요즘은 기술 발전의 양이 워낙 방대하기 때문에, 특히 AI라는 주제가 다른 헤드라인을 압도하기 때문에 눈에 잘 띄지 않을 수도 있지만, 의료 분야의 3D 프린팅은 빠르게 진화하고 있습니다. 매주 기업들은 신장이나 기타 장기와 같은 인체 부위를 3D 프린팅하기 위해 연구 중인 새로운 혁신에 대한 세부 정보를 발표합니다. 그리고 여기서 멈추지 않습니다.
3D 프린팅은 독특한 모양의 장신구 인쇄를 넘어 의료 기술에도 광범위한 영향을 미치고 있습니다. 의료 분야에서 3D 프린팅이 활용되고 있는 몇 가지 흥미로운 방법을 소개합니다.
3D 프린팅 보철
3D 프린팅을 통해 맞춤형 의수 시장이 성장하고 있으며, 많은 기관에서 이러한 수요를 활용하고 있습니다. 예를 들면 오픈 바이오닉스 (슬로건은 ‘장애를 초능력으로’입니다), e-NABLE (어린이를 위한 무료 및 저렴한 의수를 만드는 글로벌 자원봉사자 커뮤니티), UNYQ (예술 작품으로도 간주될 수 있는 의수를 만드는 회사)이 있습니다.
의료 분야에서 3D 프린팅을 사용하는 가족이라면 3D 프린팅 보철물을 사용하여 사지 사용을 되찾았을 뿐만 아니라 맞춤형 3D 프린팅 칼날의 도움으로 결승선을 통과하는 등 경외심을 불러일으키는 업적을 달성한 사람들의 감동적인 일화를 많이 접해 보셨을 겁니다.
이러한 이야기의 중심에는 첨단 소재와 기술이 있습니다. 3D 프린팅 보철물은 가볍고 내구성이 뛰어난 플라스틱으로 제작되며, 실리콘, TPE, 고무 등과 결합하여 인체와 편안하게 결합됩니다.
기술의 접근성이 높아지고 크리에이터가 보철물을 제작할 수 있는 새로운 방법을 찾으면서 앞으로 몇 년 동안 멋진 발전이 계속될 것이라는 데는 의심의 여지가 없습니다.
3D 프린팅 임플란트
의료의 미래를 형성하는 많은 기술이 있으며, 임플란트 기술이 건강과 웰빙을 변화시킬 수 있는 방법은 다양합니다. 동시에 3D 프린팅 임플란트는 의료 시나리오에서 점점 더 많은 역할을 하기 시작했습니다. 뼈 부상용 티타늄 임플란트, 두개골 판, 심지어 척추 유합 케이지까지 생각해보세요. 마블 코믹스에서나 나올 법한 이야기처럼 들릴지 모르지만 이러한 혁신은 지금 바로 일어나고 있습니다.
Materialise , Stryker , 4WEB Medical 등이 이 분야에서 활동하는 기업들입니다. 이 회사들은 한때는 벅찬 의학적 과제에 대해 개인화되고 정밀한 솔루션을 제공함으로써 기계 생물학의 경계를 넓히고 있습니다. 예를 들어 3D 프린팅 임플란트는 얼굴 뼈를 재건하거나 척추 손상을 복구하는 데 사용될 수 있습니다.
3D 프린팅 임플란트는 일반적으로 강도와 생체 적합성으로 잘 알려진 티타늄 또는 코발트-크롬과 같은 소재를 사용합니다. 선택적 레이저 용융(SLM) 또는 전자빔 용융(EBM)과 같은 3D 프린팅 기술을 결합하면 환자의 고유한 해부학적 구조와 완벽하게 통합될 수 있는 맞춤형 임플란트를 제조할 수 있습니다.
이러한 3D 프린팅 임플란트의 장점은 환자의 치료 결과를 획기적으로 개선할 수 있다는 잠재력에 있습니다. 심각한 부상을 입은 후 맞춤형 3D 프린팅 임플란트로 얼굴 뼈를 재건한 사람들의 아름다운 이야기가 인터넷에 올라와 있습니다. 3D 프린팅 임플란트로 복잡한 척추 유합 수술을 받은 사람들의 사례도 있습니다.
미래가 궁금하다면 바이오 프린팅을 한 예로 들 수 있습니다. 이 최첨단 기술은 환자의 세포를 사용하여 이식할 수 있는 살아있는 기능적 조직을 만드는 것입니다. 아직 초기 단계이지만 그 가능성은 엄청납니다(맞춤형 장기를 생각해보세요).
약물 전달 분야의 3D 프린팅
의료 분야의 3D 프린팅은 약물 전달이라는 또 다른 놀라운 응용 분야를 만들어냅니다. 천편일률적인 약물의 시대는 지났을지도 모릅니다. 미래는 개인 맞춤화에 관한 것이며, 3D 프린팅은 이를 주도하는 데 도움을 주고 있습니다.
Aprecia Pharmaceuticals 및 FabRx 과 같은 기업들은 의약품 제조에 대한 새로운 접근 방식으로 업계를 뒤흔들고 있습니다. 이 회사들은 융합 증착 모델링(FDM)과 같은 3D 프린팅 기술을 활용하여 각 환자의 특정 요구에 맞는 맞춤형 알약을 만들 수 있습니다.
특히 3D 프린팅을 사용하면 활성 성분의 방출을 제어하는 복잡한 알약 구조를 만들 수 있습니다. 이렇게 제조된 다공성 알약은 빠르게 용해되는 반면, 다층 알약은 서로 다른 시간에 서로 다른 약물을 방출할 수 있습니다.
향후 응용 분야와 관련하여 여러 가지 처방약을 복용하는 노인 환자가 필요한 모든 약을 결합한 맞춤형 알약 한 알을 복용할 수 있는 경우를 생각해 보세요.
3D 프린팅 조직 및 장기
3D 프린팅은 다양한 제품을 제조하는 데 사용되며 심지어 자동차 부품도 3D 프린팅할 수 있습니다. 하지만 3D 바이오 프린팅은 그야말로 다음 단계입니다. 과학자들은 화상 환자를 위한 인체 피부와 같은 것을 인쇄하기 위해 노력하고 있으며 언젠가는 약물 테스트용 미니 장기를 인쇄할 수 있기를 희망하고 있습니다. Organovo 및 Prellis Biologics 과 같은 회사는 3D 프린팅 인체 조직을 발전시키는 두 회사입니다.
3D 바이오 프린팅의 핵심은 바이오 잉크라고도 하는 세포를 정밀한 패턴으로 겹겹이 쌓아 살아있는 구조를 만드는 복잡한 공정에 있습니다. 각각 다른 유형의 세포로 채워진 여러 개의 주사기가 장착된 3D 프린터를 상상해 보세요. 프린터는 완전한 형태의 조직이나 장기가 형성될 때까지 세포를 한 번에 한 층씩 증착합니다.
2022년 큰 뉴스 중 하나는 사람의 귀를 3D 프린팅하는 데 성공한 3D바이오 테라퓨틱스(3DBio Therapeutics)의 연구였습니다. 귀는 인체 해부학에서 비교적 단순한 부분처럼 보일 수 있지만, 과학자들은 바이오프린팅 기술을 개선하여 완전한 기능을 갖춘 이식 가능한 장기를 만들기 위해 노력하고 있습니다. 아직 그 단계에 이르지는 못했지만 장기 대기자 명단이 과거의 일이 되는 세상이 매일 가까워지고 있습니다.
3D 프린팅 의료 기기
의료 분야에서 3D 프린팅이 활용되는 또 다른 예는 맞춤형 수술 기구 개발입니다.
과거에는 외과의가 표준화된 도구를 사용할 수 없어 원하는 수준의 정밀도로 복잡한 수술을 수행하기 어려웠습니다. 이제 외과의는 3D 프린팅을 통해 특정 시술이나 환자의 해부학적 구조에 맞게 특별히 설계된 맞춤형 기구를 사용할 수 있습니다. 이러한 맞춤형 도구는 정확도를 높이고 수술 시간을 단축하며 궁극적으로 환자 치료 결과를 개선할 수 있습니다.
예를 들어 견인기(리트랙터)는 수술에서 장기나 조직을 고정하여 외과의에게 명확한 시야를 제공하는 데 필수적입니다. 3D 프린팅을 사용하면 환자의 고유한 해부학적 구조에 맞게 견인기기를 맞춤 제작하여 주변 조직의 외상을 최소화하면서 최적의 노출을 보장할 수 있습니다.
3D 프린팅 기술의 미래를 수용하다
기술이 환자의 삶에 긍정적인 영향을 미치는 것을 보면 놀랍습니다. 맞춤형 보철물과 임플란트부터 약물 전달, 조직 공학, 혁신적인 의료 기기에 이르기까지 3D 프린팅은 의료를 새로운 영역으로 끌어올리고 있습니다.
앞으로 이러한 혁신적 기술은 전에는 상상할 수 없었던 획기적인 발전으로 이어져 전 세계 더 많은 사람들의 삶에 긍정적인 영향을 미칠 것입니다.