퇴행성 관절염의 초기나 중기에는 없어진 연골의 범위가 넓지 않아, 최근에는 줄기세포를 이용한 재생도 가능하다. 하지만 연골손상의 범위가 광범위한 말기에는 뼈도 닳아 관절 자체에 변형이 발생, 인공관절 치환술을 할 수밖에 없다. 관절 표면을 깎아내고, 여기에 이미 만들어져 있는 특수합금의 인공관절을 삽입한다.

말기 퇴행성 관절염을 앓고 있는 분들은 결국 인공관절 수술을 받아야 하는 것을 알고 있지만, 선뜻 수술을 결정하지 못하는 몇 가지 이유가 있다. 주위에서 수술 후에 무릎을 잘 구부리지 못하는 경우를 봤다는 것이다. 인공관절 모양의 한계 때문에 무릎의 굴곡을 완벽히 정상 무릎처럼 만드는 것은 어렵다. 하지만 인공관절을 적절한 위치에 삽입하고, 관절인대의 균형을 정확히 잡아주면 정상과 가깝게 움직이는 것이 가능해진다. 그래서 현재 위치를 정확히 잡기 위한 노력으로 로봇을 이용한 수술법, 3D 프린터로 수술도구를 제작해 수술하는 방법, 내비게이션을 이용한 방법 등이 고안되어 이용되고 있다.

하지만 인공관절수술을 받은 무릎이 잘 구부러지기 위해서는 삽입 위치도 중요하지만, 관절 사이의 인대의 균형이 더 중요하다. 실제 수술 중에 보면 인공관절이 아무리 정확한 위치에 삽입되었다 하더라도, 말기관절염 자체가 인대의 변형이 이미 진행된 상태이기 때문에 관절 간격에 불균형이 오는 것은 어쩔 수 없다. 문제는 이 관절 간격의 불균형을 객관적으로 확인할 수 있는 방법이 지금까지는 없었다는 점이다. 그동안 관절 간격은 오직 집도의의 경험에만 의존해서 수술을 해왔기 때문에 무릎이 잘 안 구부러지는 경우가 종종 발생해 온 것이다. 그래서 인대의 균형을 객관적인 데이터로 수술 중에 확인하면서 교정하여 완벽한 균형을 맞출 수 있도록 개발된 방법이 바이오센서를 이용한 3세대 맞춤형 인공관절이다.

바이오센서를 이용한 인공관절 수술의 핵심은 마이크로칩 ‘센서’에 있다. 이 센서는 1회성 사용으로 안정성이 보장되는 기기이며, 인공관절 치환술에서 인공관절의 위치와 인대의 균형을 잡는 데 도움을 준다. 최신 무선통신 기술로 운동추적, 대퇴부 하중측정, 수술절차 데이터, 관절간격 측정값까지 수술의 전 단계에서 뼈뿐만이 아니라 인대의 힘줄과 상태까지 모두 체크한다. 무릎의 균형을 완벽히 이루도록 돕는다. 센서 덕분에 기존의 맞춤형 인공관절 수술보다 오차 없는 정확한 수술이 가능해졌다.

<글·강북연세병원 박영식 병원장>