경거종골 관절 유합술(tibiotalocalcaneal arthrodesis)은 족관절과 거골하 관절의 심한 후족부 병변을 치료하기 위해 사용되며 진행된 거골의 무혈성 괴사, 관절염, 골수염, 신경병성 관절병증, 이전 족관절 유합술 및 족관절 인공관절 치환술 실패 사례의 치료에서 사용될 수 있다.^1,2) 경거종골 관절 유합술은 족관절의 해부학적 및 기능적 다양성으로 여러 종류의 유합술 방법이 알려져 왔지만 아직까지 가장 우수한 고정 방법이 확립되어 있지 않다.²⁾ 또한 술기가 어려우며, 합병증의 발생에 있어서도 이전 보고에 의하면 30%∼80% 정도로 보고되고 있다.²⁾

거골의 골괴사(talar osteonecrosis)가 발생하여 진행하면 거골 체부 및 경부가 무너지면서 족관절 또는 거골하 관절염을 일으킬 수 있으므로 관절 유합술을 고려할 수 있다.³⁾ 그러나 괴사된 거골의 골조직을 제거하면 거골이 위치하였던 부분에 빈 공간이 발생하게 되고 이 공간을 채우지 않고 거종 관절 유합술(tibiocalcaneal arthrodiesis)을 시행하게 되면 하지 부동(1.5∼3.5 cm) 및 변형이 발생할 수 있고 이로 인하여 환자가 불편감을 호소할 수 있다.⁴⁾ 골결손이 큰 환자에서 동종 대퇴골두(femoral head allograft)와 골수강내 금속정을 이용한 경거종골 관절 유합술은 하지 단축을 방지해줄 수 있다고 알려져 있으나 낮은 골 유합률을 보인다고 알려져 있다.^4-7) 최근 해외의 사례에서 동종 거골(fresh-frozen talar allograft)을 이용한 경거종골 유합술이 동종 대퇴골두에 비하여 더 높은 유합률, 적은 합병증을 보인다는 연구가 보고되었다.^3,8)

동종 거골을 이용한 경거종골 유합술에 대한 국내 보고는 현재까지 없다. 본 연구자들은 거골의 골괴사로 인하여 큰 골결손이 발생한 환자에서 동종 거골을 이용한 경거종골 유합술을 시행하였고 이에 대한 증례를 보고하고자 한다. 본 증례 보고는 건양대학교병원 윤리위원회의 심의를 통과하였다(KYUH 2024-04-007).

66세 여자 환자가 약 10년 전부터 특이 외상력 없이 발생한 좌측 족관절의 통증 및 부종을 주소로 내원하였다. 환자는 약 50년 전의 결핵 외의 특이 과거력은 없었다. 환자는 내원 5년 전부터 수년간에 걸쳐 좌측 족관절에 금침을 맞은 이력이 있었으나 음주, 흡연력은 없었고 스테로이드 치료를 받은 적은 없었다. 환자는 내원 1년 전부터 서서히 증상이 악화되었고, 내원 당시 시행한 이학적 검사에서 좌측 족관절의 전반적인 압통 및 경도의 부종이 있었다. 혈액 검사상 백혈구 수 4,000개/mm³, 적혈구 침강 속도 21 mm/hr, C-반응 단백 0.2 mg/dL의 정상 소견을 보였고 초음파를 이용한 족관절의 관절액 검사에서도 특이 소견이 없었으며 균 배양 검사는 음성 결과가 나왔다. 기립 발목 radiograph에서 거골의 침강 및 거골하 관절염 소견을 보였으며 자기공명영상(magnetic resonance imaging)에서 관절 부종을 동반한 좌측 거골 및 종골의 진행된 골파괴 소견이 관찰되어(Fig. 1), 거골의 골괴사 진단 하에 동종 거골을 이용한 경거종골 유합술을 계획하였다.

Figure 1. Preoperative simple ankle radiographs (A, B) and magnetic resonance imaging images (C, D) showing collapse of subtalar joint with bone destruction of talus and calcaneus.

수술 1개월 전 한국공공조직은행(Korea Public Tissue Bank)으로부터 동종 거골을 주문하였다. 이전에 시행한 환자의 병변측 발목의 전산화 단층촬영(computed tomography, CT) 이미지를 사용하여 거골의 길이, 높이, 폭을 계측하였고 이를 토대로 환자 거골의 크기에 맞는 동종 거골을 주문하였다. 수술은 측와위에서 좌측 족관절의 비골 후방부터 족근동으로 이어지는 피부 절개를 시행하여 족관절 상방 5 cm 부위에서 비골 원위부 절제를 시행하였다. 수술 중 육안상 염증 소견은 관찰되지 않았다. 비골 원위부 절제 후 노출된 거골 체부와 경부, 종골의 일부 골괴사 병변을 확인 후 괴사 조직 절제를 시행하였다(Fig. 2). 이후 종골의 후방 관절면과 원위 경골 관절면의 남아 있는 연골을 큐렛과 절골도를 이용하여 연골하 골이 노출될 때까지 절제를 시행하고 다발성 천공술을 시행하였다. 미리 식염수에 담아 해동시켜 둔 동종 거골을 동일한 과정으로 관절면의 연골을 절제하고 다발성 천공술을 시행하였고(Fig. 3), 골결손 부위에 거골의 크기 및 관절 상합성이 잘 맞는지 확인 후 관절에 삽입하였다. 절제되었던 원위 비골 골편과 탈회 골기질(demineralized bone matrix) 이식 제재를 사용하여 경거관절 및 거골하 관절에 골이식을 시행하였다. 이후 족관절의 5도 외반, 5도 외회전을 유지한 상태에서 골수강내 금속정(Stryker T2 nail)을 삽입하였다(Fig. 4).

Figure 2. Intraoperative images showing resection of distal fibula (A), destruction of talas and calcaneus (B), and resected necrotic bone (C).

Figure 3. Intraoperative images showing joint preservation of calcaneus (A, B) and talus (C, D).

Figure 4. Postoperative simple ankle radiographs with anteroposterior (A) and lateral (B) images.

환자는 수술 후 1주째 특이 합병증 없이 퇴원하였고 수술일로부터 6주간 비체중부하 및 단하지 석고고정술을 시행하였다. 수술 중 시행한 연부조직 및 골조직의 세균 배양 검사는 음성으로 결과가 나왔다. 이후 추시 전기간 동안 감염, 임플란트로 인한 불편감 등의 합병증은 발생하지 않았다. 환자 수술 후 2년째 외래 추시에서 수술 전 8점이었던 visual analogue scale score가 1점으로 감소하였고 증상의 호전과 함께 radiograph에서 경거종골 관절의 유합이 확인되었다(Fig. 5). 2년 추시 radiograph에서 수술 직후 radiograph에 비하여 경거종골 관절의 5 mm 높이 소실이 관찰되었으나 환자는 이로 인한 불편감을 따로 호소하지 않았다.

Figure 5. 2-year follow up simple ankle radiographs with anteroposterior (A) and lateral (B) images.

거골의 골괴사는 거골의 붕괴를 일으켜 관절염을 진행시킬 수 있다. 거골의 골괴사로 인하여 발생한 경거골 및 거골하 관절염의 수술적 치료는 그 술기가 어렵고 발목의 여러 상황에 따라 결과가 달라질 수 있으므로 예후를 예측하기가 어렵다.³⁾ 거골의 광범위한 괴사로 거골의 붕괴가 일어나더라도 우선적으로 보존적 치료를 시행해 볼 수 있다.³⁾ 일차적으로 보존적 치료 시 radiograph를 추시하면서 관절의 붕괴 또는 관절염이 진행되는지 확인이 필요하다. 환자가 증상을 호소할 시에는 관절강내 스테로이드 주사 또는 부목, 보조기 착용의 치료가 도움이 될 수 있다. 그러나 이러한 보존적 치료에도 환자가 발목 통증과 변형이 악화되어 일상 생활의 기능이 떨어지게 된다면 수술적 치료를 고려할 수 있다. 거골의 골괴사 초기에 거골의 체부와 원개(dome)가 무너지기 전에는 감암술(core decompression) 또는 혈관 부착 입방골 이식술(vascularized pedicle bone grafting from the cuboid)과 같은 관절 보존 수술을 시도할 수 있다.^3,8) 그러나 거골의 광범위한 붕괴가 진행되어 이차적인 관절염이 발생한다면 관절 희생 수술을 시행해야 한다. 만약에 남아 있는 거골의 상태가 양호하다면 족관절 유합술 또는 인공관절을 시도해볼 수 있으나 많이 붕괴가 진행되어 경거골 관절의 수술만으로는 치료가 어렵다면 경거종골 관절 유합술을 시행해야 한다.

경거종골 관절 유합술은 족관절과 거골하 관절에 영향을 미치는 심한 후족부 병변에 사용될 수 있는데 나사못 고정, 금속판 고정, 역행성 골수강내 금속정 고정이 고정 방법으로 쓰이고 있으며 여러 종류의 유합술 방법이 알려져 왔지만 아직까지 가장 우수한 고정 방법이 확립되어 있지 않다.^1,3) 역행성 골수강내 고정은 상대적으로 작은 절개로 연부조직을 보존하며 부하 전달에 큰 효과를 얻는 방법으로 알려져 있다. 그러나 거골의 광범위한 골괴사가 진행된 경우에는 괴사된 골조직을 제거하고 발생하는 큰 골결손 공간에 대한 치료를 동시에 고민해야 한다. 골결손 공간을 채우지 않고 거종 관절 유합술을 시행하게 되면 골 유합률은 비교적 높지만(86%) 하지 부동(1.5∼3.5 cm) 및 변형이 발생할 수 있고 이로 인하여 환자가 불편감을 호소할 수 있는 단점이 있다.⁴⁾

큰 골결손을 해결하기 위한 동종골 이식술은 기증된 사체에서 채취한 골조직을 이식하는 방법으로 신선 이식물(fresh graft) 혹은 신선 동결 이식물(fresh-frozen graft)의 형태로 사용할 수 있으며 자가 골연골 이식술과 비교하여 공여부의 합병증이 없다는 장점이 있다.²⁾ 현재까지 흔하게 시행되고 있는 동종 대퇴골두를 이용한 경거종골 관절 유합술은 하지 단축을 방지해줄 수 있다고 알려져 있으나 낮은 골 유합률(50%∼66%)을 보인다고 알려져 있다.⁴⁾ 또한 대퇴골두를 골결손 부위의 크기와 모양에 맞게 리머(reamer)로 다듬어야 하는 술기적 어려움과 번거로움이 있고 골소주의 약한 역학적 특성으로 인하여 고정 후 대퇴골두의 붕괴가 진행될 수 있다는 제한점이 있다.^3,4,8) 최근 이러한 제한점을 해결하기 위하여 동종 거골을 이용한 경거종골 유합술이 시도되었고, 해당 술기가 동종 대퇴골두를 이용한 유합술에 비하여 더 높은 유합률, 적은 합병증을 보인다는 연구가 해외에서 보고되었다.^3,8) Vaughn 등⁸⁾은 거골 체부의 골괴사 사례 5예에서 동종 거골을 이용한 경거종골 관절 유합술을 시행하였고 수술 결과 5예 모두 특별한 합병증 및 염증의 소견 없이 골유합을 얻었고 임상적 검사에서도 양호한 결과를 보였다고 보고하였다. DeFontes 등³⁾도 6예에서 동종 거골을 이용한 경거종골 관절 유합술을 시행하였고 모든 예에서 골유합을 확인했으며 심부 감염, 절단 등으로 진행한 사례가 없이 양호한 임상적 결과를 보고하였다. 최근에는 동종골 외에도 3D 프린팅 금속을 이용하여 거골의 골괴사를 성공적으로 치료한 사례도 보고되었다.⁹⁾

본 증례 보고에서는 거골의 광범위 골괴사로 인하여 골결손이 클 것으로 예상되어 수술 전 미리 한국 공공 조직 은행으로부터 동종 거골을 주문하였고, 주문 시 이전 CT로 계측된 거골의 크기보다 조금 더 큰 크기의 동종 거골을 주문하여 종골의 일부 손상된 관절면을 보상하도록 하였다. 동종골임에도 불구하고 환자의 거골과 종골의 관절면과 상합성이 잘 맞아서 수술하기에 용이하였고 거골 이식 및 금속정 고정술 후 외래 추시에서 비교적 우수한 안정성이 관찰되었다. 환자는 외래 추시상 이전의 발목 통증 및 부종이 감소하였고 기존의 업무 및 일상 생활이 가능하였다.

동종 거골을 이용한 경거종골 관절 유합술 시 골 유합률은 아직까지 의견이 분분한데 골 유합률을 높이기 위한 다양한 시도가 필요하며 기존 보고에서 골 유합률을 높이기 위해서는 경골, 종골과 동종골의 접촉면을 최대한 넓히고, 안정한 내고정술을 시행하며, 자가골수 줄기세포 치료(bone marrow aspirate concentrate) 등의 보강 치료를 권고하였다.^3,8) 본 증례에서는 동종 거골과 경골, 종골의 접촉면의 상합성이 잘 맞는 것을 확인하고 관절면의 연골을 절제하고 다발성 천공술을 시행한 후 굵은 금속정을 이용하여 내고정술을 시행하였으며 원위 비골 골편과 demineralized bone matrix으로 골이식을 진행하였다. 또한 재고가 있는 상황에서는 동종 거골의 이식재 준비, 배송을 위해서 1주 정도 소요되기 때문에 최소 1주 전에 한국 공공 조직 은행으로부터 이식재 주문이 필요하다는 점과 가격이 다소 비싸다는 점(현재 일반 가격: 약 57만원)을 유념해야 한다.

본 증례를 통하여 거골의 광범위 골괴사와 같이 발목 유합술 시 큰 골결손이 발생할 수 있는 증례에서 동종 거골을 이용한 경거종골 관절 유합술은 효과적인 치료 방법임을 확인하였다.

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