3세대 디자인 인공관절 수술 내 무릎처럼 오래 편안하게

[권선미 기자] 입력 2021.11.22 13.58

진화하는 퇴행성 관절염 치료

나이가 들면 무릎관절도 삐걱거린다. 무릎은 직립 보행하는 체중을 지지하고, 걸을 때 발생하는 충격을 흡수·완충하는 역할을 한다. 말기 퇴행성 관절염으로 무릎 속 연골이 모두 닳아 없어지면 딱딱한 뼈와 뼈가 충돌해 생기는 극심한 통증으로 절뚝거리면서 걷는다. 이때는 무릎 통증을 참으며 지내기보다는 인공관절 수술을 고려해야 한다. 최근 인공관절 수술은 ‘내 무릎 같은 치료’로 수술 후 만족도를 높이는 방향으로 진화하고 있다. 3세대 디자인 인공관절 수술이다. 발전하는 무릎 퇴행성 관절염 치료에 대해 알아봤다.

연세사랑병원 고용곤 병원장(가운데)이 무릎 인공관절 수술을 집도하고 있다.

3세대 디자인 인공관절 수술의 핵심은 초(超)개인화다. 세분화된 인공관절 디자인으로 개인별 적합도를 높여 자연스러운 무릎 운동성 복원을 추구한다. 내 무릎의 크기·생김새·손상도 등을 종합적으로 반영해 치료 정확도·만족도를 동시에 끌어올린다. 연세사랑병원 고용곤 병원장은 “환자마다 각기 다른 무릎의 해부학적 구조를 섬세하게 반영한 3세대 인공관절 디자인으로 내 무릎처럼 편안하게 구부리고 펴면서 오랫동안 사용할 수 있다”고 말했다.

생활습관 따라 무릎 손상 부위 달라
연세사랑병원에서 주목한 것은 가장 최신의 인공관절 수술 트렌드인 3세대 디자인 인공관절이다. 말기 퇴행성 관절염으로 손상된 무릎은 겉으로는 비슷해 보여도 그동안 어떻게 생활하느냐에 따라 무릎이 닳는 부위가 사람마다 미묘하게 다르다. 예컨대 양반다리나 쪼그려 앉기 같은 좌식 생활에 익숙한 한국인은 관절 중심이 빨리 닳는다. 생활습관에 따라 많이 쓴 부위는 더 닳아 표면이 울퉁불퉁하다.

내비게이션·로보닥·바이오센서·3D프린터 등 다양한 기법으로 무릎뼈를 정확하게 절삭해 수술 정확도를 높여도 정작 끼워 넣은 인공관절이 내 몸에 맞지 않으면 불편할 수밖에 없다. 고 병원장은 “무릎 인공관절 수술 정확도를 아무리 높여도 10명 중 1~2명은 불편함을 호소한다”고 지적했다. 해외 여러 연구 등에서 확인된 인공관절 수술 만족도 역시 82~89%에 그친다. 수술 정확도만으로는 한계가 분명하게 존재한다는 의미다.

이제는 환자가 인공관절 수술 후 ‘정말 내 무릎 같다’고 느끼는지가 중요해졌다. 연세사랑병원이 선도적으로 3세대 디자인 인공관절을 도입한 배경이다. 인공관절 수술에 쓰는 도구뿐 아니라 인공관절도 환자의 상태에 맞춰 개인 맞춤형으로 최적화했다. 3세대 디자인 인공관절은 해부학적으로 무릎의 굴곡도, 회전 중심축, 무릎 내외측 손상 차이 등을 세심하게 고려한 것이 특징이다.

3세대 디자인 인공관절은 무릎 위쪽 뼈인 둥근 공 모양의 대퇴골과 무릎 아래 뼈인 평평한 경골까지 맞춤형으로 이뤄져 있다. 기존 대퇴골 사이즈만 맞으면 썼던 것과 비교해 한 단계 나아간 것이다. 인공관절을 이루고 있는 여러 요소를 세분화해 환자에게 맞게 재조합한다. 특히 3D시뮬레이션·3D프린터 같은 첨단 공학기술이 접목한 3D 맞춤형 인공관절 수술에 3세대 디자인 인공관절을 적용하면 파급력은 더 크다. 고 병원장은 “지금까지는 인공관절에 맞춰 수술했지만 이제는 내 무릎 상태에 가장 적합한 인공관절 제품을 골라 사용할 수 있다”고 말했다.

3세대 디자인으로 환자 만족도 높아
3차원 입체 영상으로 환자의 무릎 상태를 구현해 ▶무릎관절을 어느 방향·각도로 절삭할지 ▶엉덩이·무릎·발목 등 하체 정렬은 맞춰지는지 ▶어떤 인공관절 디자인이 적합할지 등을 종합적으로 판단할 수 있다. 체계적인 분석으로 수술 정확도를 높이면서 해부학적으로 더 개선된 3세대 디자인 인공관절로 환자 만족도까지 끌어올린다. 3세대 디자인 인공관절은 미국·유럽 등에서는 상용화됐지만, 국내는 비용 문제 등으로 거의 사용되지 않고 있다. 연세사랑병원은 3세대 디자인 인공관절을 생산하는 한국존슨앤드존슨메디칼이 업무협약을 통해 독점적으로 제공받는다.

연세사랑병원에서 시행하는 3세대 디자인 인공관절 수술의 효과는 뚜렷하다. 우선 생체역학적으로 무릎을 안정적으로 구부렸다 펴는 운동성 회복에 유리하다. 특히 무릎을 구부리고 펴면서 평평한 경골 위를 둥근 대퇴골이 미끄러지듯 움직이는 롤백(rollback)을 이상적으로 구현한다. 3세대 디자인 인공관절로 경골의 두께에 차이를 줘 비대칭적으로 맞춰 제작한다. 고 병원장은 “인공관절 수술 후 슬개골이 빠지는 위험이 확연히 줄었다”고 말했다. 해부학적 구조가 유사한 맞춤형 인공관절을 사용했을 때 정상 무릎과 가장 유사한 운동성을 보인다는 보고도 있다. 수술 후 임상적 증상을 효과적으로 개선해 더 활동적으로 지낼 수 있다.

내구성도 우수하다. 무릎 운동성을 반영한 디자인으로 인공관절이 닳아 소모되는 마모도를 최소화했다. 잠재적으로 인공관절 수명을 늘리는 효과도 기대할 수 있다. 실제 마모 테스트에서 3세대 디자인 인공관절은 기존 인공관절보다 마모가 적다는 결과가 도출됐다.

수술 후 일상 복귀도 빠르다. 3세대 디자인 인공관절은 무릎 위아래에 위치한 뼈와 인공관절의 접합성을 높여 기존 인공관절보다 깎아내야 하는 뼈가 40%가량 적다. 정확한 수술로 인공관절 이식에 드는 수술 시간이 짧다. 그만큼 수술 중 출혈·감염 등으로 합병증이 생길 위험을 줄여준다.


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