3D프린팅·재활로봇…최첨단 의료 시대 열렸다

3D프린팅을 수술에 적용하고, 로봇을 이용해 재활치료를 하는 등 의료에 최첨단 기술이 접목되고 있다. 사진은 중앙대병원 흉부외과 박병준 교수가 3D프린팅 인공흉골 이식 재건 수술을 하는 모습. 사진제공｜중앙대병원

■ 4차산업혁명 물결, 의료업계도 본격화

중앙대병원, 인공흉곽 이식 성공
하지재활로봇 치료 시스템도 구축

수술에 3D프린팅이 적용되고 재활로봇이 등장하는 등 의료분야에 최첨단 기술이 다양하게 활용되고 있다.

중앙대병원 흉부외과 박병준 교수팀은 9월 국내에서 처음으로 흉곽을 3D프린팅으로 제작해 악성종양인 육종(뼈, 연골, 근육, 지방, 신경, 혈관 등의 비상피성 결합조직에서 발생한 종양) 환자에게 이식하는데 성공했다. 수술을 못하면 기대수명이 6개월 이하인 55세 남성 환자의 흉골과 10개의 늑골을 광범위하게 절제해 3차원(3D) 프린팅 기술로 제작한 티타늄 소재의 인공 흉골과 늑골을 이식해 흉곽을 재건했다.

중앙대병원 의료진은 다학제 진료를 통해 환자 병변의 컴퓨터 단층촬영을 바탕으로 절제수술 범위와 가슴뼈 재건 범위를 결정한 뒤, 한국생산기술연구원 김건희 연구팀과 협의해 3D프린팅 기술을 활용, 재건 범위에 적합한 인공 가슴뼈를 디자인했다. 인체에 무해하면서도 실제 골구조보다 단단한데다 190g으로 가볍고 흉부 압박해도 부러지지 않는 탄성을 가진 ‘순수 티타늄’ 소재를 활용해 환자 맞춤형 인공 흉곽을 제작했다. 식약처가 지정한 생물학적 안정성 시험과 강도 및 인장도 시험을 거쳐 중앙대병원 IRB(임상시험위원회) 승인을 받은 후 수술을 시행했다.

이번 3D프린팅 흉골 이식 수술은 국제적으로 소수의 병원에서만 성공한 이식술이다. 국내에서는 중앙대병원 흉부외과 박병준 교수팀이 처음 시도해 성공했다. 스페인, 이탈리아, 미국, 영국, 중국 다음으로 전 세계적으로 6번째 성공사례다.

박병준 교수는 “티타늄 소재의 3D 프린팅 흉곽은 기존 인공 소재보다 가볍고 환자에 맞게 개별 제작해 정밀성과 강도를 높여 수술 이후 감염이나 합병증 등의 부작용을 최소화했다”고 말했다.

지능형 하지재활 보행보조로봇 ‘슈바(SUBAR)’를 활용한 치료 모습. 사진제공｜중앙대병원

또한 중앙대병원 재활의학과는 최근 지능형 하지재활 보행보조로봇 ‘슈바(SUBAR)’를 활용한 치료 시스템을 구축해 주목을 받고 있다. 기존 물리치료사만으로는 보행훈련을 시키기 어려웠던 중증환자에게 효과적으로 훈련을 반복할 수 있다. 정보행, 역보행, 제자리 보행 기능이 있어 환자는 양쪽 다리에 무겁지 않은 로봇 외골격을 착용하고 걸으면서 정상적인 보행패턴을 익힐 수 있다. 보폭, 무릎높이, 보행속도를 조절해 환자의 상태에 따른 맞춤형 재활훈련이 가능하다. 뇌졸중, 파킨슨병 등 뇌병변의 후유장애로 보행이 힘든 환자의 보행훈련을 통한 운동기능 재활에 기여하고 있다.

최근 발표된 연구들에 의하면 뇌졸중 발병 후 보행재활로봇 치료를 받았을 경우 지상 보행훈련만 했을 때와 비교해, 독립보행 능력 회복 효과가 약 2배 증가하고 보행속도도 향상된 것으로 알려졌다.

정용운 기자 sadzoo@donga.com 기자의 다른기사 더보기