2025 슬관절학회 연수강좌
슬관절치환술 후 마모, 골용해, 무균성 해리의 진단과 치료
슬관절치환술 후 마모 입자의 발생과 골용해의 생물학적 반응을 살펴보고, 감염 감별과 부품의 고정 상태를 바탕으로 추적 관찰, 삽입물 교환, 재치환술을 계획합니다.
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마모, 골용해, 해리의 임상적 관계
슬관절치환술의 장기 추시에서는 폴리에틸렌 마모, 골용해, 무균성 해리를 함께 고려합니다. 마모는 관절면이나 삽입물 후면에서 재료가 손상되고 입자가 발생하는 과정입니다. 골용해는 이러한 입자에 대한 생물학적 반응으로 임플란트 주변 뼈가 소실되는 상태이며, 해리는 부품의 기계적 고정이 유지되지 않는 상태를 의미합니다. 서로 연결되는 과정이지만, 골용해가 관찰된다고 모든 부품이 이미 해리된 것은 아닙니다.
무균성 해리는 마모 입자에 의한 골용해뿐 아니라 초기 고정 실패나 고정면의 미세움직임으로도 발생할 수 있습니다. 따라서 통증이 있는 인공슬관절을 평가할 때에는 증상만으로 실패 기전을 정하지 않고, 부품의 위치와 고정 상태, 골 결손, 불안정성을 함께 확인합니다. 감염도 통증과 삼출, 골 소실을 유발할 수 있으므로 무균성 원인으로 판단하기 전에 감염 가능성을 평가해야 합니다.
폴리에틸렌 마모를 결정하는 재료와 역학
폴리에틸렌에는 반복 하중과 마찰로 긁힘, 함몰, 층간 분리와 영구 변형이 발생할 수 있습니다. 슬관절에서는 구름, 미끄러짐, 회전이 함께 일어나므로 관절면의 접촉 양상과 운동학이 마모 형태에 영향을 줍니다. 접촉면의 형상, 부품 정렬과 연부조직 균형이 적절하지 않으면 하중이 한쪽으로 집중되거나 가장자리 접촉이 발생할 수 있습니다. 시멘트 등 제3의 물질이 관절면 사이에 끼는 경우에도 마모가 증가할 수 있습니다.
재료의 멸균과 가공 과정도 중요합니다. 방사선 조사 후 남는 자유 라디칼은 산화를 유발할 수 있으며, 교차결합과 열처리는 마모 저항성, 산화 안정성, 피로 강도 사이의 균형에 영향을 줍니다. 비타민 E를 이용한 산화 안정화는 이러한 재료 특성을 개선하기 위한 방법입니다. 모듈형 경골 부품에서는 삽입물 후면과 금속 트레이 사이의 미세움직임도 입자를 만들 수 있어 잠금 기전과 트레이 표면을 함께 평가합니다. 재료명이나 고정 방식만으로 개별 임플란트의 장기 우수성을 단정하지 않습니다.
마모 입자와 골용해의 생물학적 경로
마모 입자가 관절강과 임플란트 주변 조직에 축적되면 대식세포가 이를 탐식하면서 염증 반응을 유발합니다. TNF-α와 IL-1β 같은 염증 매개 물질은 파골세포의 형성과 활성을 촉진하고 뼈의 흡수를 증가시킵니다. 입자의 양뿐 아니라 크기와 성질, 이동 경로가 조직 반응에 영향을 줍니다. 심한 마모로 금속끼리 접촉하는 경우에는 금속 입자도 발생하여 임플란트 주변 반응에 관여할 수 있습니다.
골용해가 진행해 부품을 지지하는 뼈가 줄어들면 고정면이 약해지고 미세움직임이 증가합니다. 이러한 움직임은 추가적인 입자 발생과 확산에 관여하면서 골 소실과 기계적 불안정을 악화시킬 수 있습니다. 반대로 골용해가 있어도 부품이 안정적으로 고정된 동안에는 증상이 적을 수 있습니다. 따라서 통증의 유무와 별개로 시간에 따른 골 결손의 진행과 부품 고정 상태를 함께 추적합니다.
감염 감별과 영상 평가
평가에서는 수술 후 경과와 통증의 양상, 반복되는 관절 삼출, 활동 시 불안정성을 확인합니다. 골용해와 해리가 의심되어도 인공관절 주위 감염을 함께 감별해야 합니다. ESR와 CRP 등 혈액검사는 감염 평가에 도움을 주며, 임상적으로 필요하면 관절액의 백혈구 수와 호중구 비율, 배양검사 등을 확인합니다. 한 가지 증상이나 검사 결과만으로 감염과 무균성 해리를 구분하지 않고 전체 임상 소견을 종합합니다.
단순 방사선 영상은 이전 영상과 비교하여 방사선 투과선의 진행, 국소 골용해, 부품의 침하나 위치 변화를 평가합니다. Knee Society 영상 평가 체계는 고정면과 골 결손의 위치를 구역별로 일관되게 기록하는 데 도움이 됩니다. 금속 부품에 가려진 골 결손은 단순 방사선에서 실제보다 작게 보일 수 있으므로, 범위가 불확실하거나 재치환술을 계획할 때에는 금속 인공물을 줄이는 CT를 고려합니다. 필요에 따라 금속 인공물 감소 기법을 적용한 MRI로 골수와 활막 등 주변 조직도 평가합니다.
고정 상태에 따른 치료와 재치환술 계획
치료는 환자의 증상, 골용해의 진행 양상, 부품의 고정 상태를 함께 고려하여 결정합니다. 부품이 안정적으로 고정되어 있고 증상이 없는 경우에는 연속적인 방사선 추적 관찰로 골 결손의 변화를 확인할 수 있습니다. 부품이 잘 고정되어 있으면서 마모가 주된 문제인 일부 환자에서는 병변 소파술과 골이식, 폴리에틸렌 삽입물 교환을 고려합니다. 이러한 선택은 삽입물 교환 후에도 기존 부품의 고정과 관절 안정성을 유지할 수 있는지 평가한 뒤 결정합니다.
명확한 부품 해리나 광범위한 골 결손이 있으면 재치환술을 계획합니다. 수술 중 확인하는 골 결손이 영상에서 예상한 범위보다 클 수 있으므로, 기존 부품을 제거한 뒤 확보할 수 있는 뼈와 필요한 구조적 지지를 미리 검토합니다. 결손의 위치와 크기에 따라 골이식, 금속 보강물과 콘, 줄기형 부품 등을 준비하고 인대 상태에 맞는 안정성을 확보합니다. 골용해의 생물학적 경로를 표적으로 하는 약물 연구는 진행 중이지만, 진행성 마모와 기계적 실패를 해결하는 수술의 대체 치료로 간주하지 않습니다.