국내 기술로 개발된 ‘3D 프린팅 반려견 경첩형 인공무릎관절’ 이식수술 성공

국내 연구진이 금속 3D 프린팅 기술을 활용해 동물용 경첩형 인공무릎관절 이식하여 반려견의 무릎관절 기능을 복원하는 수술에 최초로 성공해 관심을 받고 있다.

수술은 지난 10월 29일 충남대학교동물병원에서 진행됐다.

해당 반려견 환자는 전·후방 십자인대와 내측 측부인대가 모두 파열되어 심각한 무릎관절 불안정성과 무릎 연골 손상을 겪고 있었다. 기존에는 관절을 고정하거나 다리를 절단해야 했으나, 3D 프린팅 기술을 통해 맞춤형 경첩형 인공무릎관절 제작하여 인공무릎관절 전치환술(RH TKR : Rotating Hinge Total Knee Replacement)을 시행했다. 그 결과 현재 원활한 보행이 가능하게 됐다.

해당 환자에게는 내외측 안정성 및 무릎관절의 굴곡 및 신전 운동의 안정성이 보장되는 무릎인공관절이 필요했고, 코발트크롬 금속 3D 프린팅을 이용하여 만든 동물용 경첩형 인공무릎관절이 이용됐다. 3D프린팅을 이용한 동물용 경첩형 인공무릎관절 수술이 실제로 적용된 것은 이번이 국내 최초 사례로 알려졌다.

수술에 적용된 경첩형 인공무릎관절은 서울경제진흥원의 ‘2023년 바이오·의료 기술사업화 지원사업’의 일환으로 개발됐다(과제명 : 3D프린팅 기반 반려동물용 경첩형 인공무릎관절 개발). 해당 과제는 동물용 의료기기 전문회사인 ㈜비트러스트메디텍이 충남대학교동물병원(충남대학교 산학협력단)과 함께 수행했다.

경첩형 인공무릎관절은 무릎 인대 파열이나 심한 관절염으로 인해 통증이 심한 무릎관절을 인공관절로 치환시켜 통증을 없애고 무릎관절 기능을 복원하는 동물용 의료 임플란트다. 무릎관절의 기능을 복원하는 데 초점을 맞추고 있으며, 3D 프린팅 기술로 맞춤형 수술 가이드를 통해 임플란트 삽입의 안정성과 정확성을 높일 수 있다.

2~3kg 크기의 소형견부터 50kg이 넘는 대형견까지 반려견은 품종과 체형의 차이가 매우 커 뼈의 크기와 모양에도 큰 편차가 존재한다. 이러한 이유로 무릎관절 임플란트를 표준화하는 것은 현실적으로 어렵다. 이런 문제를 해결하기 위해 비트러스트메디텍과 충남대동물병원 수의외과학교실은 환자의 CT 데이터를 기반으로 금속 3D 프린팅 기술을 활용해 환자 맞춤형 인공무릎관절을 설계·제작했다.

비트러스트메디텍은 “이번 사례는 환자 맞춤형 인공무릎관절이 반려견의 심각한 무릎관절 질환 치료에 실질적이고 효과적인 대안이 될 수 있음을 입증한 국내 최초의 사례”라며 “이번에 이식 수술한 3D 프린팅을 이용한 경첩형 인공무릎관절 제품을 2025년에 상용화하는 것을 목표로 하고 있다”고 밝혔다.