한림대학교성심병원 구강악안면외과 양병은 교수가 국내 최초로 디지털 양악수술에 사용할 한국형 컴퓨터 가상수술 프로그램(CASS) 페이스가이드 시스템(FACEGIDE System)을 개발, 개인별 골 고정 보형물 환자맞춤 골접합판(FACE-PLATE)을 제작해 수술에 적용했다.
양 교수는 캐드캠(CAD-CAM)기술, 3D프린팅 기술 등 최신 복합의학술기를 접목해 직접 제작한 환자의 악안면 모델링에 환자맞춤 절골가이드, 환자맞춤 골접합판을 이용한 초정밀 디지털 양악수술법을 개발하고 정확성과 안정성을 입증했다.
일반적 양악수술은 컴퓨터 3차원 이미지상에서 골 이동량 등의 계획을 세우고, 악골 절단을 한 후 각 골편을 움직인다. 이때 집도의는 크기별로 규격화해 대량 생산한 기성품 골접합판 중에 환자에게 맞는 모양과 크기를 골라 구부리거나 조정한 후 골 표면에 맞춰보고 골접합판 홀에 맞게 구멍을 낸 후 나사로 고정한다. 수술 후 환자는 부정교합이 충분히 개선되지 못하고 얼굴의 비대칭이 남거나 없던 비대칭이 생기기도 하고, 신경 손상이 남는 등 부작용의 위험성이 높다.
하지만 디지털 양악수술은 수술전 진단에 필요한 환자의 얼굴과 똑같은 3DCT 이미지에 치아 3D 이미지를 합쳐 얼굴 골격 모델링(Virtual Face)을 디자인한다. 환자 정보를 데이터화한 다음 3D시뮬레이션(가상수술)에 적용하고 그 정보를 바탕으로 개인별 환자맞춤 절골가이드와 골접합판를 만들어 사용한다.
특히, 환자의 골 절단 전에 스크류 홀 가이드(Screw Hole Guide)를 이용, 미리 Screw Hole을 형성하고 환자의 얼굴 골격 모델링 정보가 담긴 가이드를 이용해 골 절단을 시행한다. 이때 얼굴 골격 모델링에 담긴 환자 정보는 개인별 골 고정 환자맞춤 골접합판에 데이터로 저장돼, 골편을 골접합판에 정확히 맞춰 오차 없이 가상수술과 똑같은 실제 수술 결과를 얻는다.
양악수술의 발전을 가져온 개인별 환자맞춤 골접합판(FACE-PLATE)은 FACEGIDE기반 3D프린팅과 밀링기계를 이용해 특정 환자의 구강내 움직인 골절편의 외형에 정확히 맞게 그 형태와 크기를 디자인해 만든다. 이 때문에 기존 규격화된 상태로 공급된 골접합판과는 달리 골편 형태에 따라 다시 구부리거나 조정할 필요 없이 수술 시 골편에 밀착해 정확하고 안정적인 장점을 갖고 있다.
이 수술법은 한국형 디지털 의학기술에 근거한 국내 최초로 얼굴 턱뼈 수술에 적용했고, 개인별 환자맞춤 절골가이드와 환자맞춤 골접합판이 식약처 허가 후 세계 유수 학술지에 게재됐다. 또한 건강보험심사평가원에 치료재로로 등재돼 진단가이드부터 수술까지 가능하다. 이미 공동연구를 시행한 구강임플란트 회사에서는 독보적인 디지털기술로 네비게이션 임플란트 시술에 적용했으며, 세계 유수의 다국적 의료관련 대기업에서 비슷한 방식을 개발하고 있다.
양 교수는 2015년부터 2017년까지 33명의 개인별 환자맞춤 골접합판을 사용한 디지털 양악수술 환자를 대상으로 수술 후 1년 이상 추적관찰 결과를 얻었다. 환자는 부정교합 재발, 치아손상, 신경이상, 턱관절 장애 등과 같은 합병증 없이 만족했다.
양 교수는 "지금까지 턱얼굴악안면외과수술 결과는 온전히 집도의의 경험과 숙련도에만 의존해 왔다면 디지털 양악수술의 새로운 수술법은 예측성·정확성·안정성을 입증한 수술 결과를 얻었다"며 "컴퓨터상에서 계획된 대로 뼈를 자를 수 있는 환자맞춤형 가이드와 뼈를 고정할 수 있는 개인별 환자맞춤 골접합판의 개발은 향후 골절수술이나 신체 어느 부위에도 사용할 수 있다"고 설명했다. 이어 "기존의 수술법은 훌륭한 외과의와 치과교정과의사에 의해 좋은 결과를 얻어왔지만, 상대적으로 심한 얼굴기형의 환자에서 새로운 수술법이 적용된다면 초정밀 수술이 이뤄질 수 있을 것"이라고 말했다.
또한 양 교수는 "향후 환자 맞춤형 보형물 개발은 재료 및 다양한 방식을 통해 많은 환자에게 안정적으로 적용될 것"이라며 "이 기술은 얼굴뼈의 결손부위에 인공보형물을 맞춤형으로 만들어 삽입하는 수술에도 적용될 수 있고, 향후 환자맞춤형 금속판을 3D프린팅 생체흡수형 재료로 바꾸는 연구를 진행할 예정"이라고 전했다.
한편, 양 교수는 한림대학교 의과대학 치과학교실 주임교수, 한림대학교 임상치의학대학원장 및 한림대학교성심병원 치과 임상과장으로 재직중이다. 대한치의학회 신의료담당 자재이사, 대한구강악안면외과학회 기획이사, 대한악안면성형재건외과학회 의료신기술위원장직을 맡아 활발히 활동중이다.
장종호 기자 bellho@sportschosun.com
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