뼈가 부러져 치료를 받았지만 합병증이 심한 골절 환자들에게 ‘3D 프린팅’을 이용한 맞춤 수술이 효과적인 것으로 확인됐다.
고려대 구로병원(원장 한승규)과 한국교통대학교 3D프린팅 충북센터가 과학기술정보통신부의 지원을 받아 골절 환자들에게 3D프린팅 기술을 적용해 개인 맞춤형 수술의 장을 열고 있다.
골절 수술 후 △뼈가 붙지 않는 불유합 △제대로 붙지 않은 부정유합 △골수염 등 합병증이 발생한 환자들은 재수술을 할 때 기존 금속 플레이트가 맞지 않는다. 결국 수술 현장에서 집도의가 직접 손으로 금속판을 휘어서 수술하는 경우가 많았다.
때문에 수술 시간이 증가하고, 수술 후에도 환자 신체에 맞지 않으면 다시 재수술을 해야 하는 경우가 빈번했다.
하지만 3D프린터는 폴리머 소재를 이용해 환자 개개인의 CT·MRI 영상 데이터를 기반으로 환자의 뼈 상태를 실제 모양‧크기로 프린팅 할 수 있다.
금속 플레이트를 수술 전 미리 환자의 뼈 모양에 맞춰 윤곽을 형성해 준비할 수 있어서 최소 침습 수술을 가능하게 한다. 이런 이점으로 수술시간, 출혈량, 수술 중 방사선 노출량을 대폭 감소시킨다.
이처럼 정형외과 수술 시 발생하는 복잡한 상황을 3D프린팅 기술을 활용해 보다 효율적으로 해결할 수 있다. 고려대 구로병원과 3D프린팅 충북센터는 골절환자들을 대상으로 3D프린터를 활용한 수술을 진행해 만족할만한 치료 성과를 거두고 있다.
대퇴부 경합이 필요한 A환자의 경우 나사못으로 고정하기 위해서는 정교한 작업이 필요했다. 하지만 CT영상을 활용해 환자의 대퇴부를 3D프린터로 출력하고, 가이드핀 삽입을 위한 수술용 가이드를 제작했다.
수술용 가이드는 환자 환부에 수술용 가이드핀의 각도와 깊이를 정확하게 삽입할 수 있도록 도와주는 수술용 보조장치다. 환자에게 적용된 가이드는 생체적합 소재로 만들어져, 수술부위를 절개해 삽입 후 수술해도 인체에 무해하도록 제작됐다.
그 결과 수술부위에 가이드핀이 정확하게 삽입돼 빠른 시간 내에 수술이 이루어 질수 있었다.
정강뼈 골절부위 접합이 필요한 B씨는 4년 전 중국에서 골절접합 수술 후 재수술을 위해 한국을 방문했다.
B환자의 경우 다리가 휘어 있고, 짧으며, 살이 부족해 다른 곳의 살을 떼서 잇는 피판수술이 필요했다. 이와 함께 일리자로프 수술(ilizarov treatment)을 통한 외고정기를 이용해 다리길이를 늘리는 수술을 병행했다.
일반적으로 일리자로프 수술 후 외고정 장치를 평균 6개월 정도 착용해야 한다. 하지만 이번 3D프린팅 기술을 활용한 수술은 뼈 부위에 핀을 박는 수술을 진행해 외고정 장치 착용 시간인 6개월을 단축할 수 있었다.
고려대 구로병원 정형외과 오종건 교수는 “골절 수술 후 합병증이 발생한 환자들은 수차례 반복된 수술로 뼈의 모양이 정상과 다르고 골절 부위 형태가 불유합‧부정유합 등을 보여 매우 복잡하다”며 “기존의 해부학적 금속판이 맞지 않아 수술 난이도가 매우 높다”고 설명했다.
오 교수는 이어 “3D 프린팅 기술이 이런 난치성 골절 합병증 환자들의 치료에 획기적인 해법을 제공할 수 있다는 것을 확인했다”며 “이런 기술이 발전‧적용되면 추후 뼈의 모양과 골절 형태가 각 환자 마다 달라 수술의 정밀도가 높지 않은 급성 골절 치료에도 획기적인 발전을 이룰 것으로 기대된다”고 덧붙였다.
