Using a 3D Systems ProJet MJP high-resolution 3D printer, Potomac was able to get the very small, precise geometries needed with tight tolerances.

최근 뉴스를 보면 손상된 신체 부위를 대체할 인공 기관을 만드는 제조 기법으로 3D 프린팅이 종종 언급되고 있습니다. 여기에 3D 스캔까지 더하면 각 환자의 특징적인 신체 구조를 반영한 인공 기관을 만들 수 있기 때문에 이 방식을 선택해야 하는 이유가 더 명확해집니다.

At Potomac Photonics, experts in micro-manufacturing solutions, the team are also finding more and more unique applications to micro 3D print small implantable prosthetics using the ProJet Multi Jet (MJP) 3D printer. In one recent project they were asked to make the tiny elements of the middle ear to help develop prosthesis for otosclerosis disease.

This printer uses MultiJet printing technology to deliver robust, durable high-quality plastic parts and has accuracy of layers as small as 32 microns. This neat and clever platform is easy to use and has a range of material choices including ABS-like plastic; translucent, blue and black materials; and choices of high-strength, highly flexible and very tough plastics. This makes it a very good platform for highly accurate prototypes and end use parts of many kinds and sizes, including automotive, aerospace, and, of course, medical devices.

AAO-HNS(American Academy of Otolaryngology – Head and Neck Surgery)에 따르면 소리를 듣는 것은 복잡하고 역동적인 과정입니다. 우선 고막이 음파의 진동을 중이에 있는 3개의 작은 뼈로 전달합니다. 이 뼈는 이소골 혹은 흔히 등골이라 불리는데, 이 부분이 내이에 들어차 있는 액체를 움직여 소리를 감지하도록 합니다. 미 국립보건원(NIH) 산하의 국립 청각 및 의사소통 장애 연구소(National Institute on Deafness and Other Communication Disorders)에 따르면 귀 경화증은 신체 조직이 비정상적으로 굳어지는 질병입니다. 사람은 평생 동안 새로운 뼈 조직을 재생산하는데 가끔 뼈가 비정상적으로 "변형"되는 경우가 발생합니다. 이러한 비정상적인 뼈의 변형이 등골 주위에서 일어나면 이 부위가 굳어버리고 정상적으로 소리를 듣기 위해 필요한 진동을 발생하는 능력에 장애가 생기는 것입니다.

AAO-HNS는 전 세계 백인 성인의 10%가 귀 경화증을 앓는 것으로 보고 있으며 NIH는 이러한 사례가 미국에서만 3백만 건이 넘는 것으로 추정합니다. 현재 가능한 약물 치료는 없으며 증상이 경미한 경우 오직 보청기만 효과가 있습니다. 무엇보다 대부분 환자들이 20대에 진단을 받기 때문에 평생 이 질병을 안고 살아야 합니다. 따라서 인공 기관을 이용하는 해결책을 개발하는 것이 중요합니다. 폴란드의 Warsaw Technical University에서 Institute of Micromechanics and Photonics 연구원으로 일하는 모니카 크바치(Monika Kwacz)씨는 그녀의 팀과 함께 등골절개술의 결과를 연구하면서 새로운 등골 인공 기관을 개발하고 있습니다. 모니카씨는 다음과 같이 설명했습니다. “저는 3D 프린팅이 최초 원형 제작에 가장 적합한 기술이라는 것을 직감했습니다. 우선 원형을 만들어서 인공 기관의 형태가 적절한지 실험적으로 검증을 거친 다음 관자놀이 뼈에 삽입합니다. 형태가 잘 만들어졌으면 이 기관이 공학적으로 올바르게 작동하는지 확인합니다. 하지만 형태를 수정할 필요가 있을 경우 3D 프린팅을 이용하면 CAD 설계 단계에서 손쉽게 고칠 수 있습니다.”

Monika had tried another 3D printing process but it could not meet the precise requirement of the stapes design. Using a 3D Systems ProJet MJP high-resolution 3D printer, Potomac was able to get the very small, precise geometries she needed with tight tolerances. Turnaround, even shipping across the pond to Europe, was quick.

부품의 크기가 작기 때문에 일단 설계가 검증되면 3D 프린트 생산을 경제적으로 운영하는 것도 가능해질 것으로 보입니다. 그동안 Potomac Photonics는 모니카씨와 함께 귀 경화증으로 고통받는 많은 사람들에게 음악을 들려주는 해법을 마이크로 3D로 프린트하는 작업을 계속 진행할 것입니다.

Micro-manufacture of ear implants made possible with Mukti Jet 3D printing by 3D Systems