대한정형외과학회지 : 제 42 권제 5 호 2007 J Korean Orthop Assoc 2007; 42: 623-629 양성골종양의치료에사용된황산칼슘의유용성 정성택ㆍ김명선ㆍ정광철 전남대학교의과대학정형외과학교실 The Usefulness of Calcium Sulfate in Treatment of Benign Bone Tumor Sung Taek Jung, M.D., Myung Sun Kim, M.D., and Kwang Cheul Jeong, M.D. Department of Orthopeadic Surgery, Chonnam National University Medical School, Gwangju, Korea Purpose: This study evaluated the results of the curettage and grafting of calcium sulfate for the treatment of a benign bone tumor to determine its efficacy as a bone graft substitute. Materials and Methods: Thirty six cases of calcium sulfate(osteoset R ) grafting for bone defect after curettage of benign bone tumor were evaluated. There were 2 males and 5 females with a mean age of 23 years (6-64). There were 23, 0 and 3 cases grafted with the Osteoset only, the Osteoset with allografts and the Osteoset with autografts, respectively. The average follow up duration was 9 months (2-49). The process of bone formation was observed and the times for graft absorption and complete bone formation were assessed. In addition, the time of bone formation was compared according to the patients' age, size of lesion, and grafting method, and the development of complications was observed. Results: Complete bone formation was observed in 34 (94.4%) out of 36 cases. The groups of younger patients, smaller size of lesion and grafting of Osteoset R only showed more rapid bone formation. However, there was no statistical significance. There was one case of soft tissue calcification observed. Conclusion: Calcium sulfate is an effective substitute for an autogenous bone graft in the case of the treatment of a benign bone tumor, particularly in the case of an insufficient graft, such as in children and in those with a large bone defect. This method is a safe method that prevents complications in the donor site. Key Words: Benign bone tumor, Calcium sulfate 서론양성골종양의치료시종양의소파술후발생하는골결손부위를재건하는방법중자가골이식은면역반응이없으며골유도작용및골전도작용을모두가지고있어가장이상적인이식물로알려져있다 5). 하지만특히소아의경우그채취량에한계가있으며, 공여부의여러가지합병증들로인해자가골을대체할수있는여러이식물들의사용이증가하고있다 3). 이러한골이식대체물로는신선동결동종골 (fresh-frozen allograft), 냉동건조동종골 (freeze-dried allograft), 탈무기질화골기 통신저자 : 김명선광주광역시동구학동 8 번지전남대학교의과대학정형외과학교실 TEL: 062-227-640 ㆍ FAX: 062-225-7794 E-mail: rhamses@chol.com * 이논문은 2004 년도전남대학교학술연구비지원에의하여연구되었음. 질 (demineralized bone matrix; DBM), 황산칼슘 (calcium sulfate), 수산화인회석 (hydroxyapatite), 제 3 인산칼슘 (tricalcium phosphate; TCP), 골형성단백 (bone morphogenic protein; BMP) 등이사용되어지고있다 4). 이중황산칼슘의사용은 892년 Dreesman 2) 에의해처음보고되었으며, Peltier 0) 에의해동물실험및 20명의환자에대한임상적경험을바탕으로한체계적인연구결과가보고된이래많은연구결과들이보고되고있다. 본연구에서는양성골종양의치료시발생한골결손 Address reprint requests to Myung Sun Kim, M.D. Department of Orthopeadic Surgery, Chonnam National University Hospital, 8, Hak-dong, Dong-gu, Gwangju 50-757, Korea Tel: +82.62-227-640, Fax: +82.62-225-7794 E-mail: rhamses@chol.com 623
624 정성택ㆍ김명선ㆍ정광철 에 대한 골 이식 대체물로 사용하였던 황산 칼슘 이식의 병변의 소파술 후 골 결손부에 대한 자가골 이식양이 충 결과를 분석하고 그 사용의 유용성에 대해 평가하고자 하 분치 못한 경우와 아직 성장이 남아있는 소아로 하였다. 였다. 양성 골 종양의 종류로는 보면 동맥류성 골 낭종이 0예 로 가장 많았으며, 고립성 골 낭종 7예, 섬유성 이형성증 대상 및 방법 6예, 골섬유성 이형성증 4예였으며, 기타 비골화성 섬유 200년부터 2005년까지 양성 골 종양에 대한 수술 중 종양에 대한 소파술 후 발생한 골 결손에 대해 황산 칼슘 을 이식하였으며 술 후 년 이상 추시가 가능하였던 36예 를 대상으로 하였다. 남자가 2예, 여자가 5예였으며, 평균 연령은 23세(6-64세)이었고, 술 후 평균 추시 기간 은 9개월(2-49개월)이었다. 황산 칼슘의 사용 기준은 Table. Diagnosis of the Bone Lesion Diagnosis Aneurysmal bone cyst Simple bone cyst Fibrous dysplasia Osteofibrous dysplasia Nonossifying fibroma Enchondroma Intraosseous lipoma Giant cell tumor Desmoplastic fibroma Chondroblastoma Total Case 0 7 6 4 2 2 2 36 Table 2. Anatomic Location of the Bone Lesion Anatomical location Femur Humerus Calcaneus Pelvis Tibia Scapula Cuneiform Metacarpal bone Phalanx Patella Total Case 0 4 3 3 36 Table 3. Grafting Methods Grafting methods Osteoset only Osteoset+allograft Osteoset +autograft Case 23 0 3 Fig.. Pathologic fracture of the proximal femur associated with fibrous dysplasia in a 64-year-old female. (A) Preoperative plain radiograph shows a fracture of the proximal femur and radiolucent bone lesion at the fracture site. (B) Postoperative plain radiograph taken after plate fixation of the fracture and curettage and grafting of Osteo set mixed with autograft. (C) Plain radiograph taken at 8 months after surgery shows bone union and complete healing of the previous bone lesion.
625 양성 골 종양의 치료에 사용된 황산 칼슘의 유용성 종, 내연골종, 골내 지방종 등 다양하였다(Table ). 발 아보고자 술 전 단순 방사선 사진을 이용하여 측정한 골 생 부위로는 대퇴골이 예, 상완골이 0예로 가장 많았 결손 부피, 환자의 나이 그리고 이식 방법에 따른 골 형성 으며, 종골이 4예, 골반골이 3예, 경골이 3예였으며, 기 시기를 비교하였다. 완전 골 형성의 정의는 골 음영이 증 타 견갑골, 족부 설상골, 중수골, 지골, 슬개골이 각각 가하고 내부에 골 소주가 관찰되는 시기로 정의 하였으 예씩이었다(Table 2). 며, 골 결손 부피는 단순한 비교 연구를 위해 술 전 전후 수술 시 사용하였던 황산 칼슘은 Osteoset (Wright 면 및 측면 단순 방사선 사진 상 최장 너비의 곱으로 근사 Medical Co. Arlington TN, USA)으로 23예의 환자에 서는 Osteoset 만을 이식하였으며, Osteoset 과 동종 골을 함께 사용한 경우가 0예, Osteoset과 자가골 함 께 이식한 경우가 3예였다(Table 3). 추가적인 내 고정술 이 필요하였던 경우는 8예로, 병적 골절을 동반한 경우가 4예이며 나머지 4예는 근위 대퇴골에 병변이 있는 경우로 골절 예방을 위하여 내 고정술을 함께 시행하였다(Fig. ). 수술적 방법은 모든 환자에 있어 골 종양 부위에 피질골 창(cortical window)을 만들어 소파술 시행 후 Osteoset 을 이식하였으며 자가골 채취 정도와 골 결손의 크기에 따라 자가골 및 동종골의 병용 여부를 결정하였으며, 병 적 골절 및 근위 대퇴골에 병변이 있는 경우에 대해서는 골 이식 전에 내 고정을 먼저 시행하였다. 술 후 주기적인 단순 방사선 사진을 평가하여 이식된 Osteoset의 흡수 시기 및 완전 골 형성 시기를 판정하 였으며, 골 형성 시기에 영향을 미치는 인자들에 대해 알 Fig. 2. Method for approximating the bone defect volume. Volume A B C. Fig. 3. Aneurysmal bone cyst of the metacarpal bone in a 3-year-old boy. (A) Preoperative plain radiograph shows an expansile cystic lesion of the fourth metacarpal bone. (B) Postoperative radiograph taken after curettage and grafting of Osteoset. (C) Plain radiograph taken at 4 weeks after surgery shows the complete resorption of Osteoset. (D) Plain radiograph taken at 5 months after surgery shows complete bone healing.
626 정성택ㆍ김명선ㆍ정광철 치를 구하여 사용하였다(Fig. 2). 각 인자들 간의 통계적 형적인 과정을 보였다(Fig. 3). 완전한 골 형성을 보였던 검증은 비모수 검정법인 Mann-Whitney test (SPSS 34예에서 이식물의 흡수 기간은 평균 2.7개월(0.9-4.0 for Windows Release 2.0, Chicago, Illinois)를 이용 개월)이었으며, 완전한 골 형성 까지는 평균 0.4개월 하여 검사하였다. (3.2-4.3개월)이 소요되었다. 골 형성에 영향을 끼치는 인자에 대해 알아보고자 비교 결 과 연구를 시행하였다. 먼저 성장이 아직 남아 있는 6세 이 전체 환자 36예 중 완전한 골 형성을 보이지 않아 이차 하의 군과 성장이 끝난 7세 이상의 군을 대상으로 한 적 수술이 필요하였던 2예를 제외한 34예(94.4%)에서 비교에서 6세 이하의 군에서는 완전 골 형성까지 평균 완전한 골 형성을 보였으며, 완전 골 형성을 보였던 34예 9.3개월, 7세 이상의 군에서는 평균 0.3개월이 소요되 의 경우 이식된 Osteoset 의 완전 흡수가 일어난 후 서 어 나이가 어린 군에서 좀더 골 형성이 빠른 것으로 나타 서히 골 음영이 증가하면서 완전한 골 형성을 보이는 전 났으나 통계학적 의의는 없었다. 다음으로 술 전 측정하 Table 4. Time for Complete Bone Healing Age (years) Defect volume (cc) Graft method 7 30 30 Osteoset only Osteoset+other graft 6 Healing time (months) p-value 9.3 0.3 0.320 9.4 0.4 0.320 9.0.4 0.03 Fig. 4. Simple bone cyst of proximal humerus in a 0-yearold girl. (A) Preoperative plain radiograph shows radiolucent cystic lesion in the proximal humerus. (B) Postoperative radiograph taken after curettage and grafting of Osteoset. (C) At 6 weeks after surgery, calcium sulfate was almost resorbed. (D) Plain radiograph taken at 8 months after surgery show a remnant lesion at a more distal portion. (E) A second operation was performed with curettage of remnant lesions and the grafting of Osteoset. (F) Plain radiograph taken at 6 months after the second operation shows complete bone healing without a remnant lesion.
양성골종양의치료에사용된황산칼슘의유용성 627 였던예상골결손의부피에따른비교에서골결손의부피가 30 cc 이하의군에서는완전골형성까지평균 9.4 개월, 30 cc 이상의군에서는평균 0.4개월이소요되어병변의크기가작은경우좀더골형성이빠른결과를보였으나통계학적의의는보이지않았다. 마지막으로이식물의종류에따른비교에서 Osteoset R 만을이식하였던군에서는완전골형성까지평균 9.0개월, Osteoset R 와다른이식물을함께사용하였던군에서는평균.4 개월이소요되어 Osteoset R 만을사용하였던군에서좀더골형성이빠른것으로나타났으나이역시통계학적의의는보이지않았다 (Table 4). 술후추시상완전골형성을보이지않았던 2예중우측상완골근위부의고립성골낭종에대해소파술후 Osteoset R 이식을시행하였던 예는술후 8개월추시상완전골형성되지않고원위부에병변이잔존하여다시소파술과함께 Osteoset R 이식을시행하였으며, 이차수술후완전골형성을얻을수있었다 (Fig. 4). 합병증으로는근위대퇴골에발생한결합조직형성섬유종 (desmoplastic fibroma) 에대한소파술및 Osteoset R 이식후발생하였던연부조직석회화가 예에서발생하 Fig. 5. Soft tissue calcification after the grafting of calcium sulfate. (A) Plain radiograph taken after month after grafting the Osteoset R shows soft tissue calcification around the lesion. (B) The consolidation of calcification is seen at the 6 months follow up. 였으며, 이는용해된 Osteoset R 가흘러나와발생한것으로생각되며, 술후 6개월추시상경화된석회화가관찰되었으나고관절관절운동에제한이나심한통증등은보이지않아추시관찰중이다 (Fig. 5). 고찰황산칼슘을이용한골결손의치료는 892 년 Dreesman 2) 이처음으로 9예에서골결손치료제로사용하여 67% 의우수한결과를보고한이래 00년이넘는역사를가지고있으나, 990년대에기존의 "Plaster of Paris" 로불리던황산칼슘과는달리소량의미량원소 (trace elements) 가존재하며, 일정한결정구조 (uniform crystalline structure) 를가지는형태의상품 (Osteoset R ) 이개발됨으로서골이식대체물로서의사용에큰발전이있었으며, 이와함께일정하고도좋은결과들이많이보고되고있다. 황산칼슘은골전도 (osteoconduction) 작용, 즉골형성세포들 (osteogenic cells) 과신생혈관들이성장할수있는골격 (scaffold) 을형성함으로서새로운골형성이이루어지는것으로알려져있다. Ricci 등 3) 과 Sidqui 등 5) 은그들의조직학적연구를통하여골모세포가황산칼슘의표면에부착되고파골세포가황산칼슘을흡수함으로서새로운골형성을유도한다고보고하였다. 이식된황산칼슘은초기에는빈공간을점유함으로서 (space filler) 다른연부조직이침투하는것을막고, 서서히흡수되면서새로운골형성이이루어지게되며, 이러한황산칼슘의흡수는새로운골형성과밀접한관련이있어추시방사선사진상황산칼슘의흡수를관찰함으로서새로운골형성을쉽게예측할수있다. 본연구에서는황산칼슘의흡수에평균 2.7개월소요되었으며 4개월이내에전예에서완전한흡수를관찰할수있었으며, 이는한등 7) 이술후 3개월에평균 92% 의흡수율을보였음을보고한것, Kelly 등 8) 이 6개월에 99% 의흡수율을보고한것과비슷한결과를보였다. 이러한과정을통해생성되는신생골에대한여러조직학적연구들이발표되었으며, 황산칼슘이식후생성된신생골과자가골이식후생성된신생골과의질적인차이가없음이밝혀졌다. Turner 등 6) 은그들의동물실험에서골결손부에황산칼슘과자가골을이식한후술후 24주째생성된신생골에대한조직학적검사를시행하여
628 정성택ㆍ김명선ㆍ정광철 두군간에신생골의질적인차이를발견할수없었다고보고하였으며, 비슷한결과로 Peters 등 2) 도그들의동물실험에서골결손부에자가골, 동종골그리고황산칼슘을이식하였으며, 술후 2주째측정한신생골의양적인면에있어이세군간에차이를보이지않았으며, 또한조직학적으로자가골을이식한군과황산칼슘을이식한군에서차이를보이지않았다고보고하였다. 이와같이여러동물실험을통해골결손에대한이식물로서그질적인면에서그리고안전성에있어문제가없음이보고되면서최근에임상적으로황산칼슘의사용이많이증가하였으며이와동시에많은저자들이임상적으로좋은치료성적들을발표하였다. 특히양성골종양의치료에있어좋은치료성적과더불어그유용성들이많이보고되었다. 978년 Peltier 와 Jones ) 에의해 26명의고립성골낭종에대해시행한황산칼슘의이식후 2명의환자에서만재발을보였다고보고하였으며, 200년 Kelly 등 8) 은 46명의양성골종양환자를대상으로 96% 의좋은치료성적을보고하였고, Gitelis 등 6) 도양성골종양환자를대상으로한연구에서 23명의환자중 2명에서 76-00% 의신생골생성을보였다고보고하였다. 최근에들어서도 Gaasbeek 등 4) 과 Dormans 등 ) 에의해좋은치료성적이보고되었으며, 국내에서는 2003년한등 7) 에의해 8명의양성골종양환자를대상으로한연구에서 94% 의좋은치료성적을보였다. 본연구에서도 36명의양성골종양환자를대상으로하여 94.4% 의골형성을보여다른여러저자들의보고와비슷한치료성적을보였다. 본연구에서는황산칼슘에의한신생골형성에영향을미칠수있는인자에대해알아보고자몇가지인자에대한비교연구도함께시행하였다. 지금까지다른여러저자들에의해서도이와비슷한보고들이있었으나그결과에대해선아직까지논란이많은것으로보인다. Kelly 등 8) 은황산칼슘만이식했던군과황산칼슘에다른이식물 ( 탈무기질화골기질, 골수, 자가골, 동종골 ) 을함께이식했던군의비교에서골형성의정도에있어통계학적의의를찾을수없었다고보고하였으며, Gitelis 등 6) 도이론적으로는골유도작용이있는탈무기질화골기질을첨가하는것이골형성에도움이될것으로생각하였으나실제그들의후향적연구에서는골형성에큰차이를보이지않았다고보고하였다. 한등 7) 도다른이식물첨가 여부에통계학적으로유의한차이를보이지않았다고보고하였으며, 동시에병변의종류에따른비교에서도골형성정도에차이를보이지않았다고보고하였다. 또한 Mirzayan 등 9) 은골형성의정도가병변의크기와관련된다고언급하였다. 본연구에서는나이, 병변의크기그리고다른이식물의첨가여부에따른비교연구를시행하였으나통계학적으로유의한결과를보인인자는없었다. 본저자들은합병증으로 예에서병변주위에발생한연부조직석회화를관찰할수있었으며, 이는술후용해된황산칼슘이연부조직으로흘러나와석회화를만든것으로생각되며이러한합병증을예방하지위해서는수술시만들었던피질골창과주위연부조직에대한재건을철저히시행하는것이중요할것으로생각된다. 결론양성골종양의치료에있어황산칼슘의이용은신생골의형성에있어그양적인면이나질적이면에있어자가골과큰차이가없어자가골이식을대체할수있는효과적인치료법으로생각되며, 특히병변의크기가커서자가골이식만으로는그양이충분치않을경우와자가골의채취가어려운소아의경우에특히유용하게사용될수있을것으로생각된다. 또한자가골채취에따른공여부의합병증과기타다른합병증의발생을줄일수있는안전한방법으로사료된다. 참고문헌. Dormans JP, Sankar WN, Moroz L, Erol B: Percutaneous intramedullay decompression, curettage, and grafting with medical-grade calcium sulfate pellets for unicameral bone cysts in children: a new minimally invasive technique. J Pediatr Orthop, 25: 804-8, 2005. 2. Dreesman H: Ueber Knochenplombierung. Biertr Klin Chir, 9: 804-80, 892. 3. Fowler BL, Dall BE, Rowe DE: Complications associated with harvesting autogenous iliac bone graft. Am J Orthop, 24: 895-903, 995. 4. Gaasbeek RD, Rijnberg WJ, van Loon CJ, Meyers H, Feith R: No local recurrence of enchondroma after curettage and plaster filling. Arch Orthop Trauma Surg, 25: 42-45,
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