악성종양 침범 흉곽 대신 '가로 286㎜, 세로 172㎜ 맞춤형 인공 흉곽' 대처
인체의 골 구조보다 견고한 무게 190g의 '순수 티타늄' 소재 인공장기
박병준 교수팀 "우려되는 감염과 합병증 등의 부작용 최소화"
[보건타임즈] 최근 국내 최초로 흉곽과 늑골을 3D프린팅으로 제작, 육종 환자에 이식, 주목을 받고 있다.[사진 박병준 교수 3D프린팅 인공흉골 이식 재건 수술 장면, 위사진 원내는 아래 사진의 인공흉곽(좌측)]
이식환자는 55세의 남성으로, 흉골과 늑골에 악성종양인 육종이 생겨 다른 부위로 퍼지지 않도록 광범위한 가슴뼈 절제가 필요한 상황이었다.
중앙대병원(병원장 김명남) 흉부외과 박병준 교수(사진/좌측)팀은 지난달 19일, 국내에서 처음으로 육종 환자에 순수 티타늄 소재의 삼차원 프린팅 기술로 제작된 인공 흉골과 늑골을 이식, 재건하는데 성공했다.
박 교수팀은 먼저 악성종양이 침범한 육종환자의 흉골과 10개의 늑골을 광범위하게 절제했다.
의료진에 따르면 이 환자는 광범위 흉곽 절제와 이식 수술이 필요했으나 기존의 골 시멘트 등을 이용한 재건 수술 방법으로는 환자의 흉부에 정확히 맞는 흉곽을 만들기가 어려웠으며 광범위한 재건에 들어가는 소재가 무거워 수술 후 흉부의 불편감과 호흡곤란, 세균 감염 위험으로 흉곽 재건이 어려웠다.
또 3개월 동안 항암치료 중 일부에서 치료효과를 보여 종양이 작아진데다 새로운 병변이 없는 상태를 보이는 듯하다가 수술 1주일 전부터 급격히 암 덩어리가 다시 커져 흉곽 절제와 이식 수술을 못할시 기대수명이 6개월 이하로 긴급수술이 다급한 상황이었다.
이에 중앙대병원 흉부외과 박 교수와 성형외과 김한구 교수를 비롯한 호흡기알레르기내과, 영상의학과, 혈액종양내과, 방사선종양학과, 마취통증의학과 등 의료진 팀은 다학제 진료를 통해 환자 병변의 컴퓨터 단층촬영을 바탕으로 절제수술 범위와 가슴뼈 재건 범위를 결정한 뒤, 한국생산기술연구원 김건희 연구팀과 협의, 3D프린팅 기술을 활용해 재건 범위에 적합한 인공 가슴뼈를 디자인했다.
박 교수팀은 한국생산기술연구원과 삼차원 프린팅 공정기술을 이용해 인체에 무해하면서 실제 인체의 골 구조보다 압박해도 부러지지 않는 견고한 무게 190g의 '순수 티타늄' 소재 환자 맞춤형 인공 흉곽을 제작, 안정성과 기능성을 확보한 후 이식에 사용할 수 있도록 식약처가 지정한 생물학적 안전성과 강도, 인장도 시험을 거쳐 중앙대병원 IRB(임상시험위원회)의 승인을 받았다.
이후, 박 교수팀은 이 환자의 수술 일정대로 지난달 19일 흉벽 절제술과 재건 수술에 들어가 성공적으로 이식했다.
현재 이 남성 환자는 수술 뒤 빠른 회복을 보여 와 곧 퇴원을 앞두고 있다.
이 남성 환자에 시도된 3D프린팅 흉골 이식 수술은 국제적으로 소수의 유명 병원에서만 겨우 성공할 정도로 가장 광범위하면서 난이도가 높다.
이 환자에 이식된 3D프린팅 인공 흉곽은 가로 286㎜, 세로 172㎜로 세계 최대의 맞춤형 인공 흉곽으로 제작돼 기존 해외에서 시도된 3D프린팅 흉골 이식과 비교해 수술 범위가 가장 광범위하면서 높은 난이도가 요구됐다.
게다가 국내에서 중앙대병원 흉부외과 박병준 교수팀으로부터 수술 받은 환자가 빠른 회복력을 보여 안전성과 효율성에서 긍정적인 D프린팅 흉골 이식 수술로 평가받고 있다.
이로써 중앙대병원은 스페인, 이탈리아, 미국, 영국, 중국 다음으로 전 세계적으로 6번째로 성공하기에 이르렀다.
박 교수는 "골 시멘트나 티타늄 막대 등을 이용한 기존의 흉곽 성형술은 환자에게 꼭 맞는 모양을 만들기가 어려운데다 무게까지 무거워 수술을 성공적으로 마쳤다하더라도 흉부의 불편감과 호흡곤란을 초래할 수 있을 뿐만 아니라, 이물 반응이나 세균 감염 위험이 크다"며, "이번 티타늄 소재의 3D 프린팅 흉곽은 기존 인공 소재보다 가벼우면서 환자의 가슴에 꼭 맞게 개별로 제작, 정밀성과 강도를 높임으로써 수술 후 우려되는 감염과 합병증 등의 부작용을 최소화할 수 있었다"고 말했다.
중앙대병원은 2016년 3D 프린팅 두개골 이식 수술을 시작으로 3D 프린팅 인공턱과 광대뼈 재건 수술을 잇달아 성공을 이뤄냄으로써 3D 프린팅을 활용한 수술과 치료에서 선도적인 입지를 구축해 나가고 있다.
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