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[와우! 과학] 청력 회복을 위한 3D 프린터 기술

입력 : 2017.12.09 12:54 ㅣ 수정 : 2017.12.09 12:54

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3D 프린터 기술은 제조업에서 점차 그 적용 범위를 넓혀가고 있다. 하지만 전통적인 제조업 이외에도 3D 프린터의 응용이 기대되는 분야가 바로 의료 분야다. 환자에게 이식할 다양한 스텐트, 임플란트, 보형물을 제작하는 데 있어 3D 프린터가 환자 맞춤형 제품을 내놓기에 안성맞춤이기 때문이다. 이미 몇 년 전부터 3D 프린터 출력물이 의료 부분에 응용되면서 실제로 큰 성과를 거두고 있다. 하지만 아직 개척해야 할 분야가 많이 남아있는 것도 사실이다.

메릴랜드 대학의 연구팀은 청력을 손실한 환자에게 다시 청력을 찾아주기 위해 3D 프린터로 이소골(ossicles)을 출력하는 연구를 진행했다. 이소골은 중이에 있는 세 개의 작은 뼈로 고막의 소리를 안쪽의 내이로 전달하는 기능을 한다.

따라서 이소골에 문제가 있는 경우 청력이 심각하게 떨어진다. 지금까지 이소골이 손상된 경우 일일이 수작업으로 대체 보형물을 만들어 이식했으나 시간과 비용이 많이 소모되고 만족스러운 성과를 거두지 못하는 경우도 있었다. 환자마다 이소골의 크기와 모양이 조금씩 달라 여기에 완전히 딱 맞는 이식 보형물을 만들기 어려웠던 것이다.

연구팀은 환자에 이식할 3D 프린터 보형물을 만들기 위한 사전 작업으로 시체 해부용으로 기증된 시신에서 연구를 진행했다. 우선 고해상도 CT로 귀 안의 내부 구조를 확인하고 정확하게 환자에게 맞는 형태의 이소골 보형물을 출력하는 연구를 진행했다.

그 결과 동전보다 작은 크기의 3D 프린터 출력물이 충분히 가능성 있는 방법임을 확인할 수 있었다. 고해상도 출력이 가능한 3D 프린터 덕분에 연구팀은 밀리미터(mm)보다 훨씬 작은 크기의 정확도로 3차원 구조물을 만들 수 있었다.

하지만 3D 프린터를 이용한 이식 기술의 정점은 플라스틱이나 금속 소재가 아닌 생체 소재를 이용한 바이오 3D 프린터다. 연구를 이끄는 메릴랜드 대학의 제프리 허쉬 박사(Jeffrey Hirsch, M.D.)는 다음 단계는 3D 프린터를 이용해서 보다 생체 적합한 물질을 출력하는 것이라고 설명했다.



그리고 궁극적인 목표는 줄기세포를 출력하는 바이오 3D 프린터를 이용해서 본래 환자가 지녔던 이소골과 동일한 이소골을 만드는 것이다. 이보다 더 완벽한 이소골 이식은 생각할 수 없을 것이다.

앞으로 가야 할 길은 멀지만, 미래 의료 분야에서 3D 프린터의 역할은 점점 더 커질 것으로 기대된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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