디스크 수술 시 손상된 디스크를 제거한 자리에 넣는 보형물로, 3D프린팅을 이용한 티타늄 케이지를 사용하면 불필요한 골유합 제제 사용 및 수술 시간을 줄이는 것으로 확인됐다.
특히 케이지의 구조에 창문이 없는 것이 창문이 있는 것보다 골유합에 더 효과적이고, 합병증도 낮은 것으로 나타났다.
중앙대병원 척추센터 송광섭·함대웅 정형외과 교수팀은 척추 유합술에서 보편적으로 사용하는 보형물인 케이지 중 최근 우수하게 평가받고 있는 ‘3D프린팅 다공성 티타늄 케이지’ 디자인의 적합성을 분석한 임상 연구 결과를 발표했다고 30일 밝혔다.
이 논문은 정형외과 분야 국제학술지인 ‘Journal of Bone & Joint Surgery’ 최신호에 게재됐다.
목‧허리 척추에 심한 신경 압박이나 불안정한 척추 질환이 있으면 위‧아래 척추뼈 사이의 디스크를 제거해서 새롭게 붙이는 ‘척추 유합술’을 시행한다.
이는 손상된 디스크를 제거한 자리에 케이지(cage) 보형물을 삽입해, 추체간에 골유합을 유도하는 방법이다. 척추 케이지에는 세라믹‧티타늄 등 다양한 소재가 활용됐다.
중앙대병원 정형외과 연구팀은 3D프린팅으로 제작한 다공성 티타늄(3D-Ti‧3D-printed porous-Ti) 케이지를 척추에 이식해서 우수한 골유합 효과를 확인한 것이다.
‘3D프린팅 케이지’는 티타늄으로 제작해서 우수한 생체적합성을 갖고, 다공성 구조를 구현하며, 탄성계수를 실제 뼈와 비슷한 수준으로 맞춰서 만들었다.
특히 이번 연구에서 척추 유합 수술 시 디스크로 활용한 3D프린팅 티타늄 케이지 유형은 ‘창이 있는 케이지(window cage)’와 ‘창이 없는 케이지(non-window cage)’ 2가지다.
연구팀은 2가지 유형 케이지의 척추 유합술을 시행한 환자들의 수술 1년 경과 후 효과를 평가‧분석했다.
그 결과 3D프린팅 티타늄 케이지 척추 유합술을 받은 61명의 환자 중 58명이 골유합이 성공적으로 이뤄져, 95.1%의 높은 유합률을 보였다.
특히 창이 없는 케이지가 창이 있는 창이 있는 케이지보다 효과가 더 우수한 것으로 나타났다. 골유합률이 각각 96.6%와 93.8%로, 창이 없은 케이지가 적은 골이식재의 사용량으로도 상대적으로 높은 생체적합성을 보였다.
또 뼈가 다시 주저앉는 비율인 침강률도 각각 3.4%와 15.6%로, 창이 없는 케이지가 더 나았다.
연구팀은 이번 연구를 통해 창이 없는 3D프린팅 티타늄 케이지를 활용한 척추 유합술이 창이 있는 케이지보다 효과적이고, 합병증도 낮다는 것을 입증했다.
중앙대병원 정형외과 송광섭 교수는 “현재 세계적으로 통용되는 ‘3D프린팅 다공성 티타늄’ 케이지에 골이식을 위한 창 구조물이 꼭 필요하지 않고, 창 구조가 없어도 뼈와 비슷한 케이지 구성물인 티타늄을 통해 유사한 골유합률을 얻을 수 있다”며 “생체역학적 측면을 고려하면 오히려 창이 없는 디자인이 골유합에 유용하다”고 설명했다.
송 교수는 이어 “이번 연구로 척추 유합술에서 케이지를 통한 불필요한 골유합 제제들의 사용을 줄일 수 있어서 수술에 소모되는 비용‧시간‧수고를 덜면서 보다 효과적이고 성공적인 수술을 시행할 수 있게 됐다”며 “3D프린팅 다공성 티타늄 케이지 디자인의 방향을 제시한 결과”라고 덧붙였다.
