3D 프린터가 안과 진료에 대한 접근성을 향상시키는 데 어떻게 도움이 될 수 있습니까?

Dec 29, 2023

최근에는 의료 분야에서 3D 프린팅을 활용하는 사례가 증가하고 있습니다.

3D 프린팅은 이미 특정 임플란트와 보철물 제작에 사용되었습니다. 그리고 현재 3D 프린팅을 인간의 장기와 조직뿐만 아니라 약물에도 활용하는 방법에 대한 연구가 진행 중입니다.

이제 캐나다 온타리오 워털루 대학교 안구 연구 및 교육 센터(CORE)의 과학자들은 최근 ARVO 2023 연례 회의에서 3D 프린팅이 안과 치료에 잠재적으로 사용될 수 있는 방법을 보여주는 연구 결과를 발표했습니다.

잠재적인 3D 프린팅 응용 분야로는 안약 전달, 생분해성 콘택트 렌즈, 눈을 통해 전달되는 약물을 테스트하는 데 사용할 수 있는 3D 바이오프린팅 안구 모델 등이 있습니다.

연구 결과는 아직 동료 검토 저널에 게시되지 않았습니다.

평평한 종이에 단어와 사진을 인쇄하는 일반 프린터와 달리 3D 프린팅은 실제 3차원 아이템을 만듭니다.

3D 프린터는 재료의 "인쇄" 레이어를 사용하여 이를 수행합니다. 이러한 레이어는 계속해서 인쇄 중인 개체를 구성하고 형성합니다. 이 때문에 3D 프린팅은 적층 기술로 간주된다.

플라스틱, 금속, 복합재, 세라믹을 포함한 다양한 재료를 3D 프린팅 개체에 사용할 수 있습니다.

3D 프린팅 의료 기기의 경우 식품의약청(FDA)은 현재 CDRH(기기 및 방사선 건강 센터)를 통해 이러한 항목을 규제하고 있습니다.

워털루 대학교 안구 연구 및 교육 센터(CORE)의 생명과학 책임자인 Alex Hui 박사에 따르면 3D 프린팅의 주요 이점은 유연성입니다.

"3D 프린팅은 안경, 콘택트 렌즈 또는 약물 전달 안구 삽입물에 이르기까지 안구 장치의 신속한 주문형 맞춤형 제조를 위한 새로운 길을 열었습니다."라고 그는 Medical News Today에 말했습니다. "우리는 또한 이 기술을 활용하여 약물을 검사하거나 새로운 안구 제품을 테스트하기 위한 더 나은 시험관 안구 모델을 만들 수 있습니다."

"안과 치료 분야에서 3D 프린팅의 잠재력은 매우 유망하지만, 우리는 여전히 이러한 현실과는 거리가 멀습니다."라고 Hui는 덧붙였습니다. "이것이 바로 우리가 3D 프린팅과 안과 응용 간의 격차를 해소하는 데 도움이 되는 이 연구를 추구하기로 결정한 이유입니다."

과학자들이 눈 건강에 대한 3D 프린팅을 살펴본 것은 이번이 처음이 아닙니다. 2022년 12월의 연구에서는 3D 바이오프린팅을 사용하여 눈 조직을 만드는 방법을 보여주었습니다. 다른 연구에서는 콘택트 렌즈와 안내 렌즈용 3D 프린팅을 조사했습니다.

Hui는 "소비자 관점에서 볼 때 3D 프린팅을 통해 의료 기기를 진료 시점(예: 사무실이나 집)에서 생산할 수 있습니다."라고 말했습니다. "가장 유용한 응용 분야는 고유한 환자를 위한 맞춤형, 일회성 또는 특수 설계가 필요한 상황에 대한 것입니다. 우리는 이 기술이 공막 렌즈, 각막 교정학 및 맞춤형 및 맞춤형 제품이 매우 바람직한 약물 전달에 영향을 미칠 수 있다고 생각합니다. 유통기한이 짧은 제품이나 생산하는 데 몇 주 또는 몇 달이 걸리는 제품도 이 기술의 이점을 누릴 수 있습니다."

3D 프린팅 혁신 중 세 가지는 3D 프린팅된 PDMS(폴리디메틸 실록산) 미세유체 칩의 제작 및 사용을 중심으로 이루어졌습니다.

연구원들은 이 칩을 사용하여 특정 조건에 대한 안구 세포 반응을 테스트하고 칩을 사용하여 눈을 통해 투여되는 약물을 테스트할 수 있는 콘택트 렌즈를 만드는 방법을 조사했습니다.

또한 과학자들은 세포 생물학 연구에 사용하기 위해 인간 각막 상피 ​​세포(HCEC)를 PDMS 칩에 통합할 수 있었습니다.

"미세유체 장치는 연구 및 진단에 사용되는 일반적인 도구입니다"라고 Hui는 설명했습니다. "예를 들어, 정보를 위해 소량의 유체만 활용되는 유사한 원리를 사용하는 코로나 테스트 스트립을 생각해 보십시오. PDMS로 만든 테스트 스트립은 주로 세포를 포함하는 연구에 사용되지만 PDMS 미세 유체 장치를 만드는 전통적인 프로세스는 상당히 길고 값비싼."

"CORE는 이 프로세스를 촉진하는 방법으로 3D 프린팅을 활용하여 기존 접근 방식으로는 일반적으로 불가능했던 디자인 요소를 만들 수 있게 했습니다."라고 그는 계속 말했습니다. "우리는 이 PDMS 칩을 활용하여 안전성과 효능 측면에서 세포에 대한 새로운 약물과 제품을 테스트하고 스크리닝하는 데 도움을 줍니다. 또한 미래에는 특정 안과 질환에 대한 눈물막 바이오마커 검출과 같은 진단 도구로 이 칩을 설계할 수도 있습니다. 디자인부터 첫 번째 프로토타입까지 비교적 빠른 패션이었죠."