3D프린터 이용 '맞춤형 인공관절 수술' 정확성↑…수술시간·합병증↓

퇴행성관절염 말기 환자를 위한 인공 관절의 수명을 연장하고 수술의 정확성을 높이기 위한 ‘의학 기술’은 나날이 발전하고 있다.

컴퓨터를 이용한 ‘네비게이션 수술’이나 로봇을 이용한 ‘로보닥 인공관절 수술’ 등에 이어 이제 ‘3D프린터를 이용한 맞춤형 인공관절 수술’까지 실현돼 일선 의료 현장에서 좋은 반응을 얻고 있다.

강남 연세사랑병원은 2014년 공학계열 엔지니어와의 협업을 통해 개인의 무릎 모양과 인공관절이 가장 정확하게 들어갈 수 있는 위치를 정하는 수술도구(PSI)를 설계하는 기술을 처음 개발해 수술에 적극 활용하고 있다. 이른바 ‘3D 프린터를 이용한 맞춤형 인공관절 수술 도구’다. 수술 방법과 과정은 이렇다.

수술전 2~3주 안에 MRI를 찍어 각자 무릎 모양의 정보를 얻은 뒤 3차원 프로그램을 이용해 개개인의 무릎 모양을 만든다. 이렇게 만들어진 무릎 모양을 갖고 실제 수술 전에 컴퓨터 시뮬레이션으로 가상 수술을 해 본다. 이 과정에서 인공관절이 가장 정확하게 들어가는 위치에 맞게 개인의 수술도구(PSI)를 제작한다. 이를 3D프린터로 전송해 출력한 뒤 실제 인공관절 수술 도구로 사용하는 것이다.

강남 연세사랑병원 권오룡 원장은 20일 “3D프린팅을 이용한 맞춤형 인공관절 수술은 개개인의 무릎 모양을 만든 후 미리 컴퓨터를 이용해 3D시뮬레이션으로 가상 수술을 거치기 때문에 수술의 오차 범위를 줄여 정확도를 높이고 인공관절 수명을 연장할 수 있다”고 설명했다. 또 인공관절의 위치를 찾는 과정이 축소되기 때문에 수술 시간 단축과 다른 합병증을 줄이는 효과도 기대할 수 있다.

기존 인공관절 수술법은 개인의 무릎 모양에 관계없이 일률적으로 똑 같은 수술 도구를 사용했다. 때문에 인공관절이 잘못 삽입돼 수술 후 통증을 유발하거나 인공관절 수명이 단축되는 확률이 높았다. 실제 경험없는 의사가 수술한 후 몇 년 안에 재수술하는 사례도 종종 있었다.

강남 연세사랑병원이 자체 개발한 수술 도구의 정확성 및 안정성에 대한 연구 결과는 지난해 국제 학술지 ‘바이오메드 리서치 인터내셔녈’ 11월호에 발표됐다.

3D프린터를 이용한 맞춤형 인공관절 수술 도구는 4~5년 전 국내에 도입됐다. 하지만 수술 전 시뮬레이션 프로그램은 외국에 의존했기 때문에 환자 데이터를 외국에 보내야 했고, 수술 도구를 만들어 오는 데까지 2~3개월이 걸렸다.

하지만 이제 국내 자체적으로 3D프린터를 이용해 수술 도구를 개발한 상황에서 도구 제작에는 2~3주면 충분하다. 강남 연세사랑병원은 이 수술 도구에 대한 국내 특허 출원을 마친 상태다. 이 병원 고용곤 병원장은 “이제 해외 기술력에 의존하지 않고 국내 실정에 맞는 맞춤형 인공관절 수술이 가능하게 됐다”면서 “퇴행성관절염 말기 환자들의 부담을 낮추고 만족도를 높일 수 있을 것”이라고 말했다.

민태원 기자 twmin@kmib.co.kr


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