공예가 수술에 유용할 줄 누가 알았을까요?
성균관대학교(SKKU)의 한 연구팀이 개조된 글루건과 뼈 광물질 및 생분해성 복합체로 구성된 스틱을 활용하는 새로운 골 이식술 기법을 개발했습니다. 이 물질은 녹여서 사용될 때 골 성장을 촉진하는 지지체(scaffold) 역할을 하며, 기존 본 시멘트보다 우수한 성능을 발휘합니다. 아울러 뉴 아틀라스(New Atlas)에 따르면, 이 기술은 수술실에서 맞춤형 임플란트를 제작하는 과정이 더욱 용이하고 경제적이도록 설계되어, 골 이식이나 금속 재건에 대한 의존도를 낮추는 데 기여합니다.
정승리 생체의공학 부교수는 "저희가 제안하는 기술은 수술 부위에 지지체를 실시간으로 제작하고 적용할 수 있는 현장 프린팅 시스템을 개발함으로써 독창적인 접근 방식을 제시합니다"라고 설명했습니다. 이어 그는 "이 장치는 소형화되어 수동으로 작동할 수 있어, 외과 의사가 수술 중 프린팅 방향, 각도, 깊이를 실시간으로 조절할 수 있다는 장점이 있습니다"라고 덧붙였습니다.
개조된 글루건은 저온 프린팅 방식을 사용하여 수술 부위 주변 조직 손상을 방지합니다. 한편, '핫 글루 스틱'은 손상된 뼈를 안정화하는 고분자인 폴리카프로락톤(PCL)과 뼈에서 자연적으로 발견되는 물질인 하이드록시아파타이트의 복합체로 이루어져 있습니다. 연구진은 이 두 가지 핵심 물질 외에도 반코마이신이나 젠타마이신과 같은 항생제를 혼합할 수 있어, 환자가 경구 항생제 복용을 할 필요성을 줄이고 감염 치료 과정에서 항생제 내성 발생 위험을 낮출 수 있다고 밝혔습니다.
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이 기술은 현재 대부분의 정형외과 수술실에서 사용되는 상업용 본 시멘트를 대체하도록 개발되었습니다. 12주에 걸친 기존 방식과 비교했을 때, 이 본 글루건은 더 강한 뼈 조직과 더욱 자연스러운 구조를 생성하며 우수한 성능을 보여주었습니다. 또한, 적용 부위 주변에서는 염증이나 조직 손상의 징후가 발견되지 않았습니다.
이 자리에서 이 교수는 "이 지지체는 주변 뼈 조직과 생물학적으로 통합되도록 설계되었을 뿐만 아니라, 시간이 지남에 따라 점진적으로 분해되어 새로 형성되는 뼈로 대체될 수 있도록 했습니다"라고 설명했습니다. 그는 "실험 결과, 프린팅 그룹이 골 표면적, 피질골 두께, 극관성모멘트 등 핵심 구조적 매개변수에서 우수한 수치를 나타내, 보다 효과적인 골 치유와 통합이 이루어졌음을 시사했습니다"라고 전했습니다.
이 정형외과 기술이 큰 잠재력을 지니고 있지만, 정형외과 전문의들의 수술 현장에서 표준 장비 세트로 사용되기까지는 시간이 필요할 것으로 예상됩니다. 연구팀은 규제 승인 과정의 일환으로 멸균 프로토콜을 개발하고 임상 전 연구를 수행해야 합니다. 아울러 일관성을 확보하기 위해 장치 제조 표준화 작업도 필수적으로 진행해야 합니다. 그러나 이러한 모든 난관을 극복한다면, 의료진과 환자 모두에게 뼈 재건 과정을 더욱 빠르고 수월하게 만들 잠재력을 지니고 있습니다.
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