부서진 턱뼈·머리뼈 재건, 3D 프린터로 척척

A씨는 한 달 전 교통사고로 병원에 이송됐다. 검사 결과 A씨는 안면 하부에 위치한 하악골 골절로 재건이 어려운 상태였다. 하지만 A씨는 국내 의료진의 도움으로 3D 프린팅을 이용한 얼굴뼈 모형을 제작해 건강을 회복했다.

국내에서 3D 프린터를 활용한 환자 맞춤형 의료기기 제품이 늘어나고 있다. 그동안 환자마다 치료 부위와 크기가 달라 재건이 어려웠던 성형분야에서 새 바람이 불 전망이다.

6일 식품의약품안전처가 발간한 ‘2017년 의료기기 허가보고서’에 따르면 3D 프린팅 의료기기의 국내 허가·신고 건수는 2016년 8건에서 지난해 22건으로 275% 증가했다. 이는 국내에서 허가된 전체 3D 프린팅 의료기기 44개 중 절반에 해당하는 수준이다.

식약처 첨단 의료기기과 관계자는 “지난해 국내 첨단 의료기기의 허가·신고 수가 크게 증가해 환자 맞춤형 치료 기회가 넓어졌다”면서 “3D프린팅 기술의 발전과 함께 맞춤형 의료기기 허가심사 가이드라인 발간 등 지속적인 지원의 결과”라고 밝혔다.

3D 프린팅 모델을 활용해 상악골 골절 환자의 외상 부위를 측정하는 모습. /차병원그룹 제공

의료기기 3D프린팅은 CT와 MRI 같은 의료영상을 이용해 외상으로 부서진 골격 부위를 측정하고, 금속성 메쉬나 임플란트 재료로 인공 조형물을 제조하는 기술이다.

이 기술을 이용하면 무리한 사용으로 인해 닳아 없어진 인공 관절이나 외상으로 인해 구멍난 두개골 부위 등을 제작할 수 있다. 활용범위는 치과용 임플란트 고정체부터 수술 부위에서 저절로 분해되는 피부재생용 지지체, 혈관재생용 지지체 등 다양하다.

일반적으로 부서진 뼈를 재건하는 방법은 엉덩이나 골반 부위에서 환자 자신의 뼈를 잘라 이식하는 자가골 이식술이 있다. 하지만 자가골 이식은 뼈를 채취한 부위에 추가적인 장애나 합병증을 일으킬 수 있다는 단점이 제기돼 왔다.

이미 국내 의료기관에서는 3D 프린팅을 이용한 성형 재건수술을 시도하는 중이다. 이의룡·최영준 중앙대학교병원 구강악안면외과 교수팀은 지난해 국내에서 처음으로 3D 프린팅으로 제작한 바이오세라믹 소재의 인공 광대뼈를 안면재건성형이 필요한 환자에게 이식하는 데 성공했다.

이 교수팀은 광대뼈 3D 프린팅 의료기기를 통해 2차 가공 없이 이식수술을 완료했으며, 바이오세라믹 소재로 안면 손상 부위가 뼈와 유사한 아파타이트 층을 형성해 골조직과 쉽게 결합을 유도했다.

또 3D 프린팅은 정확한 수술 계획을 세울때도 활용되고 있다. 3D 프린팅 모델로 얼굴뼈를 포함한 안면의 앞뒤, 상하, 좌우를 재구성해 실제 모습을 그대로 담은 모형을 만드는 것이다. 이렇게 만든 3D 프린팅 모델은 두부 외상 재건술의 진단과 치료 계획, 모의 수술뿐 아니라 뼈 고정에도 활용한다.

부정확한 재건은 안면의 비대칭뿐 아니라 자칫 기관의 구조적 이상을 초래해 기능 이상을 불러올 수 있기 때문에 3D 프린팅 모델 사용이 필요하다. 3D 프린팅 모델을 활용하면 정확한 골절 위치를 미리 정밀하게 분석할 수 있어 부작용에 대한 부담이 줄어든다.

김덕열 분당차병원 성형외과 교수는 “3D 프린팅 모델은 암세포가 얼굴뼈를 침범하는 부비동암 등 까다로운 뼈 복원 수술에 적용할 수 있다”며 “최근 인공 머리뼈 골격을 제작해 두부 결손을 치료하는 사례가 속속 알려지면서 그 활용도가 더욱 커질 것”이라고 밝혔다.

김태환 기자(topen@chosunbiz.com)

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