맞춤형 수술로 치료효과 우수…비용 비싼 게 단점

3D프린터의 쓰임새가 커지면서 무릎 인공관절 수술에까지 이 기술이 확대 적용되고 있다. 환자 개개인마다 무릎이 다른 특성을 고려해 ‘맞춤형 인공관절’을 제작할 수 있기 때문이다.

퇴행성관절염은 무릎을 보호하는 연골이 노화나 무리한 활동으로 손상되면서 염증을 일으키는 질환이다. 연골에는 혈관이 없어 피가 닿지 않기 때문에 재생이 안 된다. 때문에 한 번 손상된 연골은 이전처럼 회복하기 어렵다.

연골손상이 비교적 심하지 않은 퇴행성관절염 초·중기에는 몸속 줄기세포를 이용해 연골세포를 재생시키는 치료가 가능하다. 하지만 연골이 심하게 손상돼 뼈와 뼈가 맞닿는 말기상태라면 인공관절 수술이 최선이다.

인공관절 수술은 염증을 일으키는 관절 대신에 인체에 무해한 인공 세라믹이나 금속재질 등으로 제작된 인공관절을 무릎 내에 이식하는 방식이다. 인공관절 수술을 하면 극심했던 통증이 사라지는 것은 물론 다리의 근육이 늘어나 힘이 생기면서 일상생활이 원활해지고, 적당한 스포츠와 레저 활동도 즐길 수 있다.

그러나 인공관절 수술은 15~20년 정도의 수명을 갖는 만큼 수술 시기를 잘 고려해야 한다. 이 때문에 인공관절은 주로 재수술 부담이 없는 65세 이상의 고령 환자들에게 권고된다.

그런데 최근에는 3D프린터를 이용한 수술법이 주목받고 있다. 환자 개개인의 무릎에 맞는 수술도구를 제작해 수술의 정확성을 높이고, 인공관절의 수명까지 연장할 수 있는 장점 때문이다.

미국에서 2009년 처음 시행된 이 수술법은 국내에 2010년 도입됐다. 지난해 기준으로 전 세계에서 약 4만건 가량 시행된 것으로 추산된다.

맞춤형 인공관절 수술은 수술받기 1~2주 전 컴퓨터단층촬영(CT)이나 자기공명영상(MRI)을 이용해 무릎 관절의 모양과 크기를 정확하게 측정하는 것으로 시작한다. 이후 환자의 무릎을 3D 입체영상으로 만들어 무릎 모양을 재현한 후 3D프린터를 이용해 환자의 연골 병변 두께, 모양, 하지정렬에 맞는 인공관절모형을 제작한다.

그 다음에는 이 모형에 맞게 인공관절이 정확하게 들어갈 수 있도록 컴퓨터와 3D 프린터를 이용해 환자의 관절 모양을 깎아내는 수술도구를 제작해 인공관절 수술을 시행한다.

기존 인공관절 수술의 경우 동일한 크기의 인공관절이 사용되다보니 환자 본인에게 인공관절을 정확히 맞추기 어렵다. 또 인공관절을 넣을 위치를 잡기 위해 관절 부위를 잘라내면서 인대와 근육, 힘줄 등 주변 연부조직이 손상될 수 있었다. 수술 후 부자연스러움, 하지정렬의 부조화 등도 부작용으로 꼽혔다.

다만 맞춤형 인공관절 수술은 기존 인공관절 수술보다 비싼 게 흠이다. MRI 등의 촬영비용(50만~60만원)이 추가되기 때문이다.

강남 연세사랑병원 고용곤 원장은 14일 “지난해까지는 환자의 무릎 모형을 미국 업체에 의뢰해 약 6~8주 정도 후에나 수술이 가능했지만 이제는 국산 3D프린터를 이용함으로써 수술 대기시간이 1~2주 정도로 짧아졌다”고 말했다.

연합뉴스