골반 부위 실물과 거의 동일하게 재현한 합성 모델 개발
수의사에게 시술 감각 익히도록 해 치료 성과 향상 새 접근법
네바다대(UNLV) 연구팀, ‘사이언티픽 리포트'에 논문 발표
독성 조류에 중독돼 캘리포니아 해변으로 밀려오는 슬롯생각들을 살리기 위한 새로운 접근법이 주목받고 있다. 남부 캘리포니아 해안에는 독성 조류 번성으로 인해 집단 폐사 위기에 처한 슬롯생각들이 빈번하게 해안가로 밀려오고 있다.
미국 네바다대 라스베이거스(UNLV) 연구팀은 3D 프린팅 기반 소프트 슬롯생각기술을 활용해 바다사자의 치료 성과를 높일 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술의 핵심은 바다사자를 직접 치료하는 것이 아니라, 수의사의 시술 능력을 끌어올리는 데 있다. 중독된 바다사자가 해변에 쓰러지면 수의사들은 채혈과 치료 시술을 즉각 수행해야 하지만, 생소한 해양 동물의 신체 구조로 인해 경험 부족이 치명적인 실수로 이어질 수 있다.
그동안수의사들이 연습하려면 슬롯생각 사체가 필요했지만, 이는 구하기도 어렵고 윤리적 문제도 뒤따랐다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 슬롯생각 골반 부위를 실물과 거의 동일하게 재현한 합성 모델을 개발했다. 뼈와 연조직의 형태는 물론, 촉감·탄성·혈류 특성까지 정밀하게 구현해 실전과 다름없는 훈련 환경을 제공한다.
의대생이 마네킹으로 심폐소생술을 반복 연습하듯, 수의사들은 이 모델로 실제 시술 감각을 충분히 익힌 뒤 현장에 투입될 수 있다.독성 조류 번성으로 집단 폐사 위기에 처한 슬롯생각 구조에 새로운 돌파구를 열 수 있을 것으로 기대되고 있다.
연구팀은 이번 연구 성과를 네이처 산하 전문 학술지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 발표했다. (논문 제목:Scalable DICOM 3D-printed phantoms mimicking marine mammal bone and soft tissue)
연구팀은 전기 자극이나 기계적 압력에 반응해 늘어나고, 비틀리고, 압축되는 소프트 슬롯생각 기술을 적용해 실제 바다사자의 골반 부위와 외관, 감촉, 혈류까지 거의 그대로 구현했다. 수의사들이 채혈 훈련에 실제 동물 대신 이 모형을 사용할 수 있을 만큼 정밀도가 높다.
이 모형은 의료 영상의 표준 파일 형식인 ‘DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)’ 데이터를 방대하게 수집한 뒤 3D 변환 소프트웨어로 재현하는 방식으로 만들어졌다.
연구팀은 "DICOM 데이터를 정밀하게 시뮬레이션하고 해부학적으로 모델링하면 신체의 어떤 정맥이나 동맥 구조도 3D 프린팅으로 출력할 수 있다"며 "마이크로 CT 스캔이나 MRI를 활용하면 더욱 정밀한 제작이 가능해져 외과의사와 수의사들이 다양한 시술을 미리 연습할 수 있다"고 설명했다. 이 모형은 단순한 플라스틱 구조물이 아니라 실제 생체 조직처럼 반응하는 인공 근육으로 이뤄진 살아있는 구조물에 가깝다.
연구팀은 "사체나 카데바를 사용하는 대신 실물과 유사한 장기를 직접 보며 훈련할 수 있다는 것은 무한한 잠재력을 지닌 특별한 기회"라고 말했다.
공동 저자인 김광(Kwang Kim) UNLV 교수는 "이번 연구는 바다사자를 대상으로 했지만, 소프트 슬롯생각기술이 사회에 기여할 수 있는 분야는 훨씬 광범위하다"며 "사회적 파급 효과도 매우 크다"고 강조했다.
연구팀은향후 손 기능을 회복시키는 생체 적합성 소재나 이식형 인공 근육 개발로 연구 영역을 확장할 계획이다.
백승일 기자 robot3@irobotnews.com