진짜 뼈로 바뀌는 3D 프린팅 인공 뼈

(This rendering shows how the material could be used to temporarily replace missing bone at a break site. Credit: Fraunhofer IFAM)

(A scaffold is 3D-printed by project partner Bella. Credit: SenoBellaSeno)

뼈의 일부가 손실될 정도의 심각한 골절은 치료에 많은 시간이 필요할 뿐 아니라 뼈가 완전히 원상 복구되기 어렵습니다. 하지만 뼈조직은 상대적으로 단순하고 재생이 쉬워 3D 프린팅 기술의 중요한 응용 목표가 되고 있습니다.

독일 정부의 지원을 받는 SCABAEGO (Scaffold Bioactive Glass-Enhanced Osteogenesis) 프로젝트에 참가한 하이델베르크 대학, 의공학 회사인 벨라세노 (BellaSeno), 프라운호퍼 연구소의 과학자들은 사라진 뼈를 대체할 뿐 아니라 완전히 진짜 뼈로 변하는 3D 프린팅 임플란트를 개발했습니다.

이 인공 뼈는 생활성 유리 (bioactive glass)와 폴리카프로락톤 (polycaprolactone)이라는 생분해성 폴리머로 이뤄져 있습니다. 생활성 유리는 pH를 높게 유지해 박테리아의 증식을 억제하고 장기적으로는 뼈와 비슷한 물질인 수산화인회석 (hydroxylapatite)으로 대체됩니다. 그리고 임플란트 자체도 주변 골조직이 들어와 자랄 수 있는 구조로 되어 있습니다.

연구팀은 이 3D 프린팅 임플란트가 6-7년 후에는 완전한 뼈로 대체될 것으로 보고 있습니다. 물론 그 동안에도 쉽게 부서지지 않고 사용할 수 있습니다. 임플란트의 형태는 CT 스캔으로 결손 부위를 측정해 각 개인에 맞게 출력할 수 있습니다.

실제 환자에서 사용하기 전에 동물 실험을 통해 그 효과와 안전성을 검증해야 하겠지만, 성공한다면 바이오 3D 프린팅 기술의 중요한 이정표가 될 것으로 보입니다.

참고

https://newatlas.com/medical/implantable-composite-heal-broken-bones/

https://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2023/november-2023/bioactive-composite-supports-healing-of-broken-bones.html

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