연세사랑병원은 최근 신촌 세브란스병원 박관규 교수 연구팀, 강남 세브란스병원 조병우 교수팀 및 ㈜스카이브 연구진과 협력하여 진행한 연구를 통해 PNK 무릎 인공관절 경골 삽입 구성요소(Tibia Insert Components)의 우수성을 입증했다. 이번 연구는 올해 국제 학술지 데이터 베이스 과학인용색인에 등재된 학술저널 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. 연구진은 세 가지 다른 락킹 메커니즘 설계를 비교하여 각 설계가 분해 및 조립에 얼마만큼의 힘이 필요한지 측정했다.
경골 삽입 구성요소의 각기 다른 디자인 락킹 메커니즘 설계
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 요구됐으며, 도브테일-스냅핏 설계와 주변 림 설계가 각각 그 뒤를 이었다. 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"며 "앞으로도 최적의 치료를 제공하기 위해 지속적으로 연구를 진행하며, 최신 기술과 지식을 바탕으로 인공관절 분야에서 앞장서 나갈 것"이라 밝혔다.
한편 연세사랑병원과 스카이브가 공동 개발한 PNK 인공관절은 도브테일-스냅핏 설계를 사용한다. PNK 인공관절은 한국인 1만 2천여명의 해부학적 데이터를 바탕으로 제작되어 실제 한국인의 신체에 잘 맞고 좌식 생활 등에 적합한 인공관절이다. 김성준기자 illust76@dt.co.kr
