연세사랑병원 연구팀, 인공관절 '수명연장' 위한 신소재 물질 논문 발표

[이데일리 이순용 기자] 인공관절 수술은 퇴행성 변화로 인해 닳아버린 연골을 제거하고, 인체에 무해한 재료로 만들어진 관절로 치환하는 수술이다. ‘퇴행성 관절염 치료의 종착지’로 불릴 만큼 치료 효과가 크고 통증 감소와 무릎 가동범위 회복 등으로 평범한 일상으로의 복귀를 돕는다.

무릎 인공관절 수술은 시대를 거듭하면서 다양한 수술도구의 개발과 인체 무릎에 맞는 디자인의 개발로 점점 더 수명을 연장해가고 있다. 인공관절의 수명이 20여년 정도로 연장되기는 했지만, 아직은 완전히 영구적이라고 볼 수 없다. 노화로 인한 퇴행성이 일어나 인공관절 수술을 하게 되는 시기는 대체로 70대인데, 평균 수명이 늘어나면서 재수술을 하는 경우가 종종 생기기 때문이다.

때문에 인공관절 신소재에 대한 연구는 전세계 의료진에게 끝나지 않은 숙제 같은 것이다. 젊은 관절염 환자들이 조금 더 영구적인 인공관절을 사용해, 비교적 젊은 나이에도 재수술 걱정없이 빠른 치료를 받을 수 있게 하기 위함이다. 인공관절은 마모와 부식에 강하고, 인체에 해가 되지 않는 재료를 사용하는 것이 핵심이다.

최근 연세사랑병원 인공관절 연구팀은 반영구적 인공관절 소재에 대한 전세계 연구들을 정리한 리뷰을 세계적 학술지 ‘Material Science and Engineering C’ 저널 에 게재했다. 리뷰 논문은 특정 분야의 연구 동향과 다양한 이론들을 수집해 요약 정리한 논문으로, 해당 분야를 완벽하게 이해하는 전문가들에 의해 쓰여지며 연구자들로 하여금 해당 분야의 전반적인 지식을 쌓도록 돕는 역할을 한다.

해당 리뷰 논문에서 연세사랑병원 인공관절 연구팀은 PEEK(반가열성 열가소성 소재) 또는 카본(Carbon)이 함유된 피크 소재(CFR-PEEK)에 집중했다. 기존의 인공연골(폴리에틸렌) 소재의 한계를 벗어나기 위하여 현재 세계적으로 활발히 연구가 진행되고 있는 카본이 함유된 피크 소재의 발전 방향과 앞으로의 전망을 기술한 것이다.

이번 리뉴 논문은 다양항 경골 삽입물 재료를 사용해 수술 후 무릎 관절에 대한 생체역학적 효과를 평가했다. 그 결과 카본이 함유된 피크 소재는 가볍고, 인간의 뼈와 속성이 비슷해 응력방패현상(인공관절 주변의 뼈가 녹아내리는 현상)을 줄일 수 있는 장점이 있었다. 또, 기존 재료보다 생체역학적으로 뛰어난 효과를 보였다. 연세사랑병원은 이 인공연골에 카본이 함유된 피크 소재를 사용하는 것에 대한 특허권을 보유하고 있다.

리뷰 논문을 이끈 연세사랑병원 고용곤 병원장은 “인공관절 연구는 결국 수술 후 환자가 얼마나 만족하는지, 또 인공관절을 얼마나 오래 사용할 수 있는지를 고민하는 것”이라며 “이번 리뷰 논문이 인용지수 8.4으로 높은 평가를 받는 세계적 학술지에 게재돼 기쁘고, 본원 연구팀에서도 카본 소재에 대해 계속해서 연구를 진행하고 있다. 인공관절 수명을 더 늘릴 수 있도록 끊임없이 고민하고, 연구에 더 박차를 가하겠다”고 말했다.