신승한·정양국 교수팀, '영상 정복기반 원형 맞춤형 골절 금속판' 연구 세계 최초 발표
골절 수술, 부러진 뼈에 '딱 맞는 금속판' 사용하는 것이 가장 이상적
원형 맞춤형 금속판, '골절 뼈 원형'에 딱 맞게 제작
금속판, '뼛조각 맞추는 가이드 역할' 해내 수술하는 의료진에 큰 편의 제공
신 교수 "향후 맞춤형 금속판, 골절 수술의 대세가 될 것"
논문, 국제 학술지 '맞춤 의학 저널 6월호 '게재
[보건타임즈] 가톨릭대 서울성모병원 정형외과 신승한(사진 左. 제1저자)·정양국(右, 교신저자) 교수팀이 '영상 정복기반 원형 맞춤형 골절 금속판'을 연구한 결과(논문보기)를 세계 최초로 발표했다.
정복(Reduction)은 부러져 어긋난 뼈를 원래의 위치로 맞추는 것을 의미한다.
지금까지 골절 수술은 조각나 흩어진 뼈를 일일이 맞춰 붙잡은 상태에서 몇 가지 금속판을 뼈에 맞춰보면서 반복적으로 휘거나 비틀어서 교정해서 사용해야 했다.
이 연구에서 다룬 원형에 딱 맞는 금속판은 골절된 뼈를 3차원 영상으로 먼저 맞춰 촬영한 뒤 부러지기 전의 상태를 복원한 후 이를 기반으로 다친 부위에 맞게 3D 프린팅으로 제작한 것이다.
이를 통해 수술하는 의사에게 큰 편의를 제공하는 동시에 금속판 돌출이나 뼈가 잘못 맞춰질 위험을 줄임으로써 치료 효율성을 높였다.
이 기술은 2019년 신·정 교수팀이 특허를 출원, 현재 미국, 중국, 일본에서 특허 출원된 상태다.
논문에선 이러한 맞춤형 금속판으로 골절을 실제 고정했을 때 부러지기 전과 같은 모양이 된다는 것을 모형 골 실험으로 확인했다.
교수팀은 정강이뼈 모형 뼈(tibial sawbone) 28개를 다양하게 골절시킨 후 이를 CT 3차원 영상으로 맞춰 골절되기 전의 원형을 가상으로 복원했다.
이 가상 원형에 딱 맞는 금속판을 3D 프린팅 기술로 제작한 다음, 부러졌던 모형 뼈를 이 금속판으로 고정한 결과 골절시키기 전과 같은 모양이 된다는 것을 확인한 것이다.[그림]
이처럼 최근 3D 프린팅 기술이 맞춤형 의료에 다양하게 활용되고 있다.
하지만 골절치료는 뼈가 이미 부러진 상태로 환자가 병원을 찾아 부러지기 전의 모양을 알 수 없다는 한계가 있었다.
즉, 수술용 금속판을 맞춤 제작할 원형이 없다는 의미다.
신 교수는 "그동안 골절 분야의 3D 프린팅 연구는 반대쪽 뼈 영상을 거울상으로 변환, 이용하는 연구나 부러져 있는 뼈를 3D 프린팅으로 출력해서 미리 연습하는 정도에 그쳤다"면서 "문제는 실제로 사람의 뼈는 양쪽의 모양이 조금씩 다르다는 것과 양쪽이 부러진 경우처럼 반대쪽 CT를 찍는 것이 불가하다는 것"이라며 "골절 수술은 부러진 뼈에 딱 맞는 금속판을 사용하는 것이 가장 이상적으로, 원형 맞춤형 금속판은 반대쪽 영상과 양쪽의 차이를 걱정할 필요가 없이 금속판이 부러진 뼈의 원형에 딱 맞게 제작된다. 금속판 자체가 뼛조각을 맞추는 역할을 해내 수술하는 의료진에 큰 편의를 제공하는 셈이 돼 향후 맞춤형 금속판이 골절 수술의 대세가 될 것"이라고 강조했다.
이 연구결과를 상세하게 정리한 논문은 'Does A Customized 3D Printing Plate Based on Virtual Reduction Facilitate the Restoration of Original Anatomy in Fractures?"이란 주제로 '맞춤 의학 저널(Journal of Personalized Medicine) (Impact Factor 4.945)'에 2022년 6월 2일 자에 게재됐다.
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