3D 프린팅 기술이 새로운 치아를 탄생시키고 있다. 31일 ‘가디언’ 지는 네덜란드 흐로닝언 대학교(University of Groningen)에서 항균 플라스틱을 사용해 3D 프린팅 치아를 제작 중에 있다고 전했다.

연구팀은 박테리아를 죽일 수 있는 특수 플라스틱을 개발했으며, 이 신소재를 3D 프린터에 투입, 거의 영구적으로 충치 없이 깨끗하고 건강한 상태를 지속해나갈 수 있는 치아를 시험 제작하고 있는 중이다.

항균성 플라스틱은 치아용 수지중합체(resin polymers)에 강력한 살균력을 지니고 있는 사차암모늄염(antimicrobial quaternary ammonium salts) 성분을 주입하는 방식으로 제조하고 있다.

“치과 치료에 큰 반향 불러일으킬 수 있어”

이렇게 만든 플라스틱에 자외선을 조사해 강도를 대폭 높힌 후 치아 제작용 3D프린터에 주입하면 인공 치아가 만들어진다. 제작한 치아는 침을 묻힌 다음 박테리아에 노출시켜 충치에 어느 정도 견딜 수 있는지 테스트가 진행되고 있다.

안드레아스 허만(Andreas Herrmann) 교수는 현재 실험이 진행되고 있는 인공 치아에서 박테리아 99% 이상을 박멸했다고 말했다. 치아 개발이 완료된 것은 아니다. 상용화가 이루어지기 위해서는 장기간에 걸친 임상실험과 함께 보건 당국 승인이 필요하다.

특히 치약을 묻힌 칫솔질에 따라 치아 변형이 어떻게 일어날 수 있는지에 대해 면밀한 실험이 요구되고 있다. 허만 교수는 그러나 지금 개발 중인 3D 프린팅 치아가 머지않아 상용화될 것이라며, 치과 치료에 있어 큰 반향을 불러일으킬 수 있을 것으로 내다봤다.

이처럼 인공 치아 개발이 빨라지고 있는 것은 최근 3D 프린팅 기술이 비약적인 발전을 거듭하고 있기 때문이다. 지난 3월 3D 프린터 회사인 스트라타시스(Stratasys)에서 치과용으로 사용할 수 있는 고성능 3D 프린터를 선보였다.

‘오브젝트260 덴틀 셀렉션(Objet260 Dental Selection)’이란 이름의 이 기기는 치과 전문의, 기공사 등 치아 전문가들을 위해 특수 제작된 3D 프린터다. 액상 포토폴리머 레이어를 분사하는 방식의 폴리젯(PolyJet) 방식을 적용, 치아는 물론 잇몸, 신경조직까지 제작이 가능하다.

지난 3월 뱅쿠버에서 열린 ‘2015 테드(2015 TED)'에서는 불과 10분 만에 손상된 치아를 똑같이 제작할 수 있는 기술이 소개됐다. 이 기술을 개발한 곳은 신생 3D 프린팅 회사인 ’카본3D(Carbon3D)'다.

자동차 부품처럼 인공치아 손쉽게 교체 

조지프 드시몬(Joseph DeSimone) CEO는 “영화 ‘터미네이터 2’에서 영감을 받은 과학자들이 새로운 3D프린팅 기술을 개발했으며, 이 기술을 적용할 경우 기존 3D프린터에 비해 25~100배 정도 빠르게 물체를 만들 수 있다”고 말했다.

사람의 치아는 한번 상실하게 되면 새로운 치아가 돋아나지 않는다. 치과에서는 보철치료를 통해 상실된 치아나 그 주위 조직을 회복시켜주거나, 치아 임플란트 (dental implant) 방식을 통해 인공 치아를 이식시켜주고 있다.

치아를 뽑은 자리에 새로운 치아를 충분히 감쌀 수 있도록 부피를 늘린 다음 인공치아 본체를 심어서 자연치의 기능을 회복시켜주는 치과 치료 기술이다. 주목할 점은 이 인공치아 제작 기술이 3D프린터로 인해 급속히 빨라지고 있다는 점이다.

마치 자동차 부품을 갈아 끼듯이 사람 몸에 맞는 인공치아를 손쉽게 교체할 수 있는 기술이 개발되고 있다. 이 같은 기술혁신에 의료계는 미묘한 입장을 보이고 있는 분위기다. 세계보건기구(WHO)와 같은 국제기구에서는 신기술을 반기고 있는 분위기다.

WHO에 따르면 지구상에 살고 있는 성인 중 약 26%가 가난 때문에 충치 등으로 인한 치과 치료를 받지 못한 채 고통스러운 삶을 살고 있다. 가난으로 인한 치아 건강 문제는 인류 복지를 위해 해결해야할 과제가 되고 있는데 3D 프린팅을 통해 해결될 기미를 보이고 있다.

그러나 3D 프린팅 치아가 일반용으로 보급되기까지는 과제가 많다. 지금의 인공치아(임플란트)를 버금갈 수 있는 인공치아 모델들이 제시돼야 하고, 또한 거기에 맞는 치과 치료법이 개발돼야 한다.

또 까다로운 입상실험을 3차에 걸쳐 진행해야 한다. 3D 프린팅 인공치아의 품빌 향상도 중요하지만 다른 한편으로는 인공치아를 제작해오던 치과 기공사 등 관련 전문직종의 취업난도 야기 시킬 가능성이 있어 민감한 문제로 받아들여지고 있다.