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[IT뉴스]글루건처럼 쏘는 뼈 이식…수술 중 분사해 빈 틈 채워

온카뱅크관리자

2025-09-06 00:34:11

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 韓美 연구진, 토끼 대퇴골 수술서 효과 입증 
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 한미 공동 연구진은 일반적인 글루건을 개조해 만든 장치로 환자의 골절 부위나 결손 부위에 맞춤형 뼈 이식물을 직접 뽑아내는 데 성공했다./pixabay
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 수술 중 환자의 뼈가 손상된 부위에 이식물을 바로 인쇄해 붙일 수 있는 새로운 의료 기술이 개발됐다. 토끼 실험에서 안전성과 효과를 입증했으며, 향후 사람을 대상으로 한 임상시험으로 확대될 전망이다.
 성균관대, 고려대와 미국 매사추세츠 공과대(MIT) 공동 연구진은 플라스틱 접착제를 녹여 붙이는 글루건과 비슷한 장치로, 환자의 골절 부위나 결손 부위에 맞춤형 뼈 이식물을 직접 뽑아내는 데 성공했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 이날 국제 학술지 ‘디바이스’에 게재됐다.
 그동안 뼈가 손상되면 금속으로 만든 보형물이나 기증 받은 뼈를 이식했다. 최근에는 3D 프린터로 입체 뼈 조직을 만들기도 했다. 하지만 골절 부위가 불규칙하거나 복잡하면, 맞춤형 이식을 위해 사전 촬영, 모델링, 제작 과정이 필수였다. 이는 시간과 비용을 늘리고, 수술 효율도 떨어뜨린다. 기증받은 뼈는 감염이나 면역 거부 반응 위험도 있었다.
 이번 연구를 이끈 이정승 성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수는 “실제 의사들의 의견에서 연구 아이디어를 얻었다”고 했다. 의사들은 3D 프린팅으로 이식물을 미리 만들더라도, 수술 때 개복해 보면 결손 부위랑 잘 맞지 않아 추가 가공이 필요하다고 했다.
 연구진은 수술 부위에 직접 이식물을 인쇄하는 기기를 고안했다. 재료는 뼈 재생을 돕는 하이드록시아파타이트(HA)와 체내에서 안전하게 분해되는 플라스틱인 폴리카프로락톤(PCL)을 섞은 필라멘트다.
 PCL은 섭씨 60도만 돼도 녹기 때문에, 수술 중에도 주변 조직을 손상하지 않고 안전하게 쓸 수 있다. 또 녹은 PCL은 뼈 틈새에 흘러 들어가 울퉁불퉁하게 부러진 골절 부위까지 빈틈없이 메울 수 있다. 필라멘트의 HA 비율을 조절하면 단단함이나 강도를 상황에 맞게 바꿀 수도 있다.
 의사는 글루건처럼 이식물 인쇄 장치를 손으로 들고, 수 분 안에 뼈가 부러진 모양에 맞춰 직접 원하는 방향과 깊이로 재료를 쌓아 올릴 수 있다고 연구진은 밝혔다. 복잡한 CT(컴퓨터 단층촬영)나 모델링, 가공 절차 없이도 딱 맞는 맞춤형 뼈 이식물을 만들 수 있다.
 감염 예방 기능도 더했다. 연구진은 필라멘트 속에 항생제 성분인 반코마이신과 젠타마이신을 넣어 수술 후 수 주 동안 서서히 방출되도록 했다. 덕분에 뼈 주위의 감염 위험을 크게 줄이면서도, 항생제를 먹거나 주사로 맞을 때보다 부작용과 내성 발생 위험도 낮췄다고 밝혔다.
 토끼의 대퇴골(넓적다리뼈) 골절에 이 기술을 적용한 결과, 12주 만에 감염이나 조직 괴사 없이 뼈가 빠르게 재생됐다. 연구진은 “기존에 쓰이던 뼈 시멘트보다 뼈 표면적, 강도 등 주요 지표에서 더 뛰어났다”며 “출력된 뼈 대체물은 시간이 지나면서 점차 분해되고, 그 자리를 새 뼈가 자연스럽게 채운다”고 설명했다.
 이 교수는 “수술실에서 실시간으로 뼈 이식물을 제작·적용할 수 있어 수술 시간을 단축하고 정확도를 높일 수 있다“며 “앞으로 다양한 기능을 추가해서 응용 범위를 넓혀갈 것”이라고 했다. 다만 상용화하려면 돼지와 같은 대형 동물과 인간을 대상으로 시험이 필요하다고 덧붙였다.
 참고 자료
 Device(2025), DOI: https://doi.org/10.1016/j.device.2025.100873
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