▶ 인공관절 수술이란 무엇인가?

우리 몸 속의 뼈들은 관절이라는 특수관 구조로 연결되어 있는데, 예를 들어 고관절(엉덩이 관절, 히프관절)은 골반에 컵 모양의 비구와 작은 공처럼 생긴 대퇴골두가 만나는 곳으로서 관절낭이라는 주머니 안에서 연골(물렁뼈)로서 연결되어 있다. 관절내의 물렁뼈가 어떠한 이유에서든 손상을 받게 되면 관절염을 유발하게 된다.
관절을 구성하는 물렁뼈는 일단 손상을 받게 되면 재생이 되지 않으므로 손상 정도가 심해지면 결국 인공적인 대치물로서 바꾸어 주는 것이 인공관절수술이다.

우리 몸에서 가장 흔히 시행하는 부위는 엉덩이 관절(히프관절, 고관절) 및 무릎 관절(슬관절)이다.
엉덩이 관절의 경우 엉덩이 관절을 이루는 두 부분인 비구부와 대퇴골두 부분 및 손상된 물렁뼈를 제거하고 대신에 인공뼈로 대치해 주고 연결부위에는 특수한 플라스틱으로 끼워주는 수술이다.

▶ 어떤 경우에 인공관절 수술을 하는가?

주로 심한 관절염이 있을 경우에 사용한다. 일반적으로 관절을 이루는 부위의 연골은 한 번 손상되면 신체의 타부위와는 달리 재생되지 않는다. 따라서 물렁뼈가 심하게 손상되는 관절염이 올 수 있는 모든 질병이 있은 경우 이 수술을 시행하며, �로는 이 부위에 골절이 있은 경우에도 시행한다.

시행하는 연령은 주로 55세 이후에 시행하지만 경우에 따라서는 더 젊은 연령층에서도 시행할 수 있다.
시행하는 질병으로는 무혈성괴사증, 사고로 인한 외상, 퇴행성 관절염, 류마티스성 관절염, 일부의 골수암 등에서 시행한다.

▶ 인공관절 수술의 역사 및 발달과정

1961년 영국의 정형외과 의사인 존 챤리가 현재 사용중인 인공관절을 개발한 이래로 오늘날에는 그 재질과 수술 방법 등의 눈부신 발달로 인하여 정형외과 영역에서 각광받고 있는 분야중의 하나이며, TV 영화인 “600만불의 사나이”에서 보듯이 인체의 모든 장기를 인공적인 구조물로 대치하려는 노력의 산물이다.
미국에서는 연간 약15만건의 인공고관절 수술이 시행되고 있으며, 한국에서는 정확한 통계는 없으나 연간 약 10,000건 정도 시행되고 최근 급격히 증가되는 추세이다.

▶ 인공고관절(엉덩이 관절)의 수술은 어떠한 종류가 있는가?

크게 나누어 인공뼈를 본인의 뼈에 고정시켜 주는 방법에 따라 인공뼈를 특수한 시멘트를 사용하여 고정시켜 주는 시멘트형 인공관절과 인공뼈가 본인의 뼈에 자라 들어가게 하는 무시멘트형 인공관절로 구분할 수 있으며, 그외의 여러 변형들이 있고 전세계적으로 사용 재질 및 소재에 따라 수백종이 개발되어 있다.

▶ 인공관절 수술은 시행하면 어떤 점이 좋아지는가?

대부분의 경우 시행한 환자의 90-95% 이상에서 그 이전의 심한 통증이 사라지고, 보행 장애 또는 휠체어 상태로 지내던 환자들도 거의 정상 보행이 가능하게 된다.
따라서 수술전에 통증 및 보행 장애로 거의 사회활동이 불가능하던 환자들이 사회활동이 가능하게 된다.

▶ 인공관절의 수명

환자의 상태, 연령, 몸무게, 활동량에 따라서 차이는 있으나 65세 이상에서 수술했을 경우에는 10년후에 재수술할 확률이 10%, 65세 이하인 경우에는 30%이다. 즉 10년이상 사용할 수 있는 확률이 70-90% 이상이다. 인공관절은 오래 사용하면 제일 문제가 되는 것은 역시 인공관절이 본인의 뼈 안에서 느슨해지는 경우와 인공관절 면의 마모이다. 이렇게 인공관절이 느슨해지거나 관절면이 마모되면 재수술을 통해서 새로 갈아 넣을 수 있다.

초창기 때의 인공 고관절(히프 관절)의 수명은 그 재질의 한계성 및 수술방법의 문제점 등으로 인하여 그 수명이 아주 짧았으나, 현재에 이르러서는 인공관절 신소재의 개발 및 인체공학의 발달, 수술 방법의 개선 등으로 인하여 그 수명이 매우 향상되었으며, 1994년 미국 국립보건원의 통계로는 10년 이상 사용할 확률이 90%이상으로 보고하고 있다.

그러나 이 통계도 최근들어 사용하고 있는 신소재 및 새로운 수술방법에 의한 통계가 아니고 신소재 개발 이전의 통계이므로 인공관절의 경우 현재 시술 중인 인공관절 의사들은 현재의 인공관절의 수명은 향후 더욱 향상될 것으로 믿고 있으며, 인체공학의 발달과 수술기법의 향상 등으로 앞으로는 영구적인 인공관절의 출현을 기대하고 있다.

▶ 인공관절의 재질

인공 관절의 재질은 티타늄 합금과 코발트 합금의 제품이 가장 많이 사용되고 있으며 무엇보다 중요한 것은 인체내에서 어떠한 독성 작용없이 반영구적으로 사용할 수 있는 강도를 지녀야 하고 인체와의 화학반응을 일으키지 않아야 한다. 관절 연결 부위에는 마모가 심하게 일어날 수 있으므로 이러한 마모에 견딜 수 있는 제품이 선호되고 있으며 대표적인 것이 특수한 플라스틱으로 된 것이 많이 사용되고 있다. 최근 들어 인공관절의 마모가 큰 문제로 대두되어 이의 해결방법으로 좀더 개선된 특수 플라스틱 또는 세라믹 제품, 질코니움 합금 등이 개발되어 사용중이다.

▶ 인공관절의 사후 관리

일반적으로 인공관절 수술 직후에는 관절운동과 근력 회복을 위하여 관절 운동요법과 근력강화운동을 병행하게 되는데 일부 환자들은 이를 오인하여 수술을 시행한지 수년후에도 새벽마다 조깅을 한다든지, 헬스클럽에 다니면서 관절운동을 무리하게 하여 인공관절의 마모를 더욱 촉진시키는 것을 보고 아연해질 때가 많다.

인공 관절이라는 것은 일상의 활동을 보장하는 것이지 무리한 활동이나 보행을 하는 것은 관절 마모를 오히려 촉진시켜 내구연한보다 빨리 재수술을 하게 되는 이유가 되는 것이다. 그리고 더욱 중요한 것은 수술을 받고 난 후 1년후부터는 1년에 한 번정도 주기적으로 간단한 검진을 받아 인공관절의 상태를 점검하여 조그만 이상이라도 발견되면 즉시 조치를 취해 주어야 한다. 더욱이 인공관절에는 신경이 분포되어 있지 않으므로 아주 큰 이상이 없는 한 환자 본인은 전혀 이상 여부를 느낄 수 없다. 옛말에 호미로 막을 것을 가래로 막는다고 하지 않았던가. 전문가의 주기적인 검진이 필요하다.

▶ 인공관절의 재수술

인공관절은 금속 합금과 xrtn한 플라스틱으로 만든 인공구조물이다. 부모로부터 물려받은 본인의 관절도 장기간 사용하고 무리하게 사용하면 관절 부분이 마모되어 관절염을 일으킨다. 하물며 사람이 만든 인공관절도 사용함에 따라 점차 마모될 가능성이 높다. 전자제품 등 인간이 만든 모든 물건이 사용함에 따라 노후되는 것과 마찬가징다. 인공관절이 마모되면 어절 수 없이 새로 바구어 주어야 한다. 가전제품의 부품이 고장날 경우 새로 바꾸어 주는 것과 같다. 이것이 인공관절 재치환술이다.

▶ 신소재 개발

최근 들어 인공관절의 재질에 획기적인 변화가 있었다. 인공관절 수술의 가장 큰 문제점은 인공관절을 사용함으로써 발생하는 인공관절 부품의 마모이며, 또한 마모로 인하여 발생하는 마모 찌꺼기들이 뼈를 파괴하는 생체반응을 일으키는 문제를 해결하는 것이 관건이다.

최근 이에 대한 해결책으로 마모가 거의 일어나지 않는 신소재의 개발이 활발한데 그중 대표적인 것이 세라믹 합금과 획기적인 특수 플라스틱 부품의 개발이다. 동산의료원에서는 이러한 세라믹과 신소재 특수 플라스틱 부품을 이용하여 인공관절 수술을 시행하고 있으며, 실험실에서는 마모율이 거의 없는 것으로 나타나고 있다.


● 민병우 교수, 이경재 교수 / 정형외과
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