최근 국내 의료진이 3D프린터를 이용한 맞춤형 수술도구를 자체 개발하면서 해외 기술력에 의존하지 않고 퇴행성관절염에 대한 맞춤형 인공관절수술을 실시할 수 있게 됐다. 강남 연세사랑병원은 2014년 9월 공학계열 엔지니어와의 협업을 통해 환자 무릎에 인공관절이 가장 정확하게 들어갈 수 있는 위치를 확인하는 맞춤형 수술도구(PSI, Patient Specific Instrument)를 설계하는 기술을 개발해 치료 안전성과 효율성을 높여왔다.

3D프린터를 이용한 맞춤형인공관절 수술기법은 수술 전 2~3주 안에 자기공명영상(MRI)을 찍어 각자 무릎 모양의 정보를 얻은 뒤 프로그램을 이용해 개인의 무릎 모양을 만든다. 만들어진 무릎 모양과 컴퓨터 시뮬레이션을 활용해 실제 수술 전 가상수술을 실시, 안전성을 높인다. 이 과정에서 인공관절을 가장 정확한 위치에 넣을 수 있도록 개인 맞춤 수술도구를 제작한다. 이를 3D프린터로 전송해 수술도구를 출력한 뒤 인공관절수술에서 사용한다.

이 치료법은 오차범위를 줄여 정확성이 높고 인공관절의 수명연장을 기대할 수 있다. 권오룡 강남 연세사랑병원 원장은 “3D 맞춤형 인공관절수술은 하지정렬을 맞추고 인공관절의 위치를 찾는 과정이 축소돼 수술시간이 단축되고 다른 합병증 위험도 감소한다”며 “고령 환자에게도 적용 가능해 활용 범위가 넓다”고 설명했다.

기존 수술법은 환자의 무릎 모양에 관계없이 일률적으로 똑같은 수술도구를 사용했기 때문에 인공관절이 잘못 삽입돼 수술 후 통증을 유발하거나 인공관절 수명을 단축되는 위험이 컸다. 실제로 경험 없는 의사가 수술한 뒤 몇 년 안에 재수술하는 경우가 종종 있었다.

맞춤형 인공관절 수술도구는 현재 미국을 비롯한 외국에서 사용이 증가하는 추세다. 국내에서도 맞춤형 인공관절수술의 임상연구가 활발하게 실시되면서 정확도 및 안정성 향상에 대한 결과가 보고되고 있다. 강남 연세사랑병원 연구팀은 지난해 11월 자체 개발한 수술도구의 정확성 및 안전성 향상 관련 연구결과를 해외학술지 ‘국제생의학연구지(BioMed Research International)’에 발표했다. 이 병원이 자체 개발한 3D 맞춤형 수술도구는 국내 특허 출원을 마친 상태다.

3D프린터를 이용한 맞춤형 인공관절수술 도구는 4~5년 전 국내에 도입됐다. 하지만 시뮬레이션 프로그램은 외국에 의존했기 때문에 환자 데이터를 외국에 보낸 뒤 수술도구를 받기까지 2~3개월이 걸렸다. 최근엔 수술도구를 제작하는 데 2~3주면 충분해 수술 전 대기시간이 줄었다.

고용곤 강남 연세사랑병원 병원장은 “해외 기술력에 의존하지 않고 국내 실정에 맞는 맞춤형 인공관절수술을 가능케 함으로써 퇴행성관절염 말기 환자의 부담을 낮추고 만족도를 높이고 있다”고 말했다.