[더코리아-광주광역시] 전남대학교병원 정형외과 김명선 교수(근골격계 조직재생 연구센터장)가 ‘범부처 전주기 의료기기 연구개발사업’에 선정돼 난치성 복잡 골절 및 골결손 환자를 위한 환자맞춤형 인공 견관절(어깨) 및 주관절(팔꿈치) 개발에 박차를 가한다.

범부처 전주기 의료기기 연구개발사업은 의료기기의 현장 수요를 반영해 독자적인 의료기기의 개발 뿐만 아니라 관련시장에서 차별화된 제품을 개발하는 사업이다.

이번 사업은 전남대병원을 비롯해 서울대병원·이대목동병원·중앙대병원·민간기업 ㈜커스메디와 컨소시엄을 구성해 시행하며, 김명선 교수팀은 ‘복잡 골절·골결손 환자 맞춤형 의료기기 비임상 및 임상연구’ 부문을 추진하게 된다.

이에 따라 김명선 교수팀은 향후 5년간 총 54억원의 연구비를 지원받아 ‘3D프린팅 기반 환자 맞춤형 의료기기와 확장현실(eXtended Reality·XR)을 활용한 골결손‘골절 전주기 치료 솔루션 개발’에 앞장서게 된다.

이번 연구는 환자 영상 자료(CT)를 이용한 3D모델링 및 3D금속프린팅 기술, 인공지능(AI) 기반 자동구획화 및 확장현실(XR) 기술 등을 접목하여 어깨와 팔꿈치의 심각하고 복잡한 손상에 대해 수술 전 미리 가상으로 시뮬레이션 수술을 시행할 수 있게 하는 것이다.

또한 연구를 통해 환자 고유의 해부학적 모양에 일치하는 환자 맞춤형 인공관절을 3D금속프린터로 제작해 주며, 마지막으로 수술할 때에도 확장현실 기술을 통해 3D프린팅 된 인공관절의 정확한 삽입을 가능하게 해주는 환자 맞춤형 3D 가이던스(guide system)를 제공한다.

결과적으로 수술실에서 확장현실 기술을 이용해 계획한 대로 정확한 수술이 가능하도록 해주는 의료융합치료 솔루션을 제공하는 연구이다.

이번 연구를 통해 인공 고관절, 인공 슬관절 영역 보다 아직은 개발이 미비한 견괄절 및 주관절의 환자맞춤형 인공치환술에 활력을 불어넣을 것으로 기대된다.

김명선 교수는 “현재 세계적으로 외상으로 인한 어깨와 팔꿈치의 심각한 복잡골절과 골결손에 대한 3D 금속프린팅을 이용한 환자 맞춤형 인공관절이나 골결손 대체물에 대한 의료기기 개발연구는 거의 미미한 상태이다” 면서 “이번 연구개발을 성공적으로 이끌어 세계 최초의 선진화된 치료기법을 선보임으로써 국내 및 국제 의학발전에 기여할 수 있는 계기가 되도록 최선을 다하겠다”고 각오를 다졌다.

▲사진설명=3D 금속프린팅을 이용한 환자 맞춤형 인공관절 예시 및 확장현실을 이용한 가상수술 솔루션.