슬관절 전치환술 후 감염은 1%–2% 발생하며1) 이 중 진균에 의한 감염은 드물지만 심각한 합병증으로 알려져 있다.2) 진균에 의한 인공관절 주위 감염의 치료로 정맥 항진균제 투여, 1단계 재치환술, 2단계 재치환술, 절제 관절 성형술 등의 여러 가지 치료 방법이 제시되고 있지만,3) 여전히 항진균제 투여 기간이나 수술의 방법에 대해서는 이견이 있다. 국내에 보고된 진균에 의한 인공 슬관절 주위 감염의 치료에 대한 몇몇 보고에서 2단계 재치환술과 항진균제 투여의 복합적인 치료로 만족할 만한 결과를 보고하였다.4) 하지만 Azzam 등5)은 2단계 재치환술 후 47.4%의 높은 재발률을 보고하기도 하였다.

저자들이 경험한 진균에 의한 인공 슬관절 주위 감염의 사례 또한 그 치료 경과가 일반적인 감염과 비교해 일률적으로 양호한 결과를 보이지는 않았다. 이에 저자들은 진균 관련 인공 슬관절 주위 감염에 대한 치료 결과 및 임상경과를 알아보고 이를 비진균 인공 슬관절 주위 감염의 그것들과 비교하여 보고자 한다.

본 연구는 계명대학교 동산의료원 연구윤리 심의위원회(institutional review board, IRB)로부터 승인(IRB file No. 2017-11-013)을 받았으며 2006년부터 2017년까지 슬관절 전치환술 후 진균 감염으로 본원에서 2단계 재치환술을 시행받은 10명의 환자를 같은 기간 비진균 인공 슬관절 주위 감염으로 2단계 재치환술을 시행받은 119명의 환자와 후향적으로 비교하였다. 총 129명 중 여자가 103명, 남자가 26명이었다. 면역저하, 호중구 감소증, 만성 또는 지속적인 항생제 사용, 비경구 고영양법, 당뇨, 류마티스 관절염, 신장이식 과거력, 심한 화상 등이 진균 감염 관련 위험인자678)로 알려져 있어 이에 관해 조사하였다(Table 1).

감염의 진단을 위해 병력과 신체 검진 및 혈액검사, x-ray, 관절천자검사, 관절액 균주 배양검사를 시행하였다. 진찰 소견상 관절 종창이 있고 열이 나며 관절 운동 제한이 있는 경우 감염의 가능성이 높은 것으로 판단하고 적혈구 침강속도(erythrocyte sedimentation rate, ESR), C-반응성 단백질(C-reactive protein, CRP) 수치와 관절천자 검사를 시행하였다. ESR, CRP가 상승되어 있으며 관절천자 검사에서 백혈구 수가 2,500/mm³ 이상, 다핵세포가 90% 이상일 시 감염이라 진단하였고, 그 이하의 경우 관절액 균배양 검사에서 균이 동정될 시 감염이 있는 것으로 판단하고 2단계 재치환술을 시행하였다.9) 수술 전 관절액 균동정 검사 결과를 확인한 후에 2단계 재치환술을 시행하였다. 1단계 수술 시 슬관절 전치환술 당시 사용했던 절개선을 따라 피부 절개를 시행하고 슬개골 내측방으로 접근하여 슬관절을 노출하였다. 슬관절 내 모든 치환물 및 골시멘트는 제거하고 철저한 변연 절제술을 시행하였다. 우선 제거한 대퇴 치환물은 골시멘트를 제거하고 세척 후 수술장 내에서 고압멸균기(autoclave)를 이용하여 137℃로 7분 동안 고압 멸균하였으며 소독 시간 동안 슬관절 부위의 세척 및 남아있던 골시멘트, 괴사조직 및 활액막을 제거하였다. Vancomycin을 골시멘트와 혼합하여 대퇴 치환물을 대퇴부에 고정하였으며 골시멘트는 한 포당 1회 용량의 4배의 항생제를 혼합하였다. 경골 부위에는 항생제 함유 골시멘트를 함입하면서 원할한 관절운동 및 관절선의 높이를 유지하기 위해 새로운 폴리에틸렌을 삽입하여 일차 수술을 시행하였다.1011) 감염된 골조직의 제거로 인해 늘어난 관절 공간에 대하여 일차 슬관절 전치환술 시 사용하였던 폴리에틸렌보다 더 두꺼운 폴리에틸렌을 사용하였고 관절을 굴곡, 신전하면서 슬관절의 불안정성 유무를 파악하였다.

1단계 수술 후 1–2일 후부터 지속적 수동 관절 운동 기구를 이용한 슬관절 수동 운동을 시작하였고, 술 후 5–6일부터 보행기를 이용한 부분적 체중 부하를 시행하였다. 항생제 및 항진균제는 술 후 최소 6주간은 정맥 투여하였고 술 전 혹은 술 중 시행한 균동정 검사 결과에 맞게 항생제 및 항진균제를 추가하여 사용하였다. 수술 후 12주째 부종, 열감, 동통 등의 임상증상이 없으며 ESR, CRP의 상승이 없고 관절액 배양검사에서 균동정이 되지 않을 시 감염의 증거가 없다고 판단하고 항진균제 및 항생제 정맥 투여를 중단하고 2단계 재치환술을 계획하였다. 그러나 수술 후 12주가 지난 후에도 부종, 열감, 동통 등의 증상이 지속되거나 ESR, CRP의 상승이 지속되거나 균동정이 된 경우에는 감염이 조절되지 않은 것으로 판단하고 정주용 항생제 또는 항진균제를 지속 사용한 이후 감염의 증거가 없다고 판단되었을 때 재치환술을 시행하였다. 감염 조절술에 실패해서 재감염 조절술을 시행하거나 2단계 재치환술을 시행받고 다시 감염이 된 경우를 감염 조절의 실패라고 정의하였다. 임상적 평가는 2단계 재치환술에 의한 감염 조절의 실패율과 감염의 재발률과 정주용 항생제 및 항진균제 사용기간, 2단계 재치환술 후 관절 운동 범위, 한국형 슬관절 점수(Korean knee score, KKS), ESR, CRP를 평가하였다.

군 간의 통계적 유의성 비교를 위해 교차분석과 Fisher exact test를 이용하였고 KKS만 모수검정인 독립표본 t-test를 시행하였으며 나머지 항목은 비모수검정인 Mann-Whitney 검정을 통해 분석하였다. 통계적 분석은 IBM SPSS statistics ver. 20.0 software (IBM Co., Armonk, NY, USA) 프로그램을 이용하여 p<0.05일 경우 통계적으로 유의한 것으로 판단하였다.

슬관절 치환술 후 심부 감염이 발현될 때까지의 기간은 평균 25개월이었고 총 추시 기간은 116개월이었다. 진균 이외의 균이 동정된 군을 일반 감염군으로 정의하였다. 알려진 위험인자678) 중 진균이 동정된 군에서는 당뇨가 10명 중 3명으로 나타났고 일반 감염군에서는 당뇨가 119명 중 41명, 류마티스 관절염이 6명으로 나타났으며 통계적 유의성은 없었다. 129예 중 원인 균주가 동정되지 않은 경우는 62예였고 57예에서는 진균 이외의 균이 동정되었으며 10예에서 진균이 동정되었다. 진균이 동정된 10예 중 Candida parapsilosis 5예, C. albicans 2예, C. pelliculosa 2예, C. tropicalis가 1예였다.

감염 조절술 시행 전 슬관절 운동 범위는 일반 감염군 평균 85.2° (30°–130°)에서 2단계 치환술 시행 후 평균 102.9° (80°–130°)로 증가하였고 진균이 동정된 군 100.0° (50°–130°)에서 2단계 치환술 시행 후 평균 109.0° (70°–130°)로 증가하였으며 두 군 간의 유의한 차이는 없었다(p=0.265). 최종 추시 시 KKS는 일반 감염군에서 평균 71.01점(39–87점)으로 나타났고 진균이 동정된 군에서 61.3점(51–72점)으로 통계적 유의성은 없었다(p=0.06). 감염 조절술 시행 전과 재치환술 전의 ESR은 진균 이외의 균이 동정된 군 76점(9–120점)에서 43점(2–87점)으로 감소하였고 진균이 동정된 군 73.2점(20–120점)에서 52.2점(17–100점)으로 감소하였으며 두 군 간에 유의한 차이는 없었다(p=0.261). 감염 조절술 시행 전과 재치환술 전의 CRP는 진균 이외의 균이 동정된 군 7.64점(0.5–39.0점)에서 0.59점(0.1–2.3점)으로 감소하였고 진균이 동정된 군에서는 2.9점(0.5–11.8점)에서 1.4점(0.05–3.5점)으로 감소하였으며 두 군 간에 유의한 차이를 보였다(p=0.007).

진균이 동정된 군에서는 정주용 항진균제의 평균 사용기간은 15.3주(8–27주)로 일반 감염군에서의 정주용 항생제 평균 사용기간인 6.2주(6–12주)에 비해 9.1주 더 길었으며 두 군 간에 유의한 차이를 보였다(p<0.001).

진균이 동정된 군 총 10예 중 7예(70.0%)에서 재치환술 후 감염조절의 실패를 보였고 이 중 3예는 조절되지 않는 감염이 원인이었으며 4예는 2단계 재치환술 이후에 감염이 재발한 경우였다. 일반 감염군 119예 중 7예(5.9%)에서 재치환술 후 감염조절의 실패를 보였고 이 중 5예에서 2단계 재치환술 후 감염이 재발한 경우이며 2예에서는 감염이 조절되지 않아 재감염 조절술을 시행한 경우였다. 두 군 간의 감염 조절 실패율은 유의한 차이를 보였다(p=0.04).

진균이 동정된 군에서 심부 감염 진단 당시 9예에서 원인균이 동정되었고 그 중 7예에서 진균이 확인되었으며 그 외 methicillin-resistant Staphylococcus aureus가 1예, Enterococcus cloacae 1예였고 1예에서는 균동정이 되지 않았다. 진균 외의 균이 동정되었던 2예 중 1예에서는 감염 조절술 후 시행한 균동정 검사상에서 진균이 확인되었고 나머지 1예에서는 감염 조절술 실패로 재감염 조절술을 시행 후에 진균이 동정되었다. 진단 당시 균동정이 되지 않았던 1예에서는 감염 조절술 중 시행한 균동정 검사상에서 진균이 확인되었다.

슬관절 전치환술 후 임상적 성공은 10년 추시 90% 이상으로 알려져 있지만 감염된 환자의 수는 슬관절 치환술이 시행되는 만큼 증가하는 추세이다.12) 슬관절 전치환술 후 감염의 유병률은 1%–2%로 알려져 있고1) 그 중 진균에 의한 감염의 유병률은 약 1% 이하로 추정된다.2) 원인 진균으로는 C. albicans가 가장 흔하며 그 외 C. parapsilosis, C. tropicalis 등이 알려져 있다.5131415) 진균 감염증은 면역저하, 당뇨, 류마티스 관절염, 신장 이식 과거력 등이 위험인자로 알려져 있고678) 저자들의 경우 진균이 동정된 10예 중 3예의 환자에서 당뇨를 앓고 있음을 확인하였다.

진균 감염증은 관절액 또는 조직 배양 검사를 통해 진단할 수 있으며 진균이 동정된 10예에서 심부 감염의 진단까지는 평균 4.6개월이 소요되었으나 정확한 진균 동정까지는 8.7개월이 소요되었다. 이는 초기에 진균이 진단되어도 검사 중의 오염으로 오인해 진단이 늦어질 수도 있으며 진균 배양 검사 기간이 일반 감염에 비해 길어 진단이 늦어지는 경우도 있을 수 있다. 또한 감염의 진단 시 발현되는 임상 증상과 삼출액의 양상, 관절 운동 제한 등이 일반적인 감염증과 유사하여 초기에 진균 감염의 가능성에 대해 고려하지 않음으로써 정확한 균 동정이 늦어지는 경우도 있다. 그 외 심부 감염의 치료 중 발생한 이차 진균 감염이 발생한 경우에도 진단이 늦어지게 된다.

슬관절 전치환술 후 감염의 치료 목적은 통증을 조절하고 관절 기능을 정상적으로 회복시키는 것이다.16) 슬관절 전치환술 후 감염에 대한 여러 가지 치료법이 소개되고 있지만 현재 가장 널리 알려져 있고 효과적인 방법은 2단계 재치환술이다.2) 하지만 진균에 의한 인공관절 주위 감염의 치료 방법으로 삽입물 제거 없이 관절경적 세척술 및 항진균제 사용만으로 좋은 결과를 보인 경우도 있고17) 1단계 재치환술을 바로 시행한 경우도 있었다.18) 그러나 대부분의 경우 2단계 재치환술을 시행하여 만족스러운 결과를 얻었다는 보고가 많았다.19) 저자들은 10예에서 모두 2단계 재치환술을 계획하였고 첫 번째 감염 조절술을 시행한 후 3개월 이내 감염조절 실패의 징후가 나타난 3예에서 감염 조절술을 재시행하였다.

진균에 의한 기구 주위 감염의 치료에서 항진균제 혼합 시멘트 삽입의 효과에 대하여 아직 합일된 의견이 없다. Goss 등20)은 항진균제를 시멘트에 혼합했을 때 적절한 농도를 유지하지 못한다고 하였으나 Marra 등21)은 최저 억제 농도(minimal inhibitory concentration) 이상의 충분한 농도를 유지하여 효과적인 치료가 될 수 있다고 보고하였다. 이와 같이 항진균제 혼합 시멘트 삽입에 대한 이견이 존재하여 저자들의 경우 술 전 진균 감염으로 진단되었던 7예서 항진균제 혼합 시멘트 삽입을 하지 않고 세균에 의한 중복감염에 대비해 vancomycin을 혼합한 시멘트를 삽입하였다.

진균에 의한 슬관절 전치환술 후 감염은 일반적인 슬관절 전치환술 후 감염에 비해 정주용 항진균제 및 항생제 사용기간이 길었으며 이는 감염 조절이 되는 기간이 더 길다는 의미로 볼 수 있다. Kuiper 등19) 많은 연구에서 적어도 6주 이상 항진균제를 사용하는 것을 추천하였고 Phelan 등8)은 항진균제 6주 이상 사용하고 재치환술 전 균배양 검사에 의해 확진되어야 한다고 주장했다.

기존의 효용성을 입증된 항진균제로 amphotericin B와 fluconazole이 알려져 있고 저자들은 그 중 신장 기능 장애가 적은 fluconazole을 사용하였다.5) 입원 기간 중에는 정맥용 항진균제를 사용하였고 재치환술 후 경구용 fluconazole을 1.9주(0–2주) 사용하였다.

Kuiper 등19)은 164예의 진균에 의한 슬관절 전치환술 후 감염의 2단계 재치환술을 통한 치료 성공률을 84.8%로 보고하였고 Azzam 등5)은 2단계 재치환술 후 감염의 재발률을 47.4%로 보고하고 있다. 이는 일반적으로 2단계 재치환술에 의한 치료 성공률이 90%–96%로 알려져 있는222324) 것에 비해 진균에 의한 감염은 그 결과가 나쁘다는 것을 의미한다. 저자들의 경우 일반 감염에서 2단계 재치환술 또는 감염 조절술에 의한 감염 실패의 빈도가 119예 중 7예(5.9%)로 나타났다. 진균 감염의 경우 2단계 재치환술 또는 감염 조절술에 의한 감염 실패의 빈도가 10예 중 7예(70.0%)로 높게 나타났으며 7예 중 3예에서 감염조절의 실패로 재감염 조절술을 시행하였고 4예에서 2단계 재치환술 후 재감염이 된 경우였다.

슬관절 치환술 후 발생한 인공 관절 주위 진균 감염을 2단계 재치환술을 통해 치료한 이전의 연구들에서 비교적 높은 치료 성공률을 보인 것과 대조적으로 저자들의 경우에는 치료 실패나 재발률이 높은 것으로 나타났으며 감염조절의 실패를 보인 3예에서는 처음 진단 당시 진균 이외의 균이 동정되었거나 균 동정이 되지 않아 항진균제 투여 시기가 늦어졌다. Wang 등25)과 Park 등4)은 amphotericin B 혼합 시멘트 삽입술로 모든 예에서 좋은 결과를 얻었다고 보고하였으며 amphotericin B의 안정성은42025) 입증되었기 때문에 술 전 진균이 동정된 경우에는 감염 조절술 시행 시 항진균제 혼합 시멘트 삽입을 적극적으로 고려할 필요성이 있다고 판단된다. Table 2에서 제시한 연구에서는 감염 조절술 후 재치환술까지는 평균 12.1주의 기간이 걸렸으며 이는 저자들의 경우인 16.4주(12–36주)보다 짧았다. 이는 6주 이상의 항진균제를 사용하고 적어도 12주가 지난 시점에 재치환술을 시행한다면 재치환술의 시기가 치료 결과에 큰 영향을 주는 것은 아니라는 것을 의미한다.413252627) 저자들의 경우 재치환술 후 2주간 경구용 항진균제를 사용한 데 반해 Hwang 등26)은 경구용 항진균제의 생체 이용률이 높은 것을 근거로28) 최대 6개월간 경구용 항진균제를 사용하였고 다른 연구에서도 6주 이상의 경구용 항진균제를 사용한 경우들에 비추어 재치환술 후 경구용 항진균제 사용 기간을 연장하는 것도 감염 조절에 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.

진균 감염의 진단이 늦어질 수 있으므로 슬관절 치환술 후 감염이 의심될 때는 진균 감염의 가능성에 대한 고려가 필요하며 특히 2단계 재치환술을 위해 감염 조절술을 시행하였으나 감염 조절에 실패하여 감염 조절술을 재시행하는 경우나 2단계 재치환술까지 시행하였으나 감염이 재발한 경우에는 반드시 진균 감염의 가능성에 대해 고려하여야 한다. 감염이 조절되는 기간이 길어질수록 슬관절 부종 및 통증으로 치료 순응도가 떨어짐으로써 술 후 관절의 운동 및 재활치료에 제한이 발생하며 이는 진균에 의한 감염 시 통증이나 관절 운동 범위와 같은 임상증상이나 기능적인 면에서 불리한 결과를 나타낸다고 볼 수 있다.

진균 감염에 의해 발생한 슬관절 치환술 후 감염은 비진균 관련 슬관절 치환술 후 감염보다 감염의 진단이 어렵고 치료 기간도 길어 2단계 재치환술의 결과가 만족스럽지 않은 경우가 많다. 그러므로 진균 감염으로 진단이 된 경우에는 감염 조절술 시행 시 항진균제 혼합 시멘트 삽입술을 고려하고 재치환술 후 경구용 항진균제를 적극적으로 사용해 감염의 재발을 방지하는 것이 중요하다.