노년층의 대표 질환인 퇴행성관절염으로 고통받고 있는 고령 환자가 매년 늘고 있다. 건강보험심사평가원에 따르면 2015년 260만명이었던 퇴행성관절염 환자는 2019년 296만명까지 증가했다. 동시에 관절염 말기에 시행하는 인공관절수술 건수 또한 37% 증가했다.
퇴행성관절염은 무릎 연골이 노화로 인해 소실되며 관절끼리 맞닿아 통증을 일으키는 질환이다. 초기에는 가벼운 무릎 통증으로 시작하지만, 방치 시 극심한 통증으로 이어지기 때문에 일상생활에 큰 지장을 초래한다. 특히 무릎 통증이 심해지는 퇴행성관절염 말기에 접어들면 가벼운 움직임조차 쉽지 않고, 심한 경우 다리뼈가 변형되기도 하는데, 이때 필요한 것이 인공관절수술이다.
이 수술은 손상된 관절 및 연골을 제거하고, 인체에 무해한 소재로 이루어진 인공관절을 삽입하는 치료이다. 관절 간의 직접적인 마찰을 줄여 통증 완화하고 염증의 발생을 막는 이 수술은 1960년 영국 존 찬리에 의해 개발됐다. 그 후 60여 년이 지난 현재까지 다양한 방식으로 발전되어 왔는데, 그 결과 내비게이션, 로보닥, 맞춤형 인공관절 같은 수술법이 등장했다.
그러나 여전히 인공관절의 수명 연장은 풀어야 할 숙제로 남아있다. 기술의 발달로 인공관절의 수명이 늘어나고 있지만 평균 15~20년 정도이며, 이는 개인의 생활 습관에 따라 더 짧아지기도 한다. 100세 시대에 가까워지고 있는 현 상황을 볼 때, 60세의 환자가 인공관절수술을 받는다면 1~2차례 더 인공관절 수술을 진행해야 하는 셈이다. 이러한 인공관절의 한계점을 극복하고자 등장한 것이 3D 맞춤형 인공관절수술이다.
3D 맞춤형 인공관절수술의 원리는 간단하다. MRI와 3차원 시뮬레이션을 이용해 무릎의 정확한 형태를 구현하고 가상수술을 진행한다. 이후 3D프린터로 환자의 무릎에 맞게 제작된 수술도구 PSI(Patient Specific Instrument)를 이용하여 수술을 진행한다. 실제 수술 전 가상 수술을 진행하기 때문에 오차 범위를 최소화할 수 있고, 정확한 위치에 인공관절을 삽입하여 인공관절 간의 마모를 최소화한다.
특히 국내에서 개발된 3D 맞춤형 인공관절의 경우 기존 서양에서 개발된 인공관절과는 달리 무릎 아래 뼈 부분까지 ‘맞춤형 인공관절’을 제작하여 인공관절의 마모를 더욱 줄였다. 인용지수(Impact factor) 5.7로 높은 평가를 받는 세계적 학술지 ‘Journal of Clinical Medicine’에 실린 연구 결과는 이러한 사실을 뒷받침해준다.
2020년에 진행된 ‘마모 테스트(Experimental Wear Test)’의 결과 미국에서 개발된 ‘개인 맞춤형 인공관절’보다 국내에서 개발된 ‘3D 맞춤형 인공관절’이 마모도가 적다는 결과가 도출됐다. 이에 개인 맞춤형 인공관절 수술은 인공관절의 마모를 최소화해 수명연장에 도움을 주는 것으로 나타났으며, 앞으로도 개인 맞춤형 인공관절 수술은 계속해 발전해 나갈 예정이다.
글 : 연세사랑병원 고용곤 병원장
