김명선 전남대 교수팀, 3D금속프린팅 인공관절 제작…치환수술 성공

김명선 전남대 교수팀이 개발한 3D 금속프린팅 활용한 보형물.

전남대(총장 정성택)는 김명선 의과대학 정형외과학교실 교수팀이 3차원(3D) 금속프린팅 기술을 활용한 환자 맞춤형 인공 팔꿈치 재건 보형물을 제작해 임상 수술까지 성공했다고 16일 밝혔다.

김 교수팀은 지난 5월 전남대병원에서 환자 김모씨(59)에게 '컴퓨터 단층촬영(CT) 기반 금속 프린팅으로 만든 환자 특이적 보철을 사용한 표면 인공관절 치환술'을 시행했다. 이 수술에 사용한 인공관절은 김 교수팀과 커스메디가 지난 2019년부터 공동 개발한 제품이다.

연구팀은 환자의 CT 영상을 인공지능(AI)으로 분석해 수술 전에 심각한 결손 부위의 치료 방안을 미리 시뮬레이션하고 이 과정에서 3D 금속 프린팅 기술을 활용해 환자 맞춤형 인공관절 견본을 제작했다. 이후 컴퓨터 시뮬레이션 수술을 통해 검증을 거쳐 지난 5월 26일 임상 수술을 시행했다.

김명선 전남대 정형외과 교수.

연구팀은 앞으로 1년간 임상 연구를 통해 안전성을 확인하고 치료 효과를 축적한 후 내년 초부터 본격적인 제품 개발과 사업화 단계로 나아갈 계획이다. 내년 말까지 제품을 출시할 계획이다. 국내 뿐만 아니라 미국과 중남미 지역으로의 수출을 목표로, 미국 식품의약청(FDA) 승인도 준비하고 있다.

연구팀은 나노 패턴 구조물의 응용을 통한 골재생 분야로의 확장 연구도 준비 중이다. 신체 조직의 재생을 촉진하기 위해 힘줄의 미세 구조와 유사한 나노 패턴을 덧대어 신체 내에서 골 결손이 심한 환자나 골 이식이 필요한 환자의 골 재생을 유도하는 원리를 연구하고 있다. 이미 동물 실험에서 힘줄 재생 속도와 품질향상 등의 효과를 확인했으며, 조만간 실제 임상 적용을 위한 연구를 진행할 방침이다.

또 피부 재생 분야에서 플라즈마가 유발하는 물질 재생 효과를 활용하는 초기 연구도 진행 중이다.

광주=김한식 기자 hskim@etnews.com