AI 3D프린팅으로 의료보형물 생산성 755% 향상

AI 기반 3D 프린팅 융합기술로 의료 제조 혁신…과기정통부 장관상 최우수상 수상

인체 삽입용 실리콘 보형물 분야의 기술 혁신을 이끈 인공지능 기반 3D 프린팅 기술이 정부로부터 최고 평가를 받았습니다. '2025 3D프린팅 활용 우수사례 경진대회'에서 AI 자동화 기술을 기반으로 맞춤형 보형물 대량생산 체계를 구축한 사례가 과학기술정보통신부 장관상(최우수상)을 수상하였습니다.

AI 기반 몰드 설계 자동화로 비효율 해소

기존 맞춤형 임플란트 생산은 제품 하나하나에 수작업이 다수 개입되는 ‘다품종 소량생산’ 방식이 주류를 이루었습니다. 이러한 방식은 인력 부담과 품질 편차의 문제를 야기할 뿐 아니라 생산 단가 상승의 원인이었습니다. 본 사례에서는 인공지능 기반 설계 자동화 프로그램을 3D 프린팅 워크플로우에 접목하여 이 같은 구조적 비효율을 해소하였습니다.

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AI 시스템은 설계 과정에서 반복성을 자동 인식하며, 각 기능의 순서를 자동 생성하는 기능을 탑재하였습니다. 이를 통해 수작업 의존도를 낮추고 인적 오류를 줄였으며, 전체 설계 정확도를 346%까지 향상시키는 성과를 기록하였습니다.

"기존 맞춤형 임플란트는 '다품종 소량생산' 구조로 생산성에 한계가 있었다. 핏미는 이러한 문제를 해결하기 위해 혁신적인 자동화 솔루션을 도입했다."

이러한 기술 도입은 제조 초기 단계부터의 일관성을 보장하며, 결과적으로 보형물의 품질 안정성과 사용자 안전성 확보에 크게 기여하였습니다.

제조 생산성 대폭 개선…755% 향상 달성

설계뿐만 아니라 제조 공정에도 3D 프린팅 기술이 적극적으로 활용되었습니다. 기존 주조(Casting) 공법에서 벗어나 3D 프린팅 몰드 기술을 통해 제조 성능을 비약적으로 향상시킨 것입니다.

해당 사례에서는 금형 제작에 소요되던 시간을 단축하고, 동시에 제품 정밀도를 확보할 수 있었습니다. 이러한 공정 혁신 결과, 전체 제조 생산성이 기존 대비 755% 향상되었으며, 이는 의료기기 업계에서 이례적으로 큰 수치라 평가받고 있습니다.

생산성 향상은 단순한 생산량 증대뿐 아니라, 공급 안정성, 납기단축, 제품 품질 일관성 확보 등 다양한 측면에서 긍정적인 영향을 주고 있습니다. 이를 통해 의료 현장에서 요구하는 고정밀, 고안정성의 보형물을 경쟁력 있는 가격과 속도로 안정적으로 공급할 수 있는 기반이 마련되었습니다.

조직 적합성 향상 위한 마이크로 텍스처 적용

보형물 표면에 미세한 3차원 구조를 구현하는 기술도 본 사례의 핵심 성과 중 하나로 주목받았습니다. 이 기술은 3D 마이크로 텍스처 패턴을 금형 표면에 정밀하게 구현하는 방식으로, 조직의 부착력을 높이는 효과가 있습니다.

이러한 표면 처리 기술은 수술 후 보형물의 유착 안정성을 높이며, 회복 기간을 단축시키는 데 기여합니다. 또한 인체 내 장기와의 조직 반응을 유도하여, 이식체의 장기적 안정성도 보장할 수 있습니다.

보형물의 형태 안정성과 생체적합성을 동시에 확보하게 되면서, 해당 기술은 재건 수술 등의 임상적 활용 가능성을 넓히고 있습니다. 특히 조직공학 및 재생의학 분야에서 향후 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

친환경적 생분해성 재료 기술 통한 미래 의료 대응

의료 기술의 지속 가능성을 고려할 때 생분해성 재료 활용은 중요한 방향성 중 하나입니다. 본 사례에서는 체내에서 자연 분해되는 생분해성 소재를 이용한 3D 프린팅 직조(scaffold) 기술을 개발하고, 이를 금형 없이 직접 출력하는 방식으로 활용하였습니다.

이 재료는 체내 환경에서 물과 이산화탄소 등으로 분해되는 특성을 가지며, 골전도성 및 세포 친화성이 우수합니다. 해당 기술은 수술 후 재흡수형 보형물 또는 템플릿 형태로 활용될 수 있어, 환자 부담을 최소화하고 추가 수술을 줄일 수 있습니다.

"핏미는 생분해성 재료를 활용한 직접 3D 프린팅 기술 개발을 진행하고 있다."

기존 금속·실리콘 위주의 영구 보형물을 대체할 수 있는 친환경적 솔루션으로 의료 시스템의 부담을 경감시키는 데 기여할 수 있습니다.

상업적 가치 입증…임상적 적용 실적 3만 건 돌파

기술의 성공적인 상용화 여부는 시장 반응과 실사용 결과를 통해 평가됩니다. 해당 사례에서는 2020년 기업 설립 이후 지속적인 기술 개발과 제품 공급을 통해, 국내외 130여 개 병원에 제품을 납품하고 총 3만 건 이상의 임상 적용 사례를 기록하였습니다.

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이번 기술 혁신으로 인해 이동 분야에서의 효율성 향상이 기대됩니다. 한양3D팩토리는 이러한 변화에 적극적으로 기여하고 있으며, 앞으로의 발전에도 실질적인 지원을 아끼지 않을 것입니다.