3D프린터로 중·장년층 관절염 맞춤치료 시대

3D프린팅 기술이 의학에 접목되면서 환자의 장기조직이나 무릎관절의 외형을 인체와 유사하게 구현하는 것이 가능해졌다. 3D프린터는 정형외과에서 환자의 무릎관절을 그대로 재현하고 그에 적합한 맞춤형 수술도구까지 출력해 '환자 맞춤형 인공관절수술'을 가능케 하고 있다. 환자의 무릎 모양, 연골 두께나 손상된 형태 등을 정밀하게 파악해 수술에 반영되도록 돕는다.

강남 연세사랑병원 관절센터 허동범 소장은 19일 "3D프린터를 접목한 인공관절수술은 환자의 무릎 모양과 크기, 관절염 진행 정도를 고려해 적합한 수술법을 선택하는 데 도움된다"며 "수술 정확도가 높아 고령 환자에서 발생할 수 있는 색전증이나 혈전증 등 합병증을 예방하고 회복도 빠른 편"이라고 설명했다.

맞춤형 인공관절수술은 밤에 잠을 잘 수 없을 정도로 무릎통증이 심하거나, 일상생활이 어려운 퇴행성관절염 말기 환자에게 가장 적합하다. 중년 이후 여성의 경우 무릎통증과 함께 다리 모양이 'O자형'으로 변형돼 뒤뚱거리며 걷는 증상이 나타나면 맞춤형 인공관절수술을 고려해볼 수 있다.

먼저 수술 1~2주 전 자기공명영상(MRI) 혹은 컴퓨터단층촬영(CT) 검사로 환자의 무릎을 관찰한다. 이 자료를 토대로 3D시뮬레이션 기술을 활용해 인공관절의 정확한 절삭 및 삽입 위치를 설계한다. 설계도를 3D프린터로 보내 출력하면 실제 환자의 무릎과 동일한 무릎 모형과 수술도구가 만들어 진다. 이 수술도구를 실제 수술에 관절 절삭 가이드로 활용하면 수술 오차범위가 줄어 정확도와 안전성이 향상된다.

인공관절수술 주 대상층이 65세 이상 고령환자라는 점에서 맞춤형수술은 의미가 크다.

이 치료법의 또하나 장점은 관절의 수명연장이다. 일반적으로 인공관절 수명은 15년 정도다. 이마저도 발목·무릎·엉덩이로 이어지는 다리 중심축의 균형이 흐트러지면 사용기간이 짧아진다. 인공관절이 감당하는 무게가 한쪽으로 쏠리게 되면 그 부분이 빨리 닳는다.

허동범 소장은 "맞춤형 인공관절수술은 환자에게는 간단하지만 실제 수술계획 수립과 수술준비 단계는 정교하다"며 "정교해진 수술 계획에 따라 고관절부터 발목까지 이어지는 하지정렬을 정확히 맞추기 때문에 무릎운동성을 회복하고 인공관절 수명을 5~10년 늘릴 수 있다"고 설명했다.

수술 후 재활운동과 관리도 중요하다.

양반다리나 좌식생활은 무릎에 부담을 주므로 최대한 삼가고 의자와 소파를 이용한다. 비만이나 과체중은 무릎하중을 높이는 주원인으로 적절한 운동과 균형잡힌 식습관을 통해 정상체중을 유지하는 게 바람직하다. 평지걷기, 고정식자전거타기, 아쿠아스포츠 등은 무릎관절에 부담을 주지 않으면서 근력을 높이는 데 좋다.

[e-mail] 정명진 의학전문기자