연부조직 이식: 이식물의 종류와 치유과정
울산대학교 의과대학 강릉아산병원 정형외과학교실
최 영 준
연부조직 이식술은 인대 손상이 있는 환자에서 기능을 회복시키기 위해 활발히 사용되고 있다. 가장 많이 사용되 고 있는 부위는 슬관절로 인대손상, 반월연골판 파열, 신전기전 손상 등이 주로 적용되며, 최근 족관절, 견관절, 주관절 인대의 수술도 증가되고 있다. 연부조직 이식물은 크게 자가이식물, 동종이식물과 합성이식물로 구분할 수 있다. 연부조직 이식술이 성공하기 위해서는 환자의 선택, 동반손상의 유무 및 정도, 이식물(graft)의 기계적 성상, 이식물의 위치 및 긴장도, 이식물의 고정방법, 이식조직의 생물학적 반응 및 재형성, 술 후 재활 등의 복합 적인 요소를 고려하여야 하며 동종 이식물을 사용하는 경우 무균화와 보존 과정에 따라 이식물의 성질에 변화가 발생하여 최종 임상결과에 영향을 미칠 수 있다. 연부조직 이식에 많이 사용되고 있는 이식물의 종류 및 그 치유 과정과 관련된 기본적인 지식과 임상적인 결과를 정리해 보았다.
색인 단어: 연부조직 이식, 이식물의 치유, 자가건, 동종건
Soft Tissue Transplantation:
Types of Graft and Healing Process
Young-Joon Choi, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Gangneung Asan Hospital, University of Ulsan College of Medicine, Gangneung, Korea
Soft tissue transplantation is commonly using for recovering function to the patient with liga- ment injury. Knee is most popular site, ligament injury, meniscus tear and damage of extensor mechanism is frequently indicated cases, and recently, operations for ligaments of ankle, shoul- der and elbow are increasing. Materials for using soft tissue transplantation are divided into auto- graft and allograft. To get the successful soft tissue transplantation, patient selection, combined injury and its degree, mechanical characteristics of the graft, graft position and tension, fixation method, biological reaction and remodeling of the graft tissue and postoperative rehabilitation should be considered, and when the allograft is used, sterilization or storage process may alter the properties of the graft and may affect final clinical results. This article is aimed to review the types of graft material commonly used in soft tissue transplantation, basic knowledge of graft healing, and clinical results of soft tissue transplantation.
Key Words: Soft tissue transplantation, Graft healing, Autograft, Allograft
� Address for Correspondence: Young-Joon Choi, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Gangneung Asan Hospital, 415 Bangdong-ri, Sachon-myeon, Gangneung, Gangwon-do, Korea Tel : 82-33-610-3241, Fax : 82-33-641-8050, E-mail : yjchoi@gnah.co.kr
서 론
연부조직 이식술이 가장 활발히 사용되고 있는 부 위는 슬관절로 인대 재건술과 신전 기전 재건술, 반 월연골판 이식술 등이 시도되고 있으며 최근에는 족 관절 주위의 인대 재건술1)뿐만 아니라 견관절의 관 절낭 및 인대 손상,2)주관절의 인대 손상3)에서도 종 종 연부조직 이식술이 사용되고 있다. 가장 이상적 인 이식물은 채취부위의 손상이 적고 원래의 조직과 기계적 성상이 유사하며 삽입부와 결합이 잘 일어나 며 신경-혈관 기능의 회복이 가능한 것이지만 현실 적으로 이와 같은 이식물은 존재하지 않으므로 환자 개개인의 경우에 가장 적합한 이식물을 선택하여야 할 것이다.
연부조직 이식술시 사용되는 이식물은 자가이식 물(autograft), 동종이식물(allograft) 및 합성이 식물(synthetic graft)이 있으며 가장 많이 사용되 고 있는 슬관절 인대재건술에 사용되는 이식물의 종
류는 Table 1과 같다. 이 중 합성이식물은 일부에 서 이식물의 보강을 위해 사용되기도 하였으나 현재 는 활발히 사용되지 않으므로 여기서는 제외하였다.
연부조직 이식술을 위해 이루어진 연구를 슬관절 인 대재건술을 중심으로 이식물의 치유과정, 자가이식 물, 동종이식물로 나누어 정리해 보았다.
이식물의 치유 과정
인대 재건술 후 최근의 재활법은 조기 관절운동, 신경-근육 기능의 회복, 고유 수용감각(proprio- ception)의 회복을 강조하고 조기 체중부하를 권장 한다. 따라서 이식물의 치유 과정과 기간을 이해하 는 것이 이식물의 보호와 기능 회복에 도움이 될 것 이다. 이식물로는 건(tendon)을 사용하는 경우가 많으며 이식하고자 하는 곳이 대부분 인대이므로
‘인대화(ligamentization)’의 과정을 거치게 되는 데 이 인대화의 과정은 전방십자인대에 자가건을 이 식한 경우를 예를 들면 조직괴사(necrosis), 혈관 재형성(revascularization), 세포 증식(cellular proliferation), 개조 및 성숙(remodeling and maturation)으로 대별할 수 있다.
조직괴사기는 술 후 2일경부터 시작될 수 있으며 이 기간 동안 이식물은 염증 및 괴사 과정을 거치게 되고 공여부에서 기원한 세포는 현저히 감소하게 된 다. 혈관 재형성기는 술 후 2주경부터 시작되며 하 슬개 지방체(infrapatellar fat pad), 파열 후 남아 있는 전방십자인대의 근위부 잔존물, 양측 골 터널 로부터의 내재혈관(endosteal vessels)과 후 활막 조직으로부터 혈관 형성이 이루어지므로 수술 시에 는 이 조직의 손상을 최소화 시키는 것이 유리하며 약 8주 정도가 경과하면 이식물에 완전한 활액막이 형성된다.4)세포 증식기는 술 후 약 2~4주경부터 변 연부 세포테(peripheral rim of cells)의 형태로 나 타 나 게 된 다 . 숙 주 에 서 기 원 한 섬 유 모 세 포 (fibroblast)의 증식이 일어나게 되며 이 기간 동안 공여부의 섬유모세포는 사라지지만 남아있는 교원 질이 외부로부터 섬유모세포가 자라 들어오는데 필 요한 뼈대(scaffold)의 역할을 하게 된다. 성숙기에 는 다양한 생화학적, 미세 구조학적인 변화를 겪게 Table 1. Graft choices for knee ligament reconstruction
Autografts Patellar tendon Hamstring tendon Central quadriceps Achilles tendon
Fascia lata/iliotibial band Allografts
Patellar tendon Hamstring tendon Fascia lata/iliotibial band Achilles tendon
Anterior cruciate ligament Tibialis anterior
Peroneal tendon Meniscus
Synthetic grafts Gore-Tex Dacron
Carbon filaments Polyester
되는데 생화학적 변화는 술 후 2주경부터, 구조적인 변화는 6주경부터 시작된다고 알려져 있다. 섬유모 세포가 증식하면서 차츰 숙주로부터의 교원질이 생 성되며 6주가 경과하면 생성된 교원질에서 주름형 태(crimp pattern)의 변화가 나타나며 교원질의 미세구조와 양, 기질 성분에 현저한 변화가 나타나 인대와 비슷한 구조로 변하게 된다.5)
전방십자인대의 또 다른 중요한 역할은 고유수용 감각(proprioception)의 기능으로 전방십자인대 는 기계적수용기(mechanoreceptor)와 자유신경 종말(free nerve ending)을 갖고 있는 것으로 알 려져 있다. 전방십자인대가 파열된 환자에서는 위치 감각과 근육반사 기능이 저하되며 적절한 재건이 이 루어지는 경우 인대화 과정과 더불어 이 고유수용감 각도 일부 회복이 될 수가 있다.5)
이식물은 처음 6주 동안에 경도와 강도가 현저히 감소하는데 이는 세포증식 과정에서 세포외간질 (extracellular matrix)이 부분적으로 파괴되고 반흔조직으로 대체되기 때문이며 시간이 경과하여 도 회복이 되지 않는 것으로 알려져 있다. 따라서 가 급적 초기 강도가 강한 이식물을 사용하는 것이 더 바람직하다.
수술 직후 이식술의 강도를 결정하는 것은 이식물 자체의 긴장강도(tensile strength)보다 이식물과 골과의 고정강도가 더 중요하다. 현재 가장 많이 사 용되고 있는 고정방법은 골 터널 내 고정방법과 현 수(suspensory) 고정방법이 있다. 일반적으로 관 절과 인접한 부위의 골 터널에서 고정한 방법이 더 안정적인 것으로 보고되고 있으며 현수 고정은‘번 지점프 효과(bungee effect)’가 나타나며 이식물 과 골 터널 사이에 미세운동이 발생하여 골 터널이 넓어지는 부작용이 발생할 수 있다고 알려져 있다.5)
골 터널 내에 이식된 연부조직의 치유 형태는 두 가지가 있다. 첫 번째는 섬유연골 이행구역(fibro- cartilage transition zone)을 통한 직접적인 치 유로서 이는 정상 전방십자인대와 비슷하여 이상적 이지만 실제로는 터널입구에서만 주로 관찰된다. 더 많이 보이는 형태는 인대와 골조직 사이에 존재하는 육아조직을 통한 간접치유인데 이 경우 부착력은 건 으로부터 시작되어 골조직으로 연결되는 관통교원
섬유인‘Sharpey’s-like fiber’의 강도와 비례한 다.6)인대와 골조직간의 치유를 촉진시키기 위해서 는 이식물과 골터널과의 크기 차이를 최소화시키고 터널의 길이를 증가시키고 이식물과 터널사이의 미 세운동을 최소화시키고 염증반응을 억제하는 것이 유리하며7) 최근 골대체물(bone substitutes), 골 막, 성장인자(growth factor), 줄기세포 등 생체 공학적인 방법이 치유를 촉진시키기 위해서 시도되 고 있다.8)골 대체물로 가장 많이 사용되고 있는 물 질은 인산화 칼슘(calcium phosphate)이며 이식 건과 골 사이의 간격을 이 골 대체물로 채워 넣는 방 법은 동물 실험에서 좋은 결과가 보고되고 있으며9) 골막이 중간엽(mesenchymal) 혹은 중복성(mul- tipotent) 줄기세포를 함유하고 있는 것에 착안하 여 동물 실험에서 골막을 이식건에 싸서(wrap) 사 용한 결과 조직학, 생역학적으로 더 우수한 치유 효 과를 보였다는 보고도 있으며10)임상결과에서도 대 퇴 터널이 넓어지는 소견이 적었다고 보고된 바도 있다.11)골 터널 내에서 인대와 골의 유합을 촉진시 키는데 생물학적 제제가 도움이 될 수 있으며 이 중 성장인자는 골유도(osteoinduction) 및 골형성 조 절작용이 있는 것으로 알려져 있는데 많이 사용되고 있는 인자들은 골형성 단백질(bone morphogenic proteins, BMPs), transforming growth fac- tors (TGF), 섬유아세포 성장촉진인자(fibrob- last growth factors, FGF) 등이다. 가장 많이 연 구된 물질은 BMP이며 동물 및 임상 연구 결과 모 두에서 새로운 골, 연골, 인대 및 건 형성을 촉진시 켰다고 보도되었다.8,12) 줄기세포 연구도 현재 활발 히 진행되고 있는데 가장 많이 사용되고 있는 물질 은 간엽성 줄기세포(mesenchymal stem cell)이 며 이것은 여러 가지의 결체조직의 형성을 촉진하고 동물실험에서 연부조직 이식에서는 섬유연골 이행 구역을 형성하여 골융합을 촉진시켰다는 보고도 있 다.13)그 외에도 염증변조(inflammation modu- lation), 인공조직 공학기법(artificial tissue engineering), 기계적, 생리적 자극술(mechani- cal and physical stimulation) 등의 기술도 여 러 저자들에 의해 시도되고 있다.8)
자가이식물(Autografts)
자가이식물을 선택할 때 고려하여야 할 점은 이식 물의 초기 기계적 성상, 이식물 채취과정에서의 이 환 율 (morbidity), 이 식 물 의 재 형 성 과 융 합 (incorporation), 장기간에 걸친 이식물의 경도 (stiffness) 및 강도(strength)의 변화 등이다. 가 장 많이 사용되고 있는 자가이식물은 슬개건, 슬건 과 사두건이 있다. 장기간 경과 후 이식물의 강도는 원래 강도의 절반 정도만 남아있는 것으로 보고되고 있으므로 가능한 원래 전방십자인대보다 강한 이식 물을 선택하는 것이 바람직하다. 현재까지 알려진 이식물의 강도는 Table 2와 같다.
1. 슬개건(Bone-patellar tendon-bone)
자가슬개건은 중앙 1/3부위에서 채취하는 것이 일반적이며 10 mm 전후의 폭으로 약 20~25 cm 길이의 슬개골과 근위 경골을 함께 채취한다. 이 이 식물의 가장 큰 장점은 이식물 양단에 골이 부착되 어 있어서 골 터널 내에서 골간 유합(bone-to- bone healing)이 이루어져서 조기의 유합과 견고 한 고정이 가능하다는 것이지만 수술시 채취부위에
슬개골 골절이나 복재신경(saphenous nerve)의 슬개하 신경분지(infrapatellar branch) 손상 등 의 합병증이 발생할 수 있고 장기적으로는 대퇴사두 근력의 약화나 전방 슬관절통 발생률이 높다는 보고 가 있다.14)
2. 슬건(Hamstring tendon)
최근 가장 많이 사용되고 있는 이식물로 통상 반 건양건(semitendinosus tendon)과 박건(gra- cilis tendon)이 주로 사용되는데 4개의 가닥을 묶 어 사용하는 경우 충분한 초기 강도를 제공하며 슬 개건을 사용할 때 발생할 수 있는 합병증의 발생 빈 도가 낮고 이중다발 재건술(double bundle reconstruction)에 적용할 수 있는 장점이 있으나 고정이 골 터널의 내측 입구에서 멀어지는 경우가 많아 이로 인하여 이식물의 미세운동이 빈번하며 골 터널 내에서의 건-골 치유(tendon-bone heal- ing)가 오래 걸린다는 단점이 있다. 하지만 슬건은 슬개건과 달리 이식건의 괴사가 발생하지 않아 생물 학적 치유와 재형성은 더 빨리 이루어질 수 있다.15) 슬건을 사용한 환자에서 슬관절의 굴곡력, 내회전력 의 약화와 굴곡각의 저하가 보고되고 있으나 그 정도
Table 2. Load to failure data for anterior cruciate ligament graft28,29)
Graft Author Year Average Load to Failure (N)
Native ACL Noyes 1976 1725
Woo 1991 2160
Autograft B-T-B (10 mm) Noyes 1984 1823-1933
Cooper 1993 2664-3057
Quadruple HA Noyes 1984 4108
Hamner 1999 3880-4090
Q-tendon (10 mm) Harris 1997 1075
Schatzmann 1998 2352
Allograft Achilles King 2004 1470
Baer 2007 4617
Double TA Haut 2002 4122
Pearsall 2003 3412
Double TP Haut 2002 3594
Pearsall 2003 3391
B-T-B: Bone-patellar tendon-bone, HA: Hamstring, Q-tendon: Quadriceps tendon, TA: Tibialis anterior, TP: Tibialis posterior
가 크지 않고 회복이 잘되는 것으로 알려져 있다.16)
3. 대퇴사두건(Quadriceps femoris tendon)
대퇴사두건은 채취과정이 비교적 쉬우며 인장강 도와 경도는 정상 전방십자인대와 비슷하고 단면적 은 슬개건에 비해 2배 이상 크며 슬개골 골편은 인 대와 함께 채취할 수 있으며 복재신경의 슬개하 신 경분지의 손상을 피할 수 있다. 따라서 슬관절 전방 의 이상감각이나 통증의 빈도가 낮은 장점이 있으나 슬개골 골절이 발생할 가능성이 있으며 슬개골 근위 부는 형태가 곡선이고 슬개상부낭(suprapatellar pouch)에 단단히 부착된 피질골로 구성되어 술 후 유착이 발생하는 경우가 있으며 대퇴사두근력이 약 화될 수 있다는 단점이 있다.4)
동종이식물(Allografts)
자가이식물 채취에 따른 합병증이 없고 상황에 따 라 다양한 이식물(아킬레스건, 슬개건, 슬건, 경골건 (tibialis tendon) 등)을 선택할 수 있으며 다발성 인대 손상에서 사용이 가능하고 최소 피부절개로 수 술이 가능하며 수술 시간을 단축할 수 있으며 술 후 통증이 심하지 않다는 이유로 사용이 되고 있다. 하 지만 수술비용의 증가, 감염 위험성, 면역 반응 가능 성, 무균화 및 보관 과정에 따른 이식물의 특성의 변 화, 치유반응의 지연 등을 고려하여 선택하여야 한 다. 동종 이식물의 적응증은 전방십자인대 재건 및 재재건술(revision of reconstruction), 후방십자 인대 및 후외측부 손상, 다발성 인대 손상과 환자의 선택(미용 및 통증의 감소 등의 목적) 등이 있다.17) 동종이식물의 안전성에 대해서는 미국 조직은행 협 회(American Association of Tissue Banks- AATB)에 의해 관리가 되고 있으며 동종이식물의 채취, 무균화 및 보관에 관하여 적절한 지침이 만들 어져 있다.
1. 채취 및 무균화(Procurement and Sterilization) 동종이식물은 기증자에 대하여 다양한 감염성 질
환과 악성 신생물 질환에 대한 검열을 하여야 하며 류마토이드 관절염, 전신성 홍반성 낭창 등의 자가 면역 질환군을 가진 환자도 배제하는 경향이다.18) 조직 채취과정에 대해서도 표준화가 되어있는데 근 골격 조직의 절제는 사고 혹은 심장마비나 뇌졸중 등으로 갑자기 사망한 비교적 젊고 건강한 사람으로 부터 하는 것이 원칙이며 심 정지 후 12시간 내에 냉 장 보관이 이루어진 사체에서 사후 24시간 이내에 채취가 시작되어야 하며 채취과정은 수술실에서와 같은 조건으로 무균 상태에서 이루어져야 한다. 채 취 이후 이식물은 무균 포장되어 차가운 곳에 보관 한 상태로 최종 처치 과정을 하며 냉동 과정을 하기 까지 72시간을 경과하지 않도록 하여야 한다.
동종이식물을 사용을 가장 꺼리는 이유는 질병 전 파(disease transmission)의 가능성이다. 기증자 의 혈액에서 일반적으로 행하는 혈청학적 검사는 제 1형과 2형의 인체 면역결핍 바이러스(HIV 1/2), B 형 간염 s항원 및 c항체(HBsAg, HBcAb), 제 3형 인체 T-림프영양성 바이러스(human T-lym- photrophic virus type 3 - HTLV-3) 항체, C형 간염 항체(HCV Ab)와 매독검사이다.18,19) 몇몇 보 고에서 세균감염, 인체 면역결핍 바이러스 감염 및 C형 간염 등이 발생하였다고 하나 실제로는 그 비율 은 작은 크기의 동종이식물의 경우 매우 낮으며 크 기가 큰 근골격 동종이식물(musculoskeletal allograft)인 경우 무균 처리된 인공 금속 치환물과 비슷한 것으로 보고되고 있다.18)하지만 이러한 질병 전파의 위험을 낮추기 위해서는 무균화 과정이 중요 하다. 동종이식물의 처리와 무균화 과정은 조직의 생물학적인 기능은 보존하면서 감염위험물질은 효 과적으로 제거하는 것이 이상적이지만 현재 완벽한 방법은 없다. EO (Ethylene oxide) gas 소독은 세균, 진균(fungus) 및 바이러스의 제거에 효과적 인 소독 방법이나 독소가 잔존하여 조직의 파괴와 활막염을 발생시키므로 더 이상 사용되지 않는다.
현재 가장 많이 사용되는 방법은 감마선 조사 (gamma irradiation)와 항생제에 담그는 것 (soak)이며 간혹 열소독이나 자외선 조사 등을 시 행하는 경우도 있다. 감마선 조사는 가장 많이 사용 되 는 무 균 화 방 법 이 며 최 소 한 1.5 Mrad
(megarad) 이상의 양이 조사되어야 한다. 조사량 이 과다하게 되면 교원질의 약화를 초래하게 되는데 허용된 최고량은 2.5 Mrad이며 인체면역결핍 바이 러스를 제거하기에는 3.5 Mrad의 양이 필요하므로 이것만으로 이 바이러스를 제거하기에 충분하지는 않다.18)항생제에 담그는 방식은 저용량 감마선 조사 와 상승 작용을 일으키며 세균과 바이러스를 제거할 수 있으나 조직 침투 정도가 불완전하므로 효과의 한계가 있다. 에탄올로 세척한 후 냉동건조 시키는 방법도 인체 면역결핍 바이러스를 비롯한 몇몇 바이 러스 감염을 줄이는데 효과가 있는 것으로 알려져 있으며19)남아있는 불순물을 제거하기 위한 다양한 세제(detergents)들도 시도되고 있다.
2. 보관(Storage)
가장 이상적인 동종이식물의 보관은 세포의 생존 력(viability)을 유지하고 교원질의 성질을 변화시 키지 않으며 편리하고 경제적인 방법으로 장기간 보 존할 수 있는 것이다. 또한 이식조직의 항원성을 감 소시키고 이차적인 무균화가 가능한 방법이면 더욱 바람직하다. 동종이식물을 보관하는 방법은 심온동 결(deep freezing), 냉동보존(cryopreserva- tion), 동결건조(freeze drying), 신선(fresh) 보 관 등이 있다.
동종이식물을 보관하는데 가장 많이 쓰이는 방법 은 심온동결이다. 이것은 신선동결(fresh frozen) 으로도 불리는데 검역(quarantine)과정과 보관과 정에서 두 번의 냉동을 시행하게 된다. 골수조직과 혈액은 첫 번째 냉동 과정 이전에 제거하여야 하며 검역과정 이후에 실온에서 한차례 해동시킨 후 항생 제 용액에 담근 후 별도의 용액을 첨가하지 않고 영 하 80도까지 급속 냉동하여 3~5년간 보관하게 된 다. 이 방법의 또 다른 장점은 이식물의 항원성을 감 소시켜 숙주의 면역반응을 억제한다는 것이다 하지 만 일반적으로 세포의 생존력은 이 방법으로는 보존 되지 않는데 형성된 얼음 결정체가 세포를 파괴하여 교원질 기질(collagen matrix)에도 나쁜 영향을 미치게 되어 관절연골이나 반월연골판 이식물을 보 관하는 데는 이 방법이 한계가 있다.
냉동보존 방법은 세포액을 제거하기 위해 화학물 질을 사용하며 냉동속도를 조절하여 결정체가 발생 하는 것을 방지할 수 있다. 동해방지제(cryopro- tectant)로 많이 사용되는 용액은 dimethyl sul- foxide (DMSO)와 글리세롤이며 최종 보관 시에 는 액체 질소를 이용하여 영하 196도까지 냉동시키 며 10년까지 보관이 가능하다. 이 방법을 사용하면 얼음결정체가 생성되지 않고 세포생존력이 유지되 므로 반월연골판 이식물을 보관하는데 사용된다. 인 대조직의 보관에도 이 방법을 사용할 수 있으나 인 대조직의 이식 후에는 이 세포들이 더 이상 보존되 지 않는다는 보고가 있다.
동결건조 방법도 인대 조직의 보관에 사용이 되고 있으며 주위온도(ambient temperature)에서 보 관이 가능하여 이 상태에서 5년이 경과하여도 다시 사용이 가능하므로 비용 경제적으로 장점이 있다.
동결건조된 조직은 부러질 위험성이 크므로 이 상태 에서 조작이 가해지는 것을 피해야 하며 사용 시에 는 생리용액에서 30분 이상 담가놓은 후 사용해야 한다. 동결건조 과정 자체가 이식물의 생역학적 성 질에 미치는 영향은 미미하나 임상 결과에서는 신선 동결조직보다 결과가 열등하다는 보고가 있다.18)이 방법의 또 다른 장점은 인체 면역결핍 바이러스를 박멸시킬 수 있다는 것인데 아직은 이론의 여지가 있다.
골연골 동종이식물(osteochondral allograft) 같은 경우에는 연골세포의 생존력이 가장 중요한데 동결과정은 이 생존력을 현저히 저하시키므로 신선 조직을 사용하는 것이 가장 좋으나 질병이 전염될 가능성이 높음을 기억하여야 한다.
3. 임상 결과
자가이식물과 동종이식물과의 직접적인 비교는 연구 방법의 문제로 인하여 정확한 결과를 도출하기 가 힘들어서 대부분 동물 연구를 통하여 비교하고 있다. 자가이식물과 마찬가지로 동종이식물에도 살 아있는 세포는 존재하지 않고 생물학적 뼈대를 제공 하는 것이며 세포증식, 혈관 재형성 및 교원질화 등 을 거치게 된다. 하지만 자가이식물과는 다른 조직
학적, 생역학적인 치유과정을 보이며 전체 인대화 과정에 자가이식물보다 오랜 기간이 필요하다. 동종 이식물의 생물학적 융합은 전적으로 숙주세포의 증 식에 의존할 수밖에 없는데 이 증식과정은 이식조직 의 융합이나 치유와 동시에 발생하거나 그 이전에 발생할 수 도 있다. 동종 이식물의 혈관 재형성 과정 은 자가이식물과 비슷하나 숙주조직과의 융합의 속 도가 느리고 약하며 염증반응을 일으키는 빈도가 높 고 원래의 생화학적 특성을 잃으며 임상결과가 일정 치 않다고 알려져 있지만 실제 이식의 성공과는 관 련이 없다는 보고도 많이 있다.20)
최근 자가이식물과 동종이식물의 임상결과에 대 한 몇 례의 비교 연구가 이루어 졌으며 감마선 조사 가 이루어지지 않은(non-irradiated) 동종이식물 의 결과는 자가이식물과 큰 차이가 없는 것으로 보 고되고 있지만21,22) 젊고 활동적인 연령에서는 동종 이식물을 사용한 경우 결과가 좋지 않았다는 보고도
있다.23,24) 이식물의 파열 양상도 다를 수 있는데 최
근 Magnusson 등25)은 전방십자인대 재건술 후 자 가이식물의 파열은 대퇴부착부 근처에서 더 많이 발 생하고 동종이식물의 파열은 특정부위에 국한되지 않고 골고루 발생하였다고 보고하였다.
4. 동종이식물의 종류
가장 많이 사용되고 있는 연부조직 동종이식물은 슬개건, 아킬레스건과 경골건이다. 자가이식물과 마 찬가지로 첫 번째 고려사항은 이식물의 강도와 융합 율이지만 상황에 따라 필요한 모든 이식물을 준비할 수는 없으므로 각자의 경험이나 수술의 종류 등에 따라 조정이 필요하다. 슬개건은 자가건에서와 마찬 가지로 터널 내에서 골유합이 가능하고 고정력이 높 다는 장점이 있으나 골-건 이행부가 약화되는 경우 가 있으며 아킬레스건도 골건 이행부의 약화나 골절 이 비교적 흔히 발생한다. 경골건은 상대적으로 튼 튼하고 골-건 이행부가 없으며 골터널의 크기를 줄 일 수 있다는 장점이 있어서 사용이 증가하고 있으 며26)일부의 연구에서는 자가슬건과 비교할만한 결 과를 얻었음이 보고된 바 있다.27)최근 여러 다발 재 건술이 시도되는 경우도 늘고 있는데 3중 다발 이상
을 사용하는 경우 2개 이상의 이식물이 필요한 경우 도 있다.
요약 및 결론
연부조직 이식이 성공하기 위해서는 이식물의 기 계적 성상을 원래의 인대 조직과 비교해서 잘 알고 있어야 하고 이식물이 숙주와 유합하는 생물학적 과 정과 시간을 이해해야 하며 각각의 이식물에 적용하 는 고정방법의 강도와 효율에 대해서도 정확한 정보 를 갖고 있어야 한다. 동종이식물을 사용하는 경우 무균화 및 보관과정도 결과에 영향을 미칠 수 있다.
향 후 생체공학과 유전공학 기술을 접목하게 되면 이식물의 치유도 촉진시키고 원래조직과 유사한 방 식으로의 치유도 가능하게 될 것으로 기대한다.
참고문헌
01. Jung HG, Kim TH, Park JY, Bae EJ. Anatomic reconstruction of the anterior talofibular and calca- neofibular ligaments using a semitendinosus ten- don allograft and interference screws. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2012;20:1432-7.
02. Dewing CB, Horan MP, Millett PJ. Two-year outcomes of open shoulder anterior capsular reconstruction for instability from severe capsular deficiency. Arthroscopy. 2012;28:43-51.
03. Kodde IF, Rahusen FT, Eygendaal D. Long- term results after ulnar collateral ligament recon- struction of the elbow in European arthletes with interference screw technique and triceps fascia autograft. J Shoulder Elbow Surg. 2012;21:2656- 63.
04. 김김려려섭섭. 슬관절학. 최신의학사; 2007.79-84,106- 10.
05. Kim CW, Pedowitz RA. Principles of surgery.
Part A: Graft choices and the biology of graft heal- ing. In: Pedowitz RA, O’Connor JJ, Akeson WH, ed. Daniel’s knee injury. 2nd ed. Philadelphia:
Lippincott Williams & Wilkins; 2003.435-55.
06. Milano G, Deriu L, Fabbriciani C. Graft-tunnel healing. In: Prodromos CC, ed. The anterior cruci-
ate ligament. Philadelphia: Saunders; 2008.417-26.
07. Bedi A, Rodeo SA. Biology of anterior cruciate ligament graft healing. In: Noyes FR, ed. Knee disorder. Philadelphia: Saunders; 2010.117-29.
08. Kuang GM, Yau WP, Lu WW, Chiu KY.
Osteointegration of soft tissue grafts within the bone tunnels in anterior cruciate ligament recon- struction can be enhanced. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2010;18:1038-51.
09. Huangfu X, Zhao J. Tendon-bone healing enhancement using injectable tricalcium phosphate in a dog anterior cruciate ligament reconstruction model. Arthroscopy. 2007;23:455-62.
10. Kyung HS, Kim SY, Oh CW, Kim SJ. Tendon- to-bone tunnel healing in a rabbit model: the effect of periosteum augmentation at the tendon-to-bone interface. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc.
2003;11:9-15.
11. Robert H, Es-Sayeh J. The role of periosteal flap in the prevention of femoral widening in anterior cruciate ligament reconstruction using hamstring tendons. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc.
2004;12:30-5.
12. Xiao YT, Xiang LX, Shao JZ. Bone mor- phogenic protein. Biochem Biophys Res Commun.
2007;26:550-3.
13. Soon MY, Hassan A, Hui JH, Goh JC, Lee EH.
An analysis of soft tissue allograft anterior cruciate ligament reconstruction in a rabbit model: a short- term study of the use of mesenchymal stem cells to enhance tendon osteointegration. Am J Sports Med. 2007;35:962-71.
14. Mohtadi NG, Chan DS, Dainty KN, Whealan DB. Patellar tendon versus hamstring tendon auto- graft for anterior cruciate ligament rupture in adults. Cochrane Database Syst Rev. 2011;7:
CD005960.
15. Lawhorn KW, Howell SM. Autograft and allo- graft ACL reconstruction: construct rationale. In:
Pietrzak WS ed. Musculoskeletal tissue regenera- tion. New York: Humana Press; 2008.395-417.
16. Samuelsson K, Andersson D, Karlsson J.
Treatment of anterior cruciate ligament injuries
with special reference to graft type and surgical technique: An assessment of randomized con- trolled trials. Arthroscopy. 2009;25:1139-74.
17. Reinhardt KR, Hetsroni I, Marx RG. Graft selection for anterior cruciate ligament reconstruc- tion: a level I systemic review comparing failure rates and functional outcomes. Orthop Clin North Am. 2010;41:249-62.
18. Branam BB, Johnson DL. Allograft tissues. In:
DeLee JC, Drez Jr. D, Miller MD, ed. DeLee:
DeLee and Drez’s Orthopaedic sports medicine.
3rd ed. Philadelphia: Saunders; 2010.137-45.
19. Kuhn MA, Ross G. Allografts in the treatment of anterior cruciate ligament injuries. Sports Med Arthrosc Rev. 2007;15:133-8.
20. Pearle AD, Allen AA. Graft choices in ligament surgery. In: Johnson AL, Mair SD, ed. Clinical sports medicine. Philadelphia: Mosby; 2006.515- 22.
21. Carey JL, Dunn WR, Dahm DL, Zeger SL, Spindler KP. A systematic review of anterior cru- ciate ligament reconstruction with autograft com- pared with allograft. J Bone Joint Surg Am. 2009;
91:2242-50.
22. Krych AJ, Jackson JD, Hoskin TL, Dahm DL.
A meta-analysis of patellar tendon autograft versus patellar tendon allograft in anterior cruciate liga- ment reconstruction. Arthroscopy. 2008;24:292-8.
23. Barrett GR, Luber K, Replogle WH, Manley JL. Allograft anterior cruciate ligament recon- struction in the young, active patient: Tegner activ- ity level and failure rate. Arthroscopy. 2010;26:
1593-601.
24. Pallis M, Svoboda SJ, Cameron KL, Owens BD.
Survival comparison of allograft and autograft anterior cruciate ligament reconstruction at the United States Military Academy. Am J Sports Med. 2012;40:1242-6.
25. Magnussen RA, Taylor DC, Toth AP, Garrett WE. ACL graft failure location differs between allografts and autografts. Sports Med Arthrosc Rehabil Ther Technol. 2012;4:22.
26. Almquist KF, Jan H, Vercruysse C, Berbeeck
R, Verdonk R. The tibialis tendon as a valuable anterior cruciate ligament allograft substitute: bio- mechanical properties. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2007;15:1326-30.
27. Lawhorn KW, Howell SM, Traina SM, Gottlieb JE, Meade TD, Freedberg HI. The effect of graft tissue on anterior cruciate ligament outcomes: a multicenter, prospective, randomized controlled trial comparing autograft hamstrings with fresh- frozen anterior tibialis allograft. Arthroscopy.
2012;28:1079-86.
28. Cooper DE, Deng XH, Burstein AL, et al. The strength of the central third patellar tendon graft. A biomechanical study. Am J Sports Med. 1993;21:
818-24.
29. Prodromos CC, Joyce BT. The relative strengths of anterior cruciate ligament autografts and allo- grafts. In: Prodromos CC ed. The anterior cruciate ligament. Philadelphia: Saunders; 2008.84-7.
