대퇴골 경부 골절 고정 기법: 최신 연구 동향—서술적 문헌 고찰

개요

대퇴골 경부 골절은 정형외과 임상에서 시급히 극복해야 할 어려운 문제이다. 이 유형의 골절은 환자의 장애율과 사망률을 현저히 높인다. 젊은 성인에서는 대퇴골 경부 골절이 주로 고에너지 외상에 의해 발생하며, 종종 여러 다른 손상과 동반되어 고위험 외상 유형으로 분류된다. 반면, 노년층 환자에서는 골절이 주로 골다공증 기저에서 발생하는 저에너지 손상으로 나타나지만, 기저 질환의 중첩으로 인해 장애 및 사망 위험이 오히려 더 높아지는 경우가 많다. 현재 대퇴골 경부 골절의 임상 치료는 수술적 치료를 우선 선택한다는 데 전반적인 합의가 형성되어 있다. 수술 방법은 주로 내고정술과 관절치환술의 두 가지 범주로 나뉜다. 대퇴골두는 ‘세 가지 주요’ 혈액 공급원을 갖는다: ① 70퍼센트 이상의 혈액 공급은 내측 및 외측 회선대퇴동맥에서 발원하는 인대동맥(retinacular arteries)에서 오며, 이는 대퇴골두의 가장 중요한 혈액 공급 경로이다. ② 약 20퍼센트는 대퇴골 간부의 영양동맥(nutrient artery)에서 공급되는데, 이 동맥은 대퇴골 중간 부위에서 골수강으로 진입하여 대퇴골 경부까지만 도달할 수 있으며, 대퇴골두에는 극소량의 혈액만 공급하므로 기여도가 제한적이다. ③ 약 5퍼센트는 원위대퇴골인대(artery of the ligamentum teres)에서 공급되며, 이는 대퇴골두의 소구(fovea) 주변 영역만 공급하고, 성인에서는 혈액 공급 역할이 미약하다. 혈관 손상 정도는 골절 변위 정도와 밀접하게 연관되어 있으며, 혈류 공급 저하는 대퇴골두 골절 후 골괴사(ONFH) 위험을 직접적으로 증가시킨다. 따라서 임상에서 내고정술과 관절치환술 중 어떤 방법을 선택할지 결정할 때는 골절 변위 정도, 골량 결손, 환자 연령 등 다양한 지표를 종합적으로 평가해야 한다. 이러한 요인들은 고정 실패, 불유합, 기형유합 등의 합병증 위험을 높일 수 있으며, 이는 환자의 사지 기능과 삶의 질을 심각하게 저해한다. 내고정술은 대퇴골 경부 골절 치료의 기본 수술 방식이다. 오랜 기간 동안 국내외에서 다양한 내고정 기법이 꾸준히 개발·개선되어 왔으며, 그 목적은 골절 단부의 안정적 고정, 골절 치유 촉진, 그리고 병변 사지 기능의 최대한 회복에 있다. 본 리뷰는 대퇴골 경부 골절에 대한 다양한 내고정 전략을 체계적으로 정리하고, 적응증 선정, 주류 시술법, 그리고 내고정 수술의 최신 발전 방향에 대해 심층적으로 설명한다.

01 내부 고정을 위한 선택 전략

대퇴골 경부 골절에 대한 다양한 내부 고정 수술 방법을 소개하기에 앞서, 먼저 내부 고정 수술의 적응증을 명확히 해야 한다. 기존 문헌 보고에 따르면, 대퇴골 경부 골절에 대한 내부 고정 후 수술 실패율 및 재수술율은 8%에서 21% 사이로, 개인 간 차이가 상당하다. 따라서 내부 고정 결과에 영향을 주는 다양한 위험 요인을 충분히 이해하는 것이 임상적 의사결정에 매우 중요하다.

1.1 골절 이완 정도 및 분류 체계

대퇴골 경부 골절의 치료 계획을 결정할 때 골절 이완 정도가 주요 평가 지표이며, 이완은 혈관 손상 위험을 직접적으로 예측할 수 있다. 현재 이완 정도를 평가하기 위해 여러 골절 분류 체계가 사용되고 있으나, 어느 하나의 분류도 치료 방침 설정과 예후 예측을 완전히 안내하지는 못한다. 임상에서 가장 널리 사용되는 분류는 가든 분류이다. 이 분류는 영국 정형외과 의사 로버트 심온 가든이 1961년에 제안하였다. 골절 이완 정도, 골절 완전성, 대퇴골 두와 경부 사이 해면골 소골의 정렬 관계를 기준으로 대퇴골 경부 골절을 4가지 유형으로 나눈다. 가든 I형과 II형은 비이완 골절로, I형은 발루스 충격에 의한 불완전 골절이고, II형은 이완이 없는 완전 골절이다. 대부분의 임상의는 이러한 골절에 대해 내고정술을 우선적으로 선택한다.

1.2 파우벨스 각도(골절 경사 각도)

파우벨스 각도는 골절선의 수직 경사를 설명하는 데 사용되며, 치료 방향을 제시하는 또 다른 핵심 지표이다. 골절선의 방향에 따라 파우벨스 분류법은 대퇴골두 골절을 세 등급으로 나눈다: 1등급 — 파우벨스 각도가 30° 미만인 경우; 2등급 — 파우벨스 각도가 30° 이상 50° 이하인 경우; 3등급 — 파우벨스 각도가 50° 초과인 경우. 이 분류 체계에서 파우벨스 각도가 클수록(즉, 골절선이 더 수직에 가까울수록), 골절 단면은 전단력에 더 취약해지고, 안정성이 악화되며, 수평 골절 양상에 비해 내고정 실패 위험이 현저히 높아진다. 따라서 파우벨스 각도가 큰 대퇴골두 골절의 경우, 사전에 내고정 예후가 불량할 가능성을 예측해야 한다.

1.3 골밀도 및 연령 요인

초기 외상 후 이완만으로는 내고정 예후를 완전히 결정할 수 없다. 일부 중증 이완 골절은 내고정 후에도 양호한 결과를 보이지만, 경미한 이완 골절에서도 내고정 실패가 발생할 수 있다. 골질은 또 다른 핵심 영향 요인으로, 환자의 연령과 높은 상관성을 보인다. 감소 품질 등 다른 조건도 중요하지만, 고령과 중증 골다공증 및 극도로 열악한 골량이 병합된 경우는 내고정 실패에 대한 독립적 위험 인자이다.

1.4 골절 후방 기울기(정점-전방 각도)

골절의 후방 경사(정점-전방 각도 형성이라고도 함)는 내고정 결과에도 영향을 미친다. 문헌에서 후방 경사의 측정 정의는 두 가지 유형의 변화를 포함한다: 대퇴골두와 대퇴골경 사이의 후방 각도 형성과 후방 변위이다. 이 두 가지 변화 모두 골절 부위의 안정성을 해치고, 골절 부위를 관통하는 영양혈관을 손상시킨다. Palm 등은 후방 경사 각도가 20도 이상일 경우 재수술을 예측하는 유일한 독립 위험 인자임을 확인하였다. 가든 분류법은 사용이 간편하고 오랫동안 활용되어 왔으나 명백한 한계가 있다: 관찰자 간 일치도가 매우 낮아 카파 값이 0.03–0.56에 불과하여 골절의 후방 경사 정도를 정확히 반영하기 어렵다. 단순 전후면 고관절 방사선 촬영만을 근거로 골절을 가든 I형 또는 II형 비이완 골절로 분류하고 내고정 수술 계획을 세울 때는 특히 주의가 필요하다. 후방 경사 각도가 상당할 경우 수술 중 반드시 완전히 교정해야 하며, 일부 사례에서는 내고정을 포기하고 직접 관절치환술을 시행하는 것이 더 바람직할 수 있다.

1.5 수술 시기

수술 시기는 내고정 예후를 결정하는 중요한 요인이다. 해당 분야에서는 이론적으로 외상 후 대퇴골두 괴사 및 불유합 위험을 줄이기 위해 가능한 한 조기에 수술을 시행해야 한다는 데 일반적인 합의가 있다. 파파코스티디스(Papakostidis) 등이 실시한 최근 메타분석에 따르면, 대퇴골경부 골절 환자에서 외상 발생부터 내고정 수술까지의 간격은 대퇴골두 괴사 발생률과 통계적으로 유의한 연관성이 없었다. 그러나 외상 발생 후 24시간 이상 경과하여 수술을 시행할 경우 불유합 위험이 유의하게 증가하였다(오즈비(OR) = 0.33, P < 0.01).

1.6 정복 방법: 개방 정복 대 비개방 정복

수술 전에 감소 방법을 선택해야 한다: 개방 감소 또는 폐쇄 감소. 폐쇄 감소와 비교해 개방 감소는 해부학적 정렬을 더 쉽게 달성하지만 외상이 크며, 주로 심하게 이위된 골절에 사용된다. 내고정 외에도 이위된 대퇴골두 골절은 관절치환술로도 치료할 수 있으므로, 임상에서의 내고정 수술 시 폐쇄 감소가 개방 감소보다 더 흔히 사용된다. 최근 메타분석 및 무작위 대조시험 결과에 따르면, 개방 감소와 폐쇄 감소 간 비유합, 대퇴골두 괴사, 전반적 합병증 발생률에서 유의미한 차이는 없다. 패트슨 등은 북아메리카 12개 1차 외상센터에서 실시한 다기관 연구를 근거로, 젊은 성인 및 중년 환자의 이위된 대퇴골두 골절에서 개방 감소가 감소 품질을 유의미하게 향상시키지 못할 뿐 아니라 재수술 위험을 증가시킨다고 지적하였다. 따라서 개방 감소는 적응증을 엄격히 통제해야 하며 신중히 적용해야 한다.

1.7 길이 안정 고정 및 수술 중 압박 고정 개념

대퇴골 경부 내부 고정에는 두 가지 핵심 개념이 있다: 길이 안정 고정과 수술 중 압박 고정. 길이 안정 고정의 장점은 수술 후 대퇴골 단축을 줄이는 데 있다. 그러나 골절이 심하게 분쇄된 경우, 이 고정 방법의 전반적 안정성이 감소하고, 불유합 및 내부 고정 실패 위험이 증가한다. 관련 연구들 또한 이러한 사례에서 재수술률이 더 높다는 점을 확인하였다. 따라서 심하게 분쇄된 대퇴골 경부 골절의 경우, 무비판적으로 길이 안정 고정을 사용하는 것은 권장되지 않는다.

1.8 임플란트 선택에 대한 논란

대퇴골 경부 골절 치료를 위한 수술용 임플란트의 최적 선택에 관해 임상 현장에서는 여전히 상당한 논란이 존재한다. 관련 임상 연구 및 생체역학적 시험 결과가 꾸준히 발표되고 있으며, 새로운 임플란트와 고정 기법도 지속적으로 개선되고 있다. 다음 섹션에서는 현재 주류를 이루는 내부 고정 임플란트와 이와 관련된 최신 연구 동향을 하나씩 소개한다.

02 대퇴골 경부 골절 치료를 위한 주요 내부 고정 시술

2.1 동적 고관절 나사(DHS)

동적 고관절 나사(DHS)는 대퇴골 경부 골절의 내부 고정에 가장 흔히 사용되는 시스템 중 하나이다. 이 장치의 1세대 설계는 1934년 로베르 당이가 완성하였으며, 오랜 임상 적용 역사가 있다. 이 기기는 원래 대퇴골 경부 골절의 안정적 고정을 위해 특별히 개발되었고, 이후 에른스트 폴, 윌리스 엘. 퍼그, 존 차널리 등 여러 학자에 의해 지속적으로 개선되어 오늘날 완성도 높은 현대식 DHS 시스템으로 발전하였다. 현재 이 시스템의 적용 범위는 대퇴골 경부 골절에 국한되지 않으며, 다양한 대퇴골 근위부 골절의 고정에도 사용된다(그림 1).

그림 1. 동적 고관절 나사(DHS) 내부 고정술로 치료받은 불안정성 대퇴골 경부 골절을 가진 51세 남자 환자. 수술 전 정면(AP) 골반 방사선 사진(A)과 측면 방사선 사진(B)에서 이완된 대퇴골 경부 골절이 관찰되며, 수술 후 2년 차 추적 관찰 시 정면(AP)(C) 및 측면(D) 방사선 사진에서 합병증은 관찰되지 않는다.

DHS는 대퇴골 경부 골절 수술 기구 시스템의 핵심 이식재로, 그 설계는 하중 분산과 제어된 충격이라는 두 가지 주요 역학 원리에 기반한다. 수술 중에는 랙 나사가 골절선을 가로질러 삽입되고, 대퇴골 간부에 부착된 측면 플레이트와 결합되어 축 방향 압박을 유도함으로써 골절 부위의 안정성을 유지한다. DHS는 변위가 적고 안정적인 골절에 특히 적합하며, 비교적 이상적인 골절 유합률과 손상된 사지의 기능 회복을 보인다. 임상적으로 DHS는 다중 관통 나사 고정법과 자주 비교된다. DHS는 연부 조직 절개 범위가 더 크고 비교적 많은 출혈을 동반하지만, 보다 강력한 고정 안정성을 제공할 수 있다. Deneka 등은 불안정한 기본경부 대퇴골 경부 골절에 대한 내고정의 생체역학적 통제 연구를 수행하여, DHS 고정 강도가 다중 관통 나사 고정보다 우수함을 확인하였다. Lim 등이 최근 실시한 체계적 문헌 고찰 및 메타분석의 임상 자료에 따르면, 고각도 파울레스 II형 및 III형 대퇴골 경부 골절에서 DHS 고정의 비유합률이 다중 관통 나사 고정보다 낮았다(오즈비(Odds Ratio) = 0.32; 95% 신뢰구간 0.11–0.96; P = 0.04). 이는 이러한 골절에서 DHS의 치료적 우위를 입증한다. 의료진 간 절차 선택 선호도는 지역에 따라 차이가 있다. Bhandari 등은 횡단면 조사와 회귀분석을 병행한 연구를 통해, 유럽 외과의사들이 북미 외과의사들보다 DHS를 다중 관통 나사 고정법보다 더 선호할 가능성이 높음을 밝혀냈다. 생체역학적 연구와 임상 연구 모두 DHS 고정 강도가 다중 관통 나사 고정에 비해 열등하지 않거나 오히려 우수함을 입증하였으며, 특히 수직 방향 골절(파울레스 II형 및 III형)과 불안정 골절(가든 III형 및 IV형)에서 두드러진 장점을 보인다.

2.2 다중 관상 나사 고정술(MCS)

관상 나사 고정술은 DHS의 최소 침습적 대안으로, 골밀도가 양호하고 이완이 경미한 젊은 및 중장년층 대퇴골두 골절 환자에게 특히 적합하다. 이 시술은 형광 투시법 또는 수술 중 영상 유도를 통해 골절 부위에 여러 개의 관상 나사를 경피적으로 삽입하는 방식이다. 관상 나사는 대퇴골두의 혈류 공급을 보호하고, 수술 관련 외상을 줄이며, 회복 기간을 단축시킬 수 있다(그림 2).

그림 2. 다중 관상 나사(MCS) 내부 고정술로 치료받은 79세 남성의 대퇴골두 골절 사례. 수술 전 초기 정면(A) 및 측면(B) 방사선 사진; 수술 직후 정면(C) 및 측면(D) 방사선 사진; 수술 후 5년 차 최종 추적 관찰 시 정면(E) 및 측면(F) 방사선 사진.

가든(Garden), 바른스(Barnes) 및 동료들이 관련 연구를 발표한 후, 다중 관통 나사 기법은 1960–1970년대에 걸쳐 널리 보급되었다. 1980년대 중반부터는 골절 부위에서 적절한 압박을 유도할 수 있는 이점으로 인해 나사의 평행 배치가 점차 주류가 되었다. 셀바난(Selvan) 등이 수행한 생체역학적 검사는 삼각형 나사 배열이 다른 배열보다 파손 저항력이 더 높음을 입증하였다. 21세기 초반에는 평행 및 삼각형 나사 배열이 전 세계적으로 광범위하게 수용되었다. 임(Lim)이 실시한 최근 메타분석에 따르면, 대퇴골 경부 골절에 대한 다중 관통 나사 고정술에서 평행 나사 배열은 불유합 또는 수술 후 대퇴골두 괴사(ONFH)와 관련성이 없었다. 여러 연구에서 컴퓨터 지원 설계(CAD)를 활용해 최적의 나사 경로를 탐구하였다. 2011년 필리포프(Filipov)는 추가 피질 지지를 확보하기 위해 이중 평면 이중 지지 나사 배치 기법을 제안하였다. 임상에서는 일반적으로 역삼각형 3나사 배열을 정기적으로 사용한다: 첫 번째 나사는 칼카르 근처에, 두 번째 나사는 후방 피질 근처에, 세 번째 나사는 전방 피질 근처에 위치시킨다. DHS에 비해 관통 나사는 외상이 적고 수술 중 출혈량이 적다. 일부 경우, 절개 없이 완전 경피적 시술이 가능하여 연부조직 해리가 줄어들고, 입원 기간이 단축되며 치료 비용도 낮아진다. 그러나 이탈된 대퇴골 경부 골절의 경우, 이 시술을 적용하려면 엄격한 환자 선별과 정복 품질에 대한 주의가 필요하다. 김(Kim) 등은 60세 미만 대퇴골 경부 골절 환자를 대상으로 한 연구에서, 총 52례 모두 다중 관통 나사 고정술을 시행하였으며, 모두 가든 분류 III형 또는 IV형 불안정 골절이었다. 수술 후 대퇴골두 괴사 및 불유합 등의 합병증 발생률은 51.5%에 달하였다. 합병증이 발생한 사례에서는 측면 방사선 사진상 골절 부위의 후방 경사 각이 유의하게 컸다(16.9° 대비 10.3°, P = 0.026).

2.3 펨oral 넥 시스템(FNS)

대퇴골 경부 시스템(FNS)은 압박과 항회전이라는 두 가지 기계적 이점을 통합한 최근 개발된 의료기기이다. FNS는 나사-판 복합 구조를 사용하여 고강도 고정을 달성하며, 블레이드와 항회전 나사 설계가 결합되어 축 방향 안정성과 항회전 능력을 동시에 향상시킨다. DHS에 비해 FNS는 연부조직 절개 범위가 작고 수술 중 출혈 위험이 낮아, DHS와 다중 관통 나사의 장점을 모두 갖춘 최소 침습적 고정 시스템이다. 여러 생체역학 연구에서 FNS의 축 방향 및 회전 안정성이 기존 DHS와 유사하고, 다중 관통 나사(MCS)보다 우수함이 확인되었다. Stoffel 등은 불안정한 관절내 대퇴골 경부 골절(특히 Pauwels III형)에서 FNS의 생체역학적 안정성이 DHS와 동등하고 MCS보다 현저히 우수함을 보고하였다. Moon 등은 전위된 기본경부 대퇴골 경부 골절에 대한 체외 실험에서 관절외 골절에서도 FNS 고정 성능이 DHS에 비해 열등하지 않음을 입증하였다. 임상 연구 역시 성인 대퇴골 경부 골절 치료에서 FNS의 이점을 지지한다. Patel 등은 8건의 연구를 포함한 체계적 문헌고찰 및 메타분석에서, 기존 다중 관통 나사에 비해 FNS는 수술 후 합병증 발생률이 낮고, 대퇴골 경부 단축 정도가 적으며, 골절 유합률과 영향 받은 사지의 기능 점수가 더 우수함을 보고하였다(모두 P < 0.001). 다만 현재까지의 체외 실험 결과와 단기 임상 추적관찰 결과는 긍정적이지만, FNS는 시장에 출시된 지 비교적 짧아 장기 추적관찰 자료가 부족하며, 또한 장치 비용이 상대적으로 높고 비용효율성이 충분하지 않다. 이식물 제거 시 발생할 수 있는 잠재적 합병증에 대해서는 추가 연구가 필요하다. Yoon 등은 FNS 수술 사례 43건을 검토한 결과, 이 중 5건에서 이식물 제거가 시행되었고, 그중 3건에서 원위 쐐기 고정 나사의 박리가 발생하여 발생률이 60%에 달하였다.

그림 3. 대퇴골 경부 골절을 안정적으로 보인 60세 여성 환자로, 대퇴골 경부 시스템(FNS) 내고정술로 치료받음. 수술 전 정면 및 측면 고관절 방사선 사진을 각각 (A)와 (B)에 제시함; 수술 후 1년 차 추적 관찰 시, (C) 정면 및 (D) 측면 방사선 사진에서 합병증은 관찰되지 않음.

2.4 확장된 선택지: 수정된 내고정 수술 및 보조 고정 기법

대퇴골 간부 외반 절골술과 내고정 병행술

이 절차는 불안정한 대퇴골경부 골절에 대한 수정된 치료법으로, 일체형 대퇴골대 전방외반 절골술과 골절 내고정을 결합한 것이다. 주로 골절선이 수직으로 향한 가든 3형 및 4형 불안정 골절에 사용된다. 임플란트 삽입 수술과 동시에 대퇴골대 전방외반 절골술을 시행하여 수직 골절면을 통과하는 기계적 하중의 방향을 변경함으로써, 이 유형의 골절에서 빈번히 발생하는 합병증 위험을 줄인다.

전내측 버티스 플레이트 고정

보조 고정 기법의 또 다른 유형은 전내측 버트레스 플레이트로, 일반적으로 재건용 플레이트를 사용하여 대퇴골 경부에 내측 지지를 제공한다. 기존의 측방 고정 외에도 이 시술은 칼카르 부위에 플레이트 지지를 추가함으로써 전반적인 안정성을 크게 향상시킨다. 주로 골량이 충분한 젊은 환자에게 적용된다. 관련 생체역학 및 임상 연구는 존재하지만, 임상에서는 이 전략이 널리 사용되지 않는다.

결론

대퇴골 경부 골절 치료에서 내고정술은 핵심 치료 방법이다. 임상적 결정을 내리기 위해서는 신중한 평가가 필요하며, 이는 대퇴골 경부 골절 전반의 치료 전략 기반이 된다. 현재 주류를 이루는 내고정 수술 방식으로는 다중 관통 나사(MCS), 동적 고관절 나사(DHS), 대퇴골 경부 시스템(FNS)이 있다. 기존 생체역학 시험 및 임상 연구 근거에 따르면, 불안정성 대퇴골 경부 골절에 대한 내고정술 시 다중 관통 나사를 사용할 경우 특히 주의해야 한다. 왜냐하면 그 고정 강도가 동적 고관절 나사 및 대퇴골 경부 시스템(FNS)보다 약간 낮기 때문이다. 최신 세대 고정 장치인 대퇴골 경부 시스템(FNS)은 동적 고관절 나사(DHS)와 유사한 고정 강도를 제공하면서도 다중 관통 나사(MCS)의 최소침습적 장점을 함께 갖추고 있다. 다만 이 장치에 대한 장기 추적 관찰 자료는 여전히 부족하다는 점을 객관적으로 인식해야 한다.

참고 문헌:

1. 김 CH, 김 JW. 대퇴골경부 골절 고정 기법에 대한 최근 업데이트: 서술적 문헌 고찰. J Clin Orthop Trauma. 2024년 7월 17일; 54: 102497. doi: 10.1016/j.jcot.2024.102497. 정정: J Clin Orthop Trauma. 2026년 1월 8일; 73: 103343. doi: 10.1016/j.jcot.2026.103343. PMID: 39157173; PMCID: PMC11326900.

2. 피어스 JCH, 미첼 CJ. 젊은 성인의 고관절 골절. Surgery. 2023; 41: 200–206.

3. 핸돌 HH, 파커 MJ. 성인 고관절 골절 치료 시 보존적 방법 대 수술적 방법. Cochrane Database Syst Rev. 2008: CD000337.