고관절 전치환술에 대해서 알아보자

안녕하세요!! 주니입니다^^

 오늘은 고관절 전치환술에 대해서 자세히 알아보도록 하겠습니다.

 

고관절 전치환술이란 고관절 (골반 관절 또는 엉덩이 관절)을 이루는 골반골 부분인 비구와 대퇴골의 골두를 모두 인공으로 만든 삽입물로 교체하는 것을 말합니다. 고관절은 무릎 관절에 이어 두번째로 큰 관절로 몸통과 다리의 연결 부위인 사타구니에 위치합니다. 고관절은 공과 같이 생긴 대퇴골의 골두와 이 공 부분을 감싸고 있는 소켓 모양의 골반골인 비구로 구성되어 있습니다. 이 대퇴골의 골두와 비구의 표면은 매우 부드럽고 빛나는 지주 빛의 연골로 덮여 있으며, 이 연골은 관절에 주어지는 압력 또는 힘을 완충하는 역할을 합니다. 고관절은 관절막으로 둘러싸여 있으며 이 관절막의 내측에는 관절액을 생성하는 활액막으로 덮여 있습니다. 또한 고관절은 엉덩이 부위의 큰 근육과 힘줄들에 의해 둘러싸여 있어 매우 안정되어 있습니다
고관절 전치환술은 이러한 고관절이 여러가지 원인으로 인해 파괴되어 제 기능을 할 수 없는 경우에 파괴된 고관절을 정상 고관절과 같은 방식으로 움직일 수 있도록 삽입물을 이용하여 재건하는 수술적 방법입니다.

1. 퇴행성 관절염

퇴행성 고관절염은 크게 원발성과 속발(성)으로 나누어 집니다. 원발성의 경우 관절 연골의 자연적인 노화의 과정이 유전적 요인이나 과사용 등으로 조기에 발생하여 고관절의 연골이 닳아 없어져 결국 고관절의 기능이 상실되어 통증을 유발하고 관절 운동의 장애를 일으키는 경우를 말합니다. 속발성의 경우는 발달성 고관절 이형성증, 선천성 혹은 발달성 내반고, 대퇴골 두 골단 분리증, 화농성 혹은 결핵성 고관절염, Legg-Calve-Perthes 병, 대퇴골 두 무혈성 괴사, 골절 등의 일차적인 질환이나 변형 등에 의하여 관절 연골의 마모가 발생하는 경우를 말합니다. 우리나라의 경우 원발성 퇴행성 고관절염의 빈도는 극히 낮은 것으로 알려져 있고 대부분의 경우가 속발(성) 관절염입니다.
1) 류마토이드 관절염

주로 손과 손목 관절을 침범하는 것이 보통이나 고관절에도 침범할 수 있는 만성 관절염 중 하나입니다. 환경적인 요인과 유전적인 요인이 복합적으로 작용하여 발생하는 것으로 추정되고 있으며 1987년 미국 류마토이드 학회에서 제시한 진단 기준 7가지 중 4가지 이상이 관찰되고 있습니다. 관절 증상이 최소 6주 이상 경과된 경우를 류마토이드 관절염으로 진단하게 되며, 이 때 고관절을 침범하면 류마토이드 고관절염이라고 합니다.

2) 외상에 의한 관절염

고관절 부위에 이전에 외상을 당하여 비구나 대퇴골 골두에 골절이 발생한 적이 있는 경우에 해당하며 원발성 퇴행성 관절염보다 조기에 퇴행성 관절염이 발생하는 것을 말합니다.

3) 대퇴골 두 무혈성 괴사

대퇴골 두의 혈액 순환은 다른 부위에 비하여 취약합니다. 즉, 대퇴골 두의 크기에 비하여 골두로 가는 혈관 수나 크기가 매우 작기 때문입니다. 그래서 대퇴골 두로 가는 혈액 순환이 장애를 받게 되면, 대퇴골 두가 죽게 되어 무혈성 괴사라는 병이 생깁니다. 우리나라를 비롯한 대부분의 아시아 국가들에서는 대퇴골 두 무혈성 괴사가 고관절 질환 중 가장 흔하며 전체 고관절 질환의 70% 이상을 차지하고 있습니다. 우리나라에서 매년 4000명 이상의 환자가 발생하고 있습니다. 이 병은 지나친 음주를 하였거나 피부병과 관절염의 치료에 널리 쓰이는 약제인 부신피질 호르몬제(스테로이드)를 다량 복용한 환자들에게 흔하며 주로 30대와 40대의 젊은 연령층에 발생합니다. 일단 이 병에 걸리면 괴사된 대퇴골 두가 깨져서 통증이 심해지고 관절을 못쓰게 됩니다.

4) 발달성 고관절 이형성증 및 탈구

출생 시부터 고관절의 상태가 정상이 아닌 모양으로 태어나 발육하게 되면 성장함에 따라서 소켓 모양의 비구부가 덜 만들어져 대퇴골 두가 비구 내의 정상적인 위치로부터 이탈되어 있어 조기에 관절염으로 진행됩니다. 또한 고관절에 통증이 발생하고 다리가 짧아지는 등의 증상이 있으며 심한 경우는 만성 고관절 탈구 상태가 지속됩니다.

5) 감염 후 후유증으로 인한 관절염

소아기나 이전에 고관절 부위에 감염을 앓았던 경우 고관절의 연골에 손상을 받아 관절염이 조기에 발생할 수 있습니다
고관절이 여러 원인에 의하여 심하게 손상이 된 경우, 어쩔 수 없이 원래 관절 부위를 제거하고 인공 관절 수술을 하게 됩니다. 고관절 질환에 대한 치료로서 인공 고관절 전치환술은 과거 1960년대 영국에서 처음 시행되면서 수 많은 환자들에게 도움을 주었습니다. 현재는 전세계적으로 일 년에 약 50만 예가 시술되고 있으며, 진행된 고관절 질환의 치료에 있어 유용한 방법으로 사용되고 있습니다. 고관절 전치환술 시 사용되는 인공 관절은 정상 고관절과 거의 같은 방식으로 움직이도록 설계되어 있습니다. 공과 같은 모양의 대퇴골을 대치하는 대퇴 삽입물은 공 모양으로 된 두부(head)와, 이것과 연결되어 대퇴골 수강에 삽입되는 스템으로 구성되어 있습니다. 소켓 모양인 비구를 대치하는 비구 삽입물은 금속으로 된 컵과 그 안의 라이너(liner)로 이루어 집니다. 고관절 전치환술 후 실제적인 마찰과 관절 운동은 바로 이 라이너와 대퇴 삽입물의 두부 사이에서 일어나게 됩니다. 따라서 이 부분은 마찰이 적으면서 마모가 잘 안 되는 특수 물질로 만들어 집니다. 과거에는 금속 재질로 된 두부와 폴리에틸렌으로 만든 라이너를 사용하였습니다. 그러나 현재는 재료 공학과 의학의 발달로 더욱 진보된 재질로 만들어진 인공 삽입물이 사용되고 있습니다. 또한 대퇴 삽입물의 디자인이나 표면 처리 방법 및 재질의 발달 등은 인공 관절 삽입물의 획기적인 수명 연장을 가져왔습니다. 이러한 성공적인 결과로 인해 젊고 활동적인 환자에게도 이 시술을 시행하게 되었으며, 젊은 환자에게서는 환자의 여명이 인공 치환물의 잠재적 수명보다 길고 환자의 신체적 활동력이 많음을 고려해 볼 때 좀 더 관절면의 마모가 적고 오래 사용할 수 있는 인공 고관절이 필요하게 되었습니다. 1950-1960년대 초창기 사용된 금속-폴리에틸렌 관절면의 인공 고관절은 그 마모율이 커서 사용 기간이 경과하면서 마찰면에서 발생하는 마모 입자가 고관절 삽입물 주위의 골을 녹이거나 삽입물이 헐렁해지는 해리 현상이 발생하여 그로 인해 재수술이 불가피하게 되었으며, 이로 인해 젊은 환자에게서는 매우 심각한 후유증과 장애를 남기게 되었습니다. 그 후 폴리에틸렌에서 나오는 마모 입자를 감소시키기 위한 많은 노력이 진행되었습니다. 최근 관절면에서 마모를 줄이기 위하여 새로운 관절면 재료들이 개발되었는데, 초교차결합 폴리에틸렌을 사용한 관절면을 사용하거나, 코발트 크롬 합금으로 만들어진 제 2세대 금속-금속 관절면을 사용하게 되었으며, 또 다른 한편으로 알루미나 세라믹을 이용한 세라믹-세라믹 관절면을 사용하게 되었습니다.

1. 초교차 결합 폴리에틸렌-금속 관절면

기존의 폴리에틸렌-금속 관절면은 반세기 동안 10년에서 90% 이상의 생존율을 보여주고 장기간 인체에 대해 독성 등의 부작용이 보고되지 않은 안전성이 확증된 인공 관절면입니다. 하지만, 연간 마모율이 0.12 mm/y이라면 10년간 12mm의 선상 마모율을 보임에 따라 마모율을 줄여 젊은 환자에게 장기간 사용할 수 있게 하기 위해 연구한 결과, 감마 방사선 조사를 하여 만들어진 초교차결합 폴리에틸렌의 마모율은 현재 0.036 mm/왹까지 낮게 보고되고 있습니다. 또한 다른 관절면 보다 충격을 흡수할 수 있는 능력이 매우 우수합니다. 하지만 한편으로는 이렇게 감마 방사선 조사이 마모율을 획기적으로 줄인 초교차 결합 폴리에틸렌-금속 관절면은 아직 장기간의 결과 관찰이 필요한 상태입니다.

2. 금속-금속 관절면

초기 1950-1960년대 여러 형태의 금속-금속 관절면을 시도하였으나 생존율이 낮아 사용이 중지된 이후 1980년대 중반부터 개량된 2세대 금속-금속 관절면을 사용하여 현재 좋은 성적을 내고 있으며 마모율은 4.2 um/y로 매우 견고하면서 깨지지 않는 장점이 있습니다. 그러나, 금속 마모 입자들에 의한 신체 내 축적이 가장 큰 문제점으로 대두되고 있는 상황입니다. 그러나, 아직 확실히 밝혀진 임상보고는 없습니다. 다만 금속에 대한 과민 반응이 2/10000 의 빈도로 보고되고 있으며, 조혈 기관의 발암의 위험도가 있는 것으로 보고되고 있습니다. 이 또한 금속의 체내 축적에 대해서는 좀더 장기적인 관찰이 필요한 상태입니다.

3. 세라믹-세라믹 관절면

세라믹은 아주 단단하며 마모에 강한 물질이나 연성이 거의 없어 충격에 깨지기 쉬운 물질입니다. 1970년대 초기 사용된 세라믹 관절면의 경우에는 세라믹 골절(파손) 및 이완 등으로 실패율이 높았으나 현재 제조 과정의 향상으로 마모율이 2-20um/y까지 감소하였습니다. 또한 생체 적합성이 뛰어나며 부식에 강하고, 마찰계수가 앞서 설명한 관절면 중 가장 우수합니다. 가장 문제점으로 언급된 세라믹 골절도 과거 7%정도에서 현재 3세대 세라믹의 개발로 0.004-0.014%정도로 보고되고 있으며, 새로이 개발된 4세대 세라믹에서는 더욱 감소할 것으로 기대하고 있습니다. 고관절 전치환술에 사용되는 삽입물은 디자인과 고정 방법의 형태에 따라 크게 시멘트형과 무시멘트형으로 나눌 수 있습니다. 시멘트형 인공 고관절은 처음 영국의 Charnley 경에 의해 시작된 이래로 발전을 지속해 왔으며 고관절 삽입물과 환자의 골조직 사이의 고정을 골시멘트라는 물질을 이용하여 고정하는 방법이며, 무시멘트형 인공 고관절은 이러한 골시멘트를 사용하지 않고 삽입물과 주위 골 사이에서 생물학적인 반응으로 주위 골이 삽입물에 자라 들어가는 것을 이용하여 고정하는 방법입니다. 두 방법 모두 성공적인 고정을 위해서는 인공 삽입물의 재질, 삽입되는 골의 상태, 그리고 삽입물과 골 사이의 상호 작용에 달려 있다고 할 수 있습니다. 그리고 어떠한 고정법을 사용할지는 고관절 전치환술의 목적, 환자의 골 형태, 환자의 기능 등에 따라 결정하게 됩니다.

1. 수술후 합병증

1) 감염

수술 후 생길 수 있는 가장 심각한 합병증은 감염입니다. 감염은 수술 후 조기에도 생길 수 있고, 퇴원 후에도 발생할 수 있습니다. 심지어 수술 후 수 년이 지난 후에도 생길 수 있습니다. 감염은 항생제로 치료될 수 있는 경우도 있지만, 심한 경우에는 삽입물을 제거하는 수술을 해야 하는 경우도 있습니다. 몸의 다른 부위에서의 감염이 고관절로 파급되어 감염을 일으키기도 합니다. 고관절 전치환술을 받은 환자는 치과에서 이를 뽑거나 잇몸 수술을 받거나 다른 부위의 시술 또는 수술이 필요한 경우 담당 의사에게 고관절 전치환술을 받았음을 반드시 알려야 하며, 항생제의 사전 투여가 필요합니다.

2) 탈구

이는 주로 수술 직후에 발생하는데 많은 경우 비수술적으로 정복하며, 드물게 수술이 필요할 수 있습니다. 정복 후에도 6주 정도 보조기나 석고 붕대 고정을 하게 되며 예방을 위해서는 수술 후 주의 사항을 숙지하고 따르는 것이 중요합니다.

3) 삽입물의 해리

해리라는 것은 삽입물이 비구나 대퇴골과 잘 접촉 고정되어 있다가 이 고정이 느슨해지는 것을 말합니다. 이 해리가 생기면 통증이 있을 수 있고, 심한 경우 삽입물을 교체하는 재수술이 필요할 수 있습니다. 하지만 최근 개발된 삽입물과 수술 방법으로 이 해리의 발생률은 상당히 감소하고 있습니다.

4) 삽입물의 마모

인공 삽입물이 우리 몸에서 사용되면 닳아서 마모가 일어납니다. 인공 삽입물은 마모가 되면 재생되지 않습니다. 하지만 이 또한 최근 개발된 관절면에서는 그 마모율을 획기적으로 줄였습니다.

5) 신경 마비

매우 드문 합병증으로 주로 심한 고관절의 변형이 있는 경우에 발생할 수 있습니다. 하지만 회복되는 경우가 대부분입니다. 감염을 비롯한 심각한 합병증의 발생 빈도는 약 1~2% 정도입니다.

2. 수술후 주의사항

인공 관절 수술을 받으면 수술 후 관리를 잘하셔야 오래 사용할 수 있습니다. 간혹 고관절 전치환술을 받으신 분들은 통증이 없거나 관절 운동에 지장이 없으면 아무 이상이 없으므로 병원에 갈 필요가 없다고 생각하기 쉽습니다. 하지만 이는 매우 위험한 생각입니다. 마치 자동차를 사용하면서 정기적인 점검과 수리가 필요하듯, 인공 고관절 역시 기계이므로 그 상태를 정기적으로 점검하는 것이 매우 중요합니다. 고관절 전치환술 후 발생할 수 있는 합병증의 유무와 인공 고관절 삽입물의 상태 확인을 위해서 증상이 없더라도 적어도 1년에 한번씩은 정기 검진과 방사선 촬영을 하는 것이 인공 고관절을 오래 사용하는 방법입니다. 

이렇게 오늘은 고관절 전치환술에 대해서 자세히 알아봤습니다.