단국대(총장 장호성) 치과대학 박종태 교수 연구팀이 3D 프린팅 기술을 통해 개인 맞춤형의 치근 모듈을 개발하는 데 성공했다.

박 교수팀이 개발한 치근 모듈은 환자 개인의 고유한 치근을 티타늄 재질로 그대로 구현해 치조골에 삽입하는 시술법으로, 3D 프린팅 기술이 적용되는 대표적인 차세대 의료 개발 분야로 꼽힌다.

기존의 임플란트 시술은 고정체와 지대주, 지대주 나사, 크라운의 4중 구조로 이루어진 인공치아를 발치한 부분에 삽입하는 시술이다.

인공치아 삽입을 위한 치조골 형성 등 준비단계에서만 3~6개월의 시간이 소요되며, 시간과 비용이 크게 발생한다는 단점이 있다.

박 교수팀의 인공치근은 개인별 고유한 치근 형상을 그대로 구현하기 때문에 발치와 동시에 당일 치근 삽입이 가능하며, 고정체와 지대주, 지대주 나사의 복잡한 다층적 구조물이 필요 없기 때문에 부대 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.

또 각 환자의 치아 공간에 맞춤형으로 정확히 삽입돼 구조물 틈으로 파고드는 박테리아의 감염 위험도 없고, 일체형이기 때문에 구조물 파손의 위험도 없으며, 자연스러운 치아로 심미성을 높이고 안정감을 갖췄다.

단, 3D 프린팅 인공치아 시술 후에는 삽입 후 골유착력 확보를 위해 3개월 이상의 고정 기간이 필요한데, 연구팀은 이 기간을 줄이고자 국내 산업용 3D프린터 개발 전문업체 ㈜센트롤과 함께 골유착력의 성능 향상을 위해 3D 프린터 기술을 도입한 융합 연구를 진행했다.

박 교수 연구팀은 의료용 금속 3D 프린터 SM250을 활용해 다공성 구조(Porous structure) 및 골유착력 향상 표면처리 기술을 개발했다.

다공성 구조는 구조물 표면 또는 내부에 빈 공간을 만들어 무게 대비 강도를 극대화한 구조이며, 미세 패턴이 형성된 표면처리 기술이 적용될 경우 골유착력 확보 기간을 기존의 ⅓수준인 2~3주까지 줄일 수 있는 것으로 알려졌다.

박 교수 팀은 올해 상반기부터 진행될 임상시험을 통해 3D 프린팅 기술을 보완해 가며 골유착력 성능 향상을 위한 연구를 계속적으로 진행해 나갈 계획이다.

박종태 교수는 “3D 프린팅 기술을 바탕으로 ‘당일 발치, 당일 임플란트’ 시술이 가능해져 기존의 패러다임을 획기적으로 바꿀 수 있는 혁신적인 개발 성과로 평가받고 있다”고 밝혔다.

그는 “지속적인 연구 개발을 통해 개인 맞춤형 임플란트 시대를 열어갈 것이며, 의료 한류에 일조하고 경제적 파급효과를 일으킬 수 있도록 힘쓸 것“이라고 전했다.

한편 단국대 산학협력단과 ㈜센트롤은 11일 오후 3시 단국대학교 천안캠퍼스 총장실에서 상호교류협약(MOU)을 체결하고 의료 3D 프린팅 시장을 혁신하고 선도하는 데 협력하기로 했다.

양 기관은 산학협력 공동 연구와 인재 양성을 위한 교육과정, 현장실습, 인턴실습 등 공동교육 프로그램 개발 등의 프로젝트를 진행한다.

또 취업 및 고용을 위한 정보 공유와 사회맞춤형 산학협력 선도대학(LINC+) 육성사업에도 협력할 계획이다.

장호성 단국대 총장은 “우리 대학의 생명공학 특성화 인프라와 4차 산업혁명의 핵심인 3D 프린팅 기술의 접목을 통해 치의학 융합 연구가 본격적으로 빛을 본 사례”라며 “기업과 손을 잡고 새로운 지식과 기술의 융합 및 응용 능력을 통해 산학협력 선사례를 만들어 갈 것”이라고 말했다.