Griffith University의 엔드 투 엔드 디지털 솔루션을 통한 맞춤형 치료의 접근법

Stefanie: 저에게 있어서  ADaPT의 존재 이유는 다양한 분야의 대학생들이 맞춤형 관리를 강화 할 수 있는 혁신적인 아이디어와 프로세스를 생각해 낼 수 있도록 하는 것입니다. 저는 기계공학자이고, David같은 경우 의료계 종사자입니다. 이와 같은 교류는 과학과 의료를 아우르는 다양한 분야가 어떻게 협력할 수 있는지를 보여줄 수 있는 좋은 예시입니다. 특히 의료기기 분야에서는 이러한 업무환경을 조성하는 것이 중요하다고 생각합니다. 그리고, 이러한 업무환경은 엄청난 돌파구를 만들어내고있습니다. 또한, Materialise와 제휴를 통해 디지털 솔루션을 도입할 수 있는 좋은 기회도 있었습니다. 이러한 계기를 통해 환자의 결과를 개선하기 위한 맞춤형 의료기기를 빠르게 제작이 가능해졌습니다.

David: 덧붙이자면, 각 다른 분야의 대학생들을 한자리로 모으는 것은 매우 중요하다고 할 수 있습니다. 왜냐하면, 종종 핵심 요소를 전문적으로 다루려고 하는 대학생들이 있지만 해당 정보가 굉장히 고립되어있거나 정보가 없는 경우가 있습니다. 저희는 각 분야의 대학생들만 모으는 것이 아니라 제품을 연구하는 의사, 제품을 사용하는 환자, Materialise와 같은 제조사까지 모든 사람들과 함께합니다. 이렇게 모두 모여, 제품을 개발할 때 어떤 부분이 필요한지 각자의 의견을 제시합니다. ADaPT는 아이디어에서부터 프로토타입, 개념증명을 위한 소규모 생산까지 end-to-end packaging을 제공하며, 이를 저희 생산 파트너가 생산 확대의 도움을 줍니다. 이를 통해 저희는 젊고 유망한 학생들이 이러한 제품연구에 참여하여 업계가 요구하고 기대하는 부분들을 한곳에서 배울 수 있는 기회를 제공합니다.  

David: 저희가 설계한 제품의 활용도에 대한 더 많은 정보를 얻을 수 있고, 전략적으로 제품들을 구축하여 영향력을 만들어 낼 수 있기에 좋은 기회라고 생각합니다. 저희는 특정 분야의 사업 가능성을 인지하고 있는 기업들, 또는 자신이 직면한 한계를 저희에게 공유해 줄 수 있는 의료인들과 제휴하여 ADaPT와 같은 기관들을 늘려가는 것을 추진하고 있습니다. 이는 저희의 의료기기 파트너의 관점으로 보았을때, 한곳에서 이렇게 다양한 인재들과 소통할 수 있다는 것은 굉장한 이점입니다.

Stefanie: Griffith의 겸임 교수들을 포함한 외과의사들과 함께하는 것은 굉장히 좋은 일입니다. 외과의사들은 환자의 요구를 파악하고, 새로운 기술을 도입하며, 이것들이 실제로 환자의 결과를 향상시킨다는 것을 증명합니다. 놀랍지 않습니까? 그리고 이러한 과정들은 분명히 대학생들에게 동기부여가 될 것입니다.

David:  Mimics Innovation Suite 의 상업용 라이센스를 활용하며 Materialise와 파트너십을 맺음으로써 얻을 수 있는 큰 이점 중 하나는 상업용 제품을 생산할 수 있다는 것입니다. 저희는 규제 승인을 받았습니다. 즉, 품질 관리 시스템(QMS)에 워크플로우를 통합하여 양질의 의료 제품을 제공할 수 있습니다. Materialise suite 는 저희가 양질의 의료 제품들을 제공하는 것을 가능케 하기에 신뢰하고 의지합니다. 저희는 Materialise 소프트웨어를 사용하여 디지털 수술을 설계한다음 이를 변환하여 실제 수술에 사용될 가이드를 제작하였습니다. 그리고 이제 저희는 호주내에 이와 같은 작업을 하는 상업서비스를 설립하였습니다.

Stefanie: 워크플로우는 스캔으로부터 시작합니다. 스캔한 모델이 분할되면 프린터로 바로 이동하거나 환자별 근력과 같은 경계 조건을 포함할 수 있는 수치 시뮬레이션을 필요로합니다. 수치 시뮬레이션은 수치 모델에 포함되어 파트가 어떻게 프린팅 될지 보여줍니다. 이러한 다양한 단계를 거치는 동안 소프트웨어 프로그램에서 다음 소프트웨어 프로그램으로 파일을 변환하는 작업이 많이 수행되므로 모든 작업이 호환되어야 합니다. 특히 자동화와 안정성이 중요합니다. 예를들어 작업을 보다 원활하게 하고 작업을 자동화할 수 있는 기능을 소프트웨어 패키지에 추가하기 위해 저희가 협력하는 소프트웨어 파트너와 함께 승인된 워크플로우를 구축하는 것은 매우 중요합니다.  

David: 예를 들어, ADaPT의 연구원인 Chris Carty 부교수가 브리즈번에 있는 어린이 보행 실험실을 관리하고 있습니다. 거기에는 여러 전문분야를 통합한 팀이 있습니다. 그 팀은 성장판에 영향을 미치는 발달장애를 가진 아이들을 위한 외과적 개입을 연구하고 있습니다. 이러한 절차는 역사적으로 30%의 경우에 대해 좋지 않은 결과를 초래하며, 이 경우 교정이 문제를 해결하지 못하거나 여전히 매우 저조한 결과를 초래합니다.

우리는 분명 이것을 개선할 수 있는 여러 가지 방법이 있을 것이라 생각하였습니다. 여러 방법 중 한가지는 high-fidelity gait analysis를 통해 아이들이 움직일 때 몸이 어떤 것들을 요구하는지  이해하고 해당 정보를 반영한 디지털 쌍둥이를 만들어 수술 절차를 알아내는 것입니다. 외과의사는 이를 토대로 수술을 설계하고, 해당 설계를 실 수술에 정확하게 적용합니다. 위한개선책이었습니다. 그리고 수술 절차를 알리기 위해 디지털 쌍둥이와 결합합니다. 외과의사들은 이 정보를 바탕으로 디자인을 한 다음 그 디자인을 실제로 정확하게 번역할 수 있습니다.

이 프로그램은 지난  10년간 그 진가를 발휘하였습니다. 이 프로그램을 사용하면서 저희는 Mimics Innovation Suite의 많은 기능들을 사용하게됩니다. MRI와 CT같은 의료영상의 raw 프로세싱을 위해 Mimics 를 사용하고 해부학적 측정 및 매싱을 위해 3-matic을 사용합니다. 또한 3D프린팅을 할 때, Materialise Magics 를 사용하여 프린터에 지시사항을 전송합니다.

David: 업계 내 워크플로우와 툴은 항상 진화하고 있으며, 기존 교육 과정과 교육 경로는 이러한 요구를 충족하지 못할 수 있습니다. 그래서 의료기기 회사들이 새로운 인재들을 고용할 때, 회사들은 그 공백을 메우기 위해 새 직원들을 교육하는데 투자하게됩니다. 기존 학교 교육과정 중에 Mimics Innovation Suite와 같은 툴을 사용하면 의료기기회사들은 공백을 메우기위한 추가적인 교육을 최대한 상쇄할 수 있습니다.

David:짧게 말씀드리죠, 규정입니다. 아시다시피, 규정은 굉장히 다차원적이지만, 대학들은 산업 표준의 규정에 도달해야 합니다. 그렇지 않으면, 우리는 뒤쳐질 것입니다. ADaPT에서는 그럴 의지와 지원은 준비되어있습니다. 진짜 문제는 ‘어떻게 산업표준의 규정에 도달 할 것인가’ 이죠.

Stefanie: 예를 들어 3D 프린팅에 대한 규제 기준을 마련하는 것과 관련하여 항공우주 및 의료 분야에서 공유할 수 있는 부분이 많다고 생각합니다. 그러나 현재 업계에서는 요구사항이 서로 다르므로 당연히 어느 정도는 제품을 매우 별개의 품목으로 취급하고 있습니다. 하지만 또 다른 측면에서는, 제조 공정의 신뢰성이 종종 특정 분야에 국한되지 않기 때문에, 우리가 그 커뮤니케이션을 통합한다면 정말로 우리 모두에게 이익이 될 것이라고 생각합니다.

우리는 또한 기술 혁신을 따라가야 합니다. 적층 제조 회사는 매년 3D 프린팅 기술을 새로운 기능이 출시되어 공정을 더 잘 관리 할 수 있는 3D프린터 모델로 교체하므로써 기술에 변화를 따라 갈 수 있습니다. 이를 따라잡는 것은 어느 조직에서나 상당한 비용입니다. 어떻게 적응할 수 있을까요? 그리고 실제로 새로운 장비에 투자하기로 결정한 시점은 언제가 되어야 할까요? 앞으로 몇 년 동안 3D 프린팅의 성장을 따라가기 위해서는 이 부분이 정말 중요하다고 생각합니다.

David: 하나의 장애물은 QMS와 관련하여 ISO 인증을 받는 것입니다. 예를 들어, 어떻게 고객의 지시사항을 전달받을까요? 설계 단계에서 주문 또는 치수에 대한 메시지를 어떻게 보호할 수 있을까요? 이러한 단계를 가장 잘 완료하는 방법을 모색하는 것이 현재 우리가 추구하는 것입니다. 이와 같은 부분들은 우리의 산업 파트너들에게 더 많은 투자를 장려하기 위한 좋은 광고효과를 가져오게 될 것입니다. 왜냐하면 그들은 파트너로서 우리를 신뢰할 수 있을 뿐만 아니라 규제 기관을 통해 우리의 연구가 보호될 수 있기때문입니다.

Stefanie: 우리는 또한 클린룸 시설을 갖추는 것을 고려하고 있습니다. 병원은 길 건너편에 있기 때문에 대학 내부의 모든 워크플로우를 구축할 수 있다면 정말 멋진 성과가 될 것입니다. 그 외에도, 우리는 다른 3D 프린팅 기술로 확장할 것을 기대하고 있습니다. ADaPT는 현재 금속 및 폴리머 프린팅 기능과 충분히 큰 프린팅 플랫폼을 보유하고 있지만 세라믹 임플란트가 시장에 진입할 것으로 예상하고 있습니다. 이 재료들은 또한 생체 적합성을 지니고 있으며, 새로운 프린터를 사용하면 매우 높은 퀄리티를 얻을 수 있습니다. 치과에도 큰 자산이 될 것입니다. 적층 제조는 여전히 매우 발전적인 분야입니다. 그래서 우리는 우리가 선두를 지킬 수 있도록 해야합니다. 이는 또한 현재의 프린터가 필요에 따라 업그레이드되고 확장할 것임을 의미합니다.

시간을 내주셔서 감사합니다 Stefanie & David! 저희는 ADaPT팀의 다음 도전을 기대하고 있겠습니다.