골관절염은 관절연골 침식의 진행을 특징적으로 보이는 질환으로 관절운동 중에 통증을 증가시키고 기계적 스트레스를 견디는 능력을 감소시켜 결과적으로 관절의 가동성과 기능을 저하시킨다. 외상 또는 퇴행성으로 인한 관절연골의 손상이 일반적 관절염의 주요 원인으로 생각되며 이러한 관절연골 손상의 재생에 관한 수많은 연구와 시도들이 현재까지 진행되어 오고 있다. 현재까지 연골 손상의 경우 미세골절술과 자가연골세포 이식술이 일반적인 수술적 치료방법으로 제시되어 왔으나 비교적 양호한 임상 결과에도 불구하고 정상 유리연골의 생성이 미흡하여 시간이 경과하면서 결과가 악화되는 등 단점이 있다. 이를 보완하기 위하여 줄기세포 기반 치료법이 개발되었다. 이 종설에서는 현재 사용되는 다양한 연골 재생 방법들의 장단점 및 결과에 대해 요약하고 특히 중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cells) 기반 연골 재생 치료법을 논하고 나아가 이상적인 미래 연골 재생 치료법에 대해서도 고민해보고자 한다.
광범위한 반월상 연골 손상에 대한 최근의 치료는 수많은 연구와 임상적 접근을 통해 정상적인 반월상 연골의 기능을 회복하기에 이르렀다. 냉동 보관된 반월상 연골의 동종이식은 연골의 정상적인 회복을 위한 유용한 방법중 하나이다. 저자들의 첫 4례의 동종연골이식은 관절경의 도움으로 시행하였고, 이후 22 예에서는 최소한의 관절 절개를 이용하였다. 또한 모든 동종 연골 이식에서 반월상 연골의 안정성과 회복을 위해 반월상 연골에 골교를 부착하여 고정하였다. 전방 십자 인대 재건술은 반월상 연골 동종이식술시 동시에 시행하였다. 내측 반월상 연골은 일명 Key-hole technique을 사용하여 골터널에 의한 관절 연골의 침습을 최소화하려 하였다. 우선 반월상 연골의 골교를 원통형으로 만들고 수혜자의 슬관절의 전방 십자 인대의 내측연을 따라 골 터널을 만들어 반월상 연골의 골교를 press-fit하도록 한다. 삽입된 반월상 연골은 일반적인 반월상 연골 봉합술로 관절경을 이용하여 봉합한다. 외측 반월상 연골은 내측 반월상 연골과는 달리 반월상 연골의 골교를 반원통 모앙으로 만들고 수혜자의 슬관절의 전방 십자 인대의 외측연을 따라 반원통 모양의 골 요지를 만든다. 반월상 연골을 골 요지에 얻고 인도 봉합사를 경골의 전면으로 뽑아내 이를 묶음으로써 고정을 한다. 삽입된 반월상 연골은 내측 반월상 연골이식술과 같은 방법으로 봉합한다. 저자들은 이와 같은 방법으로 관절 연골의 침습을 최소화하고 비교적 정확한 위치에 반월상 연골을 이식할 수 있었다.
류마티스관절염(rheumatoid arthritis)과 골관절염(osteoarthritis) 같은 관절질환은 연골세포(chondrocytes) 감소와 관절연골(articular cartilage)의 분해를 수반한다. 최근, 연골세포의 활성과 연골 항상성(cartilage homeostasis)에 염증성 ROS (reactive oxygen species) burst 및 나이와 관련된 산화적 스트레스(oxidative stress)의 증가와 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 관절연골로부터 분리한 연골세포의 노화 과정과 나이대별 관절연골에서 항산화 인자들(antioxidants)의 변화를 조사함으로써, 연골세포와 관절연골의 노화 과정 동안 산화적 스트레스로부터 조직을 보호하는 항산화 인자들의 역할을 규명하는데 목적이 있다. 쥐의 관절연골로부터 분리한 연골세포의 연속 계대배양을 통한 노화 과정에서 산화적 스트레스가 증가함을 관찰하였다. 그리고, 노화 유도한 연골세포는 세포내 총 glutathione (GSSG/GSH) 양과 항산화 효소 superoxide dismutase (SOD)와 heme oxygenase-1 (HO-1)의 발현이 증가하였다. 다음으로, 나이대별 쥐로부터 분리한 관절연골에서 항산화 인자의 발현을 분석하였다. 항산화 인자 glutathione의 양은 40주령에서 발현이 가장 높게 관찰되었으며 72주령에 다소 감소하였고, SOD와 HO-1의 발현은 나이대별로 현저히 증가되는 경향을 보였다. 이를 종합해 볼 때, 세포내 항산화 인자들은 과도한 양의 ROS에 반응하여 연골세포의 노화와 나이와 관련된 관절연골의 퇴화 과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 보인다.
골관절염은 관절연골의 퇴행성 변화로 연골기질의 분해로 인하여 연골 강도와 cushion으로서의 능력이 감소되는 질환이다. 골관절염의 대부분 약물치료는 통증과 염증을 감소시키는 목적으로 사용되며, 근본적인 치료효과를 주는 약물은 현재까지 개발되어 있지 않다. 영양약학 제품에 대한 질병의 예방적, 치료 보조적 차원에서 인체에 대한 기초적인 생리활성의 중요성을 인식하게 됨으로써 그 역할이 중요하게 인식되고 있다. 특히, 골관절염 치료에 쓰이는 glucosamine은 proteoglycan (PG)와 glucosaminoglycans(GAGs)의 합성의 전구물질로서 연골세포 생성을 자극하며, 통증, 염증의 경감 및 진행과정을 억제시키고, 관절기능 회복을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 그러나 glucosamine이 어떤 기전에 의해 관절연골세포에 직접적인 영향을 주는지 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 glucosamine sulfate가 연골세포에 미치는 영향을 규명하고자 하였다.
연구목적: 본 연구는 흰쥐를 대상으로 정강뼈의 관절연골에 적용한 맥동전자장과 맥동초음파가 HSP70(Heat shock protein 70)의 발현을 통한 연골 형성에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 연구방법: 36마리의 200~250g의 Sprague-Dawley 흰쥐를 대조군, 맥동전자장 적용군, 맥동초음파 적용군으로 각 집단별로 12마리씩 무작위 배정하여 실험을 진행하였다. 맥동전자장은 27.12 MHz의 주파수, 5가우스의 강도, 450 W의 출력으로 10분간 적용하였고, 맥동초음파는 20%의 맥동비, 1MHz의 주파수, $1.5W/cm^2$의 강도로 10분간 적용하였다. 연구결과: 맥동전자장 적용군과 맥동초음파 적용군의 관절연골 조직에서 유의한 수준의 HSP70 발현량을 나타냈다. 또한 맥동전자장 적용군과 맥동초음파 적용군에서는 Akt, Erk1, CREB의 높은 활성도를 나타내었고, 맥동초음파 적용군에 비해서 맥동전자장 적용군의 더 높은 수준의 활성도를 보였다. 결론: 맥동전자장과 맥동초음파는 HSP70의 과발현을 유발하고, 이를 통해 연골형성을 증가시키는 것으로 나타나, 향후 관절연골의 손상에 대한 임상적 적용을 위한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.
원판형 연골은 주로 슬관절의 외측에 나타나며 내측 원판형 연골은 드문 것으로 알려져 있다. 1941년 Cave와 Staples가 처음으로 내측 원판형 연골을 보고한 이후 드물게 보고하고 있다. 저자들은 슬관절 동통을 주소로 내원한 8세 남아 환자에서 자기 공명 영상 및 관절경을 이용하여 내측 원판형 연골을 진단하였고 관절경하 연골판 부분 절제술을 시행하였다. 양측성 여부를 확인하기 위해 반대편 연골에 대한 관절경 검사를 시행하였으나 정상이었다. 저자들은 드물게 발생하는 내측 원판형 연골 환자를 문헌 고찰과 함께 보고하고자 한다.
최근에 스포츠 손상이 증가하고 관절경을 이용한 치료가 발전하면서 조기에 더 적극적인 치료를 하는 추세이다. 또한 방사선 소견에 비하여 관절경하에서는 연골이 불안정하거나 분리되어 있는 경우도 있으므로 기존의 수술 적응증보다는 좀 더 광범위하게 관절경 검사 및 수술적 치료가 요구된다고 생각한다. 치료 방법을 하면 $1.5cm^2$ 이하의 병변을 가진 50세 이하의 환자는 관절경을 이용하여 변연 절제술, 연골하 천공, 연마, 미세 골절술, 소파술 등의 방법으로 치료할 수 있다. 같은 방법으로 50세 이상의 $3cm^2$ 이하의 병변을 가진 환자 중 mosaicplasty와 자가 연골 세포 이식술을 적용할 수 없는 환자에서 시도해볼 수 있다. $1.5\sim3cm^2$의 병변을 가진 50세 이하의 환자, 그전의 관절경적 치료로 실패한 경우에는 자가골 연골 이식 또는 자가 연골 세포 이식술을 이용하여 치료해야 한다. $3cm^2$ 이상의 병변을 가진 50세 이하의 환자는 자가 연골 세포 이식술이나 동종 골 연골 이식을 이용하여 치료하며, 50세 이상의 환자는 관절 고정술이나 족근 관절 인공치환술을 고려하는 것이 바람직하다.
동종 반월상 연골 이식술은 불가피하게 반월상 연골이 소실된 환자에서 증상을 호전을 위한 매우 효과적인 치료이다. 관절연골의 보호 효과 등 장기적인 결과에 대해서는 아직까지는 많은 연구가 필요한 상태이지만, 이러한 환자에서 반월상 연골의 기능을 회복시키기 대안이 많아 점차 널리 시행되는 추세이다. 이식된 반월상 연골이 제 기능을 하기 위해서는 적절한 수술방법을 통하여 반월상 연골 이식물을 정확한 위치에 이식을 하는 것은 필수적일 것이다. 여러 저자들 마다 서로 다른 다양한 반월상 연골 이식술의 방법들을 사용하고 있지만, 어떤 방법을 선택하던지 간에 이식된 반월상 연골의 전각 및 후각을 해부학적인 위치에 견고하게 고정을 하는 것이 매우 중요하다. 술자의 선호도에 따라 다양한 방법중의 하나를 선택을 할 수 있지만, 어떤 방법이든 수술 술기상의 어려움이 있으므로, 철저한 준비와 노력이 필요할 것이다. 본 종설에서는 반월상 연골 이식술 중 개방적 방법에 대한 간단한 소개와 함께 저자들이 사용하는 관절경을 이용한 수술방법을 정리하였다.
관절연골은 우리의 일상생활중 또는 스포츠나 여가활동과 같이 다양한 활동중에 발생되는 역학적 부하를 조절하는 기능적 구성요소이다. 관절연골의 구성과 생화학적 구조 및 물리학적 특성간 사이의 상호작용은 적은 마찰과, 마모에 저항하는 성실, 충격의 흡수와 분산에 중요한 역할을 한다. 그러나 이 관절연골의 퇴행성 변화가 발생하게 되면 관절연골 자체의 기능장해 뿐만 아니라 관절의 다른 구성요소에도 손상을 축적시키게 되어 종국에는 관절 전체 구성요소의 장애와 기능적 수준의 감소로 이끌어간다. 관절연골의 퇴행을 일으키는 원인으로는 외상, 퇴행성질환, 류마티스질환 신경근질환, 관절구축등 여러 가지 질병으로 인하여 발생될 수 있다. 그러나 이러한 질병을 중재하고 치료하기 위하여 역학적 부하나 관절가동을 제한하는 고정도 연골의 생합성기능에 영향을 미쳐 연골의 퇴행성 변화를 촉진하게 된다. 건강한 기능을 수행하기 위해서는 적절한 관절부하와 관절운동을 통한 역학적 자극이 제공되어야 하며 물리치료영역에서 접하는 고정환자에 대한 적절한 역학적 자극 제공 방안이 마련되어야 할 것이다.
목적 : 내측 반월상 연골의 양동이형 파열에 대한 기존의 보편적인 치료법인 전방 도달법을 이용한 관절경적 부분 절제술에 비해 보다 우수한 후내측 도달법을 이용한 관절경적 부분 절세술을 소개하고자 한다. 방법 : 슬관절의 관절경적 기본 검사 후 파열된 반월상 연골의 정복을 시행한 수, 관절경을 후내측 구획에 위치시킨 후, 관절경적 시야 하에서 후내측 도달법을 개설하여 관절경을 삽입하여 이 구역을 재관찰하며, 관절경적 부분 절제술을 시행한다. 결론 : 내측 반월상 연골의 양동이형 파열에 대한 기존의 전방 도달법을 이용한 관절경적 부분 절제술은 내측 반월상 연골의 후각 부착 부위에 대한 시야확보가 부족하여 정확한 부분 절제술이 될 수 없고, 후각부에 동반된 다른 유형의 파열이나 내측 대퇴 내과 후면의 관절 손상 등을 관찰할 수 없고, 술 중 후방 십자인대에 손상을 줄 수가 있으며, 내측 대퇴골과의 체중부하 부위에 인위적인 관절 연골 손상을 줄 수가 있다. 후내측 도달법을 이용한 내측 반월상 연골의 양동이형 파열에 대한 관절경적 부분 절제술은 우수한 방법이라 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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