골절된 지 6주가 지났는데 아직도 뼈가 안 붙었다고요? 뼈가 붙는 과정

골절된 지 한 달이 넘었는데도 아직 아프고, X-ray를 찍을 때마다 의사는 계속 “x-ray 는 변화 없습니다. 잘 붙어가고 있는데 아직은 다 붙지는 않았습니다.”라고 합니다.

분명 깁스도 열심히 했고, 수술한 경우에는 금속판과 나사로 뼈를 단단하게 고정해 놓았는데 왜 뼈가 바로 붙지 않는 걸까요?

x-ray는 변화가 없는데 붙어가는 걸 어떻게 알 수 있는걸까요?

또 어떤 사람은 X-ray에서 골절 주위로 뼈가 두껍게 자라나는데, 어떤 사람은 수술 후 몇 달이 지나도 그런 모습이 거의 보이지 않습니다.

“나는 왜 뼈가 안 생기지?”
“가골(뼈진)이 안 보이면 뼈가 안 붙고 있는 건가?”
“도대체 부러진 뼈는 어떤 방법으로 다시 붙는 걸까?”

골절 환자라면 한 번쯤 궁금할 만한 이야기입니다.

실제 뼈가 붙는 과정은 우리가 흔히 생각하는 것보다 훨씬 흥미롭습니다.

부러진 뼈 사이에 연골로 임시 다리를 만들기도 하고, 어떤 골절에서는 뼈를 없애는 세포가 오히려 골절선을 뚫고 지나가면서 뼈를 붙이기도 합니다.

심지어 뼈 속에서는 마치 터널 공사처럼
앞에서는 '파'골세포가 뼈를 '파'괴하고, 바로 뒤에서는 '조'골세포가 새 뼈를 쌓아 '조'립하는 작업이 벌어집니다.

오늘은 어렵게만 들리는 골유합 과정을 최대한 쉽게 설명해보겠습니다.

“부러진 뼈가 대체 어떻게 다시 하나의 뼈가 되는지” 궁금하셨다면 끝까지 읽어보셔도 좋겠습니다.

골절 직후에는 뼈 주변의 혈관도 함께 끊어진다

뼈는 돌처럼 단단해 보여서 살아 있지 않은 구조물처럼 생각하기 쉽지만, 실제로는 혈관이 매우 풍부한 살아 있는 조직입니다.

골절이 발생하면 뼈만 끊어지는 것이 아니라 뼈 안과 주변의 작은 혈관도 함께 손상됩니다.

골절 부위에는 피가 고여 혈종(쉽게 선지같은 피떡이라고 합니다.)이 만들어지고, 손상된 부위에는 염증세포와 여러 종류의 줄기세포가 모여듭니다.

그런데 이 시기의 골절 중심부에는 문제가 하나 있습니다.

산소가 부족합니다.

원래 뼈 안으로 들어가던 혈관이 끊어져 있기 때문입니다.

산소가 부족한 곳에 먼저 등장하는 것이 '연골'이다

여기서 재미있는 세포가 등장합니다.

바로 연골세포입니다.

연골은 원래 혈관이 거의 없는 조직입니다.

무릎 관절의 연골을 생각해 보면 이해하기 쉽습니다. 연골 안으로 혈관이 들어가 있지 않아도 연골세포는 살아갈 수 있습니다.

그래서 산소가 부족한 골절 초기 환경에서도 비교적 잘 버틸 수 있습니다.

골절 부위의 줄기세포 일부가 연골세포로 변하면서 양쪽 골절 사이에 연골을 만들기 시작합니다.

이것을 흔히 soft callus, 즉 '부드러운 가골'이라고 합니다.

쉽게 표현하면,

부러진 두 뼈 사이에 연골로 임시 다리를 놓는 것입니다.

왜 처음부터 뼈로 만들지 않고 굳이 연골을 만들까?

여기에는 이유가 있습니다.

골절 초기에는 뼈가 조금씩 움직입니다.

단단한 뼈 조직은 이런 큰 움직임을 견디기 어렵지만, 연골은 비교적 말랑하고 변형을 잘 견딜 수 있습니다.

따라서 우리 몸은 처음부터 완벽하게 단단한 구조물을 만들기보다는

연골이라는 임시 구조물을 먼저 만들어 골절 부위를 안정시키는 전략을 사용합니다.

연골 가골이 커지면서 골절 부위의 움직임이 점점 줄어듭니다.

동시에 새로운 혈관들이 골절 부위로 자라 들어오기 시작합니다.

산소와 영양 공급이 좋아지면 이제 연골을 계속 유지할 필요가 없습니다.

연골이 점점 뼈로 바뀐다

연골세포가 성숙하면서 혈관이 들어오도록 여러 신호를 보냅니다.

새로운 혈관이 들어오면 그 주변으로 뼈를 만드는 세포들이 들어옵니다.

바로 조골세포(osteoblast)입니다.

조골세포는 새로운 뼈의 바탕을 만들고 여기에 칼슘과 인이 속을 채우면서 단단한 뼈가 만들어집니다.

결국

연골 → 미성숙한 뼈(woven bone) → 정상적인 단단한 뼈(lamellar bone)

순서로 바뀌어 갑니다.

이처럼 연골을 거쳐 뼈가 만들어지는 과정을 연골내 골화(endochondral ossification)라고 합니다.

이 과정은 사실 우리가 태아일 때 팔다리의 뼈가 만들어지는 과정과 매우 비슷합니다.

우리 몸은 골절이 발생하면 어릴 때 사용했던 뼈 만드는 프로그램을 다시 꺼내 쓰는 셈입니다.

그런데 모든 골절이 이렇게 붙는 것은 아니다

여기서부터 조금 재미있는 이야기가 시작됩니다.

골절을 수술해서 양쪽 뼈를 아주 정확하게 맞추고 나사와 금속판으로 강하게 압박해 고정하면, X-ray에서 우리가 흔히 보는 커다란 가골이 거의 생기지 않는 경우가 있습니다.

그런데도 골절은 붙습니다.

어떻게 가능한 걸까요?

여기서는 완전히 다른 방식의 공사가 일어납니다.

뼈 속에서 벌어지는 '터널 공사'

집도 낡으면 인테리어 공사를 새로 하듯이 정상적인 뼈도 평생 그대로 있는 것이 않고 낡은 뼈를 조금씩 제거하고 새로운 뼈로 교체하는 리모델링(remodeling)이 계속 일어납니다.

여기에 두 종류의 세포가 등장합니다.

먼저 파골세포(osteoclast)가 있습니다.

이름 그대로 오래된 뼈를 녹이고 파괴하는 세포입니다.

그 뒤에는 조골세포(osteoblast)가 따라옵니다.

조골세포는 파골세포가 제거한 자리에 새로운 뼈를 조립합니다.

이 둘이 한 팀처럼 움직입니다.

파골세포는 광부, 조골세포는 벽돌공

이 과정을 아주 쉽게 비유하면 이렇습니다.

뼈 속에 터널 공사를 한다고 생각해 보겠습니다.

앞에서는 파골세포라는 광부가 곡괭이를 들고 오래된 뼈를 파냅니다.

그리고 바로 뒤에서는 조골세포라는 벽돌공이 새 뼈를 차곡차곡 쌓아 올립니다.

앞에서 뼈를 제거하는 부분이 원뿔처럼 보이기 때문에 이를 cutting cone이라고 부릅니다.

그리고 놀랍게도 골절 부위가 가깝게 붙어있고 매우 단단하게 고정되어 있으면 이 cutting cone이

골절선을 그대로 넘어갑니다.

즉,

파골세포가 골절선까지 터널을 파고 들어가고,

골절선을 넘어 반대편 뼈까지 계속 전진합니다.

그 뒤를 조골세포가 따라가면서 새로운 뼈를 채웁니다.

결국 양쪽 뼈를 관통하는 새로운 뼈 구조가 만들어집니다.

이것을 일차 골유합(primary bone healing) 또는 direct bone healing이라고 합니다.

재미있는 점은 파골세포가 뼈를 '없애야' 뼈가 붙는다는 것입니다

골절 치료라고 하면 당연히 뼈를 많이 만드는 세포가 가장 중요할 것 같지만, 실제로는 그렇지 않습니다.

새로운 뼈가 제대로 만들어지려면 먼저 파골세포가 오래되거나 손상된 뼈를 제거해야 합니다.

철거 없이 새 건물을 제대로 지을 수 없는 것과 비슷합니다.

따라서 정상적인 뼈의 회복은

파괴와 생성이 동시에 이루어지는 과정입니다.

파골세포가 없애고,

조골세포가 만들고,

이 과정을 반복하면서 골절 부위가 점점 정상적인 뼈 구조로 바뀝니다.

그렇다면 어떤 골절은 가골이 생기고 어떤 골절은 안 생길까?

결정적인 차이는 골절 부위가 얼마나 움직이느냐입니다.

골절 부위에 어느 정도 움직임이 있으면 우리 몸은

연골 → 가골 → 뼈

라는 방법을 사용합니다.

이를 이차 골유합(secondary bone healing)이라고 합니다.

반면 골절 부위가 수술 등으로 거의 움직이지 않도록 매우 단단하게 고정되어 있으면

cutting cone을 이용해 골절선을 직접 넘어가는 일차 골유합

이 가능합니다.

따라서 X-ray에서 가골이 많이 생겼다고 해서 무조건 좋은 것도 아니고, 가골이 별로 없다고 해서 뼈가 안 붙는 것도 아닙니다.

어떤 방식으로 골절을 고정했느냐에 따라 정상적인 치유 모습 자체가 달라질 수 있습니다.

너무 많이 움직여도 문제다

그렇다고 골절 부위를 움직일수록 가골이 많이 생겨서 좋은 것은 아닙니다.

우리 몸의 조직들은 견딜 수 있는 움직임의 정도가 다릅니다.

뼈는 매우 작은 움직임만 견딜 수 있고,

연골은 그보다 큰 움직임을 견딜 수 있으며,

섬유조직은 더 큰 움직임도 견딜 수 있습니다.

그래서 골절이 너무 많이 움직이면 우리 몸은 그 자리에 단단한 뼈를 만들지 못하고 섬유조직만 계속 만들게 됩니다.

그 상태가 오래 지속되면 뼈가 뼈로 안붙는 상태, 불유합(nonunion)으로 이어질 수 있습니다.

즉 골절 치료에서 중요한 것은 무조건 '움직이지 않는 것'도, '적당히 움직이는 것'도 아닙니다.

골절 형태에 맞는 적절한 안정성을 만들어주는 것이 중요합니다.

그래서 골절 수술의 목표는 단순히 뼈를 맞추는 것이 아니다

예전에는 골절 수술의 목표를 단순히

“X-ray에서 뼈를 최대한 정확하게 맞추는 것”

이라고 생각하는 경향이 있었습니다.

하지만 지금은 조금 다릅니다.

골절을 붙게 하려면

정렬(alignment)
안정성(stability)
혈액공급(biology)

세 가지가 모두 중요합니다.

특히 골절 주변의 골막과 근육을 지나치게 벗겨내면, 골절을 아무리 예쁘게 맞추어도 뼈로 들어오는 혈류가 감소해 오히려 치유가 늦어질 수 있습니다.

그래서 현대 골절 수술에서는 가능한 경우 골절 부위를 크게 열지 않고 금속판이나 골수정을 넣는 최소침습적 수술법을 많이 사용합니다.

뼈는 생각보다 훨씬 살아 있는 조직이다

골절이 붙는 과정을 들여다보면 뼈에 대한 생각이 조금 달라집니다.

뼈는 한 번 만들어지면 평생 그대로 있는 시멘트 같은 구조물이 아닙니다.

계속해서 오래된 뼈를 없애고 새로운 뼈를 만드는 살아 있는 조직입니다.

골절이 생기면

산소가 부족한 곳에서는 연골세포가 임시 다리를 만들고,

혈관이 들어오면 조골세포가 새로운 뼈를 만들며,

매우 단단하게 고정된 곳에서는 파골세포가 골절선을 뚫고 지나가고 그 뒤를 조골세포가 따라가며 새로운 뼈를 쌓습니다.

우리가 X-ray에서 단순히

“뼈가 붙었다.”

라고 표현하는 그 몇 달 동안,

실제로는 수많은 세포가 철거하고, 터널을 파고, 다리를 놓고, 다시 벽돌을 쌓는 아주 복잡한 공사가 벌어지고 있는 것입니다.