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이대목동병원, XR·AI 활용 3D 프린팅 의료기기 연구개발 나서

김진우 교수, 범부처전주기의료기기 연구개발사업 선정...54억원 지원


[메디칼업저버 양영구 기자] 이대목동병원은 김진우 교수(구강악안면외과)가 총괄연구책임자로 참여한 연구팀이 2020 범부처 전주기 의료기기 연구개발 사업에 최종 선정됐다고 15일 밝혔다.

연구팀은 5년간 총 54억 2000만원의 사업비를 지원받는다.

이번 연구개발에는 이대목동병원을 비롯해 서울대병원 정형외과, 전남대병원 정형외과, 중앙대병원 구강외과, 커스메디, 브이알애드 등 민간기업이 컨소시엄을 구성해 참여한다. 컨소시엄 이름은 'X-REBONE'이다.

연구팀은 복잡골절 및 골결손 환자를 위한 두개 안면부 및 사지관절의 정밀 수술 치료 솔루션을 개발한다.



연구팀은 환자 영상자료를 바탕으로 3D 모델링, 시뮬레이션, 맞춤형 3D 금속 프린팅 기술, 인공지능(AI) 기반 자동 구획화를 확장현실(XR)과 융합, 심각하고 복합적인 골결손이나 손상에 대해 사전 자동화된 시뮬레이션과 정확한 재건을 위한 맞춤형 3D 가이던스를 제공하는 연구를 진행할 계획이다.

양영구 기자 ygyang@monews.co.kr

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https://www.monews.co.kr/news/articleView.html?idxno=214335

전남대병원, 인공 견관절 및 주관절 개발 박차

김명선 교수팀, 범부처 전주기 사업 선정 - 3D 프린팅 활용 난치성 환자 치료 기대


[의학신문·일간보사=차원준 기자] 전남대학교병원 정형외과 김명선 교수(근골격계 조직재생 연구센터장)가 ‘범부처 전주기 의료기기 연구개발사업’에 선정돼 난치성 복잡 골절 및 골결손 환자를 위한 환자맞춤형 인공 견관절(어깨) 및 주관절(팔꿈치) 개발에 박차를 가한다.

범부처 전주기 의료기기 연구개발사업은 의료기기의 현장 수요를 반영해 독자적인 의료기기의 개발 뿐만 아니라 관련시장에서 차별화된 제품을 개발하는 사업이다.

이번 사업은 전남대병원을 비롯해 서울대병원·이대목동병원·중앙대병원·민간기업 ㈜커스메디와 컨소시엄을 구성해 시행하며, 김명선 교수팀은 ‘복잡 골절·골결손 환자 맞춤형 의료기기 비임상 및 임상연구’ 부문을 추진하게 된다.

이에 따라 김명선 교수팀은 향후 5년간 총 54억원의 연구비를 지원받아 ‘3D프린팅 기반 환자 맞춤형 의료기기와 확장현실(eXtended Reality·XR)을 활용한 골결손‘골절 전주기 치료 솔루션 개발’에 앞장서게 된다.

이번 연구는 환자 영상 자료(CT)를 이용한 3D모델링 및 3D금속프린팅 기술, 인공지능(AI) 기반 자동구획화 및 확장현실(XR) 기술 등을 접목하여 어깨와 팔꿈치의 심각하고 복잡한 손상에 대해 수술 전 미리 가상으로 시뮬레이션 수술을 시행할 수 있게 하는 것이다.

또한 연구를 통해 환자 고유의 해부학적 모양에 일치하는 환자 맞춤형 인공관절을 3D금속프린터로 제작해 주며, 마지막으로 수술할 때에도 확장현실 기술을 통해 3D프린팅 된 인공관절의 정확한 삽입을 가능하게 해주는 환자 맞춤형 3D 가이던스(guide system)를 제공한다.

결과적으로 수술실에서 확장현실 기술을 이용해 계획한 대로 정확한 수술이 가능하도록 해주는 의료융합치료 솔루션을 제공하는 연구이다.

이번 연구를 통해 인공 고관절, 인공 슬관절 영역 보다 아직은 개발이 미비한 견괄절 및 주관절의 환자맞춤형 인공치환술에 활력을 불어넣을 것으로 기대된다.

김명선 교수는 “현재 세계적으로 외상으로 인한 어깨와 팔꿈치의 심각한 복잡골절과 골결손에 대한 3D 금속프린팅을 이용한 환자 맞춤형 인공관절이나 골결손 대체물에 대한 의료기기 개발연구는 거의 미미한 상태이다” 면서 “이번 연구개발을 성공적으로 이끌어 세계 최초의 선진화된 치료기법을 선보임으로써 국내 및 국제 의학발전에 기여할 수 있는 계기가 되도록 최선을 다하겠다”고 각오를 다졌다.

차원준 기자 chamedi7@bosa.co.kr

저작권자 © 의학신문

http://www.bosa.co.kr/news/articleView.html?idxno=2134522

3D 프린팅 제작 ‘인공안와연’ 이용 안구함몰 재건 성공

건양대병원 김훈 교수, 안와골절 수술 후 발생한 안구함몰 변형 교정

[의학신문·일간보사=이상만 기자] 건양대병원 성형외과 김훈 교수가 광범위 안와 하벽 골절 수술 후 안구함몰이 발생한 환자에게 3D프린팅 기술로 맞춤형 제작한 ‘인공안와연’을 삽입하는 수술에 성공했다고 밝혔다.

안와 바닥 골절은 외부의 힘에 의해 안구를 둘러싼 골조직이 손상되는 외상으로, 안구 주변 연부조직의 탈출 및 안구의 운동 범위가 축소될 수 있고, 적절한 치료 없이 방치되면 장기적으로 안구의 함몰변형이 동반되는 질환 이다.

통상적으로 양측 안구의 돌출 정도가 2mm 이상 차이가 나면 타인이 안구 함몰을 인지하는 것으로 알려져 있으며, 이번 수술로 수술 전 정상 측 대비 4mm까지 함몰되었던 안구가 수술 후 1mm 차이 이내로 개선되었다.

안와 바닥의 골절이 발생하면 일반적으로 수상 후 2주일 이내에 금속 혹은 고분자 소재의 임플란트로 안와 재건수술을 받는 것이 일반적이다. 그러나 광범위한 안와 바닥 골절의 경우 적절한 수술적 치료 후에도 안구함몰이 동반될 수 있는데, 이에 대한 최적화된 치료법은 제시되지 못하고 있는 실정이다.

이번에 성공한 3D 프린팅 맞춤형 인공 안와연 삽입을 통한 안구함몰 교정 수술은, 건양대병원 의료기기 중개임상시험지원센터의 (주)커스메디 기업 지원 중개임상시험의 일환으로 진행됐다.

티타늄 복합소재인 Ti6AI4V ELI 합금 분말을 SLM(Selected Laser Melting) 방식의 3D 프린터로 제조한 ‘인공안와연’ PRIMARY-O를 김훈 교수가 환자 맞춤형으로 디자인하고, (주)커스메디가 3D 프린터를 이용하여 안와 내벽 및 하벽 경계 부위의 뼈 결손까지 복원할 수 있도록 제작하여 이식에 성공했다.

기존의 임플란트들은 대부분 안와 바닥 부위에 다수의 홀을 지닌 구조로 제작되어 있는데, 이는 안구 후방 출혈로 시력이 소실될 위험을 방지하기 위한 목적이다. 이 홀들이 수술 후 안구와의 유착을 유발하여 안구운동의 장애를 초래할 수도 있는 것으로 알려졌다.

건양대병원 성형외과 김훈 교수는 “이번 수술에 사용된 3D 프린팅 맞춤형 안와 임플란트는 국내 최초로 안와 바닥에 홀 구조를 생성하지 않아 생체적합도를 높임과 동시에 기존의 수술방법인 골절형태에 따라 집도의가 임플란트와 플레이트를 구부리는 작업을 생략할 수 있어서 수술시간도 단축되는 등 의미 있는 수술 결과를 얻을 수 있었다”며, “교통사고 등 각종 외상으로 인한 광범위 안와 바닥 골절 환자가 증가함에 따라 관련 연구를 지속 발전시킬 수 있도록 최선을 다할 것”이라고 말했다.

한편 본 수술 관련 상세한 내용은 오는 7월 24~25일 개최 예정인 제 10회 대한 성형외과학회 기초 재건성형 학술대회에 채택되어 공개될 예정이다.

이상만 기자 smlee@bosa.co.kr

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http://www.bosa.co.kr/news/articleView.html?idxno=2130778

3D 프린팅 활용, 환자맞춤형 이식제재 시대 활짝

두개골 성형술 생체적합성 보완…최규선 교수 “치료 후 감염 합병증 줄이고 만족도 개선”


[의학신문·일간보사=오인규 기자] 국내 의료진이 진료 현장에서 얻은 경험을 토대로 3D 프린팅 기술을 활용한 두개골 이식 분야 이식제재 개발을 활발하게 진행하고 있는 가운데 환자맞춤형 시대를 이끌며 세계무대 진출로 이어질지 주목된다.

한양대병원 신경외과 최규선 교수 <사진>는 최근 본지와 만난 자리에서 “자가 두개골이나 인공재료를 통한 두개골 성형술이 그동안 시행됐는데, 감염·골흡수·상처치유가 지연되는 등의 합병증이 발생하는 경우가 종종 있었다”며 “뇌혈관질환, 두부외상 환자들은 뇌압이 높은 경우 두개골 제거술을 통하여 뇌압을 줄이고 생명구제의 효과를 볼 수 있다”고 밝혔다.

급성기가 지나고 상태가 안정화되는 1~2개월 뒤에 두개골을 원상복구 해주는 두개골 성형술을 시행하게 되는데 △뇌 보호 △미용적 측면 △뇌혈류의 개선 등의 목적이 있다.

최규선 교수는 “두개골의 경우 티타늄이나 플라스틱 재료를 주로 이용하고 있다”며 “결국에는 고전적인 두개골성형술과 비교해 더 안전하고, 생체적합성을 보완한 제품을 개발하며 치료 후 합병증을 줄이고 환자 만족도를 개선하는데 목적을 두고 연구를 시작하게 됐다”고 설명했다.

여기에 커스메디와 공동 연구하는 3D 프린팅 기술을 이용하면 원래의 형상을 그대로 복구하는 데에 있어 정확도가 향상돼 환자 만족도가 증가하고, 미용적 측면에 있어서도 결손부위를 보완할 수 있어 정량적인 개선을 달성하는데 장점이 있다.

최 교수는 “자가골에 비해 골흡수를 염려하지 않아도 되고, 세균의 증식을 억제할 수 있어 감염의 부작용이 적다”며 “하지만 적은 수량의 맞춤형 제작이라 가격이 비싸고, 제조를 하는 시간이 2주 정도 소요되는 단점이 있다. 또한 인체 내에서 이물질 반응이 있을 수 있고 장기간 안정성에 대해서는 좀 더 연구가 필요한 상황”이라고 덧붙였다.

3D 바이오프린팅 기술을 통한 생체적합성 두개골이 개발된다면, 향후 감염 위험이 줄고 골대체제로서 반영구성과 자가골과 유사한 강도를 구현해 내는 등의 장점이 있을 것으로 기대된다.

한편 이번 제품 개발에 배경에는 최근 과학기술정보통신부와 보건복지부가 주관하는 ‘혁신형 의사과학자 공동연구사업’이 있다. 올해 부터 오는 2022년까지 4년 간 총 52억 5,000만원이 투입돼 의사과학자 양성 및 연구결과 실용화 등에 활용될 예정이다.

사업에 선정된 한양대병원은 젊은 임상의가 연구에 집중할 수 있도록 연구시간, 연구비, 연구공간, 국내외 연구기관 네트워크 등 기반 조성에 따른 지원을 하고 있다. 더불어 의사과학자로 선정된 7인은 각자의 진료 분야에서 4차 산업혁명 시대의 유망 분야인 웨어러블 디바이스, AI 치료, 정밀의료, 빅데이터, 모션인식, AI 진단, 3D 프린팅 등 연구를 수행한다.

인터뷰를 마치며 최규선 교수는 “국내 시장에서 활발하게 사용되는 3D 프린팅 기반 금속과 플라스틱 두개골의 베트남, 중국 시장 진출을 모색해 국내 기술의 해외 전파 및 수출 활성화를 통한 국익 증진에 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

또한 “환자 맞춤형의 안전한 의료기기 개발을 통해 환자 만족도를 제고하고 뇌혈관 질환, 두부외상 등의 난치성 환자의 치료 수준을 한 단계 끌어올리는 역할을 할 수 있을 것”이라고 강조했다.

오인규 기자 529@bosa.co.kr

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재료연구소, 의료용 3D프린팅 기술 심포지엄 개최


의료용 3D프린팅 기술의 현재와 관련 시장 분석을 통해 미래 발전 방향을 예측할 수 있는 기술 심포지엄이 22일 경남 창원에 위치한 지료연구소 연구1동 세미나실에서 개최됐다.


이번 심포지엄은 의료계와 3D프린팅 메디컬 업계 관계자를 초청해 기술의 임상 적용 현황과 문제점을 진단했다.

이번 심포지엄은 재료연구자의 입장에서 실제 임상현장에 사용되는 기술 현황과 문제점을 청취하고 연구개발 방향을 확보하는 계기를, 임상의 및 의료기업 관계자 입장에서 임상 현장에 기술을 적용함에 있어 보다 유효한 기술을 빠른 시일 내에 확보할 수 있는 계기를 마련하기 위해 마련됐다.

이날 행사에는 주관기관인 재료연구소를 비롯해 의료계에서는 삼성의료원, 연세대학교 의과대학 세브란스병원, 연세대학교 치과대학병원, 국립암센터, H성형외과가, 의료기업에서는 만드로, 커스메디, T&R Biofab, CGBio에서 참석해 관련 분야에 대해 각각 발표했다.



재료연구소 이상관 부소장은 개회사를 통해 "의료용 3D프린팅 기술은 인체 조직과 장기들과의 적합성이 가장 중요하게 고려돼 소재 개발의 속도가 이를 뒷받침해주는 것이 매우 중요하다"며 "이번 심포지엄에서 논의되는 임상현장에서의 기술 적용 현황과 문제점을 면밀히 분석해 소재 기술 발전의 방향 수립에 적극 반영할 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.

창원=강종효 기자 k123@kukinews.com

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