[디지털 미래 경제][3D 프린팅, 새로운 제조 혁명] 3D 프린팅, 의료분야의 혁신

 

 

일본 도쿄의 한 병원 로봇을 이용해 암 부위를 제거하는 정밀한 수술이 진행중이다. 하지만 수술을 집도하는 의사에게 이 수술이 낯설지가 않다. 이미 이 환자의 신체 특징을 파악해 여러 번 연습을 했기 때문이다.

 

 

이런 일이 가능한 것은 환자의 CT 데이터를 바탕으로 3D 프린팅을 이용해 모형을 만들었기 때문이다. 환자 개개인의 신체적 특성을 반영한 수술 연습이 가능한 것이다.

 

아래의 모형은 암이 굉장히 커져서 신장의 뿌리 부분의 혈관을 조이고 있는 환자의 조형물입니다.

 

 

흰색 재료는 같지만 주변은 불투명하게 노란색의 자방과 같은 재료로 만든 것이다.

이곳을 깍아 내면 안에서 혈관이 튀어나오게 되어 있는 실제와 가깝게 만든 모형이다.

 

 

환자마다 다른 실제 질환부위를 자르면 어떻게 될지? 봉합하면 어떻게 모아줄지? 어떻게 묶으면 될지? 등 수술 동작을 사전에 충분히 연습하고 검토할수 있게 된 것이다. 이러한 연습을 통해서 기술 격차를 줄일수 있는 장점이 있다. 이것은 혁명이라고 할수 있다. 지금까지는 어려운 수술은 베테랑 의사에게 직접 가서 배워야 했는데, 그것은 환자의 모형이 없었기 때문이다. 하지만 이러한 모형이 생기면 베테랑 의사의 기술을 모형으로 재현하거나 같은 방법으로 연습하거나 하는 것이 가능하기 때문에 기술 향상이 빨라지게 된다.

 

 

현재 의료분야에 3D 프린팅이 활용되는 분야는 두개골 재건, 인공 뼈등 환자에게 꼭 맞는 보형물 제작 분야이다. 향후에는 세포를 배양해 형태를 만드는 바이오 프린팅이 활발해질 전망이다.

 

 

미국 피츠버그 의과대학 세포조직 연구소 이 연구소 소장인 로키 투안(피츠버그 의과 대학교, 세포 조직 엔지니어링 센터장)교수는 최근 연구를 3D 프린팅하는데 성공했다. 동물이나 사람으로부터 추출한 콜라겐과 줄기세포등 치료에 적합한 바이오 물질을 배양한후 3D 프린팅 방법으로 환자의 손상된 부위에 꼭 맞는 모양으로 연골을 만들어낸다.  만들어낸 연골로 손상된 연골 부위를 채워 넣어 질환을 치료할 수 있는 방법을 연구중이다.

 

 

투안 교수가 이러한 연구를 시작한 것은 연골은 특성상 손상되면 재생이 되지 않는다. 그래서 한번 손상되면 그 부위가 점점 커지게 된다. 그러다가 뼈를 감싸는 연골이 닳아지면 관절염이 된다. 3차원 구조물을 만들어서 연골 손상 부위를 메우면 관절염이 낫게된다.

 

투안 교수는 15년전부터 입체적으로 인체조직을 배양하는 분야를 연구해 왔다. 그러다 5년전 3D 프린팅을 알게 되면서 적용하게 되었다. 현재 3D 프린팅 연골이 뼈에 오랫동안 부착될 수 있는지를 알아보는 탄성과 강도를 실험하고 있다.

 

 

투안 교수는  일이 계획한대로 잘 된다면 동물 실험후에 인체 실험을 위한 규약을 만들 준비를 하고 있다. 아마 5년정도 지나면 인체 적용을 할 수 있을 것이다.