미국 조지아 공대 연구팀이 환자 맞춤형 3D 프린팅 심장 판막을 개발했다고 12일(현지시각) 밝혔다. 기존 인공 심장 판막과 달리 생체 흡수성 재료를 사용해 이식 후 자연스럽게 흡수되는 특징을 갖고 있다는 설명이다.
3D 프린팅 인공 판막은 이전에도 연구된 적이 있다. 하지만 생체 흡수성 재료를 결합한 심장 판막은 이번이 처음이다.
조지아 공대 스콧 홀리스터 교수 연구팀은 ‘폴리(glycerol dodecanedioate)’라는 생체 적합성 재료를 3D 프린팅해 판막을 제작했다. 이 재료는 형상 기억 능력을 갖추고 있어 카테터를 통해 접어서 삽입할 수 있다. 이식 후 판막은 체온에 의해 원래 형태로 펼쳐지며, 새로운 조직이 자라도록 몸에 신호를 보내 기존 장치를 대체한다. 이후 몇 달 안에 인공 판막은 자연스럽게 생분해되며 완전히 흡수되고 자체 조직이 남아있게 되는 원리다.
연구팀은 이 새로운 3D 프린팅 심장 판막이 특히 소아 환자에게 중요한 의미를 가진다고 밝혔다. 현재의 인공 심장 판막은 소아가 성장해도 크기가 변하지 않기 때문에, 여러 번의 위험한 재수술을 겪어야 하는 상황이 발생한다. 그러나 새로 개발된 판막은 성장하는 어린이의 심장에 맞춰 적응할 수 있어, 이러한 재수술의 부담을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
3D 프린팅 기술은 의료 분야에서 빠르게 발전하고 있다. 특히 인공지능(AI) 기술이 기존 3D프린팅에서 발생했던 다양한 오류를 효과적으로 줄여 3D 프린팅의 기술과 시장성은 빠르게 향상 중이다.
글로벌 시장조사업체인 프레시던스 리서치(Precedence Research)에 따르면, 의료용 3D 프린팅 시장 규모는 2024년 41억3000만달러에서 2034년 197억4000만달러로 성장할 것으로 예상된다. 연평균 성장률은 16.9%에 이를 전망이다.
미국에서도 3D 프린팅 기술의 빠른 확산을 확인할 수 있다. 한국보건산업진흥원 보고서에 따르면,2010년 3곳에 불과했던 중앙 집중식 3D 프린팅 시설을 보유한 병원이 2019년에는 119곳으로 급증했다. 보고서는 향후 전 세계 인구 중 20억명 이상이 적어도 하나의 3D 프린팅 임플란트를 사용하게 될 것이라고 전망한다.
3D 프린팅 관련 연구는 한국에서도 활발히 진행 중이다. 맞춤형 보청기와 틀니 제작을 시작으로 수술 시뮬레이션, 임플란트, 보철물 제작 등 다양한 분야에서 3D 프린팅이 활용되고 있다.
고령화 사회가 심화하면서 3D 프린팅을 활용한 맞춤형 의료 기기에 대한 수요는 앞으로 더욱 증가할 것으로 예상되고 있다.
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