[정희원 기자] 퇴행성관절염으로 고통받는 노년층은 매년 꾸준히 늘고 있다. 건강보험심사평가원 통계에 따르면 국내 퇴행성관절염 환자수는 2012년 약 327만여명에서 2018년 387만명으로 증가세다.
나이가 드는 이상 누구나 ‘피할 수 없는’ 관절염을 정복하기 위해 의료·제약업계도 고군분투 하고 있다. 하지만 아직까지 퇴행성 관절염의 근원적인 대안은 ‘무릎 인공관절 수술’로 봐도 무방하다. 다만 경험을 갖춘 의료진으로부터 수술받았더라도 인공관절수술의 만족도는 전 세계적으로 81%에 그치고 있다.
이같은 이유는 무엇일까. 이는 대체로 무릎 인공관절 수술에서 무릎관절이 정상이었을 때의 ‘축’과 동일하게 맞추는 게 까다롭기 때문이다. 무릎관절을 해부학적으로 봤을 때 축은 크게 ‘정면에서 바라보는 축’과 ‘옆면에서 보는 축’, 그리고 ‘회전축’으로 나뉜다. 인공관절 수술의 좋은 결과를 위해서는 이 3가지 축을 수술 전의 무릎과 맞추는 게 핵심이다.
고용곤 연세사랑병원장은 “모든 환자에게 동일한 수술도구를 사용하는 기존 인공관절 수술의 경우 보통 ‘정면에서 바라보는 축’은 맞출 수 있으나, ‘옆면에서 보이는 축’이나 ‘회전축’은 수술 전과 동일하게 맞추기 어려운 게 한계”라고 지적했다.
이같은 문제를 해결하기 위해 현재까지도 정형외과 의료진과 공학 엔지니어 연구진은 연구 활동을 거듭해왔다. 이를 통해 ‘네비게이션’ 또는 ‘로봇’을 이용한 인공관절 수술을 받을 경우 정확도를 높일 수 있게 됐다. 하지만 이들 방법 역시 회전축을 맞추기에는 역부족이었으며, 수술 만족도를 향상시키기에는 부족한 측면이 있다.
유럽무릎관절학회 학술지 ‘무릎수술, 스포츠 외상학, 관절경검사’(Knee surgery, Sports Traumatology, Arthrscopy) 최근호에는 이를 뒷받침하는 연구결과가 실려 있다.
이를 진행한 연구팀은 한쪽 무릎에는 기존 인공관절 치환술을, 다른 한 쪽에는 맞춤형 인공관절 치환술을 시행해 비교하는 시신 연구를 수행했다. 그 결과 맞춤형 관절 치환술을 시행한 무릎에서 정상에 가까운 슬개대퇴 관절 기능이 재현된다는 사실을 확인할 수 있었다.
또 800여명의 무릎 MRI 데이터를 분석해 한국인 무릎관절의 해부학적 모형을 분석한 결과 무릎 대퇴골이 3도 정도 외회전 돼있다고 일반적으로 알려진 사실이 알고 보니 ‘그렇지 않다’는 결과도 발표했다. 말 그대로 기존의 인공관절 수술도구를 이용할 경우 회전축을 정확히 맞추기 어려워 수술 후 합병증의 위험을 줄일 수 없다는 것이다.
최근에는 3D맞춤형 인공관절 수술이 나와 이같은 문제를 해결하고 있다. 고용곤 병원장은 “각자의 무릎모형에 맞는 축을 정확히 측정해 수술하는 만큼 통증과 합병증의 위험성을 낮출 수 있다”고 설명했다.
이 수술법에는 3D시뮬레이션과 3D프린팅 등 첨단기술이 접목돼 있다. 3D시뮬레이션 과정을 통해 가상수술을 먼저 시행, 수술의 오차범위를 최소화한다. 이로써 환자는 인공관절을 정확한 위치에 이식받을 수 있다.
게다가 3D프린터 기술력을 적용함으로써 환자의 무릎구조에 정확히 맞는 ‘맞춤형 수술도구’(PSI: Patient Specific Instrument)제작을 진행, 과거 절개 이후에나 수립해야 했던 수술 계획의 과정을 대폭 축소되며 결과적으로 수술시간을 단축시킬 수 있게 됐다.
고용곤 병원장은 “단축된 시간에 정확한 수술이 가능해지면서 수술 중 환자의 출혈량도 감소시킬 수 있게 됐다”며 “덕분에 색전증과 폐색전 등 부작용의 위험성도 낮춰 고령자도 수술이 가능해졌다”고 설명했다.
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