바이오세라믹 3D프린팅 인공광대뼈 재건 효과 입증

비금속 생체활성 바이오소재 적용…안전성 확인

티타늄 등 금속성 소재 3D프린팅을 활용한 환자 치료가 의료계 다양한 진료 분야에서 시도되고 있는 가운데, 국내 대학병원 의료진이 처음으로 비금속 바이오세라믹 3D프린팅 인공 광대뼈 이식을 통한 재건의 효과와 안전성을 입증한 임상연구 결과를 최근 발표했다. 

중앙대학교병원 구강악안면외과 이의룡 교수 연구팀은 최근 ‘결손 광대뼈 재건을 위한 3D프린트 바이오세라믹 임플란트의 효과와 안전성 평가 임상시험(A Clinical Trial to Evaluate the Efficacy and Safety of 3D Printed Bioceramic Implants for the Reconstruction of Zygomatic Bone Defects)’에 관한 연구 논문을 국제학술지 ‘머티리얼즈(Materials)’ 최신호에 발표했다.

이의룡 교수는 광대뼈 결손으로 재건이 필요한 8명의 환자에게 시지바이오에서 바이오세라믹 소재의 3D프린팅 공정 기술로 개발된 환자 맞춤형 3D프린팅 인공 광대뼈 ‘이지메이드(Easy-made)’를 이식해 광대뼈를 재건 수술했다.

이후 연구팀은 수술 후 6개월 뒤, CT촬영검사를 통해 임플란트와 뼈 사이의 골융합 및 고정상태, 만족도, 안전성 등을 평가한 결과, 인공 광대뼈의 골융합율은 100%로 주변의 골융해는 관찰되지 않았으며, 수술 직후와 비교했을 때에도 뼈에 더 가깝게 부착되어 있는 것을 확인했다. 또한, 수술 후 부작용은 없었으며 환자의 만족도 평가점수도 10점 만점에 9점으로 나타났고, 모든 환자는 수술 결과에 심미적이고 기능적인 측면에서 만족도가 높았다.  

이로써 이의룡 교수팀은 이번 연구를 통해 새로운 비금속 바이오세라믹 3D프린팅 인공 광대뼈 이식을 통한 재건 수술의 효과와 안전성을 입증했다.

보통 뼈 질환을 치료하는 가장 좋은 방법은 환자 자신의 뼈를 얻어 결손 부위에 이식하는 자가골 이식술이 표준 치료법이지만, 자가골 채취로 인한 해당 부위의 장애 및 불편감 등의 합병증 위험으로 인해 감소 추세에 있다. 

이의룡 교수는 “이와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 티타늄 등 금속 소재의 3D프린팅을 이용한 맞춤형 보형물이 개발되어 이식에 활용해 왔는데, 금속 소재의 특성 때문에 CT 등 영상촬영에서 판독 정확도가 떨어졌다”고 설명했다.

그런데 시지바이오에서 뼈와 유사한 성분으로 뼈와 직접 유합되는 고강도 생체활성 바이오세라믹 소재 3D프린팅 인공광대뼈를 개발해 이번에 이 교수팀에서 광대뼈 결손 환자들을 대상으로 임상연구를 시행해 그 효과와 안전성을 입증하게 된 것.

이 교수는 “이번 광대뼈 이식 수술에 적용된 생체활성 바이오세라믹 소재는 티타늄 등 금속 소재와 달리 영상학적 판독 정확도에 영향을 미치지 않는 소재로, 이를 활용해 환자 골 결손 부위의 CT 영상을 바탕으로 3D 프린팅을 통한 환자에게 딱 맞는 인공 광대뼈로 제작되어 높은 골유합율과 더불어 환자의 만족도도 높았다”고 말했다.

이어 이 교수는 “새로운 안면 뼈 재건 방법으로 환자 3D프린팅 바이오세라믹 소재의 안전성과 효과를 입증함으로써, 광대뼈 결손에 대한 이식 재건뿐만 아니라 안면기형, 두개골 결손 등 향후 다양한 이식 재건 치료에 적용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 

한편, 이의룡 교수팀은 앞서 구강 종양 제거 수술을 받고 턱뼈와 턱관절이 소실된 카자흐스탄 여성에게 티타늄 3D프린팅 인공턱 이식 재건 수술을 국내 최초로 실시한 증례를 구강악안면외과 분야에서 권위 있는 SCI급 저널인 ‘미국구강악안면외과학회지(Journal of Oral & maxillofacial Surgery)’에 발표하는 등 3D 프린팅을 활용한 수술 및 치료에 있어 선도적인 입지를 구축해 나가고 있다.