연세사랑병원 연구팀이 의료기기 전문기업 스카이브와 무릎 인공관절의 설계 최적화를 통한 새로운 경골 스템 설계 방법을 제시했다.

이 연구는 연세사랑병원 외에도 흥케이병원 김종근 원장 연구팀, 국제성모병원 정형외과 이현희 교수 연구팀, 세브란스병원 정형외과 박관규 교수팀이 함께 진행했다.

또한 연구결과는 연세사랑병원과 스카이브가 공동개발한 무릎 인공관절 제품 ‘PNK KNEE’에 적용돼 있다.

인공 슬관절 치환술(TKA)의 성공 여부는 경골 부품의 안정성에 달려있다는 게 정설이다. 

기존 디자인의 주요 문제점이었던 응력 차폐와 골 소실로 인한 무균성 느슨함 현상을 극복하고자 연구진은 첨단 실험 설계 방법론과 전산 해석을 활용한 혁신적 접근을 시도했다.

전체 요인 실험을 통해 스템 직경, 길이, 내·외측 비율, 날개 각도 등 주요 설계 변수들의 영향을 철저히 분석했다.

그 결과 스템 직경과 길이가 생체역학적 성능에 결정적 영향을 미친다는 사실을 발견했다. 이를 바탕으로 개발된 최적화 설계는 기존 모델 대비 현저히 향상된 성능을 보였다.

연구진은 "이번 연구는 단순한 디자인 개선을 넘어 인공관절 수명과 안정성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 돌파구"라고 의미를 부여했다.

환자의 뼈 보존과 임플란트 안정성을 동시에 도모할 수 있다는 평가다.

연구진은 이번 연구결과를 바탕으로 다양한 분야 임플란트 설계에 적용하기 위한 후속 연구를 진행 중이며, 조만간 환자들에게 더 나은 삶의 질을 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

한편,  이번 연구결과는 올해 국제 학술지 ‘Bioengineering(SCIE, 인용지수 3.8)에 등재됐다.