인스텍 장비를 통한 인공관절 표면에 Metal Porous Coating 기술적용 모습(사진. 인스텍)

국내 금속 3D 프린터 전문기업인 인스텍의 MPC 기술을 활용한 인공고관절 제품이 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 획득했다.

인공관절이 뼈와 결합을 하기 위해서는 인공관절 표면에 뼈가 자랄 수 있도록 다공성 구조를 필요로 한다. 기존 인공관절 제조 방식에서는 TPS(Titanium Plasma Spray) 기술을 활용해 티타늄(Ti)분말을 인공관절 표면에 분사해 거친 구조를 제작했다. 하지만 인공관절과 티타늄분말이 완전히 결합되지 않아 코팅층의 결합력이 약하다는 단점이 있고 여러 문제점들이 보고됐다. 

기존 TPS방식으로 제작된 인공관절 표면의 티타늄(Ti)이 시간이 지남에 따라 떨어져 나오는 모습 (Source : Dept of Orthopedic Surgery, Seoul St Mary’s Hospital)(사진. 인스텍)

MPC(Metal Porous Coating) 기술은 의료용 티타늄 분말을 활용해 인공관절 표면에 다공성 구조의 패턴을 3D 프린팅 하는 기술이다. DED(Direct Energy Deposition) 금속 3D 프린팅 방식을 활용하기 때문에 기존 방식들과 달리 인공관절과 티타늄 분말이 완전히 녹았다 결합해 매우 단단한 결합력을 가지게 된다. 또한 다공성 구조의 패턴을 3D 프린팅으로 적층하기 때문에 최적의 거칠기 및 공극 구조가 표현 가능하며 코팅된 인공관절의 품질이 일정하다는 장점을 가진다.

Metal Porous Coating 공정이 끝난 인공관절 모습(사진. 인스텍)

인스텍은 국내 인공관절 기업 코렌텍사의 인공고관절 인공비구컵 제품 ‘BENCOX Mirabo Z Cup Cortinium’에 MPC 기술을 활용한 코팅에 성공했으며 우수한 성능을 검증받아 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 획득했다.

또한 고관절뿐만 아니라 코발트크롬(CoCr)합금 재질의 인공무릎관절, 인공발목관절에 적용하는데 성공했으며 나아가 MPC 기술을 반도체, 항공우주 등 다양한 산업 분야에 적용시키는 연구를 진행하고 있다.