3D프린팅으로 제작한 다공성 티타늄(3D-printed porous-Ti; 3D-Ti) 케이지를 만들어 척추에 이식했더니 우수한 골유합 효과를 보인 것으로 나타났다.

중앙대학교병원은 척추센터 송광섭·함대웅 정형외과 교수팀이 3D프린팅 티타늄케이지 이용 디스크 수술 효과의 우수성을 입증했다고 9월 30일 밝혔다.

‘3D프린팅 케이지’는 티타늄으로 제작되어 우수한 생체적합성을 지니고, 다공성 구조를 구현하고 탄성계수를 실제 뼈와 비슷한 수준으로 맞춰 만들었다.

특히 이번 연구에서 척추 유합 수술에 있어 디스크로 활용된 3D프린팅 티타늄케이지는 ‘창이 있는 케이지(window cage)’와 ‘창이 없는 케이지(non-window cage)’ 2가지 유형이 있는데, 연구팀은 이들 2가지 유형의 케이지 척추유합술을 시행한 환자들의 수술 1년 경과 후 효과를 평가 분석했다.

그 결과, 3D프린팅 티타늄케이지 척추유합술을 받은 61명의 환자 중 58명이 골유합이 성공적으로 이뤄져 95.1%의 우수한 유합률을 보였다. 

특히, 창이 없는 케이지(non-window cage)를 활용한 골유합률(96.6%)이 창이 있는 케이지(window cage)의 골유합률(93.8%)에 비해 적은 골이식재의 사용량으로도 상대적으로 높은 생체적합성을 보이고, 뼈가 다시 주저앉는 비율인 침강률은 더 낮은 것으로 확인됐다. 

연구팀이 이번 연구를 통해 창이 없는 3D프린팅 티타늄케이지를 활용한 척추유합술이 창이 있는 케이지 보다 효과적이고 합병증 또한 낮은 것을 입증한 것이다.

중앙대병원 정형외과 송광섭 교수는 “이번 연구를 통해 현재 전 세계적으로 통용되는 ‘3D프린팅 다공성 티타늄(3D-printed porous-Ti)’ 케이지에 골이식을 위한 창 구조물(window)이 꼭 필요하지 않으며, 실제로 창 구조가 없어도 뼈와 비슷한 케이지 구성물인 티타늄(Titanium)을 통해 유사한 골유합률을 얻을 수 있다”며, “생체역학적 측면을 고려하면 오히려 창(window)이 없는 디자인이 골유합에 유용한 것으로 보인다”고 말했다.

이어  “이번 연구로 척추유합술에서 케이지를 통한 불필요한 골유합 제제들의 사용을 줄일 수 있어 수술에 소모되는 비용, 시간 및 수고를 줄일 수 있어 보다 효과적이고 성공적인 수술을 시행할 수 있으며, 추후 ‘3D프린팅 다공성 티타늄’ 케이지 디자인의 방향을 제시한 결과”라고 말했다.

한편, 중앙대병원 정형외과 송광섭·함대웅 교수팀의 이번 연구논문은 정형외과 분야의 최고 저널인 미국정형외과학회지(Journal of Bone & Joint Surgery) 최신호에 게재됐다.