눈 주위를 둘러싼 뼈가 외부 충격으로 부러지는 ‘안와골절’ 환자에게 3D 프린팅 기술로 제작한 환자 맞춤형 인공 뼈를 삽입한 결과, 수술 전과 거의 동일한 구조로 재건됐다는 연구 결과가 나왔다.

기존에는 안와골절 재건 수술은 평면 형태로 대량 생산된 인공 뼈를 수술 중 수작업으로 재단해 사용했다. 하지만 이는 수술 시간이 길고 정확도가 떨어지며 합병증 위험도 높은 단점이 있었다.

서울아산병원 안과 사호석 교수팀은 국내 최초로 3D 프린팅 기술을 적용한 환자 맞춤형 재건술을 개발했다. CT 데이터를 바탕으로 환자 개개인의 골절 부위를 3D 모델링하고, 생분해성 소재(PCL+β-TCP)로 인공 뼈를 프린팅해 수술에 적용하는 방식이다.

사호석 교수팀은 2019년부터 2021년까지 한쪽 안와골절로 3D 프린팅 기반 인공 뼈 재건 수술을 받은 환자 40명의 6개월 경과를 분석했다. 그 결과, 골절 부위의 부피와 형태가 정상 안와와 거의 유사한 수준으로 재건됐으며, 수술 합병증도 한 건도 발생하지 않았다.

CT 분석 결과, 수술 전 골절된 안와의 조직 부피는 정상 안와보다 평균 9%가량 컸지만(109.0%), 수술 6개월 후에는 100.6%로 회복돼 양측 부피가 거의 같아졌다. 형태 유사도를 나타내는 RMS 유사 거리 역시 수술 전 3.426mm에서 수술 후 1.073mm로 감소했다.

연구팀이 분석한 총 40건의 안와골절 수술(하벽 19건, 내벽 9건, 하벽+내벽 12건)에서 출혈, 염증, 인공 뼈 이동 등 합병증은 발생하지 않았으며, 수술 전 있었던 안구함몰, 복시, 외안근 운동 장애 등도 모두 호전됐다. 인공 뼈 삽입에 걸린 시간은 평균 19.8초로 매우 짧았다.

연구팀은 3D 프린팅 인공 뼈는 별도 가공 없이 바로 삽입할 수 있어 수술 시간을 줄일 수 있으며, 집도의 숙련도에 따라 달라지는 수술 편차를 줄여 일관된 결과를 기대할 수 있다고 설명했다.

이번 연구는 국내 최초로 3D 프린팅 기술을 적용한 안와골절 수술의 임상 효과를 정량적으로 검증한 사례다. 3D 프린팅 기반의 안와골절 재건술은 2023년 보건복지부 혁신의료기술로 선정됐다.

사호석 교수는 “이번 연구는 3D 프린팅 기반 맞춤형 재건술의 정확도와 안전성을 입증한 결과”라며 “초기 수술이 잘못돼 합병증을 겪는 환자도 충분히 재건이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.