실제 뼈로 대체되는 3D 프린팅 바이오세라믹 임플란트

(A BioCer implant on a model human skull. Credit: Tidskriften/PNAS)

뇌수술이나 두개골 손상으로 인해 두개골에 큰 구멍이 뚫린 경우 이를 메꾸는 방법은 두 가지입니다. 금속이나 플라스틱 소재로 덮어주거나 혹은 다른 부위에서 뼈를 가져와 이식하는 것입니다. 하지만 전자의 경우 감염의 위험성이 있고 후자는 딱 맞는 뼈가 없다는 문제점이 있습니다. 따라서 과학자들은 바이오 3D 프린터를 이용한 새로운 대안을 생각하고 있습니다.

스웨덴 예테보리 대학의 피터 톰센 교수 (Prof. Peter Thomsen from the University of Gothenburg)가 이끄는 스웨덴 연구팀은 3D 프린팅 방법을 이용해 제조한 바이오 세라믹 임플란트인 BioCer를 공개했습니다. BioCer의 특징은 내부에 빈 공간으로 인체 세포가 침투해서 새로운 조직을 만들 수 있는 바이오세라믹 임플란트라는 것입니다. 따라서 뼈에 이식할 경우 새로운 골조직이 침투해 진짜 뼈로 대체되고 바이오세라믹은 흡수되어 사라집니다. 남는 것은 티타늄으로 만든 프레임 뿐입니다.

연구팀은 이 방법이 실제 두개골에 더 적합할 뿐 아니라 감염이나 이식 실패 등 부작용도 적을 것으로 기대하고 있습니다. 하지만 사람에게 바로 이식하기에 앞서 동물 실험을 통해 안전성과 성능을 입증할 필요가 있습니다. 연구팀은 양을 대상으로 BioCer를 이식해 성공적으로 진짜 두개골 뼈 일부를 대체했습니다. 그리고 임상 연구 승인을 받아 우선 한 환자에게 이를 이식해 성능을 입증했습니다.

실제 보건 당국의 승인을 받기 전까지 더 많은 임상 시험이 필요하지만, 연구팀은 이 기술이 두개골을 포함한 다양한 뼈를 재생할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 생체적합형 물질을 이용한 바이오 3D 프린터 기술의 가능성을 엿볼 수 있는 연구 결과 중 하나라고 생각됩니다.

참고

https://newatlas.com/medical/biocer-ceramic-cranium-holes/

https://www.pnas.org/content/early/2020/10/06/2007635117

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