3D 프린팅 활용해 부러진 뼈 맞추는 금속판 개발 첫 성공

서울성모병원 정형외과 신승한·정양국 교수팀
맞춤형 골절치료 신기술…수술 편의성·치료 효율성↑

서울성모병원 정형외과 신승한(왼쪽)·정양국 교수.

[아시아경제 이관주 기자] 국내 연구진이 3D 프린팅을 이용해 부러진 뼈에 딱 맞는 금속판을 제작, 치료 효율성을 높일 수 있는 기술을 세계 최초로 발표했다.

가톨릭대학교 서울성모병원은 정형외과 신승한(제1저자)·정양국(교신저자) 교수팀이 '영상 정복 기반 원형 맞춤형 골절 금속판' 연구를 발표했다고 23일 밝혔다.

기존 골절 수술은 조각 나 흩어진 뼈를 일일이 맞춰 붙잡은 상태로 몇 가지 금속판을 대어 보면서 뼈에 맞도록 금속판을 반복적으로 휘고 비틀어서 써야 했다. 이번 연구는 골절된 뼈를 3차원 영상으로 먼저 맞춰 부러지기 전의 원형을 복원하고, 이를 기반으로 원형에 딱 맞는 금속판을 3D 프린팅으로 제작하는 것이다. 수술하는 의사에게 편의를 제공하고, 금속판 돌출이나 뼈가 잘못 맞춰질 위험을 줄여 치료 효과도 높일 것으로 기대된다.

이 기술은 2019년 신승한·정양국 교수팀이 특허 출원해 현재 미국, 중국, 일본에 특허 출원돼 있다. 이번 논문에서는 이러한 맞춤형 금속판으로 골절을 실제 고정했을 때 부러지기 전과 같은 모양이 된다는 것을 모형골 실험으로 확인했다.

교수팀은 정강이뼈 모형뼈(tibial sawbone) 28개를 다양하게 골절시킨 후 이를 CT 3차원 영상으로 맞춰 부러지기 전의 원형을 가상으로 복원했다. 이 가상 원형에 딱 맞는 금속판을 3D 프린팅 기술로 제작하고, 부러졌던 모형뼈를 이 금속판으로 고정한 결과, 골절시키기 전과 같은 모양이 된다는 것을 확인했다.

최근 3D 프린팅 기술이 맞춤형 의료에 다양하게 활용되고 있지만, 골절 치료는 환자의 뼈가 이미 부러진 상태로 병원을 찾기 때문에 부러지기 전 모양을 알 수 없다는 한계가 있었다. 수술용 금속판을 맞춤 제작할 원형이 없었던 건데, 이를 극복할 수 있는 방법이 생긴 것이다.

신 교수는 “골절 수술은 부러진 그 뼈에 딱 맞는 금속판을 사용 하는 것이 가장 이상적으로, 원형 맞춤형 금속판은 반대쪽 영상도 필요 없고 양쪽의 차이를 걱정할 필요도 없이 금속판이 부러진 뼈의 원형에 딱 맞게 제작된다”며 “금속판 자체가 뼈 조각을 맞추는 가이드 역할을 해 수술의 큰 편의를 제공하기에 향후 맞춤형 금속판이 골절 수술의 대세가 될 것”이라고 설명했다.

이번 연구 결과는 ‘맞춤 의학 저널(Journal of Personalized Medicine)’에 게재됐다.

이관주 기자 leekj5@asiae.co.kr