[첨단 헬로티 = 서재창 기자]
세계보건기구(WTO)는 지난달 12일, '신종코로나바이러스(이하 코로나19) 팬데믹(Pandemic, 특정 전염성 질병이 최악 수준으로 유행하는 것)' 을 선언했다. 오늘날 세계 각국은 코로나19 전염을 막기 위해 총력을 기울이며, 자국 상황을 고려한 의료 원조 및 금융 지원 등을 아끼지 않 고 있다.
이같은 상황에서 코로나19 감염을 막기 위한 방안으로 3D프린팅 기술이 주목받고 있다.
3D프린팅 기술은 기존 생산 방식과 소요시간 대비해 장비나 제품을 빠르게 생산한다. 최근 코로나 사태로 인해 마스크 제조와 인공호흡기 등의 의료 관련 제품 수급이 불안정해짐에 따라, 국제 비 정부기구(NGO)와 민간 병원에서 진행되는 프로젝트에도 3D프린팅 기술이 적용되고 있다.
3D프린팅 기술은 대형 3D프린팅 기업을 중심으로, 부족한 마스크나 보호구와 같은 의료 장비와 코로나19 검사 솔루션 등에 적용돼 도움의 손길이 필요한 곳에 투입되는 상황이다.
글로벌 3D프린팅 기업 3D시스템즈는 코로나19 사태를 극복하기 위한 3D프린팅 기술을 활용해 의료 부품 제작 프로젝트를 실현한 대표 사례 중 하나다.
3D시스템즈는 자사의 기술과 소프트웨어를 활용했고, 이탈리아 브레시아에 본사를 둔 제조 회사인 3D시스템즈의 고객 Lonati SpA 사는 DuraForm 소재를 사용한 3DSystems 'ProX SLS 6100' 3D프린터로 3D프린팅 인공 호흡기 밸브 100개 이상을 제작해 Venturi 인공호흡기에 제공 했다.
이 3D프린터를 활용해 단 몇시간 만에 비상 인공호흡기 마스크 밸브 100개 부품을 제공할 수 있었다. COVID-19가 심각한 경우 집중적인 관리 와 산소가 필요하기에 인공호흡기 마스크 밸브는 전 세계적으로 심각하게 부족한 상태다.
3D시스템즈는 이 부품을 PA12 소재로 제작 후 디크톨로 밀봉해 오토클레이브나 소독 세제 등 일반적인 병원 방법으로 밀폐하고 살균할 수 있 도록 했다.
▲SLS proX 6100 의료용 소재를 사용해 제작 한 호흡기 밸브 부품
3D시스템즈는 3D프린팅, 엔지니어링, 품질 관리 및 규제 요건에 대한 축척된 경험과 전문지식을 바탕으로 거의 100만 개의 의료기기를 생산할 수 있게 됐다.
이뿐 아니라 3D시스템즈는 전 세계적으로 의료팀을 지원하기 위해 실제 의료기기 생산 직종에 종사하고 있어 FDA 긴급사용 허가서 발표와 이 에 상응하는 허가서 발급이 승인될 경우 의료기기 회사의 협조를 받아 동등한 부품으로 장치를 인증하게 된다. 이는 의료 산업에서 적층 제조 기술의 활용을 가속화하는 데 도움이 될 것이다.
3D시스템즈는 의료기기 제조업체와 병원들이 코로나19 감염을 극복하기 위한 자원의 공급망 격차를 해소하도록 지원했다. 또한, 자사의 파트너, 고객 및 기타 글로벌 네트워크에 참여를 요청하며, 이러한 부품이 환자를 돌보는 의료 분야의 긴급 수요을 충족하도록 협력하면서 코로나19의 확산을 억제하고 있다.
비요메쉬 조시 CEO는 "환자를 돌보거나 스스로를 안전하게 하기 위한 의료 전문가의 필요 장비가 바닥날 것이다. 적층제조의 가장 큰 이점 중 하나는 기업이 공급망에 대한 의존도를 낮추고, 부품을 내부적으로 제조하거나 필요에 따라 만들 수 있다는 것"이라고 언급했다.
한편, 휴렛팩커드(이하 HP)는 글로벌 디지털 제조 커뮤니티와 코로나19 퇴치를 위한 마스크 및 보호구 부품을 제공하기 위해 3D프린팅 기술과 경험, 생산 능력을 동원했다.
HP는 이미 1천여개가 넘는 3D 인쇄 부품을 지역 병원에 제공했다. 스페인 바르셀로나에 있는 HP의 3D R&D 센터를 비롯해 코발리스, 오리건, 캘리포니아 주 샌디에이고, 워싱턴, 밴쿠버 등 전 세계의 파트너와 협력해 마스크 및 보호구 생산량을 늘리기 위해 노력하고 있다.
산업 생산을 위한 초기 응용 분야에는 안면 마스크, 안면 가리개, 마스크 조절기, 코 면봉, 핸즈프리 도어 오프너 및 호흡기 부품이 포함됐다 . 이를 통해 HP는 여러 국가의 정부, 보건 및 산업 기관과 협력해 효과적인 접근을 진행했다.
▲연구소 CIRC CVUT에서 개발하고 HP Multi Jet Fusion 3D인쇄 기술로한 FFP3 마스크의 예
Enrique Lores HP 사장 겸 CEO는 "HP와 디지털 제조 파트너사는 전례없는 바이러스와의 전쟁에서 끊임없는 노력을 하고 있다. 우리는 국경과 산업 분야에서 가장 필요한 부품을 식별하고 설계를 검증하며 3D 인쇄를 시작하기 위해 협력하고자 한다"고 말했다.
3D 인쇄 부품 HP의 전세계 제조 파트너 네트워크는 전 세계 모든 지역에서 3D 인쇄 부품을 사용할 수 있도록 노력하고 있다. 검증 과정을 거 쳐 생산 중인 최초의 어플리케이션 중 일부는 다음과 같다.
HP와 파트너는 웹사이트에서 무료로 다운로드할 수 있는 많은 부품에 대해 검증된 설계 파일을 작성한다. 이에 코로나19에 대응하기 위한 3D 디자이너는 이 웹사이트에서 새로운 응용 프로그램과 아이디어를 구상할 수 있다.
HP는 응용 프로그램 개발에 대한 지원이 필요하거나 부품 주문에 대한 건을 공식 홈페이지에서 요청받고 있다. 또한, 디지털 제조 및 생산 파 트너로 구성된 3D프린팅 네트워크는 이러한 주문을 이행하고 세계 보건 커뮤니티를 지원하기 위해 한 단계 강화되고 있다.
3D프린팅으로 생산한 제품뿐 아니라 제작과 관련한 애플리케이션을 제공하는 3D프린팅 기업도 등장했다. 얼티메이커는 병원에서 3D프린팅 기술로 신속하게 출력할 수 있는 도구와 애플리케이션을 무료로 지원했다. 이를 위해 3D 프린팅실, 전문가, 디저이너로 구성된 네트워크를 제공했다.
얼티메이커의 네트워크인, ‘Ultimaker.com’은 병원 의료진 및 관리자에게 병원 인근 3D프린팅실의 위치를 알려준다. 3D프린팅실에서는 얼티 메이커 및 현지의 3D프린팅 전문가, 디자이너가 병원에서 가장 필요로 하는 의료 부품 출력과 관련한 지원을 제공한다.
얼티메이커 네트워크가 제공하는 지원은 이미 출력 가능성이 입증된 디자인과 사용 가능한 재료 사양 확인이 완료된 부품을 가진 병원일 경우 , 가까운 지역의 3D프린터 전문가들에게 직접 출력 요청을 할 수 있다.
▲얼티메이커 공식 홈페이지 메인 화면
또한, 기업 내에서 가지고 있는 3D프린팅 장비에서도 출력을 지원한다. 병의원 관리자는 지속해서 업데이트되는 지도를 통해 출력이 가능한 인근 3D프린팅실의 위치를 확인할 수 있다.
이뿐 아니라 현재 공급이 제한된 부품이나 도구 설계가 필요한 병원일 경우, 부족한 부품을 디자인하고 제작하는 데에 얼티메이커의 설계자 및 애플리케이션 엔지니어들로 구성된 팀의 도움을 받을 수 있다.
요청된 부품은 가장 가까운 3D프린팅실에서 출력된 후 최대한 빠른 시간 내에 병원으로 전달된다. 해당 부품이 병원에서 사용 승인을 받게 되 면 다른 3D프린팅 생산 시설에서도 제공된다.
국내에서도 코로나19 감염을 막기 위한 솔루션을 선보인 기업이 있다. AI 의료영상 분석 플랫폼 및 의료용 3D프린팅기업인 메디컬아이피는 한·중·일 3개국이 참여하는 코로나19 공동연구에 코로나19 분석 및 정량화가 가능한 AI 플랫폼을 제공했다.
코로나19 국제공동연구에는 한국과 중국, 일본의 주요 의료기관들이 참여하며, 서울대학교병원과 중국 란저우대학제1병원, 일본 자위대 중앙병원 연구진 등은 국제 협력을 위한 패스트트랙 연구윤리심의위원회(Institutional Review Board, 이하 IRB) 긴급승인을 획득하는 등 조 속한 코로나19 문제 해결에 뜻을 모은 바 있다.
메디컬아이피는 지난 2월부터 각국 의료진들과 공동연구에 착수해 AI 의료영상 분석 플랫폼 ‘MEDIP PRO’를 제공했으며, 나아가 코로나19 폐렴 환자의 CT 영상을 활용한 코로나19 병변 자동 탐지, 분할, 정량화 기술 개발에 돌입했다.
메디컬아이피는 AI 의료영상 분석 원천기술을 토대로 서울대병원과 란저우대학제1병원, 시안국제병원 등 의료진과 협업해 폐렴 증상의 자동 탐지, 분할, 정량화에 특화된 신규 딥러닝 기술을 개발했고 이에 따라 코로나19폐렴 특화 인공지능 소프트웨어 'MEDIP COVID19'의 개발을 완 료했다.
MEDIP COVID19는 환자의 익명화된 CT 의료영상을 분석해 1분 내로 코로나19 폐렴을 자동으로 탐지, 분할, 정량화할 수 있는 소프트웨어로 코 로나19 공동연구에 활용된 MEDIP PRO의 기술력에 기반해 개발됐다.
MEDIP COVID19는 메디컬아이피 홈페이지를 통해 누구나 무료로 다운로드 받을 수 있어, 향후 전 세계 의료기관에 도입될 수 있을 전망이다. 이미 소프트웨어 공개 후 2주만에 24개국, 396개 의료기관(3월 30일 기준)에서 다운로드 받는 등 뜨거운 관심을 얻고 있다.
메디컬아이피 박상준 대표이사는 “여러 의료현장에서 코로나19 환자의 신속한 1차 선별, 폐렴 증상의 중증도 분석, 의료자원의 효율적 배분 등의 효과가 기대되는 MEDIP COVID19가 적용되어 코로나19 팬데믹 해결에 기여할 수 있기를 바란다”고 전했다.
