골 형성에 의한 골유합보다 오 래 걸린다는 단점이 보고되고 해부학적 정복을 위하여 금 속판을 정확하게 골의 모양에 맞추어야 하는 단점이 보고 되었다2,8,25).
그래서 압박 금속판의 골유합의 지연, 감염, 재골절 등의 합병증들을 피하기 위하여 접촉면을 감소시킨 새로운 개념 의 내고정물이 개발되었다. Low contact dynamic com- pression plate (LC-DCP), point contact fixator (PC-Fix)는 금속판과 골 사이에 접촉면을 줄여주었으며 골흡수와 골괴 사, 감염의 위험이 줄어들었고 또한 골절의 직접 정복에 의한 골과 연부조직의 손상을 방지하기 위하여 골절부위를 노출시키지 않고 골절을 간접적으로 정복하고 유연성 고정 을 하는 생물학적 고정(biological fixation) 기법이 동시에 발전되었으며, 골유합률을 높이고, 골이식술의 빈도를 줄이 고, 재골절과 감염 같은 합병증의 빈도를 낮추었다9). 생물학적 고정(biological fixation)이란 개념이 나오면서
생물학적 고정은 잠김 골수강 내 정(locked intramedullary nailing)과 비슷한 원리를 가지며 금속판은 주된 골편을 정 렬시키며 억지로 다른 골편들을 고정하지 않아 혈관 조직 들이 보존되며 상대 안정성으로 간접 골치유를 유도하는 방법이다. 이때 이식된 내고정물은 골절된 뼈를 건드리지 않고 핀이나 나사를 이용하여 골절을 안정화시키고 이런 내고정물은 본질적으로 피하 또는 근하에 위치하는 외고정 물과 같으며, 기본 원리는 각 안정성(angular stability)이며 대표적인 금속판이 잠금 금속판이다8,16,25,28,31,32)
.
최근 유행이 되는 MIPO 술식은 골절 부위에서 떨어진 곳에서 작은 절개를 뭉툭한 수술 기구를 이용하여 뼈에 밀 착된 근육 하 공간을 만든 후 금속판을 삽입하고 나사의 삽입도 작은 절개를 통해 근육을 가로질러 시행함으로써 골절부위의 연부조직의 손상을 최소화한다. 골수강 내 정 과 마찬가지로 최소한의 골절부를 노출하고 상대적으로 안 정적인 가교 금속판을 이용하여 고정하는 방법으로 조기에 가골이 형성된다. 그러나 골수강 내 정처럼 축성, 회전성 비정렬이 발생할 가능성이 높다는 점과 환자나 술자 모두 에게 방사선 노출이 많다는 것이 단점도 보고되는 것이 사 실이다15).
2. 잠금 금속판(Locking plates)
잠김 금속판에서 locking head screw (LHS)가 주된 기 구이며, 나사의 두부도 나선 구조를 가지고 있어 금속판의 나사 구멍의 같은 나선에 잠기므로 단단히 고정된다. 이러 한 형태적 특징은 나사의 두부가 금속판의 구멍에 잠김으 로 적절한 각 안정성을 제공하고 나사를 조이더라도 금속 판이 아래의 골에 압박을 가하지 않는다는 것이다. 이로써 골막 혈액 공급을 보존하며, LHS를 조여도 골이 금속판으 로 당겨오지 않으므로 골절이 이미 정복되어 있으면 일차 정복의 소실이 발생하지 않는다. 금속판의 정확한 윤곽 형 성이 필요치 않으며, 금속판의 윤곽 형성을 위한 형판을 만들기 위해 골을 노출시키지 않아도 된다. 또한 부하를 받을 때의 골절의 이차 정복 소실도 내고정물의 각 안정성 으로 방지된다. 내고정물은 나사가 금속판에 잠김으로 굴 곡력과 염전력에 대하여 강한 저항을 나타내고, 굴곡력이 주어질 때에 표준나사로 고정된 금속판에서는 나사들이 연 속적으로 뽑히게 되지만, LHS로 고정한 내고정물에서는 나 사가 금속판에 잠겨 있어 굴곡력에 대한 저항이 강하여 고 정력이 훨씬 향상된다. LHS는 특히 골다공증이 있는 경우 에 굴곡력과 염전력에 대한 강한 저항과 나사의 강한 뽑힘 강도(pull-out strength)로 인하여 훨씬 좋은 고정력을 나타 낸다. LHS는 self-drilling과 self-tapping이 되거나 self-tap- ping만 되도록 만들어져 있어 MIPO 술식에서도 나사의 삽
입이 보다 쉽다. LHS의 외부 직경(5.0 mm)은 표준나사의 외부 직경(4.5 mm)보다 조금 더 크게 만들어져 있는데, 나사의 외부 직경이 커지면 나사의 뽑힘 강도가 증가되므 로 전단면(shearing surface)의 증가로 인해 뽑힘 강도가 증가되며, 핵심 직경(core diameter)이 크므로 나사와 피질 골의 연결 부위에서 굴곡력에 잘 견디게 고안되었다. LHS 의 편측 피질골 고정의 뽑힘 강도는 양측 피질골 고정의 60-70% 정도이며, 50% 이상인 이유는 골의 탄성과 LHS 직경의 증가로 인한 것이다. 골다공증이 있는 경우에는 피 질골이 얇기 때문에 편측 피질골 나사 고정은 작용 거리가 짧아 고정력이 좋지 못하여 내고정의 불안정성이 발생하게 되므로 골다공증이 동반된 골절에서는 작용 길이를 길게 하여 고정력을 향상시키기 위해 양측 피질골 나사 고정을 하여야 한다.
Less invasive stabilization system (LISS)은 LHS의 장점을 가진 내고정물로 MIPO에 사용하기 위하여 고안되었다. 금 속판에 손잡이를 장치하여 작은 절개를 통하여 긴 금속판 을 근육 아래에 삽입하고, 이 손잡이를 통하여 LHS를 경피 적으로 삽입하도록 되어 있다. LISS의 장점에 더하여 보다 다양한 기능에 대한 요구에 의해 combination hole (combi- hole)을 가진 잠김 압박 금속판(locking compression plate, LCP)가 개발되었다. 잠김 압박 금속판의 combi-hole에는 골편간 압박이나 축성 압박을 위해 표준나사를 사용할 수 있도록 고안된 압박 부분과 LHS를 사용할 수 있도록 고안 된 나선 부분이 겸하여 있어 상황에 따라 전통적인 압박 금속판이나 순수한 잠금 금속판으로, 혹은 두 가지 원리를 혼합한 금속판(hybride plating)으로 사용될 수 있다. 혼합 된 금속판 고정을 사용할 시에는 표준나사를 이용하여 정 복을 시행하고 잠금나사를 이용하여 각 안정성을 형성하도 록 한다. 잠금나사의 고정 후에 표준나사의 사용은 금속판 과 골편 사이에 원하지 않는 장력이 생겨 골절편의 정복이 소실될 수 있기 때문이다.
이론적으로는 잠김 압박 금속판은 내고정물로 사용될 때 에는 윤곽 형성이 필요치 않으나 실제로는 어느 정도의 윤 곽 형성이 필요하며, 그렇지 않으면 피하에서 돌출되거나 주위 조직에 자극을 줄 수도 있다. 이러한 문제를 해결하 기 위하여 특별히 고안된 골간단부 금속판(metaphyseal plate)이 개발되었으며, 이것이 더욱 발전하여 각 골단과 골간부에 맞게 사용될 수 있도록 해부학적 형태에 맞는 잠 김 압박 금속판이 개발되어 윤곽 형성이 필요치 않게 되었 다. 해부학적 형태에 맞는 LISS나 잠김 압박 금속판의 골 간단부 끝 부분은 나사의 뽑힘 강도를 향상시키기 위하여 여러 LHS가 수렴이나 분산되도록 삽입되게 만들어졌으며, 이렇게 수렴이나 분산되어 삽입된 LHS는 표준나사나 서로 평행한 LHS보다도 뽑혀 나올 때 더 많은 양의 골조직을
이동시켜야 하므로 뽑힘 강도가 향상된다. 또한 표준나사 를 사용하여 고정하면 골을 금속판으로 끌어 당겨 골편이 금속판의 모양에 맞도록 되어 간접정복을 돕는다. 이러한 해부학적 형태에 맞는 잠김 압박 금속판으로는 근위상완골, 원위 상완골, 원위 요골, 원위 대퇴골, 근위 외측 경골, 그 리고 원위 경골에 대한 잠김 압박 금속판이 개발되어 있 다. 이런 잠김 압박 금속판은 해부학적 정복이 필요치 않 아 간접 정복을 해도 되는 골절, 골다공증이 동반된 골간 부와 골간단부 골절, 가교 금속판 고정이 적응되는 다골편 성 골절 등에서 선택될 수 있는 적절한 내고정물이다.
3. 잠금 금속판의 안정성(Stability of locking plates)
금속판 고정 시 압축과 염전에 대한 안정성에 영향을 주 는 여러 가지 요소가 있다. 술자가 견고한 고정을 얻을 것 인지 아니면 유연한 고정을 얻을 것인지에 따라 이런 요소 들을 고려하여 적용하게 된다. 나사는 골과 내고정물의 접 촉면에 중요한 역할을 하는데 금속판의 길이가 일정할 때 나사의 수가 증가함에 따라 각 나사에 가해지는 부하의 정 도는 작게 되고 고정이 보다 강하게 되어 나사가 뽑히는 위험이 감소된다. 그러나 골을 약화시킬 수 있으므로 적절 한 나사의 수를 고려하여야 하였을 때 나사의 수는 고정의 방법에 따라 다르지만, 일반적으로 안전한 고정을 위해서 는 각 골편에 3개의 나사가 권해진다11,30,32,34)
. 각 골절 양 측에 각각 3개 이상의 나사를 고정하는 경우 축성 강도 (axial stiffness)에 차이가 없고, 4개 이상의 나사 고정 시 염전 강도(torsional rigidity)의 변화가 없는 것으로 나타났 다30). 또 축성 강도와 염전 강도는 골절부위와 가장 가까 운 곳에 있는 나사 사이의 거리(working length)에 의해 주로 결정되는데 이를 짧게 하면 골절 부위에서의 강도는 커지고 금속판은 스트레스가 커진다. 가장 가까운 이들 두 나사 사이의 거리가 골절 부위에서 멀어지면 작용 거리가 길어져 골변형의 허용 범위가 커지고 금속판에 가해지는 스트레스가 잘 분산된다11,16,30,32)
. 그리고 금속판의 양측 끝, 즉 골절 부위에서 가장 멀리 떨어져 고정되는 나사는 골절 부위의 안정성에 기여한다. 금속판 고정에서 굴곡모멘트에 대한 뽑히는 힘은 골절면에서 지레받침과 나사의 위치 사 이의 거리에 반비례하므로 긴 금속판을 사용함으로써 내고 정의 강도가 커질 수 있다11,19,25,27,30,32)
. 금속판과 피질골과 의 간격도 안정성과 관련이 있는데 간격이 늘어나면 나사 의 길이도 늘어나 지레의 길이가 늘어나 굴곡 모멘트가 증 가되어 안정성이 감소된다14).
잠김 압박 금속판의 혼합고정방법은 1개의 금속판 안에 서 골편간 압박과 내고정물의 개념을 동시에 사용하는 것 으로서 분절골절로서 한쪽은 단순 골절, 다른 한쪽은 분쇄
Fig. 2. Fracture of the distal lower leg in a 45-year-old man.
(A) Anteroposterior view of the lower leg demonstrating the distal fracture.
(B) It was treated by conventional plating of the distal fibula and locking compression plate (LCP) osteosynthesis of the distal tibia using a minimally invasive plate osteosynthesis (MIPO) technique.
(C) After implant removal 10 months after injury.
골절 양상을 보이는 경우, 골간단 혹은 골간의 단순 골절 으로 금속판의 나사구멍을 이용하여 지연나사를 삽입할 때 압박나사구멍이 이용되며 나머지 나사구멍에 대해 잠김나 사구멍이나 압박나사구멍을 사용한 경우, 골단부의 관절 내 골절에서 골편 간의 고정을 지연나사로 하는 경우 등에 서 이용된다9,22). 그러나 혼합나사구멍의 배열은 금속판의 중앙에서 서로 반대로 배열되어 있어 한 방향으로만 압박 이 가능하게 되어 있으므로 골절 부위에 금속판을 위치시 킬 때 이에 유념해야 한다.
4. 금속판의 최신지견(Updates of plates)
MIPO는 생물학적 고정의 적용방법으로 골절을 최대한 노출시키지 않으므로 연부조직의 손상을 줄이고 골절에 대 해 간접 정복 후, 내고정기구를 골막외 근하 또는 피하에 삽입하여 생물학적 고정을 하게 된다(Fig. 2)4,25,32). MIPO의 주된 적응증은 정확한 해부학적 정복이 상대적으로 적게 요구되는 다골편성 골간부 및 골간단부 골절이다. 그러나 단순 골간부 및 관절부 골절의 경우에는 MIPO보다는 골절 부위를 노출하여 정확한 해부학적 정복을 시행하는 것이 우선시된다.
MIPO 술식에서 골절의 형태와 금속판의 기능으로 금속 판의 길이를 정하는데, 이상적인 길이는 금속판 길이 비율 (plate span ratio)과 금속판 나사 밀도(plate screw den- sity)로 결정할 수 있다11,16,27). 금속판 길이 비율은 골절의 길이와 금속판의 길이 사이의 비율로, Ahmad 등2), Gautier 와 Sommer11)는 경험적으로 단순 골절에서는 8-10배 이상, 분쇄골절에서는 금속판의 길이가 골절의 전체 길이보다 2-3 배 이상이어야 한다. 금속판 나사 밀도는 삽입된 나사의 수와 금속판의 나사구멍의 수 사이의 비율로 0.4-0.5 이하
의 값이 권유되고 있다. 의도된 금속판의 기능에 따라 나 사를 삽입하게 되며, 통상적으로 근위 골편에 금속판의 근 위측 끝에 나사를 먼저 삽입하고 나서 금속판의 반대측 끝 에 다음 나사를 삽입하는데 이는 간접 정복 및 견인으로 근위보다는 원위부의 골편의 위치를 조절하는 것이 쉽기 때문이다. 마찬가지로 삽입되는 나사의 수와 위치는 선택 되는 금속판의 생역학적 개념에 따라 좌우되며 골단-골간 단부 골절에서는 골편 크기 및 위치와 해부학적 구조가 금 속판에 영향을 미치므로 금속판의 길이와 나사의 수는 단 순히 기계적인 요구로만 선택할 수 없다.
골편을 정복하는 다양한 기구와 방법이 개발이 되고 있 으며 심한 골절로 인한 골간부의 골결손 시에 MIPO로 골 편을 고정하고 부족한 골결손 부위에 남은 골편의 일부를 절골하여 외고정장치로 결합한 후 bone transfer하는 방법 등 MIPO를 이용한 술식도 점차 적용범위가 늘어나고 있다 (Fig. 3).
골수강 내 정의 발달 및 최신 지견 (Development & Updates of
Intramedullary Nails)
골수강 내 정의 큰 장점은 생체역학적으로 이상적인 위 치인 뼈의 중심부에 위치시킬 수 있고 골수강 내 부목의 역할로 생물학적 고정의 장점을 가진다. Küntscher 정의 모델에서 골수강 내 정은 탄성 잠금(elastic locking)의 역 할을 하도록 하였으며 작용 길이를 증가(nail과 뼈가 접촉 하는 면적을 증가)시키기 위해서 확공하였다. 그리하여 큰 축성 강도와 염전 강도를 가지도록 큰 지름의 골수강 내 정을 사용하였으나 회전 강도가 약하다는 단점이 있었다.
이후 회전 안정성을 강화하기 위해 interlocking screw를
Fig. 3. Fracture of the lower leg in a 31-year-old man.
(A) Multiple injured male with open wound of both lower extremities caused by pedestrian traffic accident. Metaphyseal comminuted fracture of tibia, fibula.
(B) Because the compromised soft tissue did not allow open reduction, consolidation was attempted with the initially applied external fixator.
(C) After 2 weeks, lateral plate fixation of the distal tibia using the minimally invasive plate osteosynthesis (MIPO) technique was performed and free flap was applied.
Fig. 4 Open fracture of the lower leg in a 38-year-old man caused by a traffic accident.
(A) Metaphyseal comminuted fracture of tibia, fibula.
(B) A contaminated fracture fragment was removed, con- solidation was attempted with the initially applied external fixator. An antibiotic contai- nig cement bead was inser- ted in dead space.
(C) After 2 weeks, cement bead was removed, osteotomy
& external fixation of distal tibial fragment was performed for bone transport and skin graft was applied.
(D) After 6 weeks, bone tra- nsport was done. External fi- xator was removed and frag- ment was fixed with previous locking compression plate (LCP).
(E) After 12 weeks, internal fixation, and bone graft was performed using autogenous iliac bone.
Fig. 7. Lateral entry nail of proximal femur.
(A) Spiral fracture of the femoral shaft in a 25-year-old male.
(B) Nailing was performed with A2FN (Expert Asian Femoral Nail, AO).
(C) Simple fracture of the femoral shaft in a 37-year-old female.
(D) Nailing was performed with Sirus nail (Zimmer).
Fig. 6. Angular stable locking system (ASLS).
Fig. 5. Expert nailing system.
사용하게 되었다.
골수강 내 정은 지속적으로 발전하여 최근에는 다양한 종류의 intramedullary nailing system이 소개되어 사용되는 데 특히 대퇴 및 하퇴부 골절 같은 장골의 골절 치료에서 주된 적용이 되고 있으며 상완골의 골수강 내 정은 금속판 보다 좋은지는 아직 증명되지 않았다. 일반적으로 골수강 내 정은 stainless steel이나 titanium 합금의 재료로 주로 만들어지며 관상형(tubular)에 홈이 패인 형태로 interlock- ing screw를 위한 구멍은 보통 골수강 내 정의 각 끝에 위 치하도록 만들어진다. 최근에 solid nail과 cannulated nail 도 나오고 있으며 소아 장골의 골절에서는 elastic nail이
주된 치료방법이 되었고 안정성을 보강하기 위해 다방향의 locking screw를 사용할 수 있는 expert nailing system과 골다공증 환자에서 interlocking screw의 각 안정성을 주기 위한 angular stable locking system (ASLS)도 개발이 되었 다(Fig. 4, 5).
또, 최근에는 장골의 해부학적인 형태에 따른 생물학적 인 고정을 위해 기존의 삽입점 위치가 변형된 골수강 내 정이 나오고 있다. 예전에 대퇴골 골절 시 pyriformis fossa 내 삽입점의 금속정이 대부분 사용되었으나, 이런 삽입점 은 초보 술자들이 정확한 삽입점을 찾아 내기 어려웠으며, 또 청소년기 골절 환자에서 대퇴골두의 무혈성괴사 등이 보고되고 있어 최근 lateral entry nail 등이 소개되었다. 이런 lateral entry nail은 A2FN (Synthes), Sirus nail (Zimmer) 등이 있으며 이들은 청소년기에 대퇴골 골절에 주로 그 적
Fig. 8. Collinear reduction clamp can be used for reduction.
(A) Instrument.
(B, C) Intraoperative use.
Fig. 9. Periarticular wiring can be used for reduction.
(A) Instrument.
(B) Intraoperative use.
(C) Subtrochanteric fracture of femur in a 58-year-old female.
(D) Reduction was performed using wring and nailing was done.
(E) Follow-up x-rays 6 months after surgery showed good fracture healing with callus formation.
Fig. 10. (A) Spiral fracture of shaft in a 28-year-old female.
(B) Reduction was performed with polar screw (arrow).
Fig. 11. 3-dimensional C-arm.
응이 되고 있고 그 영역이 점점 넓어지고 있다(Fig. 6, 7).
골수강 내 정 수술시 수술의 성공은 금속정의 삽입점과 정복에 있다. 금속정의 삽입점을 잘못 위치시켰을 경우 축 성 및 회전성 부정렬을 야기할 수 있기 때문에 정확한 삽 입점을 확인하여 위치시켜야 하고 C-arm을 가지고 2 planes 에서 guide wire의 위치를 확인해야 한다. 정복은 대개 쉽 게 얻을 수 있으나 얻을 수 없을 때는 최근 소개되는 최소 침습적 기구로 collinear clamp, percutaneous wiring sys- tem 등으로 정복할 수 있다(Fig. 8, 9). 또, 골수강 내 정 의 골간부 골절 치료에서 골수강이 넓거나 정렬을 방해하 는 골절편이 있어 정확한 정렬을 맞추는 것이 어려울 때 골수강 내 정이 적절한 정렬 위치를 찾을 수 있도록 polar screw (or blocking screw)를 사용하는 것이 도움을 줄 수 있다(Fig. 10). 골수강 내 정의 회전을 조절하기 위해 골수 강 내 정 각각의 끝에 최소 2개의 locking screw가 필요하 며 static screw나 dynamic screw으로 시행할 수 있게 되 어 있다. Static screw는 telescoping을 예방하기 위해 복합 골절에 사용하는 것이 좋고 dynamic screw는 체중 부하
시에 골절부위에 압박을 허용하기 위해 짧은 사선형골절이 나 횡골절에서 사용하는 것이 좋다.
골수강 내 정의 사용의 단점은 피질골 혈류 손상으로 골 막내 혈류를 감소시킬 수 있다는 점이나 보통 8-12주 내에 혈류량이 회복된다. 확공(reaming)을 하였을 때의 단점은 확공하지 않은 군에 비해 확공을 시행한 군은 피질골 혈류 가 상당히 감소하며 회복 또한 상당히 오래 걸리며 이는 감염과 관련이 있다는 보고도 있고 확공 시에 뼈나 주변 조직의 열 괴사(heat necrosis)가 올 수 있으며 특히 뭉툭 한 확공기나 압축대을 사용할 시 빈도가 높아진다. 확공을 줄이자고 하는 논문도 있지만 확공을 하는 동안 만들어진 bone debris는 자가골 이식처럼 되어 골절유합을 향상시킨 다고 보고되고 있어 확공에 대한 논란은 아직도 많다.
골절 수술의 최신 지견(Updates of Fracture Operation)
골절 치료에 이용되는 최신장비는 computer assisted or-
thopedic surgery (CAOS)와 3차원(3-dimensional, 3D) C-arm 이다. CAOS는 정교한 컴퓨터 알고리즘을 이용하여 주로 인공관절 시술 시 삼차원적으로 수술자에게 도움을 주는 새로운 기술이며 골절에도 골수강 내 정 사용 시 정확한 삽입점을 찾기 위해 사용되고 있고 점차적으로 사용의 빈 도가 늘 것이라 예상되지만 재정적인 문제로 우리나라에서 도입은 늦어지고 있다.
최근 골절 시 술 전 컴퓨터단층촬영(computed tomog- raphy, CT) 등 귀찮은 작업이 요구되는 과거형의 system 사양으로부터 무영상 registration system이나 단순한 fluo- roscopy과 같은 세련된 형태의 기구 사용을 가능하게 하고 있다. 이는 영상기계의 발달과 소프트웨어의 발전에 의해 서 좀 더 정밀해지고 있는데, 이 중 하나가 수술 도중 사 용하는 3D C-arm이다(Fig. 11). 3D C-arm은 일반 방사선 투과영상 장치에 영상을 재구성하는 프로그램이 합쳐진 3D 투과영상 장치로 사용되어 CT에서와 같이 축상면, 관 상면, 시상면의 영상을 수술장 내에서 확인할 수 있다. 과 거 일반 영상장치의 사용은 관절면의 부정확한 정복 혹은 나사못의 관절 침범을 포함한 고정물의 위치 이상을 술 중 정확히 판단하기는 어려웠다. 3D C-arm을 이용하면 수술 장에서 관절면의 부정확한 정복 혹은 내고정물의 부적절한 위치를 정확히 파악할 수 있어 바로 교정할 수 있는 장점 이 있다. Von Recum 등33)에 의하면 1,841예의 3D C-arm 을 이용한 골절 수술에서 수술장에서 교정을 하는 재수술 비율이 21.5%였고 주된 원인은 종골(calcaneus)의 재정복, syndesmosis reduction, Pilon 골절면 재정복이라고 하였다.
그 외 3D C-arm의 사용영역은 관절면 골절 외에도 syn- desmosis injury 및 천장관절 나사못의 위치 확인 등이며 이에 대한 유용성은 이미 증명된 바 있다. 이러한 장점 때 문에 국내에서도 사용하고 있으며 점차 대중화될 것으로 기대하나 수가에 대한 문제를 해결해야 하는 전제가 있다.
요 약
최근 골절 치료에 있어서 내고정은 기계적 중요성에서 생물학적 중요성으로 그 개념이 두드러지게 발전해 왔으며, 이를 위하여 LISS나 잠김 압박 금속판과 같은 새로운 개념 의 내고정 기구의 개발과 MIPO 등의 수술기법의 발전으로 생물학적 고정 방법으로 발전되어 왔다. 골수강 내 정의 사 용도 MIPO와 같은 방법으로 생물학적 고정으로 골절 부위 를 노출시키지 않고 간접적으로 골절을 정복하고 최소 침습 적 방법으로 내고정기구를 유연성 고정을 시행함으로써 조 기에 가골 형성과 골유합 방법으로 변하고 있다. 이를 지원 하는 수술기구, 컴퓨터와 navigation system 적용도 발전되 고 있어 앞으로 더 좋은 수술 결과를 낳을 것이다. 그러나
가장 중요한 것을 골절 치료에 이에 따른 기본 원칙을 충 실히 지켜야 더 좋은 결과를 얻을 것으로 생각된다.
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