골밀도 정상이어도 안심 못 한다…무시멘트 무릎 인공관절, ‘뼈 강도’ 예측 한계 확인

헬스라이프헤럴드 2026.01.07 조회수

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무릎 인공관절 치환술은 중증으로 진행된 무릎 관절염 환자에게 시행되는 대표적인 수술로, 손상된 관절을 제거한 뒤 금속과 플라스틱 재질의 인공관절을 삽입해 통증을 줄이고 기능을 회복시키는 치료법이다. 최근 고령화와 함께 무릎 관절염 환자가 증가하는 가운데, 수술을 받는 연령대가 점차 낮아지고 활동량이 많은 환자 비중도 늘어나면서 인공관절의 내구성과 장기 안정성에 대한 요구가 커지고 있다.

이 같은 흐름 속에서 주목받는 수술법이 무시멘트형 무릎 인공관절이다. 시멘트를 사용하지 않고 인공관절과 뼈가 직접 결합하도록 하는 방식으로, 장기적으로 인공관절의 수명을 늘릴 수 있다는 장점이 있다. 다만 수술 시 환자의 뼈 강도가 충분하지 않으면 조기 해리로 이어질 수 있어, 수술 전 뼈 상태를 정확히 평가하는 것이 무엇보다 중요하다.

가톨릭대학교 은평성모병원 정형외과 고인준 교수 연구팀은 이러한 임상적 문제의식에서 출발해, 건강검진에서 흔히 시행되는 허리·골반 중심의 골밀도 검사만으로 무시멘트형 무릎 인공관절 수술에 필요한 실제 뼈 강도를 예측할 수 있는지를 체계적으로 분석했다. 이번 연구에는 여의도성모병원 정형외과 이동환 교수와 가톨릭응용해부연구소 곽대순 교수가 함께 참여했다.

연구팀은 무시멘트형 무릎 인공관절 수술 과정에서 절제돼 폐기 예정이던 골편을 활용해 실제 뼈 강도를 측정하는 압입실험을 진행하고, 이를 환자의 중심 골밀도 수치와 비교했다. 그 결과, 전체 환자군에서 중심 골밀도와 무릎 뼈의 실제 강도 간 상관성은 매우 낮았으며, 특히 골다공증 환자군에서는 두 지표 간에 유의한 관련성이 없는 것으로 나타났다. 이는 임상에서 관행적으로 활용돼 온 중심 골밀도 수치가 무릎 부위의 실제 뼈 강도를 대표하지 못할 수 있음을 보여준다.

이어 진행된 후속 연구에서는 무시멘트형 인공관절 고정에 필요한 최소 뼈 강도를 산출한 뒤, 이를 실제 환자의 무릎 뼈 강도와 비교했다. 분석 결과, 중심 골밀도가 정상 범위에 속한 환자의 약 30%는 무시멘트형 인공관절 적용에 부적합한 수준의 낮은 뼈 강도를 보였으며, 반대로 골다공증 진단을 받은 환자 중에서도 약 30%는 수술에 충분한 강도를 지닌 것으로 확인됐다. 이는 골밀도 수치만을 기준으로 수술 적합성을 판단하는 기존 방식이 실제 임상 상황을 정확히 반영하지 못할 수 있음을 시사한다.

고인준 교수는 “이번 연구는 중심 골밀도 검사만으로 무시멘트형 무릎 인공관절 수술 가능 여부를 판단하는 데 분명한 한계가 있음을 보여준다”며 “젊고 활동적인 환자를 중심으로 무시멘트형 인공관절 수술이 증가하는 만큼, 수술 전 무릎 주변부의 실제 뼈 강도를 정밀하게 평가할 수 있는 기준 마련이 필요하다”고 말했다.

이동환 교수는 “중심 골밀도 수치와 무릎 뼈 강도가 일치하지 않는다는 점을 과학적으로 입증한 연구”라며 “앞으로는 CT 영상의 감쇠 단위(Hounsfield Unit) 분석이나 이중 에너지 CT를 활용한 체적 골밀도 평가 등 무릎 부위를 직접 확인하는 정량 영상 기법이 새로운 대안으로 자리 잡을 가능성이 크다”고 설명했다.

연구팀은 향후에도 정확한 뼈 강도 진단과 환자 맞춤형 인공관절 치료를 목표로 정밀의료 기반 연구를 지속할 계획이다. 이번 연구 결과는 국제학술지 Clinics in Orthopedic Surgery와 Journal of Clinical Medicine에 각각 게재됐다.