2025 퇴행성 무릎 관절염 최신 치료법 총정리: 비수술·재생의학·로봇수술 등 혁신 트렌드 완벽 분석

2025-05-21 13:05•조회수 431

퇴행성 무릎 관절염은 관절 연골의 점진적인 손상과 그로 인한 염증 및 통증을 특징으로 하는 만성 질환으로, 전 세계적으로 수많은 환자들이 이로 인한 삶의 질 저하를 경험하고 있습니다. 최근 의학 기술의 발전은 퇴행성 무릎 관절염 치료에 있어 기존의 증상 완화 중심에서 나아가 질병의 진행을 늦추거나 연골 재생 가능성까지 탐색하는 혁신적인 접근법들을 제시하고 있습니다. 본 보고서는 2025년 5월 현재까지 발표된 연구와 임상 적용 사례를 바탕으로 퇴행성 무릎 관절염의 최신 치료법들을 심층적으로 분석하여 제시하고자 합니다. 주요 최신 치료 경향으로는 정밀 의학에 기반한 개인 맞춤형 치료 전략, 최소 침습적 시술의 확대, 재생 의학 및 세포 치료제의 발전, 나노 기술을 활용한 약물 전달 시스템 및 치료제 개발, 그리고 인공관절 수술 분야에서의 로봇 기술 도입 및 신소재 개발 등이 두드러지고 있습니다. 이러한 최신 치료법들은 환자들의 통증 감소, 기능 개선뿐만 아니라 장기적으로 관절 건강을 유지하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

퇴행성 무릎 관절염의 병태생리 및 진단

정의 및 원인

퇴행성 무릎 관절염(Knee Osteoarthritis)은 무릎 관절을 보호하는 연골이 점진적으로 마모되거나 손상되어 관절을 이루는 뼈와 인대 등에 손상이 발생하고, 이로 인해 염증과 통증이 유발되는 질환입니다. 이는 관절 질환 중 가장 유병률이 높은 만성 퇴행성 질환으로, 주로 노화와 관련되어 발생하지만, 비만, 과도한 관절 사용, 반복적인 외상, 유전적 요인, 성별(여성에게 더 흔함) 등 다양한 요인이 복합적으로 작용하여 발병할 수 있습니다. 과거에는 단순한 노화 과정으로 여겨졌으나, 최근 연구들은 연골 세포의 기능 이상, 염증 매개 물질의 역할, 활막 염증 등 다양한 생화학적, 생역학적 요인이 관여하는 복잡한 질병으로 이해하고 있습니다.

단계별 분류 (Kellgren-Lawrence 등급)

퇴행성 무릎 관절염의 심각도는 주로 방사선학적 소견에 기반한 Kellgren-Lawrence (K-L) 등급을 통해 분류됩니다.

K-L 등급 0: 정상 소견
K-L 등급 1: 미세한 골극 형성 가능성, 관절 간격 협소 의심
K-L 등급 2: 명확한 골극 형성, 관절 간격 약간 좁아짐
K-L 등급 3: 중등도의 다발성 골극, 관절 간격 명확히 좁아짐, 연골하골 경화 가능성
K-L 등급 4: 심한 골극 형성, 관절 간격 현저히 좁아져 뼈끼리 거의 맞닿음, 심한 연골하골 경화 및 변형

이러한 단계별 분류는 치료 방침을 결정하는 데 중요한 지표로 활용되지만, 방사선학적 중증도와 환자가 느끼는 증상이 항상 일치하지는 않습니다.

진단 방법

퇴행성 무릎 관절염의 진단은 주로 환자의 병력 청취, 신체 검진, 그리고 방사선 검사를 통해 이루어집니다.

병력 청취 및 신체 검진: 관절 통증의 양상(활동 시 악화, 휴식 시 호전 등), 관절 경직, 운동 범위 제한, 압통, 부종, 마찰음 등을 확인합니다.
방사선 검사 (X-ray): K-L 등급을 평가하고, 관절 간격 협소, 골극 형성, 연골하골 경화, 관절 변형 등을 관찰하여 진단에 가장 기본적으로 사용됩니다.
자기공명영상 (MRI): 연골, 반월상 연골판, 인대 등 연부 조직의 손상 상태를 정밀하게 평가할 수 있어, 초기 진단이나 다른 질환과의 감별 진단에 유용합니다.
관절액 검사: 감염성 또는 염증성 관절염과의 감별이 필요할 때 시행될 수 있습니다.
동위원소 검사 (Bone Scan): 염증 활성도를 평가하거나 다른 골 질환을 감별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

최신 비수술적 치료법

퇴행성 무릎 관절염 치료의 일차적 목표는 통증을 조절하고 관절 기능을 개선하며 삶의 질을 향상시키는 것입니다. 대부분의 환자는 비수술적 치료를 먼저 시도하며, 최근에는 더욱 효과적이고 부작용이 적은 다양한 최신 치료법들이 개발되어 적용되고 있습니다.

생활습관 교정 및 운동요법의 최신 지견

생활습관 교정과 운동요법은 모든 단계의 퇴행성 무릎 관절염 환자에게 기본적으로 권장되는 핵심 치료법입니다.

체중 관리: 비만은 무릎 관절에 가해지는 부하를 증가시켜 관절염을 악화시키는 주요 위험 요인입니다. 연구에 따르면 체중 1kg 감량 시 무릎에 가해지는 압력은 최대 6배까지 줄어들 수 있으며, 5% 이상의 체중 감량은 증상 개선에 유의미한 효과를 보인다고 알려져 있습니다. 최근에는 영양 상담과 행동 수정 요법을 결합한 체계적인 체중 관리 프로그램이 강조되고 있습니다.
맞춤형 운동 프로그램: 규칙적인 저강도 유산소 운동(평지 걷기, 수영, 실내 자전거 타기, 아쿠아로빅 등)과 무릎 주변 근력 강화 운동(특히 대퇴사두근 강화 운동)은 통증 감소, 관절 기능 개선, 관절 안정성 향상에 매우 중요합니다. 최근에는 환자의 관절 상태, 통증 정도, 전반적인 건강 상태를 고려한 개인 맞춤형 운동 처방이 중요시되며, 물리치료사와의 협력을 통해 올바른 운동 방법을 교육받는 것이 권장됩니다. 또한, 태극권이나 요가와 같은 운동은 유연성 증진과 통증 완화에 도움을 줄 수 있다는 연구 결과도 있습니다.
디지털 헬스케어 접목: 웨어러블 기기나 모바일 애플리케이션을 활용하여 환자의 활동량을 모니터링하고, 맞춤형 운동 프로그램을 제공하며, 자가 관리 능력을 향상시키는 디지털 헬스케어 기술의 접목이 시도되고 있습니다.

진보된 약물 치료 전략

약물 치료는 통증과 염증을 조절하여 환자의 활동성을 유지하고 삶의 질을 개선하는 데 도움을 줍니다.

경구 약물:
- 비스테로이드성 소염진통제(NSAIDs): 통증과 염증 완화에 효과적이지만, 장기 사용 시 위장관계, 신장, 심혈관계 부작용 위험이 있어 주의가 필요합니다. 최근에는 COX-2 선택적 억제제 등 위장관계 부작용을 줄인 약물도 사용되지만, 심혈관계 위험에 대한 고려는 여전히 필요합니다.
- 아세트아미노펜: NSAIDs 사용이 어려운 경우 선택될 수 있으나, 소염 효과는 미미합니다.
- 둘록세틴(Duloxetine): 만성 통증 조절에 사용되는 항우울제로, 일부 퇴행성 관절염 환자의 통증 완화에 효과를 보일 수 있습니다.
- 트라마돌(Tramadol): 다른 진통제로 효과가 부족할 때 단기간 사용을 고려할 수 있는 약한 아편유사제이지만, 의존성 및 부작용 위험으로 신중한 사용이 요구됩니다. 미국류마티스학회(ACR)와 관절염재단(AF)은 다른 아편유사제는 권장하지 않습니다.
국소 제제:
- 국소 NSAID 제제(겔, 패치 등): 경구 NSAID에 비해 전신 부작용이 적어 경증에서 중등도 통증에 사용될 수 있습니다.
- 캡사이신 크림: 고추 추출물 성분으로, 신경 말단에서 통증 전달 물질을 고갈시켜 통증을 완화합니다. 수 주간 꾸준히 사용해야 효과를 볼 수 있으며, 초기에는 작열감이 나타날 수 있습니다.
새로운 약물 표적 연구:
- 메토트렉세이트(Methotrexate): 원래 자가면역질환 치료에 사용되는 약물로, 최근 영국 리즈 대학 연구팀의 임상시험 결과 무릎 퇴행성 관절염 환자의 통증과 경직 완화에 효과가 있는 것으로 나타나 새로운 치료 옵션으로서의 가능성을 제시했습니다(2024년 7월 발표). 이는 관절염의 염증 과정에 면역 체계가 관여할 수 있음을 시사합니다.
- 메트포르민(Metformin): 당뇨병 치료제로 알려진 메트포르민이 퇴행성 관절염의 진행을 늦추고 통증을 완화하는 효과가 있을 수 있다는 연구가 진행 중이며, 2025년 2월 관련 내용이 언급된 자료도 있습니다. 항염증 및 연골 보호 효과에 대한 기전 연구가 활발합니다.
- 기타 질병 조절 골관절염 치료제(DMOADs): 현재 퇴행성 관절염의 진행을 근본적으로 늦추거나 역전시킬 수 있는 DMOAD는 없지만, 연골 파괴 억제, 연골 합성 촉진, 염증 조절 등 다양한 기전을 가진 후보 물질들이 활발히 연구되고 있습니다.

혁신적 주사 치료법

관절강 내 주사 치료는 약물을 직접 병변 부위에 전달하여 빠르고 효과적인 증상 완화를 목표로 합니다.

스테로이드 주사: 강력한 항염증 효과로 급성 통증 및 부종 완화에 효과적이지만, 효과가 일시적이고 반복 투여 시 연골 손상을 가속화하거나 감염 위험이 있어 사용 횟수와 간격에 제한이 있습니다(일반적으로 연 3-4회 이내).
히알루론산 주사 (연골 주사): 관절액의 주요 구성 성분으로, 관절 윤활 및 충격 흡수, 연골 보호 기능을 합니다. 통증 완화 및 기능 개선 효과에 대해서는 연구마다 결과가 다소 엇갈리기도 하지만, 초기 관절염 환자에게 보조적으로 사용됩니다. 최근에는 분자량을 높이거나 가교결합을 통해 지속 시간을 늘린 차세대 히알루론산 제제들이 개발되고 있습니다.
DNA 주사 (PDRN, 콘쥬란 등): 연어의 생식세포에서 추출한 DNA 성분(Polydeoxyribonucleotide, PDRN)을 이용한 주사로, 항염증 작용 및 조직 재생 효과가 있는 것으로 알려져 있습니다. 콘쥬란은 폴리뉴클레오타이드(Polynucleotide, PN) 성분으로 관절강 내에 주입되어 윤활 작용 및 연골 보호 효과를 나타내며, 생체 적합성이 높아 부작용이 적은 장점이 있습니다.
콜라겐 주사: 연골의 주요 구성 성분인 콜라겐을 직접 주입하여 연골 보호 및 손상된 조직의 회복을 돕는 것을 목표로 합니다. 여러 연구에서 관절 기능 개선 효과가 입증되었다고 보고되고 있습니다.
혈소판 풍부 혈장 (Platelet-Rich Plasma, PRP) 주사: 환자 본인의 혈액에서 혈소판을 농축하여 관절강 내에 주사하는 치료법입니다. 혈소판에 풍부하게 함유된 다양한 성장인자들이 염증 감소, 통증 완화, 연골 세포 증식 및 조직 치유를 촉진하는 것으로 알려져 있습니다. 특히 중기 무릎 관절염 환자에게 효과적인 치료법으로 주목받고 있으며, 한국에서는 2023년 12월 이전 신의료기술로 승인된 바 있습니다. 다만, 표준화된 제조 과정과 시술 프로토콜 정립이 여전히 중요한 과제입니다.
골수 흡인 농축물 (Bone Marrow Aspirate Concentrate, BMAC) 주사: 환자 자신의 골수에서 채취한 줄기세포 및 성장인자를 농축하여 주사하는 방법으로, 연골 재생 가능성을 기대하는 치료법입니다. 비수술적 치료의 마지막 단계에서 고려될 수 있으며, 자가 조직을 사용하므로 면역 거부 반응의 위험이 낮습니다.

재생의학 및 세포 기반 치료

재생의학은 손상된 조직이나 장기의 기능을 회복시키는 것을 목표로 하며, 퇴행성 무릎 관절염 치료 분야에서도 활발한 연구가 진행 중입니다.

줄기세포 치료: 중간엽 줄기세포(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)는 연골 세포로 분화할 수 있는 잠재력과 함께 항염증 및 조직 재생 촉진 효과를 가지고 있어 퇴행성 관절염 치료의 유망한 후보로 연구되고 있습니다. 자가 골수 또는 자가 지방 조직에서 추출한 줄기세포를 이용한 치료가 시도되고 있으며, 일부 연구에서는 통증 감소 및 기능 개선 효과가 보고되었습니다. 강남제이에스병원에서는 대한민국 식품의약품안전처의 승인을 받은 줄기세포 치료제를 사용한다고 언급된 바 있습니다(2025년 5월 자료 기준). 그러나 아직 표준화된 치료 프로토콜, 장기적 효과 및 안전성에 대한 추가 연구가 필요합니다.
성장인자 치료 (FGF18/Sprifermin): 섬유아세포 성장인자 18 (Fibroblast Growth Factor 18, FGF18), 임상적으로 스프리퍼민(Sprifermin)으로 알려진 이 단백질은 연골 세포의 증식과 연골 기질 생성을 촉진하는 효과가 있는 것으로 밝혀졌습니다. 2021년에 발표된 5년간의 임상시험 결과, 스프리퍼민은 장기적으로 연골 두께를 증가시키고 통증을 개선할 가능성을 보여주어, 퇴행성 관절염을 치료하고 심지어 역전시킬 수 있는 새로운 희망으로 주목받고 있습니다. 이는 질병의 진행을 늦추는 것을 넘어 연골 재생을 목표로 하는 DMOAD로서의 가능성을 시사합니다.
엑소좀 (Exosome) 치료: 엑소좀은 세포에서 분비되는 나노 크기의 소포체로, 다양한 단백질, 지질, 핵산 등을 포함하고 있어 세포 간 신호 전달에 중요한 역할을 합니다. 줄기세포 유래 엑소좀은 항염증 및 조직 재생 효과를 나타내어 퇴행성 관절염 치료제로 개발되고 있으며, 기존 스테로이드 치료의 단점을 보완할 수 있는 대안으로 연구되고 있습니다.

나노기술의 접목

나노기술은 약물의 표적 전달 효율을 높이고, 치료제의 안정성을 개선하며, 새로운 진단 및 치료법 개발에 기여하고 있습니다.

나노 약물 전달 시스템 (Nano Drug Delivery Systems): 약물을 나노입자에 봉입하여 관절강 내에 주입하면, 약물이 병변 부위에 선택적으로 오래 머무르게 하여 치료 효과를 높이고 전신 부작용을 줄일 수 있습니다.
자가조립 히알루론산 나노입자 (Self-assembling Hyaluronic Acid Nanoparticles): 아주대학교 김욱 교수 연구팀은 기존의 선형 히알루론산과 달리 구(球)형으로 자가조립된 히알루론산 나노입자가 생체 내 안정성이 뛰어나고 염증 완화 효과가 우수하며, 연골 파괴를 막는 효과가 있음을 동물실험을 통해 확인했습니다(Biomaterials, 2021). 이 나노입자는 연골세포 표면의 CD44 수용체에 결합하여 그 활성을 억제함으로써 연골 파괴를 매개하는 인자들의 발현을 줄이는 기전으로 작용합니다. 이는 약물전달체 자체가 치료 효과를 가질 수 있음을 보여주는 혁신적인 연구 결과입니다.

자가조립 히알루론산 나노입자의 퇴행성 관절염 치료 기전<span class="footnote-wrapper">[60]</span>

자가조립 히알루론산 나노입자의 퇴행성 관절염 치료 기전

위 그림은 자가조립 히알루론산 나노입자가 생쥐의 연골에 주입되었을 때 CD44 수용체와 결합하여 CD44의 활성을 감소시키고, 결과적으로 전사인자인 NF-κB 활성을 억제하여 연골 파괴를 매개하는 이화인자의 발현 및 활성을 저해함으로써 연골 파괴를 감소시키는 기전을 보여줍니다<span class="footnote-wrapper">[60](60)</span>.

기타 나노 치료제: 2형 콜라겐 펩타이드와 라파마이신 약물을 탑재한 지질 나노입자로 구성된 백신을 퇴행성 관절염 동물 모델의 피부에 주사하여 치료 효과를 보인 연구도 있습니다.

최소 침습적 시술

수술과 비수술 치료의 중간 단계에 해당하는 최소 침습적 시술은 환자의 회복 기간을 단축시키고 합병증 위험을 줄이면서 효과적인 통증 완화를 목표로 합니다.

슬관절 동맥 색전술 (Genicular Artery Embolization, GAE): 무릎 관절 주변의 비정상적으로 증식한 미세 혈관들을 색전 물질(모래알 크기의 미세 입자)로 막아 염증과 통증을 줄이는 시술입니다. 중재적 영상의학과 의사가 X-선 및 기타 영상 장비를 이용하여 혈관을 통해 시술하며, 국소 마취 하에 약 1시간 정도 소요되고 당일 퇴원이 가능합니다. 이 시술은 주로 중등도에서 중증의 무릎 통증을 호소하지만 인공관절 수술을 받기에는 이르거나 수술이 어려운 환자들에게 새로운 비수술적 치료 옵션으로 부상하고 있습니다. 일본에서 처음 시도되어 미국 등에서 5년 이상 연구되었으며, 연구에 따르면 70~85%의 환자가 통증 개선 효과를 경험한다고 보고됩니다.

첨단 물리치료 및 보조요법

물리치료는 통증 완화, 기능 개선, 근력 강화, 관절 운동 범위 회복에 중요한 역할을 합니다.

경피적 전기 신경 자극 치료 (Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation, TENS): 저전압 전류를 이용하여 통증 신호 전달을 차단하거나 엔도르핀 분비를 촉진하여 통증을 완화합니다. 단기적인 통증 완화에 도움이 될 수 있습니다.
간섭 전류 치료 (Interferential Current Therapy, IFC): TENS보다 깊은 조직까지 전류를 전달하여 통증 완화 및 혈액 순환 개선 효과를 나타내는 것으로 알려져 있으며, 일부 연구에서는 TENS보다 우수한 효과를 보이기도 합니다.
온열/냉찜질 요법: 온찜질은 근육 이완과 통증 완화에, 냉찜질은 급성 염증 및 운동 후 통증 완화에 도움을 줄 수 있습니다.
작업 치료: 일상생활 동작을 더 쉽게 수행할 수 있도록 보조 도구를 사용하거나 환경을 개선하는 방법을 교육합니다.
개인 맞춤형 보조기: 무릎 보호대, 특수 신발 깔창 등은 관절에 가해지는 압력을 줄여 통증을 완화하고 안정성을 높이는 데 도움을 줄 수 있습니다.
대체 요법:
- 침술(Acupuncture): 일부 연구에서 무릎 퇴행성 관절염 환자의 통증 완화 및 기능 개선 효과가 보고되었으나, 치료 효과에 대한 근거 수준은 아직 논란의 여지가 있습니다.
- 글루코사민 및 콘드로이친 설페이트: 연골 구성 성분으로 알려져 건강 보조 식품으로 널리 사용되지만, 임상적 효과에 대해서는 연구 결과가 혼재되어 있으며 대부분의 연구에서는 위약과 큰 차이가 없는 것으로 나타났습니다.

미래 전망 및 결론

퇴행성 무릎 관절염 치료는 과거의 대증 요법에서 벗어나 질병의 근본적인 원인을 해결하고 손상된 조직을 재생시키려는 방향으로 나아가고 있습니다.

개인 맞춤형 정밀 의료: 환자의 유전적 소인, 생활 습관, 질병의 단계 및 특성, 동반 질환 등을 종합적으로 고려하여 최적의 치료법을 선택하는 개인 맞춤형 정밀 의료가 더욱 중요해질 것입니다. 바이오마커 개발을 통해 질병의 조기 진단, 예후 예측, 치료 반응 예측 등이 가능해질 것으로 기대됩니다.
질병 조절 및 근본적 치료제 개발 동향: 현재 활발히 연구 중인 FGF18(스프리퍼민)과 같은 연골 재생 촉진 물질, 줄기세포 치료, 유전자 치료, 나노 기술 기반 치료제 등은 퇴행성 관절염의 진행을 억제하거나 손상된 연골을 재생시키는 근본적인 치료(DMOADs)의 가능성을 열어주고 있습니다. 이러한 치료법들의 장기적인 효과와 안전성이 입증된다면 퇴행성 관절염 치료 패러다임에 큰 변화를 가져올 것입니다.
환자 중심 치료 패러다임: 치료 결정 과정에서 환자의 선호도와 가치를 존중하고, 환자 교육 및 자가 관리 프로그램 강화를 통해 환자가 능동적으로 치료에 참여하도록 돕는 환자 중심 치료가 강조될 것입니다.

결론적으로, 퇴행성 무릎 관절염의 최신 치료법들은 생활 습관 교정, 약물 치료, 주사 치료, 최소 침습 시술, 수술적 치료 등 다양한 영역에서 혁신적인 발전을 이루고 있습니다. 특히 재생 의학, 나노 기술, 로봇 공학 등의 첨단 기술 접목은 과거에는 상상하기 어려웠던 새로운 치료 가능성을 제시하고 있습니다. 그러나 이러한 최신 치료법들이 모든 환자에게 적용될 수 있는 것은 아니며, 각 치료법의 장단점, 적응증, 비용 효과 등을 신중히 고려하여 전문가와 충분한 상담을 통해 최적의 치료 계획을 수립하는 것이 중요합니다. 앞으로도 지속적인 연구 개발을 통해 퇴행성 무릎 관절염으로 고통받는 환자들의 삶의 질을 향상시킬 수 있는 더욱 효과적이고 안전한 치료법들이 등장할 것으로 기대됩니다.

2025 퇴행성 무릎 관절염 최신 치료법 총정리: 비수술·재생의학·로봇수술 등 혁신 트렌드 완벽 분석

퇴행성 무릎 관절염의 병태생리 및 진단

최신 비수술적 치료법

최신 수술적 치료법

미래 전망 및 결론

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