New Trends in the Orthopaedic Management of Diabetic Foot

EFORT Open Rev. 2018 May 21;3(5):269-277

1. Novel preventive approaches to diabetic foot ulcers (DFUs)

1.     엄격한 혈당조절이 가장 중요하며, 당뇨 합병증을 예방하는 것으로 유일하게 증명된 방법임.

2.     Higher resolution infrared thermal imaging: 궤양 발생 및 재발을 예방하는데 유용함.

3.     Hyperspectral imaging: 조직 내 oxygen saturation 측정하는 새로운 기술. 당뇨발에서 microvascular diseases 조기 진단에 사용됨. 

4.     Skin perfusion pressure-testing system: microvascular disease를 발견하고 당뇨발 궤양의 치유 가능성을 예측하는데 사용되는 새로운 portable device.

5.     Hyperspectral imaging + Skin perfusion pressure: 당뇨환자에서 peripheral arterial disease 조기발견에 유용함.

2. New diagnostic technologies and strategies for diabetic foot infections (DFIs)

: 임상적 검사와 고전적 영상학적 검사 (ex) x-ray, 초음파, CT)는 당뇨발 감염 진단에 유용하지 않음.

1.     MRI: 당뇨발 감염 진단에 가장 유용한 검사. 하지만, osteomyelitis와 Charcot neuroarthropathy 구분에는 제한점이 있음.

2.     New functional MRI modalities: Dixon imaging, Diffusion-weighted imaging, Dynamic contrast-enhanced MRI: osteomyelitis와 Charcot neuroarthropathy 구분에 흥미롭게 소개되고 있으나 당뇨발 평가를 위해 routine으로 사용되지는 않음.

3.     FDG-PET & Radiolabelled WBC scintigraphy: 최근 메타 연구 결과 당뇨발에서 osteomyelitis 발견에 high specificity를 제공하는 것으로 증명됨.

3. Current non-surgical treatment options for DFUs

: 당뇨발 궤양 치료 원칙

1)     감염 조절

2)     철저한 off-loading

3)     Debridement와 Wound healing, 그와 더불어 혈당조절, 심혈관계 위험성, revascularization 및 수술적 처치 가능성 등 다방면적으로의 접근

Off-loading treatment

: 당뇨발 궤양의 primary treatment는 Restriction of weight-bearing임. 이는 상처 치유를 호전시키고 궤양 재발을 막아 궁극적으로 amputation을 방지함.

Ex) total contact casts, removable cast walkers, therapeutic footwear, foot orthoses, custom shoes, custom braces, padding, strapping therapy

1.     Total contact cast: RCT 연구 결과 total contact cast가 removable devices와 비교하여 상처 치유 속도와 치유될 때까지의 시간 모두 더 나은 것으로 보고됨.

2.     Variety of therapeutic footwear: 효과적인 pressure off-loading을 하여 당뇨발 궤양 발생과 재발을 막기 위해 최근 다양한 방법으로 적용되고 있음. 아직 그 효험성과 실행가능성에 관한 임상적 연구가 거의 없는 상태임.

New debridement methods and advanced wound-healing strategies

<Debridement>

1.     Scalpel & Scissor: 당뇨발 궤양에 있어 기준이 되는 치료임.

2.     Larval therapy: 만성의, 치유되지 않는 당뇨발 상처에 사용됨. 강력한 임상적 근거는 없지만 안전하고 효과적인 biosurgical debridement로 알려져 있음.

3.     Varsajet Hydrosurgery System (Smith and Nephew, London, UK): 생리식염수를 높은 압력의 jet-stream으로 뿜어냄으로써 상처를 debride 하는 새로운 제품. prospective randomized controlled clinical study결과 debridement에 빠르고 효과적인 것으로 보고됨.

4.     Clostridial collagenase: novel enzymatic debridement method.

< New generation of modern wound dressing>

1.     Extracellular matrix (Biological dressing) (ex)collagen, hyaluronic acid, chitosan, elastin, fibrin): 어떤 드레싱이 당뇨 발 궤양에서 가장 나은지에 대한 연구는 없으며 RCT 결과 특정 드레싱이 다른 드레싱보다 더 낫다는 결론은 없음.

2.     Advanced biological therapies (ex)platelet-rich plasma, bioengineered cell-based therapies, recombinant growth factors (r-GF)): 잘 낫지 않는 발 궤양에 사용됨.

3.     최근 Cell based therapies (Alloegeneic bilayered human skin equivalent & dermal skin substitute)와 recombinant platelet-derived GF (PDGF)가 biological therapy의 기준으로 여겨지고 있음. PDGF는 당뇨발 궤양 치료제로 가장 폭넓게 사용되고 있으며 유일하게 FDA승인을 받은 제품임.

4.     Intralesional injection of recombinant human epidermal growth factor

5.     Allogeneic bilayered human skin equivalent (Apligraf™) & dermal skin substitute (Dermagraft™): human fibroblast와 extracellular matrix가 포함되어 있음.

Hyperbaric oxygen therapy (HBOT)

: Oxygen free radical과 leukocyte 활성을 증가시켜 bactericidal effect를 유발함.

Negative pressure wound therapy (NPWT)

: 부종을 감소시키고 exudate를 제거하고, perfusion, cell proliferation, granulation tissue를 증가시킴으로써 상처 치유를 호전시킴.

4. Charcot foot

Current concepts of diagnosis and treatment of Charcot foot

: Charcot neuroarthropathy (CN) 발병의 임상적 증상은 erythema가 동반된 warm, swollen foot and ankle. 이런 급성기 CN을 비슷한 임상적 증상을 가진 osteomyelitis, cellulitis, deep-vein thrombosis와 구분하는 것은 어려움.

1.     MRI: CN의 조기 발견에 가장 sensitive한 영상학적 검사.

2.     Tc-MDP: abnormal woven bone을 식별하는데 높은 정확도를 가지고 있지만, 높은 bone turnover를 야기하는 임상적 상태, 예를 들면 감염, 수술, 외상과 같은 경우에는 specificity rate를 떨어뜨림.

3.     Labeled white cell scans (In-WBC): osteomyelitis를 감지하고 경과 관찰하는데 유용함.

4.     In-WBC + Tc-MDP: Charcot foot에서 궤양과 관련된 발 변형을 진단하는데 specificity와 sensitivity를 증가시킴.

Surgical treatment

: Charcot foot의 primary treatment는 비수술적 치료로 널리 알려져 있으며 total contact casting과 다양한 bracing 및 therapeutic foot wear와 같은 off-loading 방법으로 시행되고 있음.

: 그럼에도 불구하고 발의 instability를 야기하는 경우 궁극적으로 수술을 시행하는 경우가 있음.

: Superconstruct techniques

-       Fusion beyond the injury zone

-       Bone resection to permit reduction with limited tension on the soft-tissue envelope

-       Use of the strongest implants and device positioning that maximizes the mechanical function

: CN에서 수술적 처치에 대한 필요성에 관해서는 아직 많이 알려지지 않았으며 적절한 수술시기 및 방법론에 관해서도 여전히 의견 일치가 없는 상황임.

Medical treatment

1.     Bisphosphonate in the treatment of acute CN: 아직 주목할 만한 evidence는 없음.

2.     Receptor activator of nuclear factor-κβ ligand (RANKL): acute CN에서 osteoclastic activity를 증가시킴.

3.     TNF-α: RANKL와 연관되어 osteoclastic resorption을 조절.