3D 프린팅 기술로 골절 수술 새 시대 열다!

고대구로병원‧한국교통대 3D프린팅 충북센터,

‘3D프린팅 기술’로 골절 수술 새 시대 열다!

고려대학교 구로병원(원장 한승규)과 한국교통대학교 3D프린팅 충북센터가 과학기술정보통신부(이하 과기부)의 지원을 받아 골절 환자들을 대상으로 3D프린팅 기술을 적용하여 개인 맞춤형 수술의 새로운 장을 열고 있다.

고려대학교 구로병원(원장 한승규)과 한국교통대학교 3D프린팅 충북센터가 골절 수술 후 합병증(불유합, 부정유합 및 골수염)이 발생한 환자들을 주 대상으로 3D프린팅 기술을 활용하여 환자 맞춤형 수술을 제공하고 있다.

골절 수술 후 합병증이 발생한 환자들은 기존의 금속 플레이트가 맞지 않아, 수술 현장에서 집도의가 직접 손으로 금속판을 휘어서 수술 하는 경우가 많았다. 그로 인해 수술 시간이 증가하고, 수술 후에도 환자 몸에 맞지 않는 경우 다시 재수술을 해야 하는 경우가 빈번했다.

하지만 3D프린터는 환자 개개인의 CT·MRI 영상 Data를 기반으로 폴리머 소재를 이용하여, 환자의 뼈 상태를 실제 모양과 크기로 프린팅할 수 있다. 금속 플레이트를 수술 전 미리 환자의 뼈 모양에 맞추어 윤곽을 형성하여 준비할 수 있어 최소 침습 수술을 가능하게 하고, 수술 시간, 출혈량 및 수술 중 방사선 노출량을 현격히 감소시킨다. 이처럼 3D프린팅 기술을 활용하면 정형외과 수술 시 발생하는 복잡한 상황을 3D프린팅 기술을 활용하여 보다 편리하게 수술을 진행하는데 의의가 있다.

고려대학교 구로병원은 3D프린팅 충북센터와 골절환자들을 대상으로 3D프린터를 활용한 수술을 진행했다. 대퇴부 경합이 필요한 A환자의 경우, 나사못으로 고정하기 위해서는 정교한 작업이 필요했다. 이에 CT영상을 활용하여 환자의 대퇴부를 3D프린터로 출력하고, 가이드핀 삽입을 위한 수술용 가이드를 제작했다. 수술용 가이드는 환자 환부에 수술용 가이드핀의 각도와 깊이를 정확하게 삽입할 수 있도록 도와주는 수술용 보조장치이다. 환자에게 적용된 가이드는 생체적합 소재로 만들어져 수술부위를 절개하여 삽입 후 수술해도 인체에 무해하도록 제작 되었다. 그 결과, 수술부위에 가이드핀이 정확하게 삽입되어 빠른 시간 내에 수술이 이루어 질수 있었다.

정강뼈(tibia) 골절부위 접합을 위한 B씨의 사례의 경우, 4년 전 중국에서 골절접합 수술 후 재수술을 위해 한국을 방문한 사례다. B환자의 경우 다리가 휘고 짧으며, 살이 부족해 다른 곳의 살을 떼서 잇는 수술인 피판수술을 함과 동시에 일리자로프 수술(ilizarov treatment)을 통해 외고정기를 이용하여 다리길이를 늘리는 수술을 실시했다. 일반적으로 일리자로프 수술 후 외고정장치를 평균 6개월 정도는 차고 있어야 하지만 이번 3D프린팅 기술을 활용한 수술은 뼈부위에 핀을 박는 수술을 진행해 외고정장치를 차는 시간인 6개월을 단축할 수 있었다.

고려대학교 구로병원 정형외과 오종건 교수는 “골절 수술 후 합병증이 발생환 환자들은 수차례 반복된 수술로 인해 뼈의 모양이 정상과 다르고 골절 부위(불유합 및 부정유합)의 형태가 매우 복잡하여, 기존의 해부학적 금속판이 맞지 않아 수술의 난이도가 매우 높다. 이번 과기부의 지원을 받아 시행하고 있는 3D프린팅 의료기기 제작 및 적용 지원 사업을 통해 3D 프린팅 기술이 이런 난치성 골절 합병증 환자들의 치료에 획기적인 해법을 제공할 수 있다는 것을 경험하였다.”라고 하였으며, “이런 기술이 발전, 적용된다면 추후 뼈의 모양과 골절 형태가 각 환자 마다 달라 수술의 정밀도가 높지 않은 급성 골절 치료에도 획기적인 발전을 이룰 것으로 기대되며, 이를 통해 환자의 만족도와 수술의 질을 높이는 등 의료산업 발전을 이룩할 것으로 기대한다.”고 밝혔다.