[정형외과] 슬관절 국소 연골 손상의 진단과 치료

 

 

 

최 남 홍

 

을지의대 노원을지병원 정형외과

 

 

 

 

서론

 

슬관절의 관절 연골 병변은 다양한 원인에 의해 유발되며, 급성 혈관절증 환자의 5~10%에서 발견된다(Fig. 1). Curl 등은 31,516례의 관절경을 시행한 환자들을 대상으로 후향적 분석을 시행한 결과, 전체 환자 63%에서 관절 연골 손상이 있었고, 40세 미만 환자의 75%에서 단일 병변의 관절 연골 손상이 발견되었으며, 전체 대상의 20%에서 대퇴골 내과의 체중부하 위치에 병변이 존재하였다고 보고하였다. 따라서 관절 연골 손상은 임상적으로 비교적 흔히 경험할 수 있는 병변이라 할 수 있을 것이다. 하지만 관절 연골은 혈액 공급이 없고, 재생력이 없어 내재된 자연 치유의 능력이 없기 때문에 치료에 어려움이 많고, 여러 가지 치료 방법들이 시행되고 있다. 

 

 

 

수술 전 준비 

 

수술 전에 환자의 병력을 자세히 알아보고, 진찰을 하는 것이 필요하다. 이전에 받은 진단, 수술 방법을 알아야 한다. 문진에서는 환자가 통증을 호소하는 부위를 확인해야 하고, 환자가 직립한 상태에서 슬관절의 정렬 상태를 확인하여야 하며, 보행 시 varus thrust가 있는지 확인해야 한다. 진찰에서는 전방 동요가 있는지, McMurray 검사로 반월상 연골판 파열 여부를 진단한다. 방사선 촬영에서는 슬관절 전, 후방 및 측면 엑스레이와 Merchant’s view 외에, 45o 슬관절을 굴곡한 상태에서 체중을 부하하여 슬관절 전후방 엑스레이를 촬영하여 관절간격의 협소가 있는지 확인해야 한다.

 

하지 정렬 상태를 확인하기 위해 long cassette scannogram 촬영이 필요하다. 만약 슬관절에 내반이 있고, 대퇴골 내과에 연골 결손이 있으면 근위 경골 절골술이 필요하다. 수술 전 자기 공명 검사는 연골이 결손된 부분의 위치, 크기를 알아보고, 동반된 병변을 진단하는 데 중요하다. 특히 연골 결손을 보기 위해 보통의 T1, T2 강조영상 외에 fast spin echo 방법과 fat suppressed T1 weighted 3D gradient echo 방법이 필요하다. 연골 결손은 십자인대 파열, 반월상 연골판 파열, 하지 정렬 이상과 동반되는 경우가 많으므로, 동반된 병변을 확인해야 한다. 전방십자인대 파열이 동반된 경우는 재건술이 필요하며, 연골판의 아전 또는 전절제술이 시행된 경우는 동종 연골판 이식술을 동시에 또는 단계적으로 시행하는 것을 고려해야 한다. 

 

 

연골 손상의 수술적 치료   

 

연골 손상을 치료하는 목적은 손상된 초자연골을 복구하고, 체중을 부하하는 연골을 재확립하는 것이다. 섬유연골로 복구된 경우 임상적으로 만족할 만하지만, 섬유연골의 물리적인 성상이 초자연골의 성상에 비해 불량하기 때문에, 장기간 추시를 하면 임상적인 만족도가 감소되며, 스포츠 활동 정도가 감소되게 된다. 슬관절의 연골 결손에 대한 기존의 치료 방법들로는 관절경적 변연절제술, 소파관절 성형술, 미세 천공술 등이 시행되었다.

 

관절경적 변연절제술은 국소적인 연골 손상에서는 사용되지 않고, 주로 퇴행성 관절염의 초기에 약물 등 비수술적 방법으로 임상증상이 호전되지 않거나, 환자의 증상이 주로 연골판 파열인 경우 시행될 수 있다. 심한 관절 연골 손상이나 하지 정렬이 5o 이상의 내반이나 외반이 있는 경우는 시행하지 않는 것이 좋다. 관절경적 변연절제술은 일시적인 증상 호전을 얻을 수 있지만 장기간의 증상 호전은 기대할 수 없다. 

 

1. 골수 자극 기법(marrow stimulation technique)

소파관절 성형술, 미세 천공술은 연골하층을 침범하는 방법으로 연골이 결손되어 노출된 골에 출혈을 유발시켜 섬유연골로 덮이게 하였다. 소파관절 성형술은 결손된 연골 부위를 안정된 변연부까지 변연절제술을 시행하면서 노출된 연골하층을 표재성으로 박리하는 것이다. 그러나 수술의 효과가 확실하지 않고, 결과가 예측하기 어렵다. 최근 한 논문에서는 퇴행성 관절염의 환자에서 소파관절 성형술을 시행한 환자의 50%에서 수술 후 평균 3년에 인공관절 치환술이 시행됐다고 보고하였다.

 

다른 저자들은 관절경적 변연절제술만 시행한 환자군과 관절경적 변연절제술 및 소파관절 성형술을 같이 시행한 환자군을 서로 비교했을 때 관절경적 변연절제술만 시행한 군에서 결과가 더 우수했다고 보고하였다. 이에 비해 다른 저자들은 소파관절 성형술이 결과가 좋다고 발표하였다. 소파관절 성형술을 시행한 여러 논문들을 볼 때 환자의 나이, 활동 정도, 하지의 정열, 관절염의 정도, 섬유성 연골의 내구력의 여러 요소들이 비교되지 않았고, 장기 추시 관찰된 바가 없어 이 방법의 효과에 대해 정확히 알 수가 없다. 미세 천공술의 생물학적 개념은 소파관절 성형술과 유사하다. 연골하층을 통과하는 다발성 천공을 해서, 혈관 공급을 초래하여 결국에는 연골이 결손된 부분에 섬유성 연골을 덮이게 하자는 것이다. 미세 천공술의 적응증은 2~3cm2 이내의 작은 연골 손상이 대퇴골의 체중 부하 부위에 있는 경우이고, 50세 이하의 젊은 연령, BMI가 30 이하, 하지 정렬이 정상인 경우이다. 비적응증은 이와 반대되는 경우로, 연골하 골을 침범한 박리성 골연골염이나 3cm2 이상의 큰 연골 손상이 있는 경우이다.

 

이 수술의 장점으로는 수술 방법이 용이하고, 수술 시 필요한 기구도 awl만 있으면 된다는 것이다. 또한 비용이 저렴하면서, 자가 연골 세포이식술을 시행한 환자와 비교를 해도 임상적으로 유사한 좋은 결과를 보인다. 하지만 미세 천공술로 치료된 연골 손상은 조직학적으로 주로 섬유연골로 재생이 되어 내구성이 초자연골에 비해 불량하므로 장기 추시 결과가 단기 추시 결과에 비해 좋지 않다.

 

2. 자가 골연골 이식술

자가 골연골 이식술은 15mm 길이의 골연골을 같은 대퇴골의 활차의 상부에서 채취하여 연골이 결손된 부위에 이식하는 방법이다(Fig. 2). 적응증과 비적응증은 미세 천공술과 유사하나, 자가 골연골 이식술은 연골하 골을 침범한 박리성 골연골염에 사용할 수 있는 장점이 있다. 이 수술 방법의 장점으로는 정상인 연골을 하층의 골과 같이 채취하므로, 연골과 골의 경계인 tidemark가 정상이다.

자가 연골 세포 이식술과 달리 이차 수술이 필요 없이 한번의 수술로 가능하고, 병변이 작은 경우는 관절경적 수술이 가능하다.

 

 

 

또한 공여부가 같은 관절에 있으므로 골연골 이식편을 얻기가 용이하고, 자가 연골 세포 이식술과 달리 조기에 체중을 부하할 수 있는 장점이 있다. 자가 골연골 이식술은 수술비가 자가 연골 세포 이식술에 비해 저렴할 뿐 아니라, 결손된 부분의 약 70~80%가 초자연골로 덮이는 장점이 있으며, 또한 과성장의 부작용도 없다. 이 수술의 단점은 수술 기법에 노하우가 필요하고, 연골이 결손된 부위가 매우 큰 경우는 사용할 수 없다. 연골 손상의 부위가 큰 경우 자가 골연골 이식을 하는 경우 이식편이 여러 개가 필요한데, 이식된 연골편들의 높이가 일치해야 하고 주변 연골과의 조화를 이루어야 한다.

 

여러 개의 이식편들을 삽입하는 경우, 이식편과 이식편 사이에 접촉면이 남고 완전히 초자연골로 덮이지 않는다. 또한 이식편의 채취하는 부위가 sulcus terminalis의 상부의 활차이므로 이식편의 채취 후 대퇴골 활차 부분의 연골하층에 경화가 발생하여 슬개-대퇴관절에 압력이 증가되므로, 이식편의 채취가 환자에게 문제를 발생할 수 있다고 한다.

발표된 논문을 보면 Hangody 등은 44명의 대퇴 연골의 결손 환자를 자가 골연골 이식술로 치료하여 수술 후 1~5년 추후 관찰하였는데, 전체 환자가 우수에서 양호의 결과를 보였고, 10명의 환자에서 2차 관절경술을 시행하여 6명에서 초자연골과 유사한 연골로 덮였다고 보고하였다.

Hangody는 다른 논문에서 다발성 천공술, 연마 성형술, 미세 천공술, 자가 골연골 이식술을 비교하였는데, 5년 후 자가 골연골 이식술의 결과가 가장 우수하였다고 발표하였다. Marcacci 등은 결손된 연골의 범위가 1.5 cm2 이상인 13명의 환자에서 자가 골연골 이식술을 시행하여 발표하였는데, 평균 61개월을 추후 관찰하여, 12명에서 만족할만한 결과를 얻었다고 발표하였다.

 

3. 자가 연골세포 이식술

연골세포 이식술의 수술 방법은 먼저 관절경으로 결손된 병변을 확인하고, 체중이 부하되지 않는 부분에서 연골을 채취하여 실험실로 보내 세포증식을 한다. 2차 수술에는 연골 부분을 변연 절제하여 정리한 후, 경골 근위부 경골의 내측부에서 골막을 채취한다. 채취된 골막을 변연 절제된 결손 부위에 덮고 봉합을 한 다음 섬유풀로 밀봉을 하고 증식된 연골 세포가 들어 있는 용액을 주사한다.

수술의 장점은 연골이 비교적 크게 결손된 부위에 적용할 수 있고, 공여부의 불편함이 거의 없다는 것이다. 이 수술의 단점은 환자 자신의 연골을 채취하기 위한 1차 관절경 수술이 필요하고, 2차 수술 시 슬개골을 탈구시켜 수술 부위를 노출시키는 광범위 수술이 필요하다. 이 수술의 단점으로는 수술 후 약 1년까지도 이식된 연골의 표면이 경도가 상당히 감소되어 있어 수술 후 재활 초기 기간에 체중이 많이 부하되는 것을 금지해야 한다. 2차 관절경 수술 당시 채취한 이식된 연골 표본이 초자연골과 비슷한 연골을 보인다고 보고되어 있다. 수술받은 환자의 43%에서 이식된 연골의 표면이 주변 연골 표면보다 돌출되는 과성장을 보인다고 한다.

 

Lars Peterson은 대퇴골 관절면의 병변이 있는 16명의 환자 중 14명이 수술 2년 후 우수하거나 양호한 결과를 보였고, 2차 관절경술을 시행한 결과 이식된 연골면의 경도가 점차 증가한다고 하였으며, 조직 생검상 구조화되지 않은 연골부터 정상적인 초자연골과 비슷한 연골로 진행된다고 하였고, 2형의 교원 섬유를 보였다고 하였다. 100명의 환자들을 최소 2년 최장 9년을 추시 관찰하여 90%가 호전되었고, 박리성 골연골염 환자의 85%가 이 수술로 호전되었다. Anderson 등은 대퇴골 관절면에 2 cm2 이상인 54명의 환자에서 23명에서는 미세 천공술, 31명에서는 자가 연골세포 이식술을 시행하여 최소 3년 추후 관찰하여 비교하였는데, 미세 천공술을 시행한 환자의 52%에서, 자가 연골세포 이식술을 시행한 환자의 86%에서 증상이 호전되었다고 보고하였다. 자가 연골세포 이식술은 미세 천공술보다는 슬관절의 기능이 높이 향상되고, 스포츠로 복귀가 잘된다고 보고하였다.

 

 

결론  

 

슬관절의 국소적 연골 손상은 치료하기가 어렵다. 치료 방법 중 기존의 방법은 결손된 연골이 섬유 연골로 덮이지만, 최근에 시행되고 있는 자가 골연골 이식술과 자가 연골세포 이식술은 연골이 결손된 부위를 대부분 초자연골로 덮을 수 있는 좋은 치료법으로 생각된다. 이런 방법들을 시행하기 전에 충분하게 환자를 검사하여 동반된 병변이 없는지 특히 하지의 정렬에 이상이 없는지 확인해야 한다.