▲ 의료영상 Data를 활용한 격자구조형성 및 시제품 제작

금속 3D프린팅을 이용해 두개골 및 경골 함몰 환자의 뼈 일부를 재건해 이식한 수술이 성공을 거둬 향후 3D프린팅을 통한 환자 맞춤형 의료기기 제작 시대가 열릴 것으로 기대를 모으고 있다.

한국교통대학교 3D프린팅 충북센터(센터장 박성준 교수)는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 3D프린팅 의료설계 전문기업인 퓨전테크놀로지(대표이사 김인명)와 함께 환자 맞춤형 의료기기 제작 및 환자들에게 임상적용을 실시했다고 31일 밝혔다.

이번 과제에서 교통대 3D프린팅 충북센터는 두개골 및 경골 함몰 환자의 뼈 일부를 금속 3D프린터로 재건해 실제 수술을 진행했다.

이때 제작한 환자 맞춤형 두개골 모형은 격자구조로 제작함으로써 가볍고, 추후 격자구조 속으로 환자의 뼈가 자랄 수 있도록 설계 됐다.

금속 3D프린터로 제작한 환자 맞춤형 두개골 모형을 환자에게 적용한 결과 성공적으로 수술을 마치고 환자의 높은 만족도를 얻을 수 있었다.

3D프린팅 기술은 산업현장에서 다품종 소량생산을 하기에 최적화된 도구로 특히 의료산업 현장에서는 개별 환자들에게 맞는 의료기기(의료 보조기기, 수술용 임플란트 등)를 맞춤형으로 제작할 수 있고, 기존 방법에 비해 저렴한 비용과 빠른 시간 안에 적용할 수 있어 수술시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.

기존 의료기기는 기성품으로 제작돼 환자에게 맞춤형으로 적용하는데 쉽지 않았지만 3D프린터는 CT(computed tomography), MRI(magnetic resonance imaging) 등의 의료영상 데이터만 있으면 환자 몸에 정확히 맞는 의료기기 제작이 가능하다.

이러한 맞춤형 제작이 가능한 이유는 의료영상 데이터를 3D프린터로 출력할 수 있도록 변환 및 디자인이 가능하기 때문이다.

이에 환자별 의료영상 데이터를 활용해 의사의 요청(커팅 라인, 수술 후 포지션 등)에 따라 수정해 다양한 맞춤형 의료기기를 제작하는 것이다.

또한 의료영상데이터(CT/MRI)가 없는 경우 환자의 손과 발 등을 3D스캐너를 사용해 3차원 모델링 데이터를 얻은 후, 3D프린터 출력물 확장자인 STL 파일로 변환하여 설계 및 디자인을 할 수 있다.

더불어 전국의 수요를 감안, 전용 커뮤니케이션 소프트웨어를 활용해 환자 의료 영상데이터(CT/MRI영상)를 원거리에서 공유할 수 있으며, 설계 제작자와 의사간 원활한 커뮤니케이션을 통해 정확한 결과물을 얻어 낼 수 있다.

이에 언제 어디서나 환자 수술, 임상이 필요할 때 바로 3D프린터로 제작된 의료기기를 지원할 수 있어 수술시간, 비용 등을 크게 감소시킬 수 있다.

본 과제에서 참여기업인 퓨전테크놀로지 김인명 대표이사는 “3D프린팅 소프트웨어는 비전문적인 작업자와 전문의 간의 소통 원활한 커뮤니케이션을 돕고, 장기간 맞춤형 디바이스를 착용하는 환자에게 불편함을 최소화하기 최적화된 설계 DATA를 만들어 맞춤형 제작의 완성도를 높이고 있다”며 “앞으로 모든 병원에서 환자 맞춤형으로 의료기기를 제작하는 시대가 멀지 않았다”고 밝혔다.