인공관절은 주로 고관절, 슬관절, 견관절에 사용되고 있으며 최근 들어 족관절이나 주관절로 그 사용이 확대되고 있다. 고관절의 인공관절은 가장 먼저 개발되어 현재에도 널리 사용되고 있으며 전치환술(total hip arthroplasty)용, 반치환술(bipolar hemiarthroplasty)용, 표면치환술(resurfacing arthroplasty)용 등이 사용되고 있다.
슬관절의 인공관절은 전치환술용, 내측 혹은 외측구획치환술(unicompartmental knee arthroplasty)용, 대퇴슬개관절치환술(patellofemoral arthroplasty)용, 재치환술(revision total knee arthroplasty)용 등이 사용되고 있다. 견관절의 인공관절은 전치환술용, 반치환술용이 사용되고 있으며 기타 다른 관절들은 전치환술용만이 사용되고 있다.
근래 들어서는 완관절이나 지간관절과 같은 소관절의 인공관절에 대한 연구도 진행되고 있다. 종양 제거술 후 대체물은 주로 슬관절, 고관절에 사용되고 있다. 인공관절에 사용되는 재료로는 Ceramic, Co-Cr, titanium, polyethylene 등이 있다. 인공관절 재료들은 대체할 관절과 형태적, 기능적으로 유사해야 하고 인접골과 골유착(osteointegration), 생체적합성이 높아야 하며 마모에 잘 견뎌야 한다.
현재 사용되고 있는 임프란트들은 그 수명이 약 10년에서 20년 정도로 제한적이며 인접골의 약화를 초래하고 metallosis를 일으키는 등의 문제점들이 있다. 또한 장기간 체내에 머무르기 때문에 감염에 대한 취약성이 가장 큰 문제점 중의 하나이다.
척추임프란트로는 척추경나사(pedicle screw)와 막대(rod), 금속판(plate), 인공디스크(artificial disc), 추체간 케이지(cage), 극돌기간 기구(interspinous device) 등이 있다. 이 역시 전술한 인공관절 재료들과 동일한 재료가 사용되고 있으며, 임프란트 주변부의 약화로 인한 인접분절 문제 등이 해결해야 할 과제라고 할 수 있다.
외상임프란트로는 금속나사(screw), 핀(K-wire, Steinman pin), 다양한 종류의 금속판(plate), 금속정(intramedullary nail), 일리자로프 기구(Ilizarov device) 등을 포함한 각종 외고정 기구(external fixator) 등이 있다. 여기에는 주로 titanium, Co-Cr과 같은 금속재료가 사용되고 있다.
골절이 치유될 때까지 체중 부하 등의 응력을 견뎌낼 수 있을 정도로 강도가 충분해야 하며, 응력방패(stress shielding)현상으로 인한 인접골의 약화가 빈번히 일어나 재골절이 종종 발생하는 것 등이 문제점이다. 최근 소개되고 있는 생물학적재료로는 반월상연골판 대체물(meniscal implant) 등이 있으며 이제 막 실험적인 수준을 벗어난 경우가 많다.
임프란트의 상기 문제점들을 개선하기 위한 노력은 주로 물리학적 접근, 생물화학적 접근을 통해 임프란트의 형태학적 조절 또는 응력의 조절을 도모하는 방향으로 이루어지고 있다. 임프란트의 전체적인 디자인이나 표면처리의 개선이 시도되고 있으며 생물화학적으로는 임프란트의 생활성(bioactivity)을 높이려는 방향으로 노력이 경주되고 있다. -실시간 치과전문지 덴탈투데이-
