[관절보감]마모율 77% 낮춘 제3세대 인공연골

[프라임경제]무릎 인공관절 수술은 2006년 4만건 이상 시술되었으며, 해마다 20% 이상씩 늘어나고 있다.

최근 통계청 발표에 따르면 한국인 평균 수명은 남자가 75.1세, 여자가 81.9세로 집계되었다. 이는 10년 전에 비해 5년이 늘어난 추세다. 이처럼 해마다 여성의 평균 연령은 점점 높아지고 있지만, 인공관절 수명은 평균 15년 내외로 보고 있어 인공관절의 수명을 늘리기 위한 연구가 절실히 요구되는 시점이다.

재수술의 부담을 덜어주는 제3세대 인공관절 X3
무릎 인공관절 수술은 관절염으로 인해 다 닳아 없어진 연골을 교체하는 수술로서, 한정되어 있는 인공관절 재질의 수명 및 마모 등의 문제로 일정기간 사용 후에는 다른 것으로 교체를 해야한다는 단점을 지닌다.

따라서 무릎 인공관절 수술을 앞둔 환자들은 재수술에 대한 부담이 크며 이것은 인공관절 수명에 대한 관심으로 연결된다. 인공관절과 관련된 의공학 기술은 재질의 수명을 늘리고 마모를 낮추는 방향으로 발전하고 있다.

인공관절은 크게 금속 관절(코발트 크롬 소재)과 인공연골(폴리에틸렌 소재)로 이루어진다.

무릎 관절에서 특히 마모가 문제가 되는 이유는 무릎 관절 자체의 특성 때문이다. 무릎은 관절의 굴곡 운동과 신전 운동량이 많기 때문에 인공관절과 맞닿는 인공 연골이 마모되기 쉽다. 관절 운동시 인공 연골이 조금씩 마모되면서 이식 부위에 미세한 입자조각을 만들어낸다. 이때 신체 면역시스템이 입자조각을 공격하면서 인공연골 및 주변의 뼈가 녹게 된다. 현재 인공관절 재수술을 받는 4명 중 한명은 인공연골의 마모가 원인이다.

마모도를 줄여 25년 이상 사용가능
따라서 인공관절의 수명을 늘이기 위해서는 마모를 낮추는 것이 관건이다. 마모를 낮추기 위해서는 금속 관절의 재질을 바꾸는 방법과 인공연골 자체의 마모를 줄이는 두가지 방법이 있다.

세라믹형 인공관절은 금속 관절의 표면을 매끄럽게 해 인공 연골과의 마찰을 줄여 마모도를 낮추었으며, 최근에는 인공연골 자체의 내구성을 높여 마모도를 줄인 새로운 인공연골(X3)이 등장했다.

기존 인공연골(폴리에틸렌)의 경우 충격 흡수 능력은 뛰어났지만 마모도가 높은 단점을 지녔다. X-3는 이러한 단점을 보완하기 위해 폴리에틸렌의 분자구조를 최소화 하고 교차결합 방식을 통해 내구도와 내마모성을 모두 높였다. 100만번에 걸친 마모실험 결과 기존 인공연골보다 마모율을 77% 감소시켰다. 기대되는 예상 수명은 약 25년 가량이다.

활동성이 높은 무릎관절의 특성상 무릎 인공관절 수술에 있어 가장 우려되는 것이 마모에 의한 재수술이지만 X3와 같은 의공학 기술의 발달로 인공관절의 수명이 보다 길어질 것으로 기대된다.

X3는 2005년 10월 FDA 승인을 완료하였고, 미국에서는 현재까지 5만례 이상 시술되어 X3의 우수성을 검증받았다.

올 초부터 의료보험의 혜택이 적용되어 비용 부담이 적어진 X3는 앞으로 더욱 활발히 시행될 것으로 전망된다.

도움말: 힘찬병원 인공관절센터 정광암 소장(정형외과 전문의)