골수강내정술의 역사를 알고 계십니까?

골수강내 손톱의 출현은 장골 골절의 치료에 혁명을 일으켰습니다. 이 기술은 수세기 동안 존재해 왔지만 20세기 후반이 되어서야 현재의 상태에 이르렀습니다.

20세기 전반에 많은 학자들에 의해 이 기술이 회의론과 반박을 받았기 때문에 성공으로 가는 길은 항상 쉬운 것은 아니었습니다. 오늘날 야금학, 수술 기술 및 투시 기술의 혁신을 통해 골수강 내 고정술은 장골 골절 치료의 표준이 되었습니다.

인간의 생체역학적 지식의 발전으로 이러한 현대적인 디자인의 창조가 가능해졌습니다. 현대의 골수강내 고정술은 낮은 감염률, 최소한의 흉터, 우수한 골절 안정성, 즉각적인 환자 이동성을 특징으로 합니다.

이 기사에서 수행된 역사적 검토는 골수강내 손발톱의 진화를 요약하고, 중요한 이정표를 강조하며, 골수강내 손발톱의 첫 번째 사용 및 후속 진화의 시대적 분위기를 제시하고, 현대 정형외과 및 외상학에서 골수강내 손발톱의 위치를 ​​소개하는 것을 목표로 합니다(예: 그림 1).

골수강 손톱의 탄생

고대 이집트인들은 처음으로 못과 유사한 골수내 장치를 사용했습니다. 복잡한 외과적 골절 치료는 수년 전에는 존재하지 않았을 것입니다.

그러나 확실한 것은 고대 이집트인들은 사후 세계에서 몸이 부활한다는 믿음에서 비롯된 뛰어난 방부 처리 기술을 가지고 있었다는 것입니다.

투탕카멘의 무덤에서 발견된 Usermontu라는 미라의 경우가 그러하며, 무릎 관절을 안정시키기 위해 대퇴골과 경골 사이에 나사산 못을 삽입했습니다(그림 2 참조).

고고학자들은 석관 내부의 미라가 Usermontu 자신이 아니라 기원전 600년에 고대 무덤 도굴꾼으로 대체된 다른 사람이었다고 추측합니다.

2000년 후, 에르난도 코르테스 탐험대의 인류학자 베르나르디노 데 사하군(Bernardino de Sahagun)은 멕시코에서 살아있는 환자에게 골수강내 못 박기를 처음으로 사용했다고 보고했습니다.

1524년에 그는 아즈텍 뼈 외과 의사('Tezalo'라고 함)가 흑요석 칼을 사용하여 절골술을 수행한 다음 수지 막대를 골수강에 삽입하여 골절을 안정시키는 것을 목격했습니다. 적절한 수술 기술과 방부제가 부족하여 이러한 수술은 합병증과 사망률이 높았습니다.

1800년대: 첫 번째 단계

1800년대 중반쯤에 최초의 의학 저널에 골수강 내 못 박기에 대해 보고했습니다. Diefenbach, Langenbeck, Bardenheuer 및 기타 독일어를 사용하는 외과 의사들은 뼈의 불연속성을 치료하기 위해 긴 뼈의 골수에 상아 못을 사용한 것으로 보고되었습니다.

한편, 연구자이자 열정적인 군의관인 시카고의 니콜라스 센(Nicholas Senn)은 골수강내 고정에 대한 실험을 수행했습니다. 그는 골절 후 '가관절증'을 치료하기 위해 소 뼈로 만든 속이 빈 천공 부목을 수질에 삽입했습니다.

1886년 스위스의 Heinrich Bircher는 외과 회의에서 복합 골절의 급성 치료를 위해 상아색 손톱을 수질에 삽입하는 방법을 설명했습니다(그림 3).

몇 년 후 독일의 테미스토클레스 글루크(Themistocles Gluck)는 손톱 끝에 구멍이 있는 최초의 상아 골수강내 손톱을 만들어 연동 개념을 처음으로 도입했습니다.

같은 기간 동안 노르웨이의 Julius Nicolaysen은 근위 대퇴골 골절의 골수강 고정의 생체역학적 원리에 대해 처음으로 글을 썼습니다. 그는 더 큰 생체역학적 이점을 얻고 거의 전체 뼈를 보호하기 위해 골수강 내 손톱의 길이를 늘릴 필요성을 강조했습니다.

그는 또한 정적 잠금을 설계하기 위해 근위 및 원위 손톱/뼈 연동 개념을 최초로 제안한 사람이기도 합니다. 그는 일부 학자들에 의해 골수강 못 박기의 아버지로 간주됩니다.

1800년대 중반까지 비엔나의 Ignaz Philipp Semmelweis와 글래스고의 JosephLister와 같은 선구자들은 외과적 불임 수술의 기초를 놓았습니다. 이는 무균 조건에서 새로운 수술 기법을 개발할 수 있다는 점에서 획기적인 성과였습니다.

1900년대: 진화

1912년 영국의 외과의사 어니스트 헤이 그로브스(Ernest Hay Groves)는 골수강내 손발톱으로 단단한 금속 막대를 사용한 최초의 외과의였으며 역행 골수강내 손발톱 접근법의 선구자였습니다.

그는 제1차 세계대전 중에 사지 절단을 꺼리는 감염된 가관절증 환자를 치료하면서 경험을 쌓았습니다. 그는 최소한의 외상을 통해 골유합을 가능하게 하는 최초의 골수강 내 고정 기술을 설명했을 뿐만 아니라 골절을 고정하기 위해 골수강 내 고정 및 작은 고정을 사용하는 데에도 능숙했습니다.

그는 알루미늄, 마그네슘, 강철로 만든 임플란트를 실험했으며 골절 치료에 있어 생체역학의 중요성을 인식했습니다. 그럼에도 불구하고 어니스트 헤이 그로브스(Ernest Hay Groves)의 기술은 감염률이 높아 동시대 사람들에게 인기가 없었습니다.

1931년 미국의 정형외과 의사인 스미스 피터슨(Smith-Petersen)은 관절낭 대퇴 경부 골절 치료를 위해 3개의 날개를 가진 스테인레스 스틸 나사를 도입했습니다. 그는 장골능의 앞쪽 1/3을 절개하고 넓은 근막 텐서의 앞쪽 가장자리를 따라 수술 영역에 들어간 다음 골절 위치를 변경하고 임팩터를 사용하여 스테인레스 스틸 나사를 대퇴골두에 삽입하는 개방형 접근 방식을 설계했습니다(그림 4).

Smith-Petersen 임상시험의 성공으로 인해 많은 외과 의사들이 골절 치료를 위해 금속 임플란트를 실험하기 시작했습니다. 스벤 요한슨(Sven Johansson)은 1932년에 속이 빈 골수강 못을 발명했습니다. 그의 독창적인 혁신은 골수강내 손톱의 방사선학적 유도를 제어하여 삽입할 수 있는 커핑 바늘을 사용했습니다. 그가 적용한 핵심 기술 구성 요소는 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다.

한 단계 더 나아가, Rush와 그의 형제는 1937년에 탄성 골수강 내 손톱의 개념을 도입했습니다.

그들은 탄성이 있고 미리 구부러진 스테인레스강 골수강 못을 사용했으며 골절 주위의 축 변위 경향에 대응하기 위해 골수강 3점 고정 구조를 만들려고 시도했습니다.

그들의 개념에 따르면 손상되지 않은 연조직 부위는 미리 구부러진 탄성 손톱에 의해 생성된 장력에 저항하는 장력 밴드 역할을 합니다. 이들의 구조는 초기에 탄성 변형에서 소성 변형으로 변하는 스테인레스 강의 탄성 특성으로 인해 제한되었습니다. 후자는 2차 변위 및 기형 치유로 이어질 수 있습니다.

또한, 골수강내 손톱은 입구에서 빠져나오거나 해면골 구조를 관통하거나 심지어 관절 내에서 천공되는 경향이 있습니다. 그럼에도 불구하고 비엔나 학자 Ender는 골절 고정에 대한 Ender 학파의 기초로 이 기술을 계속 사용했으며 오늘날에도 소아 골절의 유연한 고정에 여전히 사용됩니다.

골수 손톱

1939년, 노벨상 후보인 독일의 외과의사 게르하르트 쿤트셔(Gerhard Küntscher)는 대퇴골 줄기 골절 치료를 위해 스테인리스강 골수강내 못을 개발했습니다.

Küntscher와 다른 사람들은 대퇴골 경부 골절을 치료하는 데 사용되는 Smith-Petersen 스테인리스강 나사에서 영감을 얻었으며 동일한 원리가 줄기 골절에도 적용될 수 있다고 믿었습니다. 그들이 개발한 골수강내 손톱은 초기에 단면이 V자 모양이었고 직경이 7-10mm였습니다.

사체 및 동물 연구를 마친 후 그는 1940년 베를린에서 열린 외과 회의에서 골수강내 손발톱과 수술적 접근법을 발표했습니다. 처음에는 그의 혁신이 독일 동료들에 의해 조롱받았지만 그의 방법은 제2차 세계 대전 이후 인기를 얻었습니다.

의학의 아버지로 불리는 고대 그리스 의사 히포크라테스(BC 460~370)는 “수술을 하고 싶은 사람은 전쟁에 나가야 한다”고 말했다. Küntscher의 경우도 마찬가지였습니다.

나치 시대에 Küntscher는 핀란드 전선의 한 병원에 주둔했습니다. 그곳에서 그는 그 지역의 환자와 전쟁 포로를 수술할 수 있었습니다. 그는 각각 폐쇄형 수술 접근법과 개방형 수술 접근법을 사용하여 골수 고정 개념을 도입했습니다.

폐쇄 접근 방식에서 그는 대전자를 통해 골수강내 정을 순행 방향으로 통과시키고 이를 슬링으로 작동하는 견인 테이블 위에 놓았습니다. 골절 위치를 재설정하고 두부 형광투시법을 사용하여 손톱을 두 평면에 삽입합니다. 개방형 접근법에서는 골절선 근처의 절개를 통해 골수내 정을 골절을 통해 수질 안으로 삽입합니다. Küntscher는 골수강 내 정을 사용하여 대퇴골 줄기 골절은 물론 경골 및 상완골 골절을 치료합니다.

Küntscher의 기술은 연합군 포로가 송환된 후에야 국제적인 인정을 받았습니다.

이러한 방식으로 미국과 영국의 외과 의사들은 Küntscher가 개발한 골수강 내 손톱에 익숙해졌고 골절 치료 방식이 필요한 이 시대에 그 확실한 장점을 인식했습니다.

짧은 시간 내에 전 세계적으로 점점 더 많은 외과의사가 그의 방법을 채택하기 시작했으며 Küntscher의 골수강내 손톱은 환자의 회복 시간을 거의 1년 단축하여 골절 치료에 혁명을 일으켰습니다. 몇 달 동안 깁스로 고정되어야 했던 환자들이 이제 며칠 만에 움직일 수 있게 되었습니다.

현재까지 독일 외과의사는 골수강내 손톱의 주요 개발자로 간주되며 외상 수술의 역사에서 중추적인 위치를 차지하고 있습니다.

골수내 손톱 확장

1942년에 Fisher et al. 먼저 골수강 내 손톱과 뼈 사이의 접촉 면적을 늘리고 골절 고정의 안정성을 향상시키기 위해 골수 확장 연삭 드릴의 사용을 설명했습니다.

그럼에도 불구하고 Küntscher는 오늘날에도 여전히 사용되는 유연한 유도 리밍 드릴을 도입했으며 뼈 줄기의 골수 강 전체 길이에 걸쳐 리밍을 지원하여 더 큰 직경의 골수강 내 손톱 삽입을 용이하게 했습니다.

초기에 골수강 확공술은 골절의 안정적인 고정과 신속한 환자 움직임을 위해 골수강강 강강과의 뼈 접촉 면적을 크게 늘리도록 설계되었습니다.

Smith 등이 설명한 대로, 수질이 1mm 확장될 때마다 접촉 면적이 38% 증가합니다. 이를 통해 더 크고 단단한 골수강 내 손톱을 사용할 수 있어 골절 고정 구조의 전반적인 안정성이 향상됩니다.

그러나 유연한 골수강내 리밍 드릴을 갖춘 Küntscher 골수강강정이 절골술을 위한 내부 고정 장치로 적합한 선택이 되었음에도 불구하고 학계에서는 1960년대 후반 새로 개발된 Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen(AO) 플레이트를 선호하여 이 장치에 대한 선호를 잃었습니다.

1960년대: 암흑시대

1960년대에 골수강 못 박는 것이 갑자기 철판과 나사 골절 고정을 위해 단계적으로 폐지되었습니다.

Küntscher의 방법은 원활하게 작동했지만 수술 후 결과가 좋지 않아 전 세계 외과 의사들이 이를 거부했습니다.

또한 일부 외과의사는 방사선과 관련된 부작용에 혐오감을 느꼈기 때문에 두부 형광투시와 같은 방사선 기술을 포기하기 시작했습니다. 금속판 내부 고정 시스템 사용에 대한 일반적인 국제적 합의에도 불구하고 골수강 못 박기의 개발은 여기서 끝나지 않았습니다.

독일의 의사인 Küntscher는 맞물림의 장점을 인식하고 클로버잎 모양의 맞물림 골수강내 손톱을 개발했으며, 이를 '억류 손톱'이라고 명명했습니다. 그 시대의 골수강 내 손톱 디자인의 아킬레스건은 매우 분쇄된 골절이나 큰 각도로 변위된 골절을 안정화할 수 없다는 점이었습니다. 이 문제에 대한 해결책은 잠금 나사를 사용하는 것이었습니다.

이 문제에 대한 해결책은 잠금 나사를 사용하여 골수강내 손톱을 고정시키는 것이었습니다.

이러한 방식으로 임플란트는 사지 단축을 방지하면서 굽힘 및 비틀림 힘에 더 잘 저항할 수 있습니다. Küntscher, Klaus Klemm 및 Wolf-Dieter Schellmann의 아이디어 조합을 사용하여 골수강내 손톱은 삽입된 나사에 고정된 골수강내 손톱의 근위 및 원위 나사 구멍을 미리 뚫어 더 큰 안정성을 제공하도록 개발되었습니다.

향후 몇 년 동안 투시 영상 선명도가 향상되면서 골절 폐쇄 및 정복 기술을 다시 선택할 수 있게 되었습니다.

1970년대와 1980년대: 부흥

1970년대 독일 외과의사 Küntscher의 골수강내 못 박기 개념에 대한 관심이 뜨거웠습니다.

유연한 리밍과 인터로킹 개념의 교차점과 투시 기술의 향상된 명확성을 갖춘 폐쇄형 정복 골수강내 손발톱 고정술은 연조직 손상 최소화, 우수한 안정성 및 즉각적인 환자 이동성을 특징으로 하는 이 우수한 수술 기술의 발전과 보급을 주도했습니다.

당시 학계는 2세대 골수강내 못 박기의 개발을 주도한 일련의 혁신에 휩싸였습니다.

1976년 Grosse와 Kempf는 골수강내 손발톱의 탄성 계수 문제를 해결하기 위해 부분적으로 홈이 있는 골수강내 손발톱을 만들었습니다. 골수강내정은 근위부에는 홈이 파여있지 않고 근위나사를 위한 못구멍을 갖고 이를 45도 각도로 삽입하여 골수강내정 내부고정구조의 안정성 강도를 높였다.

몇 년 후, AO는 유사한 골수강 손톱 개발 추세에 동참했습니다(그림 5).

1984년 Weinquist et al. 더 큰 잠금 나사 구멍을 적용하고 정적 잠금 나사를 제거한 후 잠금 나사 구멍을 보다 현대적인 디자인의 타원형 못 구멍으로 수정하여 골절 끝 치유를 향상시키는 동적 접근 방식을 제안했습니다.

동적 접근법의 목적은 골절 치유를 촉진하고 늦은 활동으로 인한 뼈 불유합을 방지하는 것입니다.

현재, 골수강 못 박기 역학은 독립형 기술로서의 옹호자를 잃었으며 현재는 치유되지 않는 골절 치료에서 내부 고정 시스템을 완전히 교체하는 것보다 더 비용 효율적인 솔루션으로만 사용되고 있습니다.

생체 역학 연구에서 Gimeno et al. 골수강내 손톱의 슬롯이 없는 부분과 슬롯이 있는 부분 사이의 전이 영역이 응력 집중과 내부 고정 임플란트의 수술 실패를 초래한다고 보고했습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 Russel과 Taylor et al. 1986년에 슬롯이 없고 확장되지 않은 최초의 골수강내 손톱을 디자인하여 만족스러운 결과를 얻었습니다.

이 기간 동안 골수강내 손톱이 맞물리는 문제도 계속해서 진행되었으며, 오늘날 우리가 알고 있듯이 미리 골수강내 손톱이 뚫린 구멍을 통해 나사와 연동하는 것은 독일의 Klemm과 Schleman의 설계였습니다. 나사 삽입은 자유 투시법에 의해 안내되며, 이로 인해 외과 의사는 많은 방사선에 노출됩니다.

오늘날 이 문제는 전자기장 추적 기술, 투시 유도 자유손 기술, 정밀한 근위 손톱 설치 가이드를 통합한 원위 타겟팅 시스템으로 해결되었습니다.

1990년대: 티타늄 골수강 못

다음 10년 동안 러셀-테일러 골수강내 네일은 국제 정형외과 커뮤니티에서 큰 인기를 끌었습니다. Brumback 등의 연구 결과에서 볼 수 있듯이 표준 치료는 나사의 정적 잠금을 통한 골수내 못 박기가 서서히 이루어졌습니다.

본 전향적 연구에서는 잠금이 대부분의 경우 좋은 결과를 보였으며 골절의 불유합과 관련이 없었다고 보고하였다.

야금술의 발전으로 티타늄 골수강 못이 출현하게 되었으며, 이는 강도, 우수한 내식성 및 생체 적합성으로 인해 생물의학 산업에서 널리 사용됩니다.

Alta 골수강 네일 시스템은 최초의 티타늄 골수 네일 시스템으로, 스테인레스 스틸보다 강하지만 덜 단단한 금속인 티타늄의 기계적 특성으로 인해 의료계에서 큰 환영을 받았습니다.

그러나 현재 문헌에서는 특히 티타늄 사용과 관련된 비용 증가로 인해 티타늄이 스테인레스 스틸보다 내부 고정에 더 적합한 재료인지에 대해 회의적입니다.

그러나 피질골에 가까운 탄성률과 자기공명영상 호환성과 같은 티타늄의 특정 장점은 티타늄을 매력적인 선택으로 만듭니다.

또한 티타늄은 더 작은 직경의 골수강 손톱이 필요할 때 매우 매력적인 옵션입니다.

현재 동향

지난 수십 년간의 성공과 실패 이후, 정형외과 의사들은 골수강내 못 박기에 대해 훨씬 더 많은 경험을 가지고 있습니다.

대퇴골, 경골 및 상완골 골절의 골수강내 고정술은 대부분의 폐쇄성 골절과 일부 개방성 골절에 대한 치료의 표준이 되었습니다. 새로운 타겟팅 및 포지셔닝 시스템을 통해 경험이 가장 부족한 외과 의사도 수술을 간단하고 재현 가능하게 만들 수 있습니다.

최근 추세에 따르면 티타늄과 스테인리스강 금속은 매우 높은 탄성 계수를 가지며 응력이 뼈 치유에 필요한 자극적인 응력을 모호하게 만듭니다. 마그네슘 합금, 형상 기억 합금, 흡수성 재료 등 새로운 생체 ​​재료가 현재 학계에서 테스트되고 있습니다.

탄성률이 향상되고 피로 강도가 뛰어난 연속 탄소 섬유 강화 폴리머로 만들어진 골수강강이 현재 이용 가능합니다. 마그네슘 합금은 피질골과 유사한 탄성 계수를 가지며 생분해됩니다.

Li 등의 최근 연구. 골절 복구를 위한 마그네슘과 졸레드로네이트 코팅의 조합으로 인해 동물 모델에서 골다공증성 골절을 치료하는 데 상당한 이점이 있는 것으로 나타났습니다. 이 방식은 향후 골다공증성 골절의 치료법이 될 수 있습니다.

결론

수년에 걸쳐 골수강 내 손톱 디자인, 야금술 기술 및 수술 기법이 크게 개선되면서 골수강 내 손톱 이식은 대부분의 장골 골절에 대한 현재 표준 치료로 발전했으며 효과적이고 최소 침습적이며 재현 가능한 절차입니다.

그러나 수많은 골수강 내 손톱 디자인으로 인해 수술 후 결과에 관한 많은 정보가 부족합니다. 최적의 골수강내 손톱 유형 크기, 특성 및 곡률 반경을 결정하려면 더 많은 연구가 필요합니다.

우리는 생체 재료 분야의 혁신으로 인해 새로운 골수강 내 네일 디자인이 출현할 것으로 예상합니다.

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