▲ 글룩메디컬이 3D프린팅과 실리콘 캐스팅으로 양산한 CHD(선천심장병) 수술 교육을 위한 ‘Heart-sil’

3D프린팅 서비스 기업 ㈜글룩(대표 홍재옥)이 3D프린팅을 활용해 실제와 유사한 심장 수술 교육용 시뮬레이터 양산 및 수출에 나선다. 환자마다 서로 다른 환부를 규격화하고 제작 가격을 대폭 낮췄다는 점에서 3D프린팅 기술이 제조업에서 궁극적으로 지향하고 있는 ‘매스 커스터마이제이션’(대량양산+고객화)을 앞당길 전망이다.

글룩은 최근 의료R&D팀이 분사해 별도 법인인 ㈜글룩메디컬을 설립했다고 밝혔다. 글룩의 의료R&D팀은 3D프린팅 재료·제조기술과 3D프린팅 의료콘텐츠 제작, 3D프린팅몰드 등의 핵심 기술력을 보유하고 있으며, 그간 캐나다 SICKKIDS 병원 유시준 교수팀과 함께 전세계 30여개국을 대상으로 한 비대면 온라인 선천성소아심장기형 수술 핸즈온세션을 지속적으로 진행해왔다.

신설된 글룩메디컬은 CHD(선천심장병) 수술 교육을 위한 소아심장수술 트레이닝 모델인 ‘Heart-sil’을 시작으로 양산 제조라인 구축을 진행 중이며, 다양한 시뮬레이터도 양산해 수출에 박차를 가한다는 계획이다.

현재 의료분야에서는 수술 및 시술, 의료인 양성을 위해 다양한 시뮬레이터에 대한 수요가 늘고 있다. 특히 결혼 연령이 높아지면서 노산으로 인해 선천성 심장 질환을 가지고 태어나는 아이가 지속적으로 늘면서 수술 빈도는 높아지고 있으나 소아심장 수술의는 줄어드는 실정으로 시뮬레이터의 중요성이 커졌다.

시뮬레이터 생산에 있어 맞춤형 생산에 강점을 가진 3D프린팅이 활용되어 왔으나 1:1 맞춤형이라는 장점은 있으나 제작 가격이 너무 높은 단점으로 인해 전공의 트레이닝에 널리 활용되는 데에는 어려움이 있었다. 또한 프린팅 소재가 한정되다보니 현실적인 구현의 한계점도 있었다.

글룩메디컬의 ‘Heart-sil’은 3D프린팅으로 몰드를 제작하고 실리콘 캐스팅해 제작했다. 이 제품의 특징은 실제 심장과 같은 촉감으로 부위별 두께가 다를 정도로 정교하면서도 제작 가격은 대폭 낮췄다는데 있다.

이를 위해 글룩메디컬은 경도와 연신율이 실제 심장과 유사한 느낌을 가진 소재 구현을 위해 지속적으로 연구 중이다. 또한 최종 몰드를 만들기 전에 SLA 방식 3D프린터로 출력해 빠르게 구조와 두께를 확인·수정함으로써 정밀도를 높였다. 이밖에도 직접 3D프린팅을 할 경우 내부 서포터 생성으로 심장 판막 구현이 어렵지만 실리콘 캐스팅으로 이를 실제와 유사하게 만들었다.

글룩메디컬이 가장 신경을 쓴 부분은 양산성이다. 양산성이 확보되어야만 제작 단가를 낮춰 교육을 위한 ‘보급’이라는 가장 기본적인 가치를 실현할 수 있기 때문이다. 기존 3D프린팅으로 직접 출력된 시뮬레이터는 고가여서 사용이 확대되는데 어려움이 있었다. 그러나 몰드는 한 번 설계해 출력하면 수십 회 이상 사용이 가능하기 때문에 공급가격을 1/20 수준으로 낮출 수 있다.

글룩메디컬은 캐나다 유시준 교수팀이 제공한 약 10가지 정도의 질환 모델을 규격화해 생산성을 확보했으며 향후 50가지 모델을 개발해 어떠한 수술 연습도 가능하도록 할 계획이다.

현재 흉부외과 의료진 교육을 목적으로 서울대학병원 이활 교수팀과 협업을 통해 3종의 시뮬레이터가 제작됐으며, 지난해 대한흉부심장혈관외과학회에서 실시하는 전국 106명의 흉부외과 전공의를 대상으로 하는 핸즈온 교육에 사용을 위해 심장 시뮬레이터를 대량 제작, 납품됐다. 또한 올해 서울대 이종욱글로벌의학센터가 네팔, 우즈베키스탄 등 5개국의 소아심장수술교육 해외봉사에 사용하는 약 300여개의 소아심장모델이 납품됐다.

글룩은 오는 9월 경기도 파주에 준공을 앞두고 있는 국내 최대 산업용 3D프린팅 자동화 공장에서 수술 시뮬레이터 및 교육·훈련용 팬텀을 양산하고 수출할 계획이다.

글룩메디컬 신연선 이사는 “현재 국내 소아심장 수술 건수는 늘고 있으나 흉부외과 전공의는 지속적으로 감소하고 있어 정밀한 시뮬레이터의 보급 및 효율적인 교육이 확대돼야 하는 상황”이라며 “국내외 의료현장에서 요구하는 모델을 개발해 실 수요층의 신뢰를 쌓아서 세계적인 표준을 제시하도록 노력하겠다”고 밝혔다.

▲ 글룩메디컬이 제작한 ‘Heart-sil’(사진 下)은 3D프린팅으로 직접 출력한 심장 모델(上)과 비교해 탄성, 정밀도가 우수하다.

▲ 글룩메디컬이 캐나다 sickkids 유시준 박사와 제작한 ‘Heart-sil’ 프리미엄 라인 심장모델(上). 2022년 6월까지 모델개발 및 해외 교육 일정이 잡혀있으며, 2020년과 21년 두 차례 세계 전공의를 대상으로한 온라인 교육에 사용됐다. (온라인 교육 장면 下)