대상 및 방법

고관절의 이형성증이나, 감염 후유증 등으로 인하여 비구의 골 결손이 동반된 경우 인공 고관절 전치환술을 시행하는데 어려움이 있다²⁾. 비구의 결손으로 인해 비구컵이 골반골 내에 충분히 삽입 되지 못하면 임상적, 방사선학적으로 좋지 않은 결과를 가져오게 된다¹²⁾. 비구의 골결손을 해결하기 위해 작은 비구컵을 삽입하는 방법¹³⁾, 비구의 골결손을 골괴이식을 통해 해결하면서 컵을 해부 학적 위치로 삽입하는 방법⁷⁾, 해부학적 위치가 아닌 high hip

center에 비구컵을 삽입하는 방법¹⁷⁾, 의도적으로 골반의 내측벽을 골절시키거나 천공시킨 후 비구컵을 내측으로 삽입하는 cotylo- plasty 방법⁹⁾ 등이 이용되고 있다.

골괴이식을 이용하여 비구를 재건하는 방법은 많은 경우 절제 해낸 골두를 이용하기 때문에 추가적인 골채취가 필요 없고, 고관 절 중심(hip center)을 해부학적 위치에 가깝게 회복시킬 수 있으 며, 골격이 재건되기 때문에 추후에 재치환술이 필요한 경우 수술

361 J. of Korean Orthop. Assoc. 2003; 38: 361-5

목 적 :일차성 무시멘트 인공 고관절 전치환술시 골괴이식을 이용하여 비구의 결손부를 재건한 결과를 분석하고자 한다.

대상 및 방법 : 1989년 5월부터 1999년 7월 사이에 골괴이식을 이용하여 비구 결손부를 재건하고 일차성 무시멘트 인공 고관절 전치환술을 시행한 환자 중 2년 이상 추시가 가능하였던 24명, 24예의 고관절을 대상으로 하였다. 임상적 평가는 Harris 고관절 점수를 사용하였으며 방사선적 평가로 graft coverage, 골괴의 골유합, 골괴의 흡수율, 수술 전후의 고관절 중심의 위치 변화, 폴리에틸렌 삽입물의 연평균 마모율, 비구측의 골용해, 비구컵의 해리 및 재치환술 여부 등을 관찰하였다.

결 과 : Harris 점수는 수술 전 평균 65점에서 수술 후 평균 86점으로 상승하였다. 모든 예에서 graft coverage는 50%를 넘지 않았으며, 골괴의 골유합은 평균 8개월(5-15개월)이 소요되었다. 비구컵의 재치환술이 필요한 경우가 3예(12%) 있었는데, 3예 모두 폴리에틸렌 삽입물의 과도한 마모와 이로 인한 골 용해가 원인이었다.

결 론 :비구 결손부의 재건시 보조적 골괴이식은 골결손 재건에 유용한 방법으로 판단되었다.

색인 단어 : 인공 고관절 전치환술, 무시멘트, 골괴이식, 재건, 비구

Reconstruction of Acetabular Defect Using Block Bone Graft in Primary Cementless THA

Jeong Joon Yoo, M.D., Chang-Bae Kong, M.D., Dong-Oh Ko, M.D.*, Hee Joong Kim, M.D., and Young-Min Kim, M.D.

Department of Orthopaedic Surgery, Seoul National University College of Medicine, Seoul; Department of Orthopaedic Surgery, Cheju National University Hospital*, Cheju, Korea

Purpose :To evaluate the results of acetabular reconstruction using block bone graft in primary cementless total hip arthroplasty (THA).

Materials and Methods :Twenty-four primary THA, in which a block bone graft was used for the reconstruction of the acetabular bone defect, were performed between May 1989 and July 1999, and followed for more than 2 years. Clinical results were assessed using the Harris hip score. Radiologically, we observed the graft coverage of the acetabular component, union, resorption of the graft, change in the position of the hip center, linear wear rate of the polyethylene insert, osteolysis around the acetabulum and evidence of loosening of the acetabular component.

Results : The mean Harris hip score improved from 65 points preoperatively to 86 points postoperatively. The coverage of the acetabular com- ponents by graft was less than 50% in all hips. Union of the grafted bone took 8 months (5-15 months) on average. During the follow-up period, revisions were required in 3 hips (12%). The causes of the revision were osteolysis.

Conclusion :Non-structural block bone grafting seems to be a reliable method for restoring acetabular bone stock in primary THA using a cementless acetabular component.

Key Words : THA, Cementless, Non-structural block bone graft, Reconstruction, Acetabulum

361

일차성 무시멘트 인공 고관절 전치환술시 골괴이식을 이용한 비구결손의 재건

유정준∙공창배∙고동오*∙김희중∙김영민

서울대학교 의과대학 정형외과학교실, 제주대학교 의과대학 정형외과학교실*

361 361 통신저자 : 김 희 중

서울시 종로구 연건동 28

서울대학교 의과대학 정형외과학교실 TEL: 02-760-2970∙FAX: 02-3672-7448

E-mail: [email protected]

*본 논문의 요지는 2002년 10월 대한정형외과 추계학술대회에서 구연되었음.

*이 연구는 한국인체기초공학연구재단의 2000년도 연구비(KOHTERF-2000-7) 지원으로 이루어진 것임.

Address reprint requests to Hee Joong Kim, M.D.

Department of Orthopaedic Surgery, Seoul National University College of Medicine 28 Yongon-dong, Chongno-gu, Seoul 110-744, Korea

Tel : +82.2-760-2970, Fax : +82.2-3672-7448 E-mail : [email protected]

이 연구에서는 일차성 무시멘트 인공 고관절 전치환술시 골괴 이식을 통해 비구를 재건한 결과를 분석하였다.

대상 및 방법

1989년 5월부터 1999년 7월 사이에 골괴이식을 이용하여 비구 결손부를 재건하고 일차성 무시멘트 인공 고관절 전치환술을 시 행한 환자 33예 중 외래 추시가 안된 6예와 수술 전후의 방사선 사진이 분실된 3예를 제외하고 2년 이상 추시가 가능하였던 24명, 24예의 고관절을 대상으로 하였다. 이들은 남자가 6명, 여자가 18 명이었고, 수술당시 평균 연령은 41세(21-56세)였으며, 평균 체 중은 60 kg (42-80 kg)이었다. 원인 질환으로는 고관절 감염 후 유증이 13예, 선천성 고관절 탈구 후유증이 9예, 비구 골절 후유 증이 1예, 근육 마비에 따른 병적 아탈구가 1예였다. 수술 후 평 균 추시 기간은 54개월(24-109개월)이었다.

선천성 고관절 이형성증에 대한 Hartofilakidis 등⁹⁾의 분류를 응 용하여 비구 결손을 분류하였다. 1군은 Hartofilakidis의 1군, 즉 대퇴 골두의 아탈구가 존재하지만, 대퇴 골두는 비구내에 유치되 어 있는 경우로서 5 고관절(21%)이 해당되었다. 2군은 Hartofi- lakidis의 2군, 즉 대퇴 골두가 가비구에 위치하지만 가비구가 원 래의 비구부와 연결되어 있는 경우로서 11 고관절(46%)이 해당 되었다. 3군은 Hartofilakidis의 3군, 즉 대퇴 골두가 가비구에 위 치하며 원래의 비구와 연결이 없는 경우와 감염 후유증으로 대퇴 골두나 경부가 소실된 경우, 또는 이전에 고관절 유합술을 시행한 경우를 포함하였으며, 8 고관절(33%)이 해당되었다.

수술은 전례에서 측와위에서 시행하였고, 19예에서 경전자 (transtrochanteric)도달법을, 5예에서 후측방 도달법을 사용하 였다. 골괴이식의 필요성 여부는 수술 전 단순 방사선 사진상 비 구컵이 30% 이상 노출되는 경우를 기준으로 판단하였으나, 이식 여부는 수술시 비구컵이 비구부의 골질에 얼마나 덮이는가를 보 고 주관적으로 결정하였다. 골괴이식이 필요하다고 판단되는 경 우 reaming 후 컵을 삽입한 다음 골괴를 비구부의 골결손부의 크기에 맞추어 다듬은 뒤 결손 부위에 나사못으로 고정하였다.

컵은 가능한 한 해부학적 위치에 가깝게 삽입하도록 하였으나 무리하여 해부학적 위치에 삽입하지는 않았다. 수술 후 처치로 는 골이식의 크기에 따라 2주에서 6주간 침상 안정을 한 후 목 발보행을 허락하였다.

사용된 비구컵 삽입물은 Omnifit^� (Osteonics, Allendale, New Jersey, USA)형이 11예(poro-coated 3예, HA coated 8예), Arthropor II^� (DePuy International Ltd., Leeds, England)형 이 8예, PLASMACUP^�SC (AESCULAP AG&Co., Tuttlin- gen, Germany)형이 5예였다. 컵의 지름은 평균 48 mm (44-54 mm)였고, 사용된 인공 대퇴골두의 크기는 32 mm가 2예, 28

mm가 20예, 22 mm가 2예였다. 골괴는 모든예에서 자가골(대 퇴 골두 19예, 장골 5예)이 사용되었으며, 골괴의 고정을 위해 23예에서 해면골 나사못이, 1예에서 피질골 나사못이 삽입되었 고, 골괴의 크기에 따라 1개에서 3개까지 사용되었다.

수술 후 6주, 3개월, 6개월, 1년과 이후에는 매 1년마다 추시 관 찰하는 것을 원칙으로 하여 환자의 임상적 결과와 방사선적 결과 를 관찰하였다. 수술 전후의 고관절의 기능은 Harris 고관절 점수 로 비교하였고, 수술 전후의 환자의 하지 단축 정도는 임상적으로 양측 고관절을 같은 각도로 굴곡 및 외전시켜 극내과거리(SMD) 를 측정하였다.

방사선적 평가로 graft coverage, 골괴의 흡수율 및 골괴의 골유합은 고관절 전후면 방사선 사진에서 판단하였다. Graft cov- erage는 양측 tear-drop을 연결하는 선을 기준으로 비구컵의 내 연, 외연에 수직되도록 선을 그어서 이 사이에 골괴가 차지하는 비율을 퍼센트로 표시하였다(Fig. 1). 골괴의 흡수율은 최종 추시 시의 방사선 사진과 수술 직후 방사선 사진을 비교하여 골괴의 면 적의 감소가 1/3 이하인 경우 경도, 1/3에서 1/2인 경우 중등도, 1/2 이상인 경우 고도로 분류하였고, 골괴의 골유합은 골반골과 골괴의 골소주가 연결되어 보일 때를 기준으로 하였다⁷⁾.

고관절 중심의 위치 변화는 수술 전후의 전후면 방사선 사진에 서 양측 tear-drop을 연결하는 선을 기준으로 하여 고관절 중심 높이의 변화를 측정하였다¹⁷⁾. 수술 전 방사선 사진에서 대퇴 골두 가 보이지 않거나, 고관절이 유합되어 있어 고관절 중심을 알 수 없는 경우에는 수술 후 방사선 사진의 주형을 만든 후 이를 수술 전 방사선 사진에 옮기어 고관절 중심을 추정하였다.

비구컵 폴리에틸렌 삽입물의 평균 마모와 연평균 마모율은 Dorr 등의 방법을 이용하여 측정하였다⁵⁾.

컵 주위의 방사선 투과 음영과 비구측 골용해는 DeLee와 Ch- arnley의 세 구역으로 나누어 각각의 구역에 대하여 분석하였고⁴⁾, 비구컵의 해리는 수술 후 추시 방사선 소견에서 비구컵이 3 mm Fig. 1. The proportion of the socket covered by the bone graft was measured on the post- operative AP radiogra- ph (a/b×100).

b

이상 이동하거나, 3^°이상의 각도 변화가 있거나, 비구컵 주위로 전반적인 방사선 투과 음영이 2 mm 이상 있는 경우로 정의하 였다^7,14).

결 과

Harris 점수는 수술 전 평균 65점(27-87점)에서 최종 추시시 평균 87점(51-99점)으로 향상되었으며, 환자의 하지 단축 정도는 수술 전 평균 3.5 cm (1.0-8.0 cm)에서 수술 후 평균 1.6 cm (0.0-5.0 cm)로 평균 1.9 cm의 단축이 교정되었다.

비구컵에 대한 graft coverage는 고관절 전후면 방사선 사진상 평균 38% (22-49%)였으며, 모든 예에서 50%를 넘지 않았다.

골괴의 골유합은 평균 8개월(5-15개월)이 소요되었다. 골괴의 흡 수는 모든 예에서 관찰되었는데 흡수율은 15예(62%)에서 1/3 이 하의 경도, 4예(17%)에서 1/3과 1/2 사이의 중등도, 5예(21%) 에서 1/2 이상의 고도로 분류되었다. 그러나, 모든 골괴는 비구 컵 외측의 체중이 부하되지 않는 부분에서만 흡수가 발생하였고, 비구컵과 연하여 체중이 부하되는 비구컵 외연의 내측으로 흡수 가 진행된 경우는 없었다. 대퇴 골두 및 장골 이식의 차이에 따 른 graft coverage 및 골괴의 흡수의 차이는 관찰되지 않았다.

고관절 중심의 높이는 수술 전 평균 51 mm (29-82 mm)에서 수술 후 평균 27 mm (10-47 mm)였으며, 수술 전후의 고관절 중심의 위치 변화는 평균 25 mm (5-65 mm)였다.

비구컵 폴리에틸렌 삽입물의 평균 마모는 0.82 mm (0.08-4.14 mm)였으며, 연평균 마모율은 0.20 mm/yr (0.02-0.99 mm/yr) 였다. 사용된 삽입물의 종류별로 살펴보면 Omnifit^� 형의 경우 평균 마모는 1.41 mm (0.08-4.14 mm)였고, 연평균 마모율은 0.25 mm/yr (0.02-0.99 mm/yr)였으며, Arthropor II^� 형의 경 우 평균 마모는 0.45 mm (0.13-0.73 mm)였고, 연평균 마모율은 0.13 mm/yr (0.03-0.33 mm/yr)이었다. PLASMACUP^�SC

형의 경우 세라믹-세라믹 관절면으로 마모 정도는 측정 불가능 하였다.

컵 주위의 비구골 용해는 모두 7예(29%)에서 관찰되었으며, 이 들은 DeLee와 Charnley의 지역 분류에 따라, 한 구역에만 국한 된 경우가 5예(21%), 두 구역에서 관찰된 경우가 2예(8%)였다.

조기 합병증으로는 1예(4%)에서 수술 후 2주에 고관절의 탈 구가 발생하여 척추 마취하에 폐쇄성 정복술을 시행하였다. 좌골 신경 마비가 2예(8%)에서 발생하였으며, 모두 특별한 조치 없이 수술 후 1년 이내에 회복되었다.

추시 관찰 중 재수술을 시행한 경우가 2예(8%), 재수술을 권 유한 경우가 1예(4%)로 총 3예(12%)에서 재수술이 필요하였다.

재수술이 필요한 3예의 폴리에틸렌 삽입물의 마모 정도는 평균 3.16 mm (2.33-4.14 mm)였으며, 연평균 마모율은 0.56 mm/yr (0.33-0.99 mm/yr)로 3예 모두 과도한 마모가 있었다. 3예 모두 Omnifit^� 형이었고, 이중 poro-coated가 2예, HA coated가 1예 였다. 재수술이 필요한 3예의 고관절 중심의 높이 변화는 2예가 수술 전 49 mm에서 수술 후 40 mm로, 1예는 수술 전 67 mm 에서 수술 후 30 mm로 변화하였다.

재수술을 시행한 2예 중 1예는 비구측에만 골용해가 관찰되어 수술 후 6년 7개월에 비구컵 및 대퇴 삽입물의 골두와 폴리에틸렌 삽입물을 교체하였고, 나머지 1예는 비구측과 대퇴 삽입물 근위 부의 골질의 골용해로 인해 비구컵뿐만 아니라 대퇴 삽입물의 안 정성도 의심되어 수술 후 9년에 비구컵과 함께 대퇴 삽입물도 함 께 교체하였다(Fig. 2). 재치환술 소견상 이식된 골은 활발한 출 혈을 보였고, 비구측에 적절한 골질을 제공함을 확인할 수 있었다.

고 찰

본 논문의 대상 예들과 비슷한 크기의 비구 결손을 골괴이식을 이용하여 재건한 후 일차성 무시멘트 인공 고관절 전치환술을 시

Fig. 2.(A) Preoperative radiograph taken of a 26-year-old woman with develomental dislocation of the right hip shows a Hartofilakidis type II lesion. (B) Cementless THA was performed using a femoral head autograft. The autogeous graft was fixed with cancellous screws and covered about 45% of the acetabular component. (C) Nine years after surgery, revision was required for osteolysis involving the acetabu- lum and the proximal femur. The polyethylene wear was marked (arrow). (D) Revision THA was performed using cementless components.

At the time of revision, the healed bulk graft provided valuable additional bone stock for the acetabular component.

A B C D

마모 정도가 평균 3.16 mm, 연평균 마모율은 0.56 mm/yr로 증 가되어 있고, 이로 인한 골용해가 심하였던 점을 고려할 때 폴리 에틸렌 삽입물의 마모로 인한 골용해를 줄일 수 있는 관절면을 선 택한다면 결과는 보다 향상될 것으로 기대된다.

비구컵의 위치에 대해서는 아직 이론이 있다. 해부학적 위치가 아닌‘high hip center'에 위치시켜 인공 고관절 전치환술을 시 행하는 경우 골이식이 필요하지 않아 수술이 간단하고, 고관절 중 심이 외측으로 치우치지 않고 높아지기만 하는 경우 생역학적으 로 불리하지 않으며, 양측 모두 비구 결손이 있는 환자에서 한쪽 은 high hip center를, 다른 반대측은 골괴이식을 이용한 비구 재 건술을 실시한 경우를 비교하여 high hip center를 이용한 인공 고관절 전치환술의 결과가 좋다는 보고가 있었다¹⁷⁾. 그러나, 진성 비구가 아닌 곳에 위치한 비구컵의 해리가 높다는 보고도 있으 며²¹⁾, high hip center를 사용하는 경우 다리 길이를 교정하기 어렵고, 재치환술시 충분한 골질을 제공하지 못하며, 진성 비구에 위치한 컵에 비해 탈구되는 경우가 많다는 보고도 있다¹⁴⁾. 저자 들이 시행한 24예의 모든 환자들은 비구컵을 가능한 한 해부학적 위치에 삽입하도록 노력하였으나, 무리하여 해부학적 위치에 삽 입하려고 하지는 않았는데, 양측 tear-drop을 연결하는 선으로부터 고관절 중심의 높이는 수술 전 평균 51 mm에서 수술 후 평균 27 mm로 변화하였다. 정상적인 고관절의 중심과 해부학적 변 형 없이 퇴행성 관절염으로 인공 고관절 전치환술을 시행한 환 자에서의 고관절 중심의 높이는 같은 기준선으로부터 수술 전 14±2 mm, 수술 후 22±2 mm로 각각 제시된 바 있으며¹⁷⁾, Harris는 양측 tear-drop을 연결하는 선으로부터 고관절 중심의 높이가 적어도 3.5 cm 이상 되는 것을 high hip center로 정의 하였다⁸⁾. 이와 같은 보고를 참고로 하여 재수술이 필요한 3예의 고관절 중심의 높이를 살펴보면, 2예는 40 mm로 high hip cen- ter 였으나, 다른 1예는 30 mm로 비교적 해부학적인 위치에 삽 입되었다.

비구 결손이 어느 정도 되어야 골이식이 필요한지에 대해 아직 정립된 바는 없다. 비구컵의 안정성을 위해서 70% 이하의 비구 컵만이 비구골 지지를 받을 경우 골이식이 필요하다는 견해가 있 으며⁷⁾, 컵이 1.5 cm 이상 골지지를 받지 못하는 경우 골이식을 시행하는 저자도 있다²⁰⁾. 그러나, 70%에 대한 정확한 정의가 없 고 술자의 주관적 판단에 따라 기준의 변화가 많으리라 생각된다.

저자들의 경우는 수술 전 계획시 방사선 사진상 비구컵이 30% 이 상 노출되는 경우 골이식이 필요할 것으로 예상하였으나, 골이식 의 시행 여부는 수술시 비구컵이 삽입된 상태에서 육안적으로 관 찰하여 주관적으로 판단하였다.

후측방의 골결손에 이식된 골괴는 골유합이 이루어진 후 다른 부위의 골과 동일하게 골의 재형성 과정을 거친다고 생각된다. 비

성 과정과 체중을 받지 않는 컵 외측의 골흡수에 대하여 언급하 였다. 이들 보고에 의하면 총 30예 중 12예에서 골괴의 골흡수가 있었으나, 12예 모두 컵 외측에만 골흡수가 발생하였다고 하였 다¹⁷⁾. 이식된 골괴의 자연 경과에 대해 골주사를 이용하여 좀더 예민하게 측정하려는 연구가 진행중이며, 골괴의 골흡수 정도는 가해지는 기계적 응력에 의존하고, 골결합은 수술 후 18개월이 경과하면 이루어진다고 한다¹⁰⁾. 저자들의 경우에도 최종 추시시 50% 이상의 골흡수가 있었던 5예 모두에서 골흡수는 체중을 받 지 않는 컵의 외측 부위에서만 관찰되었으며, 골흡수가 비구컵의 외연보다 내측까지 진행된 경우는 없었다.

비구 결손부를 해결하기 위한 여러 술식들은 각기 장단점이 있 다고 생각된다. 하지만, 비구 결손이 동반된 경우의 대부분은 그 원인 질환의 특성상 젊은 연령에서 인공 고관절 수술을 시행하기 때문에 재치환술을 반드시 고려해야되는 점을 생각한다면, 가능 한 한 비구 골격을 복원시키는 것이 바람직하다. 골괴이식을 통해 얻어진 양호한 비구측 골질로 재치환술이 용이하였다는 보고들 이 있는데^1,20). 본 연구자들의 경우 역시 재치환술을 시행한 2예 모두에서 비구 결손부에 적절한 골질이 제공됨을 확인하였다.

결론 및 요약

비구 결손부의 재건시 비구조성 보조적 골괴이식은 골결손 재 건에 유용한 방법으로 판단되었다.

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