3D프린팅으로 얼굴뼈 손상 수술 시간 4분의1로 단축

[민혜정기자] 3D프린팅으로 환자 맞춤형 의료시대를 앞당긴다.

미래창조과학부의'신산업 창조 프로젝트'를 수행한 한국산업기술대 사업단은 생체 재료 적용이 가능한 3D 바이오 프린팅 시스템을 구축하고, 체내에서 분해되는 골조직과 연조직 재생·재건용 의료제재를 개발했다고 31일 발표했다.

사업단은 국내 최초로 3D프린팅 기술을 기반으로 체내 이식형 생분해성 의료제재를 생산하는데 성공, 3D프린팅과 바이오 기술이 결합된 3D 바이오 프린팅 분야 신시장을 만들었다.

그동안 얼굴뼈 등에 손상을 입은 환자의 경우, 신체 다른 조직에서 뼈를 추출하여 손상된 결손부위에 맞게 깎은 후 이식해야 하는 어려움이 있었고 수술시간도 8시간 이상 소요됐다.

그러나 3D프린팅 기술을 적용해 환자맞춤형으로 결손부위에 완벽히 일치하는 보형물을 만들어 삽입하게 되면, 뼈를 추출할 필요가 없어 환자의 고통도 줄여주고 주변 조직과 융합되어 자가 조직으로 재생될 수 있도록 도와주며 수술시간도 2시간 이내로 줄일 수 있다.

업단이 독자적 3D프린팅 기술로 생산한 의료제재는 체내에서 2~3년 동안 유지되면서 자기조직으로 대체된 다음 분해되어 없어진다는 것이 가장 큰 특징이다.

티타늄, 실리콘 등 현재 사용되는 대다수 체내 이식형 의료용 제재 물질들은 분해되지 않는 재료로 만들어져 우리 몸에 이식했을 경우 영구적으로 남아 염증 유발 등 부작용이 발생할 수 있다.

사업단은 미국 FDA 승인을 받은 생분해성의료용고분자(biodegradable polymer) 물질인 PCL(폴리카프로락톤)과 뼈의 재생을 유도할 수 있는 TCP(제3인산칼슘)를 단일 또는 복합적으로 활용했다.

기존 3D프린팅 시스템이 단일 생체재료만을 적용할 수 있는 반면, 사업단이 개발한 3D 바이오 프린팅 시스템은 재생능력이 높은 복합 생체재료를 적용할 수 있다.

인체 세포를 포함한 바이오잉크(Bio Ink)를 출력하여 장기, 피부, 연골, 심근조직 등 다양한 인체 조직을 재생할 수 있는 세포프린팅 시스템으로 확장 가능하다.

사업단은 지난 3월 PCL 단일 재료로 만들어진 생분해성 의료용 메쉬(두개골 성형재료)에 대한 식약처의 범위허가를 획득해 3D프린팅으로 생산한 다양한 규격의 제품을 판매할 수 있다.

현재 이 제품들은 창업기업인 티앤알바이오팹(T&R Biofab)을 통해 국내 종합병원과 개인병원을 대상으로 상반기 시판에 들어갔다.

또 사업단은 골 재생 능력 향상을 위해 PCL과 TCP가 함께 사용되는 복합 특수재질의 두개골 성형재료와 PCL 단일재료의 치주조직 재생 유도재에 대한 식약처 품목허가를 신청한 상황이다.

티앤알바이오팹의 창업자이기도 한 윤원수 사업단장은 "공학 기반의 3D 프린팅 기술과 바이오 산업의 결합은 무궁무진한 시장창출이 가능한 분야"라며 "최종적으로는 3D 프린팅 기술을 세포프린팅 기술로 발전시켜 최소한의 장기 기능을 할 수 있는 장기 유사체를 개발해 인체 장기 기증의 대안으로 시도할 예정"이라고 말했다.