3D 프린터로 만든 가슴뼈, 국내 첫 이식 성공

조선일보
  • 최인준 기자
    입력 2018.10.05 03:02

    국내 연구진 가벼운 티타늄 활용, 골육종 환자 체형에 맞춰 제작

    인공 가슴뼈
    국내 연구진이 3D(입체) 프린터로 만든 인공 가슴뼈〈사진〉를 말기 골육종(뼈암의 일종) 환자에 이식하는 수술에 성공했다. 향후 3D 프린터를 이용해 가볍고 튼튼하면서 환자 체형에 맞는 '맞춤형 인공뼈' 제작이 활발해질 전망이다.

    한국생산기술연구원 적층성형가공그룹 김건희 수석연구원은 4일 "3D 프린팅 기술로 티타늄 소재의 인공 가슴뼈를 제작해 지난달 19일 중앙대학교병원에서 악성 종양 환자의 가슴에 이식했다"고 밝혔다. 연구진이 제작한 인공 가슴뼈는 가로 28.6㎝·세로 17.2㎝, 무게 190g으로 환자의 가슴 부위 전체를 덮을 수 있는 크기다. 연구진은 "3D 프린팅으로 만든 인공 가슴뼈를 사람에게 이식하는 데 성공한 것은 국내 최초이자 세계에서 여섯 번째"라고 밝혔다.

    이번에 인공 뼈를 이식받은 환자는 가슴뼈에 악성종양이 발생한 55세 남성으로, 최근 종양이 급격히 커져 기대 수명이 6개월 이하로 줄어들었다. 종양이 뼈 깊숙이 퍼져 있는 데다 이전의 수술로 뼈 일부를 잘라냈기 때문에 가슴뼈 전체를 들어내야 했다. 기존에는 합성수지나 금속 막대를 이용해 인공 뼈를 만들었는데, 이 소재들로는 늑골처럼 곡선 형태의 뼈를 정확하게 만들기 어렵고 이식 후 세균 감염 우려가 있다.

    연구진은 일반 금속보다 가벼우면서 강도가 높은 티타늄을 이용했다. 티타늄은 인체에 무해해 인공 디스크 등 의료기기 소재로 널리 사용된다. 연구진은 CT(컴퓨터 단층촬영)로 환부를 측정해 환자 체형에 맞는 입체 뼈 설계도를 만들었다. 이 설계도를 3D 프린터에 입력한 후 티타늄 가루를 넣어 가슴뼈를 완성했다.

    3D 프린터는 머리카락보다 얇은 두께의 금속을 쌓아서 결합시키는 적층 방식을 이용한다. 이후 강력한 레이저를 쏘아 티타늄의 표면을 녹여 강도를 강화한다. 연구진은 또 인공 가슴뼈 일부분을 실제 뼈처럼 작은 구멍이 있는 다공(多孔)성 구조로 제작해 외부에서 강하게 흉부를 압박해도 인공 뼈가 부러지지 않을 정도로 탄성을 높였다.

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