일산백병원 나경욱 교수, 무릎 교정수술 안정성 높이는 ‘메탈 블록’ 효과 입증

- 경골 절골술에서 금속판에 메탈 블록 사용 시 고정 안정성 크게 향상

- 뼈 부담 줄이고 금속판 부담 증가, 환자 맞춤 수술 전략 근거 제시

인제대학교 일산백병원 정형외과 나경욱 교수가 무릎 교정수술의 안정성을 높일 수 있는 새로운 보조 방법의 효과를 과학적으로 입증했다.

나경욱 교수는 휜다리(내반 변형) 교정과 무릎 안쪽 관절염 치료에 널리 시행되는 ‘경골절골술(OWHTO)’에서 금속판 에 메탈 블록을 삽입했을 때 나타나는 생체역학적 변화를 분석한(FEM) 연구 결과를 발표했다.

경골절골술은 정강이뼈 일부를 절골해 벌린 뒤 다리 정렬을 바로잡는 수술이다. 이때 벌어진 뼈 사이 공간을 얼마나 안정적으로 유지하느냐가 수술 성공의 핵심이다. 최근에는 이 공간에 메탈 블록을 삽입해 안정성을 보강하는 방법이 주목받고 있다.

연구팀은 62세 여성의 CT 데이터를 기반으로 실제 인체와 유사한 3차원 컴퓨터 시뮬레이션(유한요소 해석)을 구현했다. 이를 통해 메탈 블록 사용 여부, 절골 방식(단면·이중면), 그리고 수술 중 발생할 수 있는 ‘외측 힌지 골절’ 상황 등 다양한 조건을 비교 분석했다.

그 결과, 금속 블록을 사용한 경우 모든 조건에서 고정 안정성이 뚜렷하게 향상된 것으로 나타났다. 특히 수술 부위의 미세한 움직임(미세운동)은 최대 90% 이상 감소해, 수술 후 뼈가 흔들리는 현상이 크게 줄어드는 것으로 확인됐다.

또한 금속판이 고정되는 부위 주변의 최대 스트레스는 약 14~21% 감소해 구조적 안정성이 개선됐다. 반면 금속판 자체에 가해지는 평균 스트레스는 최대 2배 이상 증가해, 일부 하중이 뼈에서 금속판으로 이동하는 ‘하중 재분배’ 현상도 관찰됐다.

특히 뼈에 가해지는 스트레스가 약 21~28% 감소한 점도 주목된다. 이는 수술 부위 뼈의 부담을 줄여 회복 과정에는 긍정적인 영향을 줄 수가 있다.

나경욱 교수는 “메탈 블록은 특히 단면 절골 방식이나 외측 힌지 골절이 동반된 경우에서 안정성 향상 효과”가 더 크게 나타났다고 연구결과를 발표했다.

이어 “이번 연구는 다양한 임상 상황에서 메탈 블록의 효과를 정량적으로 분석한 결과로, 향후 환자 맞춤형 절골술 전략을 세우는 데 중요한 근거 자료가 될 것”이라고 밝혔다.

한편 이번 연구 결과는 바이오공학 분야 국제 학술지 Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 최신호에 게재됐다.

이번 연구는 무릎 교정수술(절골술)의 안전성과 성공률을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.