안면골·두개골 결손, 3D프린터로 맞춤형 치료길 열려

최근 3D 프린터로 맞춤형 이식을 받은 전모씨 사례 시뮬레이션 사진./사진=고려대 안암병원

#2년 전 교통사고를 겪은 전모씨는 우측 이마부터 광대뼈까지 골 결손이 발생했다. 안면부 함몰과 변형으로 사회활동이 어려워졌다. 인공 뼈 이식이 필요했지만, 기존 치료법으로는 합병증이 생길 위험이 큰 상황이었다. 최근 3D 프린터로 인공 뼈를 만드는 새로운 기술을 적용해 맞춤형 이식을 받았고, 성공적으로 예전 모습을 되찾았다.

훼손된 안면골과 두개골은 반드시 복구해야 한다. 외적으로 매우 중요할 뿐만 아니라, 기능적으로도 복구하지 않으면 생기는 부작용이 매우 크기 때문이다. 먼저 안면골은 얼굴 모양을, 두개골은 뒤통수 모양을 결정짓는다. 또한 안면골은 음식을 씹거나, 숨을 쉴 때 기능적으로 중요한 역할을 담당하고, 두개골은 뇌를 보호한다.

기존에는 티타늄 금속판이나 환자의 엉덩뼈, 종아리뼈, 정상 두개골에서 자가골을 채취해 재건했다. 그러나 티타늄 금속판은 몸에서 이물질로 인식돼 염증을 일으키는 등 잦은 합병증을 동반했으며, 자가골을 채취할 경우 채취한 부위에 또 다른 결손이 생겨 광범위한 골 결손에는 사용이 제한적이었다. 그뿐만 아니라 안면골과 두개골은 사람마다 모양이 달라 그동안의 기술로는 결손 부위를 재건하는데 한계가 있었다.  안면골과 두개골은 교통사고, 낙상 등 외상으로 손상되기도 하며, 암이나 염증 치료를 위해 부득이하게 절제하기도 한다.

최근 고려대 안암병원 박호진 교수가 대안 치료법을 찾았다. 박호진 교수는 3D프린터로 인공 뼈를 만들어 이식에 성공했다. 3D 프린팅으로 환자에게 필요한 골조직을 인공적으로 제조하고 환자에 따라 맞춤형으로 모양을 만드는 것이 가능해졌다.

환자맞춤형 인공 뼈를 만들기 위해서는 먼저 골 결손 부위를 파악해야 한다. 이후 컴퓨터 시뮬레이션으로 골 결손이 생기기 전 안면골과 두개골의 모양을 가상으로 만들어 낸다. 최대한 원래 얼굴 모양과 가깝게 인공 뼈를 디자인하고 3D프린터로 프린팅하면 된다. 사용되는 재료 역시 환자 맞춤형으로 선택된다. 이렇게 제조된 환자맞춤형 인공 뼈는 광범위한 머리와 안면부의 골 결손도 재건할 수 있으며 안구함몰, 안면 비대칭, 안면골 저형성증, 두개골 비대칭, 두개골 함몰, 두개골 결손 등의 질환을 치료할 수 있다.

박호진 교수는 "환자맞춤형 인공 뼈를 이용한 재건은 시뮬레이션과 인공 뼈 제조에 많은 경험이 요구되는 첨단 기술"이라며 "안면골과 두개골을 이상적으로 재건할 수 있다고 했다. 이어 "수술 후 부작용을 최소화하려면 수술 전 적절한 검사가 시행돼야 하고 경험이 많은 의료진을 찾는 것이 중요하다"고 말했다.