한림대학교 임상치의학대학원(원장 양병은) 교수진이 진행한 3차원(3D) 프린팅 세라믹 골이식재 기술이 「골 결손을 위한 맞춤형 3차원 프린팅 세라믹 골 이식재」라는 제목으로 2024년 2월 『Scientific Reports』지에 게재(https://www.nature.com/articles/s41598-024-53686-w)됐다.
제1저자 김나현 전공의와 양병은 대학원장, 교신저자 변수환 학과장 등이 주도한 이 연구는 골 부족 부위에서 뼈 재생에 접근하는 방식에 혁신을 가져올 것으로 기대된다.
사람들이 치아가 빠진 후 바로 당면하는 상황은 턱뼈의 부피가 줄어드는, 즉 치아를 감쌌던 치조골이 흡수되는 것이다. 치아를 대체하기 위해 임플란트 시술이 각광받고 있으나 뼈가 없으면 시술의 난이도가 높아진다.
뼈의 회복 없이 수술을 시행하면 임플란트를 지지할 뼈가 충분하지 않을 수 있기 때문에 임플란트 수술에 상당한 어려움을 초래한다. 전통적으로 이 문제는 기존의 가루뼈나 블록(고형) 뼈 이식을 통해 해결해왔지만 이러한 방법에는 여러가지 한계가 있었다.
혁신적인 솔루션으로 환자의 골결손부에 맞춤 제작된 3D 프린팅 세라믹 뼈가 이 연구에서 소개됐다. 최첨단 컴퓨터 설계 및 제조기술을 활용하는 이 이식재는 각 환자의 해부학적 결손상태에 맞춰 뼈를 맞춤 제작할 수 있다. 이는 환자뼈에 더 정밀하게 맞고 잠재적으로 더 나은 결과를 가져올 수 있음을 의미한다.
연구진은 이 수술방식의 성능을 평가하기 위해 골 흡수가 있는 환자 60명을 대상으로 무작위 연구를 진행했다. 참여자의 절반은 3D 프린팅으로 제작된 뼈이식을 받았고 나머지 절반은 기존 뼈이식 방식으로 시행했다.
약 5개월 후 환자들은 임플란트 수술을 받았고 수술시 채취한 뼈부위를 면밀히 검사한 결과, 3D 프린팅으로 이식한 그룹은 기존 방식에 비해 훨씬 더 높은 비율의 골량을 보였으며 3D 프린팅으로 제작된 이식편은 조직표면이 덜 손상돼 기존 뼈와 더 효율적으로 융합되는 것으로 나타났다.
뿐만 아니라 맞춤형 이식재를 받은 환자들은 기존 시술을 받은 환자들에 비해 더 편리하고 불편함이 줄었다고 답했다. 이는 3D 프린팅 뼈이식이 임상에서 뼈재생을 위한 더 간단하고 환자친화적인 대안을 제공할 수 있음을 시사한다.
한림대학교 임상치의학연구소장 겸 한림대학교성심병원 치과로봇센터장인 변수환 학과장은 “의학기술 분야에서 중요한 진전을 이룬 3D 프린팅과 맞춤제작 방식을 활용하면 치과의사들이 손실된 뼈를 복원하고 환자치료 결과를 개선할 수 있는 획기적인 도구를 이용할 수 있게 될 것”이라고 평가했다.
