정석원 건국대병원 정형외과 교수팀은 어깨 인공관절 수술에서 맞춤형 3D 프린팅 수술 가이드를 활용하면 삽입물 위치의 정확성을 향상시킬 수 있다는 연구 결과를 4일 소개했다.

정 교수팀은 2020년부터 2023년까지 국내 4개 대학병원에서 회전근개 파열 등으로 어깨 역행성 인공관절 수술(reverse total shoulder arthroplasty, RTSA)이 필요한 환자를 대상으로 맞춤형 3D 프린팅 수술 가이드(Patient-Specific Instrumentation, PSI)를 적용한 그룹 65명과 기존 방식으로 수술한 그룹 70명을 후향 분석했다. 수술에 사용된 PSI는 국내 기업 ‘시안솔루션’에서 모델링 및 3D 프린팅 제작을 담당했다.

연구팀은 수술 전 컴퓨터단층촬영(CT) 영상으로 환자의 어깨뼈를 3차원으로 분석한 뒤, 이를 바탕으로 PSI를 제작해 수술에 활용했다. 이 가이드를 통해 관절와순(窩脣, labrum) 베이스플레이트와 주변 나사의 삽입 위치와 방향을 미리 계획하고, 수술 후 CT 영상과 비교해 계획 대비 실제 삽입 정확도를 분석했다. 

연구 결과, PSI를 적용한 그룹은 베이스플레이트의 염전각(1.5° vs 6.7°), 경사각(2.8° vs 5.3°), 중심 진입점 오차(1.9mm vs 3.2mm)에서 기존 수술 그룹보다 유의미하게 정확도가 높았다. 또 상·하(S/I) 및 전·후(A/P) 방향의 나사 삽입 각도에서도 대부분 방향에서 오차가 적었다. 나사 삽입 길이도 PSI 그룹이 평균적으로 더 길었고, 나사 돌출 사례는 PSI 그룹이 9건, 기존 그룹은 23건으로 나타났다. 나사 삽입 실패나 신경 손상 사례는 PSI 그룹에서 한 건도 발생하지 않았다.   정석원 건국대병원 정형외과 교수정석원 교수는 “이번 연구는 다양한 병원과 임플란트 시스템을 아우르는 다기관 비교 연구로, 어깨 인공관절 수술에서 PSI의 삽입 정확도 향상 효과를 체계적으로 입증했다”며 “특히 어깨뼈가 작고 해부학적 구조가 복잡한 고령 환자에게도 적용 가능한 수술 기법으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 논문은 지난 6월, 정형외과 학술지 ‘Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy’(KSSTA, IF=5.0)에 ‘환자 맞춤형 기구 가이드가 어깨 역행성 인공관절 치환술에서 베이스플레이트 및 나사의 정확한 위치 삽입에 미치는 영향: 다기관 비교 연구’(Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy (KSSTA)*에 'Effect of the patient‐specific instrumentation guidance on the accurate positioning of the baseplate and screws in reverse total shoulder arthroplasty: Multicenter comparative study)라는 논문으로 게재됐다.

KSSTA는 유럽스포츠외상학회(European Society of Sports Traumatology, Knee Surgery and Arthroscopy, ESSKA)에서 발간하며, 무릎, 어깨, 스포츠외상, 관절경 수술 등을 주제로 한 임상 및 기초 연구를 다루는 정형외과학 저널이다.