박상훈 아이디성형외과 원장이 3D 컴퓨터를 이용한 양악시술 시뮬레이션을 해보고 있다.

양악수술을 망설이는 최윤정 씨(22)는 개방교합과 심한 주걱턱으로 양악수술이 필요한 환자다. 하지만 양악수술은 위턱과 아래턱을 동시에 움직여야 하는 ‘큰 수술’이기 때문에 두려움이 앞서 쉽게 결정하지 못했다. 하지만 최 씨는 최근 ‘3D프린터’로 자신의 얼굴뼈 모형을 수술 전에 미리 제작해 모의 수술이 가능하다는 이야기를 듣고 수술대에 오르기로 결심했다.

최근 3D프린터가 상용화되면서 다양한 분야에서 이 기기가 활용되고 있다. 이 프린터는 잉크 대신 플라스틱 가루를 사용해 손으로 만질 수 있는 3차원 물체를 만들어낸다. 권총과 폭탄을 만드는 것은 물론 1억년 전 발견된 화석이나 자신을 꼭 닮은 복제인형을 만드는 등 앞으로도 3D프린터의 발전가능성은 무궁무진해 보인다. 특히 이 기기의 등장을 반기는 곳은 보건의료분야다. 수술 전 환자의 상태를 미리 시뮬레이션하거나 맞춤형 신체기관 보조기를 제작할 때 효율성을 극대화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

맞춤형 보청기·의족·의수 제작도 가능

3D프린터의 등장은 장애인을 위한 신체 보조기구를 환자에게 꼭 맞아떨어지게 하는 것을 가능케 했다. 환자의 정상적인 다리와 그렇지 않은 의족을 스캔한 뒤 데이터를 컴퓨터 디자인 파일로 옮겨 정상 다리 이미지를 인조 다리 디지털 이미지에 겹쳐 장애 있는 다리와 대칭을 이루도록 한다. 이를 통해 다리의 모양, 소재 등 사용자가 원하는 독특한 디자인을 직접 선택해 개인의 취향에 따른 맞춤형 의족을 만들 수 있다.
의족이나 의수 외에도 사람의 손으로 구현하기 힘든 정밀한 작업까지 가능해 자신의 귀에 꼭 맞는 보청기, 의치 등도 생산할 수 있게 됐다. 또 보관된 고객자료를 이용해 보조기 파손이나 분실 시 언제든 다시 제작할 수 있다.

3D프린터 이용한 ‘얼굴뼈 수술’

양악수술이나 안면윤곽수술 등 얼굴뼈를 수술할 경우 시술 전 3차원 컴퓨터단층촬영(3D CT)으로 환자 얼굴뼈의 비대칭 정도, 신경선 주행 경로 등을 파악해야 한다. 여기에 한 발 더 나아가 CT로 찍은 환자의 얼굴뼈를 3D프린터로 출력해 얼굴뼈 모형물을 제작하면 수술 중 예상되는 골격 절제 범위, 절제 부위의 뼈 두께 등을 미리 확인할 수 있다. 오차가 거의 없는 수술 플랜을 짤 수 있어 안전한 수술이 가능할 것으로 보인다. 또 양악수술 시에는 절제한 뼈를 이동시키는데, 모형을 가지고 이동 방향과 각도 등을 미리 시뮬레이션 해 볼 수 있다. 이로써 수술 중 부작용을 최소화하고 수술시간도 단축했다.
박상훈 아이디성형외과 원장은 “3D프린터를 이용해 미리 수술계획을 짜고 가상수술도 해봄으로써 실제 수술 시 일어날 수 있는 상황을 예측하는 게 가능해졌다”며 “만들어진 모형은 환자 및 보호자에게 수술에 대한 이해를 돕고 얼굴뼈 수술의 안전성을 높이는데 일조할 것”이라고 말했다.

3D프린터로 해부실습, ‘의학도의 꿈’ 펼쳐

3D프린터는 의대생과 전공의들의 실력 향상에 큰 역할을 할 것으로 예상된다. 해부용 시신이 없을 경우에도 3D프린터로 인체 모형을 제작해 학생들이 직접 만져보고 모의수술을 해볼 수 있게 됐다. 실제로 최근 중앙대병원 의료실습 현장에서는 3D프린터로 제작한 두상 모형으로 뇌종양 수술 실습교육을 실시했다. 병원 측은 추후 3D프린터를 이용한 해부용 시신 모형 제작을 의뢰해 해부실습교육을 진행할 계획이라고 밝혔다.