‘인공 심장’, ‘기도 스텐트’ 등 인공장기와 뼈를 만드는  ‘3D프린팅’ 기술이 거듭 매스컴을 타면서 의료계의 관심이 높아지고 있다.  2009년 국내 최초 3D프린터를 이용해 인공 두개골 이식술을 시행한 심규원 세브란스병원 소아신경외과 교수는 “현재 3D프린팅 의료 기술이 과장된 부분이 많아 오해하는 의사들이 많다”며 “3D프린팅 의료 기술의 현 주소에 대해 직시할 필요가 있다”고 말했다. 지난 21일, 세브란스 병원에서 심규원 교수를 만나 3D프린팅 의료기술의 현재와 미래에 대해 들어봤다.

Q 3D프린팅 의료 기술, 어디까지 왔나.

3D프린팅 기술은 국내에 도입한 지 10년 이상 됐다. 그 동안 3D프린터를 이용해 인체 장기 모형을 본 따 시뮬레이션 수술을 진행했다. 2009년 본인이 3D프린터를 이용해서 두개골 거푸집을 만든 다음 직접 두개골 결손환자에게 이식했다. 재건하고자 하는 부위의 이미지만 찍으면 구조체를 만들 수 있다. 이런 장점 때문에 항간에선 심장판막이나 신장을 만들어 시술할 수 있다고 선전하지만, 그것은 잘못된 정보다. 심장이나 신장 등을 찍어 내는 장기 거푸집이나 의수, 의족을 만들 수 있는 기술력까지는 아직 도달하지 못 했다.

현재 3D프린팅 의료 기술로 기대할 수 있는 분야는 인공 두개골, 인공 관절, 척추 디스크, 연골(인공 코․귀)정도다. 그 중 가장 보편적인 수술은 인공 두개골 이식 수술이다. 내년 1월에 전국 100건 정도 집도될 예정이고, 그 중 세브란스병원이 차지하는 수술 횟수는 약 30건으로 추정된다. 골반 뼈 등을 재건하는 인공 관절도 그 다음으로 보편화됐지만, 현재 건강보험심사평가원으로부터 진료비 코드를 받지 못해 현재 시범 수술과 연구만 하고 있다.

이외에도 세브란스병원에서 3D프린팅 기술을 이용해 인체에 서서히 흡수되는 재질인 PCL(Polycaprolactone)로 귀 모형을 제작하고, 그 내부에 연골 세포를 주입해 인조 귀를 만드는 등의 연구가 진행 중이다. 조골세포로 귀 모형을 제작하지 않기 때문에 완벽한 3D프린팅 의료 기술보다는 생체 세포를 배양하는 티슈 엔지니어링 기술에 가깝다.

Q 기존 수술과 3D프린팅 의료 기술과 차이점에 대해 알려 달라.

기존 수술에 비해 3D프린팅 기술은 정확도와 성공률은 높이고, 부작용발현율과 시술시간은 줄였다. 플라스틱폴리머(Plastic Polymer)를 이용해 두개골 이식수술 시 의사는 수술 시간 동안 결손부위에 맞게 직접 디자인하고 조형해야 했다. 그러나 환부를 플라스틱으로 메웠을 때 매끄럽지 않아 미관상 좋지 않고, 염증 반응 발현율도 높았다. 이를 보완하고자 나타난 재질은 바로 티타늄이다. 티타늄은 금속이고, 수술할 때는 고온에 멸균할 수 있어 거부반응이 상대적으로 덜하지만, 원하는 모양을 본따기 어려웠다. 3D프린팅은 티타늄의 단점을 보완할 수 있다.  티타늄을 이용해 3D프린팅을 하면, 결손 부위를 컴퓨터로 정확히 본 따 겉도는 부분도 없고, 수술시간도 단축된다. 기존 수술은 플라스틱을 수술 부위에 맞게 조형하는 시간이 길어 7~8시간정도 걸리는 반면, 3D프린팅으로 수술은 4시간 정도로 간편하고 짧다.

Q 기존 수술에 비해 성공률은 얼마나 많이 올랐는가.

현재 3D프린팅 기술을 이용한 수술의 성공률은 100%라고 자부한다. 본원에서 시술한 환자 들 중 부작용을 호소하는 환자는 단 한명도 없었다. 자신하는 이유는 정확도와 생체적합성에 있다. 티타늄을 이용해 3D프린팅을 하면, 단단하면서 원하는 모양으로 결손부위를 덮을 수 있다. 본원에서 30대 골반암 환자에게 3D프린터를 이용해 골반뼈 재건술을 실시한 적 있다. 수술을 받지 않았다면 평생 휠체어를 타고 다녀야할 정도로 중증이었으나, 3D프린터 골반뼈 재건술을 받은 후 한달 만에 혼자 걸을 수 있게 됐다.

Q 3D프린팅 기술에 대해 오해가 많다고 들었다.  

일부 업체의 잘못된 마케팅으로 의료계조차 3D프린팅 기술과 3D프린팅 유사기술을 혼동하고 있다. 강직도가 높은 티타늄을 구부려 원하는 모양과 비슷하게 만들 수 있게 티타늄을 그물 형태로 제작한 회사가 있다. 그저 티타늄의 형태가 변한 것 뿐, 환자의 결손부위를 정확히 맞추기 어렵다. 몇몇 제품은 그물이 엉성해 일정 수준의 힘을 버티지 못한다는 문제가 있었다.

2009년에 본인이 집도한 두개골 거푸집도 3D 프린팅 유사기술로 봐야한다.  3D프린팅 기술은 자가 세포로 조직이나 장기를 구현해 이식하는 수준으로 생각해야 한다. 현재 기술력으로는 PCL로 기본 틀을 만들어 해당 세포를 배양해 이식하는 정도다. 환자에게 이식한다 해도, 치유능력이나 생체적합성 등이 각각 다르기 때문에 데이터 수집을 위해 지속적인 연구가 필요하다.

Q 3D프린팅 의료 기술을 연구하는데 가장 큰 어려움이 무엇이고, 어떤 방향으로 발전시켜야 하나?

3D프린팅 기술을 의료에 접목해 본 동료 의사들은 그 유용성과 잠재력을 높게 평가했지만, 다른 한편으론 정부의 정책이 이를 뒷받침하고 있지 못하다고 말한다.

가장 큰 어려움은 비용 문제다. 의료용 3D 프린터는 약 15억을 호가한다. 부위마다 다르지만 보형물 제작비는 600만원~3000만원 정도다. 여기에 술기비용까지 합친다면 환자가 부담하기에 굉장히 부담스러운 금액이다. 그나마 두개골 재건술은 심평원으로부터 비급여 가격을 책정 받았으나, 가장 큰 문제는 인공관절, 연골 분야다. 현재 의료비 진료 코드가 생성되지 않아, 본원 의사들 주머니로 충당하면서 수술을 진행하고 있다. 3D프린팅 분야를 리딩할 기술력은 충분한데 반면, 정부의 지원제도는 지지부진하다.

전 세계적으로 3D프린팅 기술은 나날이 발전하고 있다. 우리나라도 발맞춰 나가야 한다. 2013년의 의료분야 3D프린팅 산업 규모는 260억원인 반면, 2019년에는 1200억원으로 예상하고 있다. 매년 20% 가까운 성장률을 보이고 있는 것이다. 미래 먹거리를 위해서라도 지금 당장 정부의 지원을 받아 3D프린팅 기술을 발전시켜야 한다. 심평원의 가격 고시가 절실하다. 이를 위해서는 신의료기술 허가를 담당하고 있는 한국보건의료연구원의 인증도 필요하다.

Q 수술을 기다리는 기다리는 환자 수요는 많은가.

시범 수술로 기존보다 훨씬 안정된 상태로 생활하는 환자가 많다. 수술 결과가 말해주듯이 수술을 원하는 환자는 많다. 그러나 두개골, 안면골용일부 재건술 외에 수술은 심평원의 가격 고시와 한국보건의료연구원의 인증을 받지 않았다. 3D프린팅 기술로 기대할 수 있는 많은 영역의 수술이 불가능하다. 아쉽다.