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3D 프린팅 인공뼈로 뼈암 환자 관절부위 살려냈다
파이낸셜뉴스 2021.07.27 16:52 댓글0
UNIST-국립암센터-경상대 공동연구 성과
관절 보존하고 수술비·회복시간 줄이는 효과
[파이낸셜뉴스] 국내 공동연구진이 환자 맞춤형 3D 프린팅 인공뼈 제조 기술을 개발했다. 지금까지 뼈 속 암 발생 부위가 환자의 관절부위와 가까우면 멀쩡한 관절도 인공관절로 대체해야 했다. 연구진은 이 기술을 이용하면 자가 관절은 보존하고 수술 비용과 회복 시간을 줄일 수 있다고 설명했다.
울산과학기술원(UNIST)은 기계공학과 정임두 교수팀이 국립암센터 박종웅 교수팀, 경상대학교 성효경 교수팀과 함께 3D 프린팅한 금속 인공뼈를 활용해 뼈암 절제 부위를 최소화할 수 있는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.
연구진은 '연골육종'이라는 뼈암에 걸린 60세 환자의 우측 다리에 인공뼈를 적용했다. 검사결과 뼈암이 무릎 관절까지는 종양이 확산되지 않은 상태여서 관절은 보존을 하고 3D 프린팅 티타늄 인공뼈를 삽입했다. 그결과 환자는 무릎관절의 절제 없이 걸을 수 있게 되었고 6주만에 정상적인 생활이 가능하게 됐다.
이번 연구를 총괄한 UNIST 3D 프린팅 융합기술센터 정임두 교수는 "단순히 3D 프린팅 프로토타입을 제조하는 수준을 벗어나, 고부가가치를 창출할 수 있는 의료 산업 분야에 3D 프린팅 기술을 적용한 실증 연구"라고 말했다.
연구진은 맞춤형 3D 프린팅 인공뼈 설계와 제조 기술로 암이 침범하지 않은 관절까지 잘라내는 문제를 해결했다. 환자의 다리 뼈 중 암이 침범된 부분만 최소 절제하고, 무릎 관절은 그대로 남겨둬 보행 기능을 최대한 회복하도록 돕는 3D 프린팅 인공 뼈를 설계, 제작했다. 이를 위해 연구진은 의학적, 기계적, 재료 역학적 분석 등 다양한 분석을 실시했다.
연구진은 인공 뼈 재료로 생체 적합성이 뛰어난 티타늄 합금을 사용했다. 이를 이용해 금속 3D 프린팅 방식 중 하나인 전자빔 융용 기법(EBM)으로 맞춤형 인공 뼈를 찍어냈다. 전자빔 융용법은 합금 분말을 전자빔으로 녹여 인공 뼈 모양을 잡는 방식이다.
이렇게 만들어진 3D 프린팅 인공 뼈는 환자 맞춤형·일체형으로 제작돼 수술 시간과 회복 시간을 줄일 수 있다는 장점도 있다. 기존에는 표준화된 인공 뼈를 환자 근육과 결합하기 위해 특수한 천을 두르는 별도의 수술 과정이 필요했다.
또 연구진은 환자가 걸을 때의 하중, 인공 뼈 구조, 재료 미세 구조 등을 체계적으로 분석했다. 그결과 안정적으로 오래 쓸 수 있는 3D 프린팅 인공 뼈 구조 등을 추가적으로 찾아냈다.
국립암센터 근골격종양클리닉 박종웅 교수는 "이번 연구를 통해 가장 역학적으로 악조건에 노출되는 다리뼈에 대한 심도 있는 분석이 이뤄져, 향후 어떤 부위의 인공뼈도 기계적 안정성을 확보할 수 있는 기반을 마련했다"고 설명했다.
UNIST 3D 프린팅 융합기술센터장인 김남훈 교수는 "이번 연구는 UNIST가 보유한 3D 프린팅 제조 기술을 전문기관의 지식과 융합한 사례"라며, "앞으로 전문기관과의 지속적인 협력을 통해 UNIST가 보유한 3D 프린팅 기술 역량을 제조 산업 선진화에 적극 활용해 나갈 계획"이라고 설명했다.
이번 연구 결과는 스프링거 네이쳐에서 출판하는 의료 제조 분야 국제 학술지인 '바이오-디자인 앤드 매뉴팩처링 (Bio-Design and Manufacturing)'에 7월 6일자로 게재됐다.
#UNIST #3D프린팅 #임플란트 #국립암센터 #맞춤형 #관절 #티타늄 #뼈암 #허벅지뼈 #암절제
관절 보존하고 수술비·회복시간 줄이는 효과
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| UNIST-국립암센터-경상대 공동연구진이 환자의 뼈암부위를 잘라내고 3D 프린팅으로 만든 인공뼈를 이식했다. 연구진은 환자의 관절부위를 최대한 살려 수술비용과 회복시간을 최소화할 수 있었다고 설명했다. UNIST 제공 |
[파이낸셜뉴스] 국내 공동연구진이 환자 맞춤형 3D 프린팅 인공뼈 제조 기술을 개발했다. 지금까지 뼈 속 암 발생 부위가 환자의 관절부위와 가까우면 멀쩡한 관절도 인공관절로 대체해야 했다. 연구진은 이 기술을 이용하면 자가 관절은 보존하고 수술 비용과 회복 시간을 줄일 수 있다고 설명했다.
울산과학기술원(UNIST)은 기계공학과 정임두 교수팀이 국립암센터 박종웅 교수팀, 경상대학교 성효경 교수팀과 함께 3D 프린팅한 금속 인공뼈를 활용해 뼈암 절제 부위를 최소화할 수 있는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.
연구진은 '연골육종'이라는 뼈암에 걸린 60세 환자의 우측 다리에 인공뼈를 적용했다. 검사결과 뼈암이 무릎 관절까지는 종양이 확산되지 않은 상태여서 관절은 보존을 하고 3D 프린팅 티타늄 인공뼈를 삽입했다. 그결과 환자는 무릎관절의 절제 없이 걸을 수 있게 되었고 6주만에 정상적인 생활이 가능하게 됐다.
이번 연구를 총괄한 UNIST 3D 프린팅 융합기술센터 정임두 교수는 "단순히 3D 프린팅 프로토타입을 제조하는 수준을 벗어나, 고부가가치를 창출할 수 있는 의료 산업 분야에 3D 프린팅 기술을 적용한 실증 연구"라고 말했다.
연구진은 맞춤형 3D 프린팅 인공뼈 설계와 제조 기술로 암이 침범하지 않은 관절까지 잘라내는 문제를 해결했다. 환자의 다리 뼈 중 암이 침범된 부분만 최소 절제하고, 무릎 관절은 그대로 남겨둬 보행 기능을 최대한 회복하도록 돕는 3D 프린팅 인공 뼈를 설계, 제작했다. 이를 위해 연구진은 의학적, 기계적, 재료 역학적 분석 등 다양한 분석을 실시했다.
연구진은 인공 뼈 재료로 생체 적합성이 뛰어난 티타늄 합금을 사용했다. 이를 이용해 금속 3D 프린팅 방식 중 하나인 전자빔 융용 기법(EBM)으로 맞춤형 인공 뼈를 찍어냈다. 전자빔 융용법은 합금 분말을 전자빔으로 녹여 인공 뼈 모양을 잡는 방식이다.
이렇게 만들어진 3D 프린팅 인공 뼈는 환자 맞춤형·일체형으로 제작돼 수술 시간과 회복 시간을 줄일 수 있다는 장점도 있다. 기존에는 표준화된 인공 뼈를 환자 근육과 결합하기 위해 특수한 천을 두르는 별도의 수술 과정이 필요했다.
또 연구진은 환자가 걸을 때의 하중, 인공 뼈 구조, 재료 미세 구조 등을 체계적으로 분석했다. 그결과 안정적으로 오래 쓸 수 있는 3D 프린팅 인공 뼈 구조 등을 추가적으로 찾아냈다.
국립암센터 근골격종양클리닉 박종웅 교수는 "이번 연구를 통해 가장 역학적으로 악조건에 노출되는 다리뼈에 대한 심도 있는 분석이 이뤄져, 향후 어떤 부위의 인공뼈도 기계적 안정성을 확보할 수 있는 기반을 마련했다"고 설명했다.
UNIST 3D 프린팅 융합기술센터장인 김남훈 교수는 "이번 연구는 UNIST가 보유한 3D 프린팅 제조 기술을 전문기관의 지식과 융합한 사례"라며, "앞으로 전문기관과의 지속적인 협력을 통해 UNIST가 보유한 3D 프린팅 기술 역량을 제조 산업 선진화에 적극 활용해 나갈 계획"이라고 설명했다.
이번 연구 결과는 스프링거 네이쳐에서 출판하는 의료 제조 분야 국제 학술지인 '바이오-디자인 앤드 매뉴팩처링 (Bio-Design and Manufacturing)'에 7월 6일자로 게재됐다.
#UNIST #3D프린팅 #임플란트 #국립암센터 #맞춤형 #관절 #티타늄 #뼈암 #허벅지뼈 #암절제
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