부제 : 3D FIT 안면조소술 - 수술법에 대한 명명
이번 연재에선 3D 프린터를 활용해 만드는 환자 맞춤형 보형물에 대해 이야기하고자 한다. 이 부분이 실질적으로 성형외과에서 가장 중요한 만큼, 관련 용어 작명 및 제작 방법을 직접 언급하고, 개념을 정립해 보았다.
3D 프린팅 기술의 의학적 활용에서 주목해야 할 부분은 바로 `환자 맞춤형 보형물`이 가장 활발히 사용될 수 있는 영역이 성형외과 영역이라는 점이다.
단순 미용 목적 뿐만이 아니라 재건 목적의 수술에도 그 활용은 무한한 잠재력을 가지고 있다고 보인다. 이러한 생각을 가지고 여러 활용방법을 모색하던 과정에서 몇 가지 용어에 대한 정립이 필요하다 생각됐다. 개인적인 작명을 통해 그 내용을 정리해 보았다.
★`3D Fit`이란?
기존의 안면 윤곽술은 돌출된 뼈의 절제 및 뼈의 이동을 주로 수술 기법으로 하였다. 하지만, 지방이나 피부 같은 여타의 연부 조직과 달리 골조직은 인체의 다른 부위에서 채취하여 이식하면 공여부의 기능에 장애를 주거나 변형을 초래하기에 그 이용에 제한이 많았다.
3D FIT은 이러한 수술 방법의 한계를 극복한 수술방법을 통칭하는 것으로 과다한 절제를 예방할 수 있도록 한다. 환자 뼈의 3D modeling 및 보형물의 3D printing을 통한 절삭 guide 제작 및 과다 절제된 안면골의 복원을 위한 환자 맞춤 골대체 보형물을 제작하는 일련의 3차원 시뮬레이션 및 보형물 제작 기법을 통칭한다.
★`4D Fit`이란?
3D FIT에서 한 단계 진화한 수술 방식으로 보형물의 질감 및 성상을 인체 조직과 유사하게 하는 일련의 생화학적, 조직공학적 기술이 접목된 방식을 말한다. 예를 들어, scaffold와 줄기세포를 이용한 조직 대체술, 생체 친화력을 높인 표면 코팅 기술, 프린팅 소재의 다변화를 통해 인체조직과 비슷하거나 대체 가능한 물성을 이용한 3D Fit의 진화한 형태의 제작 기법을 통칭한다.
★안면조소술이란?
기존의 안면윤곽술은 미술 기법으로 치면 조각 기법에 치우쳐 있다. 반면 소조 개념은 지방이식과 기성 보형물을 제외하고는 상대적으로 그 개념의 활용이 제한적이었다. 그러나 3D printing 기술이 발전함에 따라 이제는 조각 개념을 뛰어 넘는 소조의 개념이 수술 방법에 적용될 수 있게 되었다. `안면 조소술`이란 이렇게 조각과 소조의 개념을 아우르는 새로운 수술기법을 통칭한다.
이상의 용어 정립을 마치고, 함께 3D Fit 보형물을 제작하고 인체에 삽입하는 과정에 관해서도 몇 가지 방법을 구체화해 보았다.
1. 3D modeling후 manual temporary implant, mold, final implant 제작
a. CT image를 통한 인체 bone의 3D modeling
b. 3D model에 삽입하고자 하는 보형물의 모형 제작
c. 보형물 모형을 이용한 주형(mold)제작
d. 주형을 이용한 인체 삽입 가능한 최종 보형물 제작(silicone etc.)
e. 최종 보형물 소독 (EO or gamma sterilization)
f. 수술을 통한 최종 보형물 삽입
이 방법은 현실적으로 성형외과 영역에서 가장 많이 하는 실리콘 보형물을 환자 맞춤형으로 제작하기 위해 생각해 본 방법으로 재료의 안정성 확보 측면에서는 굉장히 우월하지만, 제작 과정의 번거로움이 실재적 활용에 제한을 주므로 많은 단점이 있다.
2. 3D modeling & 수술 중 manual implant 제작
a. CT image를 통한 인체 bone의 3D modeling
b. 3D model의 소독
c. 수술 중 3D model을 이용한 최종 삽입 보형물 제작 (bone cement etc.)
d. 보형물 경화 완료 후 보형물 삽입
이 방법은 뼈대체 보형물을 제작하기에 가장 현실적인 방법으로, 제작 과정 또한 첫 번째 방법에 비해 단순화된 방법이라는 장점이 있다. 하지만, 매뉴얼로 보형물을 제작하는 방식이기에 의사의 경험과 손재주에 좌우되는 단점이 있다.
3. 3D modeling & final implant 제작
a. Computer imaging, simulation, design을 통한 보형물 제작
b. 최종 보형물 소독 (EO or gamma sterilization)
c. 수술을 통한 최종 보형물 삽입
이 방법이야말로 궁극의 환자 맞춤형 보형물 제작 기법으로, 모든 것이 자동화된 방식이다. 하지만, 이 과정은 모델링을 하는 사람 또한 의학적 지식이 풍부해야 하며, 수술하는 의사와 완벽한 소통이 이뤄지지 않을 때는 수술 결과가 의사가 아닌 모델러에 의해 결정된다는 단점을 내포하고 있다.
또한 3D 프린터로 출력할 수 있고 인체에 삽입 가능한 재료가 많지 않기에 활발한 활용을 가로 막고 있다. (글=백정환 H성형외과 원장, 블로그)
이번 연재에선 3D 프린터를 활용해 만드는 환자 맞춤형 보형물에 대해 이야기하고자 한다. 이 부분이 실질적으로 성형외과에서 가장 중요한 만큼, 관련 용어 작명 및 제작 방법을 직접 언급하고, 개념을 정립해 보았다.
3D 프린팅 기술의 의학적 활용에서 주목해야 할 부분은 바로 `환자 맞춤형 보형물`이 가장 활발히 사용될 수 있는 영역이 성형외과 영역이라는 점이다.
단순 미용 목적 뿐만이 아니라 재건 목적의 수술에도 그 활용은 무한한 잠재력을 가지고 있다고 보인다. 이러한 생각을 가지고 여러 활용방법을 모색하던 과정에서 몇 가지 용어에 대한 정립이 필요하다 생각됐다. 개인적인 작명을 통해 그 내용을 정리해 보았다.
★`3D Fit`이란?
기존의 안면 윤곽술은 돌출된 뼈의 절제 및 뼈의 이동을 주로 수술 기법으로 하였다. 하지만, 지방이나 피부 같은 여타의 연부 조직과 달리 골조직은 인체의 다른 부위에서 채취하여 이식하면 공여부의 기능에 장애를 주거나 변형을 초래하기에 그 이용에 제한이 많았다.
3D FIT은 이러한 수술 방법의 한계를 극복한 수술방법을 통칭하는 것으로 과다한 절제를 예방할 수 있도록 한다. 환자 뼈의 3D modeling 및 보형물의 3D printing을 통한 절삭 guide 제작 및 과다 절제된 안면골의 복원을 위한 환자 맞춤 골대체 보형물을 제작하는 일련의 3차원 시뮬레이션 및 보형물 제작 기법을 통칭한다.
★`4D Fit`이란?
3D FIT에서 한 단계 진화한 수술 방식으로 보형물의 질감 및 성상을 인체 조직과 유사하게 하는 일련의 생화학적, 조직공학적 기술이 접목된 방식을 말한다. 예를 들어, scaffold와 줄기세포를 이용한 조직 대체술, 생체 친화력을 높인 표면 코팅 기술, 프린팅 소재의 다변화를 통해 인체조직과 비슷하거나 대체 가능한 물성을 이용한 3D Fit의 진화한 형태의 제작 기법을 통칭한다.
★안면조소술이란?
기존의 안면윤곽술은 미술 기법으로 치면 조각 기법에 치우쳐 있다. 반면 소조 개념은 지방이식과 기성 보형물을 제외하고는 상대적으로 그 개념의 활용이 제한적이었다. 그러나 3D printing 기술이 발전함에 따라 이제는 조각 개념을 뛰어 넘는 소조의 개념이 수술 방법에 적용될 수 있게 되었다. `안면 조소술`이란 이렇게 조각과 소조의 개념을 아우르는 새로운 수술기법을 통칭한다.
이상의 용어 정립을 마치고, 함께 3D Fit 보형물을 제작하고 인체에 삽입하는 과정에 관해서도 몇 가지 방법을 구체화해 보았다.
1. 3D modeling후 manual temporary implant, mold, final implant 제작
a. CT image를 통한 인체 bone의 3D modeling
b. 3D model에 삽입하고자 하는 보형물의 모형 제작
c. 보형물 모형을 이용한 주형(mold)제작
d. 주형을 이용한 인체 삽입 가능한 최종 보형물 제작(silicone etc.)
e. 최종 보형물 소독 (EO or gamma sterilization)
f. 수술을 통한 최종 보형물 삽입
이 방법은 현실적으로 성형외과 영역에서 가장 많이 하는 실리콘 보형물을 환자 맞춤형으로 제작하기 위해 생각해 본 방법으로 재료의 안정성 확보 측면에서는 굉장히 우월하지만, 제작 과정의 번거로움이 실재적 활용에 제한을 주므로 많은 단점이 있다.
2. 3D modeling & 수술 중 manual implant 제작
a. CT image를 통한 인체 bone의 3D modeling
b. 3D model의 소독
c. 수술 중 3D model을 이용한 최종 삽입 보형물 제작 (bone cement etc.)
d. 보형물 경화 완료 후 보형물 삽입
이 방법은 뼈대체 보형물을 제작하기에 가장 현실적인 방법으로, 제작 과정 또한 첫 번째 방법에 비해 단순화된 방법이라는 장점이 있다. 하지만, 매뉴얼로 보형물을 제작하는 방식이기에 의사의 경험과 손재주에 좌우되는 단점이 있다.
3. 3D modeling & final implant 제작
a. Computer imaging, simulation, design을 통한 보형물 제작
b. 최종 보형물 소독 (EO or gamma sterilization)
c. 수술을 통한 최종 보형물 삽입
이 방법이야말로 궁극의 환자 맞춤형 보형물 제작 기법으로, 모든 것이 자동화된 방식이다. 하지만, 이 과정은 모델링을 하는 사람 또한 의학적 지식이 풍부해야 하며, 수술하는 의사와 완벽한 소통이 이뤄지지 않을 때는 수술 결과가 의사가 아닌 모델러에 의해 결정된다는 단점을 내포하고 있다.
또한 3D 프린터로 출력할 수 있고 인체에 삽입 가능한 재료가 많지 않기에 활발한 활용을 가로 막고 있다. (글=백정환 H성형외과 원장, 블로그)
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