사람이라면 누구나 시간의 흐름 속에서 노화과정을 밟게 된다. 나이가 들수록 신체는 점차 퇴행되는데, 무릎 관절에서 발생하는 퇴행성관절염이 대표적이다. 증상이 말기까지 진행되면 무릎 연골이 닳아 뼈끼리 마찰하며 염증이 생기고 극심한 통증이 발생한다. 이때는 약물치료나 주사요법뿐 아니라 물리치료 등으로도 호전되지 않는다. 결국 최후의 보루인 인공관절 치환술 카드를 꺼내야 한다. 망가진 관절 대신, 그 자리에 새로운 관절을 이식하는 것이다.

의술의 진화와 첨단기술의 접목은 인공관절 수술의 발전과 다양화에 기여했다. 환자 입장에선 자신에게 적합한 수술법을 찾는 것이 더욱 중요해졌다.

먼저 컴퓨터를 이용한 네비게이션 수술법이 있다. 주행 중 목적지를 알려주는 자동차 네비게이션처럼 관절의 절삭위치를 안내하는 적외선 센서를 활용한 방식이다. 고식적 수술법보다 정확도가 높지만 센서를 뼈에 고정할 때 골절이나 염증 등이 발생할 위험성도 존재한다.

로보닥을 활용한 인공관절 수술도 등장했다. 로봇이 의료진을 대신해 관절을 절삭하는 방식이다. 실수가능성을 배제하며 오차 가능성을 줄였다. 하지만 로봇 활용으로 길어진 수술 시간이나 시스템 오류, 기술적 테크닉 편차 등 변수가 작용할 수 있다. 게다가 기존 인공관절 수술보다 비용이 높다.

최근에는 3D맞춤형 인공관절 수술이 현실적 대안으로 부상하고 있다. PSI(Patient Specific Instrument)라는 환자 맞춤형 수술도구를 사용하는 방식이다. 환자의 무릎 형태와 하지정렬(고관절·무릎·발목을 잇는 축이 일직선을 이뤄 올곧은 상태)이 정확히 계산된 수술도구를 활용하기 때문에 짧은 시간(30분)내에 완성도 높은 수술이 가능하다.

3D 맞춤형 인공관절 수술은 다음의 과정으로 진행된다. 먼저 수술 1~2주 전 무릎 MRI 검사를 통해 무릎관절의 모양·크기 등 구조를 측정한다. 그리고 3D 시뮬레이션으로 가상 수술을 집도해 인공관절을 어디에 어느 각도로 넣을지를 분석한다. 이를 기반으로 환자 개인의 맞춤형 수술 도구를 3D프린터로 전송해 출력한다. 완성된 출력물 즉, 관절 절삭 부위를 알려주는 PSI(Patient Specific Instrument)라는 절삭유도장치다. 수술 시 손상된 관절 부위에 PSI를 끼우고 망가진 관절을 잘라내면 인공관절이 정확한 자리에 이식된다.

보건복지부 지정 관절전문 연세사랑병원 고용곤 병원장(정형외과 전문의)은 “환자의 무릎에 맞게 설계된 PSI를 활용하면 수술과정이 대폭 축소돼 빠르고 안전한 수술이 가능하다”고 말하며, “절개 및 절삭 부위를 최소화시켜 합병증의 위험이 적고 회복이 빨라 수술 후 만족도가 높고 예후도 좋은 편”이라고 설명했다.

한편 연세사랑병원의 3D 맞춤형 인공관절 수술 누적 건수는 7년만에 약 1만 500례를 돌파했으며 70여 편의 인공관절 수술 임상 논문을 발표했다.