-초고분자량 폴리에틸렌을 이용한 인공관절의 개발-

우리나라는 2000년에 노인인구비율이 전체인구의 7%를 차지하며 이미 고령화 사회에 진입했다. 고령화가 가속화되면서 2020년경에는 노인인구비율이 14.4%에 달해 고령사회로, 그리고 2026년경에는 20%를 넘는 초고령사회로 진입할 것으로 현재 예상된다. 이러한 인구의 노령화와 함께 삶의 질에 대한 관심이 높아지면서 보다 편안한 삶을 영위하고자하는 노인층이 늘고 있는 것은 당연한 것이라 하겠다.

노령인구의 증가로 무릎관절에서 퇴행성 관절염으로 고통받는 환자가 늘고, 특히 55세 이상의 인구 중 80~90%는 관절에 퇴행성 변화가 관찰되고 있다. 이처럼 우리나라가 서구의 다른 어떤 나라들보다 관절염 환자가 많은 것은 관절에 부담을 주기 쉬운 온돌생활이라는 한국의 특유한 주거 방식 때문이라 할 것이다.

인체의 둘이상의 뼈가 만나는 관절에 염증이 생기면 붓거나, 열이나 움직이지 못하게 되고, 염증은 곧 사라지지만 한번 염증이 생긴 관절은 계속 파괴가 진행되고 움직이지 못하게 되므로 관절 주위의 근육이 약해져 관절을 움직이기가 더욱 힘들어지므로 인공관절의 시술이 필요하게 된다.

이러한 인공관절시술에 사용되는 기본적인 재질은 금속재료, 플리스틱, 세라믹 등이 있다. 하지만 금속계열은 장시간 사용 시 열에 의한 팽창과 부식에 약하고, 플라스틱의 경우 마모에 의해 골 용해(osteolysis)가 발생할 수 있으며, 세라믹의 경우 마모의 정도는 매우 적으나 잘 깨질 수 있는 단점이 있다. 따라서 최근 관절 연결 부위에는 마모와 마찰에 우수하고 생체적합성이 뛰어난 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra High Molecular Weight Poly Ethylene, 여기서 분자량이 3,900,000~10,500,000g/mol인 범위를 초고분자량 폴리에틸렌이라 한다)재료 또는 특수세라믹 재료를 이용하여 재수술로 인한 신체적 통증과 경제적 부담을 줄이는 연구가 활발히 진행되고, 이와 관련된 특허출원 또한 꾸준히 증가되고 있다.

특허청 자료에 의하면 인공관절소재로 사용되는 초고분자분야의 특허출원은 지난 5년간 총120건으로 2001년에 15건이었던 출원수가 2005년은 33건으로 해마다 늘어나고 있는 추세에 있는 것으로 조사되었고, 최근에는 고분자의 마모를 감소시키기 위한 기술방식에서 나노기술, 방사선등 다양한 시도가 이루어지고 있다. 하지만 출원건수의 내용을 들여다보면 외국인이 출원한 국외출원은 2001년의 13건에서 2005년 33건으로 꾸준한 증가를 보인 반면에, 내국인이 출원한 국내출원은 2003년 이후 감소하여 2005년 이후에는 전무한 상태이다. 따라서 국내에서 초고분자량 폴리에틸렌을 이용한 인공관절개발의 연구 및 특허가 더욱 절실히 요구되는 실정이다.(붙임1참조)

한편 특수세라믹을 이용하는 분야에서 지난 5년간의 출원현황은 총 112건으로 2002년 이후 증가되어 국외출원은 2002년 9건에서 2005년 17건으로 증가하였고, 국내출원은 2002년 7건이었던 것이 2005년 19건으로 늘어나고 있다.(붙임2참조)

기술분야별로 살펴보면 국외출원은 초고분자량 폴리에틸렌과 특수세라믹 두 부분에서 계속적인 증가를 보인 반면, 국내출원은 2003년 이후 인공관절에 사용되는 고분자분야에서는 감소하였으나, 특수세라믹 부분에서는 꾸준히 증가하고 있어, 국내의 인공관절 연구는 플라스틱의 닳아짐으로 인해 생길 수 있는 합병증의 하나인 골 용해를 방지하기 위한 대체물질인 특수세라믹부분에 집중되고 있는 것으로 나타났다.(붙임3참조)

보건복지부는 지난 3월 의료기기 신제품의 가격 제한규제를 완화하는 내용의 “건강보험 치료재료 상한 금액 결정기준”을 마련해 시행한다고 밝힌바 있다. 이미 건강보험에 등록된 제품과 비교하여 개선된 정도로 평가금액을 가산 적용하는 것이다. 이러한 법률적 기반과 고령화 사회로의 가속 및 삶의 질에 대한 꾸준한 사회적 관심의 증대와 맞물려 향후 인공관절분야는 활발한 기술개발이 이루어질 전망이다.

붙임 보도자료 1부.
문의 화학생명공학심사본부 유기화학심사팀 사무관 박종일 (042-481-8388)