서강대 신충수 교수팀, 회전근개 손상 환자 어깨 인공관절 충돌 줄이는 수술법 제안

서강대학교는 기계공학과 신충수 교수 연구팀이 어깨 뒤쪽 회전근개가 손상된 환자의 경우 인공관절을 바깥쪽으로 위치시키고 견갑하근을 복원하면 어깨뼈와 인공관절이 부딪히는 문제를 줄이고 관절 안정성도 높일 수 있다고 제안했다.

이는 수술 계획을 세울 때 중요한 기준이 될 수 있다는 설명이다.

역행성 어깨 인공관절 전치환술은 회전근개 파열로 인해 심한 관절염을 겪는 환자의 통증을 완화하는 치료 수술법이다. 그러나 수술 후 인공물이 뼈에 부딪히거나 관절 불안정성이 생기는 등의 문제가 보고되고 있다.

이런 문제를 해결하기 위해 인공물의 기하학적 구조를 변경해 외측 오프셋(lateral offset·관절 중심의 외측 이동거리)을 확보하는 설계가 도입됐으나, 임상적 결과에 대한 논의가 지속되고 있다. 특히 외측화된 어깨 인공관절 전치환술에서 환자의 회전근개 파열 정도에 따라 뼈와 인공물 간 충돌이나 관절 안정성에 미치는 영향은 아직 명확히 규명된 바 없다. 환자의 임상적 예후를 개선할 수 있는 수술 가이드라인을 확립하기 위해 회전근개 파열 조건과 임플란트 타입에 따른 생체역학적 분석이 필요하다.

연구팀은 팔꿈치를 90°로 고정하고 손바닥을 안쪽으로 향하게 한 상태에서 중립 위치에서 45°까지 외회전시키는 동안 총 12개의 인체 생체 내 실험 데이터 세트를 수집했다. 이어 복원 또는 파열된 두 가지 견갑하근 상태와 후상방 회전근개 파열의 세 단계에 걸쳐 역동역학 시뮬레이션을 시행했다.

이를 통해 연구팀은 외측으로 설계된 역행성 인공관절을 사용할 때 어깨 회전근개 일부가 파열된 상태에서도 견갑하근을 복원하면 뼈와 인공물 간 충돌은 물론 관절 부분 탈구 문제를 줄일 수 있다고 제안했다.

이 방법은 어깨 뒤쪽 근육 힘을 강화해 팔을 뒤로 돌리는 힘(외회전)도 좋아지는 것으로 분석됐다.

이번 연구 성과는 지난 5일 정형외과 분야의 국제 저명 학술지 '본 앤 조인트 리서치(Bone & Joint Research, 뼈·관절 연구)' 2026년 제15권에 게재됐다. 서강대 기계공학과 이동환 박사과정이 주저자, 고려대 기계공학과 정성욱 학생과 분당서울대병원 오주한 교수가 공저자, 서강대 신충수 교수가 교신저자로 각각 참여했다.