연세사랑병원-스카이브·세브란스병원 협력 연구… PNK 무릎 인공관절 경골 삽입 구성요소 우수성 입증

경골 삽입 구성요소의 각기 다른 디자인 락킹 메커니즘 설계 [사진=연세사랑병원]

보건복지부 지정 관절 전문 연세사랑병원이 최근 신촌 세브란스병원 박관규 교수 연구팀, 강남 세브란스병원 조병우 교수팀 및 스카이브 연구진과 협력해 진행한 연구를 통해 PNK 무릎 인공관절 경골 삽입 구성요소(Tibia Insert Components)의 우수성을 입증했다고 20일 밝혔다. 이번 연구는 올해 국제 학술지 데이터 베이스 과학인용색인에 있는 Bioengineering 학술저널(SCIE, 인용지수 3.8)에 등재됐다. 

무릎 인공관절 수술 시 경골 삽입 구성요소의 락킹 메커니즘은 전체 수술에서 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 지금까지 락킹 메커니즘의 설계 방식이 부품을 조립하거나 분해할 때 필요한 힘에 어떤 영향을 주는지는 충분한 연구가 이뤄지지 않았다. 이와 관련해 연구진은 세 가지 다른 락킹 메커니즘 설계를 비교해 각 설계가 분해 및 조립에 얼마만큼의 힘이 필요한지 측정했다.

도브테일(dovetail, 홈이 있는 구조로 결합하는 방식) 설계 그룹과 주변 림(peripheral rim, 바깥쪽 테두리를 이용해 결합하는 방식) 설계 그룹, 그리고 도브테일 설계와 스냅핏(snap-fit) 설계(연구진이 채택한 방식)를 결합한 그룹을 비교한 결과 분해에 필요한 힘은 도브테일 설계 그룹이 가장 높았다. 도브테일-스냅핏 설계 그룹이 그 뒤를 이었으며 주변 림 설계 그룹은 가장 적은 힘을 필요로 했다. 조립에 필요한 힘 역시 도브테일 설계가 가장 높게 요구됐고, 도브테일-스냅핏 설계와 주변 림 설계가 각각 그 뒤에 위치했다. 즉 도브테일-스냅핏 설계는 최소한의 조립력을 요구하면서도 단단하게 고정되는 장점이 있다는 것이 연구를 통해 확인됐다.

해당 연구는 향후 관련 분야의 연구 및 개발에 중요한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 무릎 인공관절 수술에서 더욱 안전하고 효율적인 장치 개발을 위한 기초 자료를 제공할 것으로 보인다.

연구진은 "이번 연구 결과를 바탕으로 보다 개선된 디자인의 무릎 인공관절을 통해 수술 과정의 효율성을 높이고 환자에게 더 나은 치료 결과를 제공할 수 있을 것으로 기대된다"면서 "앞으로도 최적의 치료를 제공하기 위해 지속적으로 연구를 진행하며, 최신 기술과 지식을 바탕으로 인공관절 분야에서 앞장서 나갈 것"이라고 말했다.

한편, 연세사랑병원과 스카이브가 공동 개발한 PNK 인공관절은 도브테일-스냅핏 설계를 사용한다. PNK 인공관절은 한국인 1만2000여명의 해부학적 데이터를 바탕으로 제작돼 실제 한국인의 신체에 잘 맞고 좌식 생활 등에 적합한 인공관절이다.