아직까지는 널리 사용된다고 보기는 힘들어도 향후 점점 사용 빈도가 올라갈 것으로 보이는 것 가운데 하나가 바로 3D 프린터입니다. 그 중에서 의료 부분에서도 3D 프린터를 사용하려는 시도가 있는데 이 중에서 가장 주목을 받을 만한 내용은 환자마다 서로 다르게 생긴 이식용 혹은 보조기 디바이스 제작입니다.
미시간 대학의 연구자들은 Tracheobronchomalacia 라는 질환으로 기도와 기관지가 자주 막혀 곤란을 겪고 있는 영아에서 좌측 주기관지에 3D 프린터로 만든 디바이스를 장착해 성공적으로 치료한 증례를 NEJM (New England of Medicine) 지에 보고했습니다.
이 아이는 임신 35 주에 태어난 후 초기에는 건강한 상태였으나 생후 6 주후 부터 호흡곤란 증상을 보였으며 생후 2 달후에는 상태가 악화되어 결국 기도 삽관을 하고 지속적 기계 호흡을 유지해야 하는 상황에 놓이게 되었습니다. 이는 우측 폐동맥 발달 이상 및 대동맥 이상으로 좌측 주 기관지가 혈관 사이에 끼이면서 좁아져 생긴 문제라는 것을 밝혔으나 의료진은 이를 해결할 효과적인 방법을 찾지 못했습니다. 좁아진 좌측 기관지는 폐렴을 비롯해서 예상보다 복잡한 문제를 만들면서 계속해서 기계 호흡 없이는 생존이 어려운 상태를 이어갔습니다.
결국 미시간 대학의 연구팀은 FDA 에 매우 응급적인 상황에서 특수한 디바이스 사용을 승인해 달라는 요청을 했고 신속 심사에서 승인되었습니다. 이후 연구팀은 polycaprolactone 이라는 물질을 사용한 3D 프린터로 이 환아의 좌측 기관지 협착부에 딱맞는 형태의 작은 도관 같은 디바이스를 장착했고 그 결과 이 환아는 다시 문제 없이 숨을 쉴수 있었습니다.
(실제 환자의 기관지 모양에 딱 맞게 3D 프린터로 제작된 디바이스 A baby’s life was saved with this groundbreaking 3-D printed device that restored his breathing. (Credit: Image courtesy of University of Michigan Health System))
이 장치는 생체에 저절로 흡수되는 Bioresorbable 물질로 환아가 점차로 크면서 오히려 디바이스 때문에 기관지가 좁아지는 문제를 해결할 수 있습니다. 이 물질이 다 녹는데는 약 3 년 정도 걸린다고 연구팀은 밝혔습니다. 이후 이 환아는 디바이스 설치 후 21 일 만에 기계 호흡기를 땔 수 있었고 퇴원후 1 년 이상 문제 없이 잘 있다고 연구팀은 보고 했습니다.
이 증례는 현대 의학 기술과 3D 프린터가 매우 적절하게 만난 사례라고 할 수 있는데 매우 고해상도의 이미지 기술과 컴퓨터를 이용한 3D 모델링, 개흉 수술, 그리고 생체 재흡수되는 물질을 사용한 3D 프린터 기술이 모두 만나 한 사람의 생명을 살린 경우라고 볼 수 있습니다.
향후 3D 프린터 기술이 발전하면 다양한 협착 부위에 현재의 스텐트 (Stent) 보다 더 잘맞는 형태의 스텐트나 기타 디바이스를 만들 수 있을 지 모르는 일입니다. 물론 어느 정도까지 의료에서 활용될지는 아직 속단하기 힘들지만 차츰 의료 현장에서도 3D 프린터의 적용 사례들이 증가하지 않을까 하는 생각입니다.
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