Acrylic bone cement에 의한 관절 연골 및 결손 수복에 관한 실험적 연구

Abstract

[영문]

[한글]

Acrylic bone cement는 정형외과 영역에서 인공관절의 치환술을 시행함에 있어서 인공

관절을 골수강내에 고정하는 목적으로 널리 이용되어 왔으며 최근에는 병적골절이나 노인

성골절등 특수한 골절에 있어서 내고정의 한 방법으로 사용되고 있다.

Wiltse등(1957)은 cement를 고령환자에서 생기는 장관골 말단의 큰 공동(cavity)의 충

전이나 경골과의 함몰골절에 있어서 사용할 수 있는 가능성을 제시하였다. 과거 골결손

부위를 골이식이 아닌 타 물질로서 대체하려는 시도로서 Edberg(1930)차 Peltier등(1957)

은 만성골수염 환자의 큰 공동에 석고를 충전하여 보았으며 Sturthers (1955)는 polyviny

l spongy로 Smith(1963)는 ceramic plastic으로 골의 대체를 시도하였다.

Persson 및 Wouters(1976)는 거대세포 종양에서 cement를 충전하여 좋은 결과를 보고하

였는데 이러한 cement의 수술적 이용도를 고려해 볼때 경골과의 함몰골절, 만성골수염으

로 인한 공동, 양성골종양에 있어서 종양소파술후 및 외상으로 인한 관절연골 이나 피질

골에 부분적인 결손이 생겼을때나 혹은 퇴행성 관절염등으로 연골하골구에 공동이 생겼을

때에 cement로 충전시키는 방법이 가능하리라고 생각된다. 저자는 관절연골과 장관골에

결손부를 각각 만들어 cement 로 충전한후 그 치유과정에 있어 형태학적 변화를 관찰함으

로써 cement충전술의 임상적 응용의 가능 여부를 추구하기 위하여 본 실험에 착수 하였다

.

실험동물인 2kg 내외의 가토의 대퇴골 내과 관절연골과 대퇴골 간부에 각각 결손을 만

들어 cement로충전하였으며 실험후 1주, 2주, 4주, 및 8주에 각각 육안 및 현미경 소견을

관찰하였다.

관절연골의 실험에서 대조군의 조직학적 소견으로 결손 부위는 혈관이 풍부한 섬유성

결합조직으로 충전되다가 두꺼운 포자연골층을 형성하고 미숙 초자연골조직 또는 섬유조

직으로 피복되었다. 막내화골 및 연골내화골이 일어나 상부의 초자연골을 해면골로 부분

적으로 대치하였으며 실험군에서 cement상면은 조밀한 섬유성 결합조직과 미숙초자연골로

서 덮였으며 측면 및 저면은 해면골로서 덮였다.

대퇴골 간부의 실험에서 대조군의 조직학적 소견은 골결손 부위가 혈관이 풍부한 섬유

성 결합조직으로 메꾸어 지면서 내측가골과 외측가골을 형성하였으며, 실험군에서의 소견

은 cement의 상면은 외측 가골과 내측 가골로서 덮였으며 cement의 측면 및 저면은 내측

가골로서 둘러싸였다.

이상 결과로 보아 관절연골 및 골결손부에 cement를 충전하는 술식이 임상적으로 필수

적인 경우에 선용할수 있을 것으로 사료된다.

Effects of Acrylic Bone Cement on Repair of the Defects within Articular Cartilage

and Bone

Seung Hwi Shim, M.D.

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Prof. In Hee Chung, M.D.)

Acrylic bene cement (polymethyl methacrylate) has been used in the field of

orthopedic surgery in order to bond a total joint-prosthesis to bone. Recently it

is being used as adjunctive internal fixation of pathologic fractures, unstable

comminutcd intertrochanteric fractures and as a filling in surgery of giant cell

tumors of bone. Wiltse et al. (1977) suggested that the bone cement could be used

to fill bone cavities such as a large cyst near the end of a long bone of old

persons and defects in depressed fractures of the tibial condyle. Furthermore, it

may be ppssible in the future to use the bone cement in filling the defects of

cartilages and bones, soch as cystic cavities of chronic osteomyelitis, benign bone

tumors and subchondral bone cysts in degenerative arthritis as well as traumatic

cortical bone defects and partial defects of articualr cartilage.

The purpose of this investigation is:

1) to observe the morphological changes of the adjacent and healing tissues in

cementation,

2) to evaluate the possible use of the cement-filing method in clinical

application.

Forty-eight adult healthy rabbits were used in this experiment. The animals were

divided in 4 group 2 control groups (groups Ⅰ, Ⅱ) and 2 experimental groups

(groups Ⅲ, Ⅳ).

The animals were operated under intravenous anesthesia with secobarbital.

In group Ⅰ (control, cartilage defects) these were made in the articular

cartilage and extended into subchondral bone with a 2.6 mm drill in the

weight-bearing areas of the medial femoral condyles.

In group Ⅱ (control, bone defects), rectangular defects (2.6 x 10 mm) were made

with an ostcotome in cortical bones of the femur.

In group Ⅲ (experimental, cementing in cartilage and subchondral bone), defects

were filled with bone cement.

In group Ⅳ (experimental, cementing bone defects), the defects were filled with

bone cement. The operated animals were sacrificed at an interval of one, two, four,

or eight weeks after operation. Tissue pieces were embedded and cut at five to ten

micra, and each section was stained with hematoxylin and eosin.

The results of the experiment are as follows.

1. In group Ⅰ (control, cartilage defects), the defects were replaced with thick

hyaline cartilage in about eight weeks, and the remodelling process continued.

2. In group Ⅱ (control bone defects), these defects were replaced with external

callus and internal callus, and the remodelling process continued after eight

weeks.

3. In group Ⅲ (experimental, cementing in cartilage and subchondral bone),

cartilage defects with cement were covered with hyalinc cartilage and dense fibrous

connective tissue on the free surface of the cement, but other surface were

surrounded with mature bone tissue.

4. In group Ⅳ (experimental, cementing bone defects), thc defects with cement

were covered with external callus and internal callus on thc free surface of the

cement, but other surfaces of the cement ware encircled with mature bone sleeves.

Thus the cementing method for defects of bone and articular cartilage may be

usable in certain circumstances such as bone defects which can not be replaccd by

bone gafting.