[연구현장을 가다] 한국생산기술연구원 강원본부 "3D 프린팅 기술로 인명 살리기에 기여"

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김건희 한국생산기술연구원 강원본부 기능성소재부품연구그룹장이 인공 흉곽 이식 사례 소개와 함께 적용된 인공 흉곽 모델의 장점을 설명하고 있다.
<김건희 한국생산기술연구원 강원본부 기능성소재부품연구그룹장이 인공 흉곽 이식 사례 소개와 함께 적용된 인공 흉곽 모델의 장점을 설명하고 있다.>

강원도 강릉과학지방산업단지에 위치한 한국생산기술연구원 강원본부.

3D 프린팅 기술을 활용해 인공 뼈와 장기를 개발하는 곳이다. 강원본부는 최근 3D 프린팅 기술을 활용한 다섯 번째 인공 흉곽을 제작, 식품의약품안전처로부터 임상 시험계획을 승인받았다.

이번 임상시험은 질환으로 흉곽을 제거해야 하는 환자를 대상으로 인공 흉곽을 이식, 재건하는 게 목표다. 중앙대병원을 통해 진행될 예정이다.

김건희 기능성소재부품연구그룹장이 공개한 인공 흉곽은 티타늄을 소재로 했다.

흥미로운 것은 심장소생술과 같은 외부의 영향에도 견딜 수 있을 만큼 합금에 준하는 단단함을 지녔지만 무게가 100그램 단위로 가볍다는 것이다. 이를 위해 무독성 순수 티타늄 분말을 3D 프린팅 공정을 통해 10나노미터 직경의 금속 간 화합물로 개발, 거미줄처럼 연결했다.

3D 프린팅 기술을 활용한 장점은 더 있다.

티타늄 막대를 깎거나 주물 틀에 부어서 또는 골 시멘트 등을 쓰는 기존 방식으로는 환자의 흉곽을 재건하는 게 불가능했다. 설령 만들어낸다고 해도 무게 탓에 수술 후 흉부의 불편감이 적지 않은데다 남은 갈비뼈와 연결, 고정하기 위해 티티늄 바를 덧대야 했다. 감염 위험도 높아질 수 있다.

김건희 그룹장은 “3D 프린팅을 활용한 티타늄 소재 인공 흉곽 제작은 순수 티타늄을 사용, 인체에 해를 미치는 합금 원소 사용 논란을 해소할 뿐 아니라 환자 맞춤형으로 만들 수 있다는 것”이라며 “컴퓨터 단층촬영을 통해 환부를 정확히 측정한 뒤 환자 체형에 맞는 정밀한 디자인으로 설계한다”고 밝혔다.

김건희 한국생산기술연구원 강원본부 기능성소재부품연구그룹장이 직원과 함께 인공 거골 제작을 위한 디자인 결과를 논의하고 있다.
<김건희 한국생산기술연구원 강원본부 기능성소재부품연구그룹장이 직원과 함께 인공 거골 제작을 위한 디자인 결과를 논의하고 있다.>

강원본부는 3D프린팅 기술을 활용해 흉곽과 두개골, 골반 등 총 7개 인공 뼈를 제작, 생명을 구하는 데 기여했다. 보다 다양한 사례에 활용될 수 있도록 연구를 지속할 방침이다.

이를 위해 지난 2월 식약처에 거골(발목 가장 위쪽뼈) 제작과 함께 환자 이식을 위한 임상 시험계획서를 제출했다. 여섯 번째 인공 흉곽 제작을 위해 상반기에 협력 병원과 사전 검토에 착수할 예정이다.

김경훈 강원본부장은 “강원본부는 의료분야 금속 적층제조 실용화 기술을 개발하고 인공구조물 임상시험을 통해 고부가가치 사업화를 위한 품목허가 케이스를 지속 확보하고 있다”며 “지역 기업과 기술 이전에 따른 지식재산권 공유를 통해 3D프린팅 의료기기 산업 육성에도 힘쓸 것”이라고 말했다.

강원=강우성기자 kws9240@etnews.com