안면골 재건에 사용되는 보형물 재료 안내

안면골 재건 보형물 재료에는 Bone Cement(PMMA), 실리콘(Silicone), PEEK, 티타늄(Titanium), 고어텍스(Gore-Tex), PCL 등의 재질이 있습니다.

현재 3D 프린터로 출력된 보형물을 인체 내에 삽입할 수 있는 재료는 PEEK, 티타늄(Titanium), PCL 뿐입니다.

티타늄 (Titanium)

티타늄은 인체와의 생체 적합성이 뛰어나며, 강도와 내구성이 우수해 장기적으로 사용 가능합니다. 또한 티타늄은 방사선을 통과시키지 않아 X-ray나 CT 스캔에서 명확하게 보입니다. 이는 수술 후 경과를 모니터링하는 데 매우 유용합니다. 다만, 티타늄은 생산 비용이 높아 다른 금속에 비해 가격이 비쌉니다. 또한 방사선 산란으로 인해 영상이 왜곡될 수 있습니다.

Bone Cement (PMMA)와 Silicone

본 시멘트(PMMA)와 실리콘은 주로 몰드 기반으로 제작됩니다. 3D 프린터를 이용해 몰드를 출력한 후, 그 몰드에 재료를 주입해 보형물을 제작할 수 있습니다. 하지만 현재 이 재료들을 직접 3D 프린터로 출력하는 기술은 개발 중이며, 한국에서는 아직 상용화되지 않았습니다.

 PCL(Polycaprolactone)

PCL은 생분해성 소재로, 시간이 지나면서 체내에서 분해됩니다. 그러나 골유도성 소재는 아니므로 자가골과 함께 사용해야 골이 생깁니다. 치과에서 "guided bone regeneration"으로 골 재생을 유도하는 것처럼, PCL은 주로 안면골 재건에 보조적으로 사용됩니다. PCL은 2~3년 내에 분해가 시작되며, 그 사이 자가골이 채워집니다.

PCL은 뼈보다 약한 플라스틱 느낌의 소재입니다. 하악에 단독으로 사용할 경우 골 형성은 미약할 수 있지만, 자가골이나 기타 골 이식재와 함께 사용하면 생리적인 골 형성이 가능합니다. 이는 해당 부위가 생리적 변화에 반응하므로, 시간이 지나면서 원래 계획했던 모양과 달라질 수 있습니다.

반면, 생명력이 없는 다른 무기체 보형물들은 인체 내에서도 모양을 꾸준히 유지합니다.

PEEK(Polyetheretherketone)

PEEK는 분해되지 않고 체내에 계속 남는 엔지니어링 플라스틱 소재입니다. PEEK는 뼈와 유사한 물리적 특성을 가지고 있어 보통 뼈와 비슷한 두께 및 형상으로 제작됩니다. 다만, 한국에서 하악재건용도로는 아직 허가 받지 못했으며, 중국에서는 하악 재건에 적용하고 있습니다.

방사능 투과성 소재 관련

티타늄을 제외한 PEEK, PCL, 실리콘, 고어텍스, 메드포어는 방사선 투과성 소재입니다. 즉, X-ray나 CT 스캔에서 이 소재들은 잘 보이지 않습니다. 하지만 실리콘은 상대적으로 구분이 가능합니다.

맞춤형실리콘보형물

3등급 의료기기 제조 인증 (GMP: Good Manufacturing Practice)

인체에 삽입되는 보형물은 반드시 3등급 의료기기 제조 인증(GMP)을 받은 업체에서만 제작 가능합니다. 3등급 의료기기는 인체에 중대한 영향을 미칠 수 있는 고위험군 의료기기로 분류되며, 제조 과정에서 엄격한 안전성 및 효과성 검증을 거쳐야 합니다.

환자 맞춤형 보형물 제작

환자의 CT 데이터를 활용해 맞춤형으로 보형물을 디자인하고 제작하는 과정은, 환자의 상태에 맞춘 맞춤형 임플란트를 제작하는 데 필수적입니다.

아래 이미지는 환자 맞춤형 티타늄 보형물의 예시입니다.

환자맞춤형보형물

환자 맞춤형 보형물 디자인