[화제] 3D캐드, 인공심장 설계에 적용

일반적으로 자동차나 선박, 항공기 등의 기계적 설계분야에만 사용되는 것으로 인식됐던 3차원 캐드가 인공심장 설계에도 채택돼 화제다.

국내 유일의 인공심장 연구소인 서울대의공학연구소 민병구교수팀은 최근 3D캐드로 설계한 인공심장 시제품을 내놓고 인간에게 적용하는 연구를 진행중이라고 밝혔다.

서울대 의공학연구소측은 3D캐드를 통해 좌심실보조장치(「VAD」)와 완전이식형 인공심장(「KORTAH Ⅲ」) 등 2종을 개발했으며 이중 좌심실보조장치는 羊을 대상으로 실험한 결과 실용화가 가능한 수준이라고 말했다.

또 완전이식형 인공심장의 경우도 다양한 설계방식으로 기능 향상에 주력해오는 2천년 정도면 국내기술로도 인간에게 이식가능한 완전이식형 인공심장을 만들어낼 수 있을 것으로 전망했다.

서울대의공학연구소는 지난 94년말까지 평면설계만을 지원하는 2D SW 클라리스와 오토캐드를 사용해 왔으나 95년에 이를 3D툴인 유니그래픽스로 바꾸면서 그동안 불가능했던 신체구조나 3차원 형상구조 표현설계가 가능하게 됐다고 밝혔다.

서울대가 한국형 인공심장 개발에 착수한 것은 지난 84년부터. 그동안 여러가지 모양의 인공심장 제작이 시도되었지만 이는 모두가 단순한 평면설계를 지원했었기에 모형 제작이라든가 가공에서 곤란이 많았다. 서울대측은 『새로운 3D기술을 채택한 인공심장은 다양한 인체 곡면구조와의 적합성이나 형상화설계를 지원하고 이의 가공까지 SW적으로 지원하게 돼 기술개발에 큰 진전을 볼 수 있었다』고 밝히고 있다.

이는 최근 1∼2년새 기존의 2D 캐드를 버리고 3D를 개발하고 채택하기 시작한 제조업계와 캐드공급업체의 변화와도 맞아 떨어지고 있는 것. 인공심장이 1초에 한번 뛴다고 할 때 1년동안 작동하려면 약3천만번 뛰어야 하며 이 정도의 내구성을 보장받기 위해서는 기계적인 품질관리가 최우선이라는 것이다.

서울대 박찬영 연구원은 『인공심장이 흉곽 내의 동맥과 정맥 등 혈관계와 결합하기 위해서는 이들과의 공간적 위치관계가 매우 중요하며 특히 심장주변의 폐, 횡격막, 갈비뼈 등과의 간섭을 방지하는 것이 심장설계의 이식 성공을 보장하는 중요한 요소가 되는데 3D 설계는 이 문제를 해결했다』고 밝혔다.

그는 『이같은 3D설계를 채택함으로써 인공심장 기술선진국인 미국,독일,일본 등과의 기술격차를 줄여 나갈 수 있게 됐다』며 의공학분야에서 3D 캐드 응용이 더욱 확대될 것이라고 밝혔다.

<이재구 기자>