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동물의 세계: 더불어 사는 세상

3D 프린팅 기술: 동물을 위한 놀라운 일들, 2부 중 1부

2020-11-06
진행 언어:English

에피소드

내용 요약
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‍ANIMAL HOST: 알리안츄. 볼리비아의 토착어이자‍ 공식어 중 하나인‍ 케추아어로 『잘 지내세요?』입니다. 훌륭한 시청자 여러분,‍ 제 이름은 아르투로,‍ 비건 큰부리새예요. 저는 볼리비아 북부의 조용한 아키퀴나 보호지구에 살고 있어요.

아름다운 우리 땅의 사람과‍ 동물들은 여러분의 밝은‍ 마음이 다른 이들의 삶에 기쁨을 주길 기도합니다.

『3D 프린팅 기술: 동물을 위한 놀라운 일들,‍ 2부 중 1부』에‍ 오신 것을 환영합니다.

적층 제조라고도 알려진‍ 3D 프린팅 기술은‍ 디지털 파일을 기반으로‍ 재료를 하나씩 쌓아서‍ 3차원 물체를 만드는 과정입니다. 사출 성형이나‍ 깎아서 만드는 제조 방식‍ 등 기존 제조 방식과‍ 비교하여‍ 3D 프린팅은‍ 값비싼 주형이 필요하지 않기 때문에‍ 비용이 더 경제적입니다.

또한 재료나 에너지,‍ 노동력이 덜 들고‍ 쓰레기가 덜 생기며‍ 생산과 수정에 있어‍ 더 빠릅니다. 3D 프린팅 기술의 이러한 장점은‍ 엄청난 관심을‍ 끌었으며 이로 인해 2010년대에 이르러‍ 개발이 빨라지고‍ 비용이 저렴해졌으며‍ 혁신적인 응용이 가능해졌습니다.

오늘날 3D 프린팅은 예술과 보석, 교육, 제조 및 의학을 포함한‍ 다양한 분야에서‍ 사용됩니다. 가장 흥미롭고 획기적인 3D 프린팅‍ 응용 분야 중 하나는‍ 수의학입니다.

3D 프린팅 이전에는‍ 악성 질병과‍ 심각한 부상이‍ 있는 동물은‍ 질적인 삶을‍ 바랄 수 없었습니다. 인간의 경우 임플란트와‍ 보철물을 개발한‍ 오랜 역사가 있습니다. 그러나 동물에 관해서는 임플란트와 보철물을‍ 생산하고 장착하는 경험이 부족합니다.

관련 시간과 비용도 아주 많이 들었으며‍ 자주 임플란트가‍ 제대로 맞지 않아‍ 바로 조정이 필요해져서‍ 수술 시간이 길어지고‍ 수술 위험이‍ 높아졌습니다. 3D 프린팅 기술 덕분에‍ 이 동물들은 이제‍ 훨씬 더 오래‍ 건강한 삶을 살 기회를‍ 갖게 되었습니다.

다음은 수의학 분야의 3D 프린팅 기술의‍ 응용에 관한 희망적인 예시입니다.

2014년 12월 코스타리카에는‍ 그레시아라는 이름의 어린‍ 수컷 스웨인슨왕부리새가‍ 있었는데 슬프게도 동물 학대에 희생당해‍ 아름답던 부리의 윗부분 절반을 잃었습니다. 그는 현지인들에게‍ 발견되어 비영리 단체인‍ 레스케이트 야생동물‍ 구조 센터로 보내져‍ 치료를 받았습니다.

센터 책임자 로널드 시바자 씨는 그레시아의 안 좋은 상태를‍ 보고 그의 목숨을 구하려고‍ 단단히 결심합니다. 큰부리새의 부리는‍ 깃을 다듬고 먹이를 주며 구애하고 체온을 조절하는 데 쓰이기 때문에‍ 그레시아는 생존에 인공 부리가 필요했습니다.

이 구조는 곧 대중 매체의 큰 관심을 끌었고‍ 전 세계에서 친절한 사람들의 도움의 손길로‍ 수천 달러를‍ 기부했습니다. 코스타리카 국내외에서‍ 산업 디자인, 치의학,‍ 나노 기술 및 동물학 전문가로 구성된 특수 프로젝트가 그레시아에게 새로운 3D 프린팅 인공 부리를 만들어 주기 위해 구성되었습니다.

아주 어려운 작업이었죠. 큰부리새 부리는‍ 부드러운 케라틴으로 채워진 거품 같은 갯솜뼈 근섬유로 되어 있는 자연의 걸작으로 가볍고 튼튼합니다. 따라서 인공 부리는 가볍고 튼튼해야 하며‍ 열 조절이 가능해야 합니다.

어린 그레시아가 아직 성장 중이었기 때문에‍ 인공 부리는 정기적인‍ 유지 보수 및 조정을 위해‍ 쉽게 청소하고 제거할 수‍ 있어야 하는데요. 고맙게도 치료 팀은 이 어려움을 극복했습니다.

완벽한 3D 디지털 모델을 구축하는 데 필요한 데이터 수집을 위해‍ 그레시아의 아랫부리와‍ 나머지 윗부리를‍ 포괄적으로‍ 3D 스캔했습니다. 다행히 그레시아는‍ 이 과정에서 아주‍ 침착하고 협조적이었죠. 다음으로 설계 측에서는‍ 남은 부분을 손상하지 않은 채 우수한 작동과 피팅감을 위해 다양한 재료와 배치를 시험했고요.

마지막으로 항공우주 및 의료기기 부품을‍ 제작하는 정밀도를‍ 갖춘 선택적 레이저 소결‍ (SLS) 3D 프린터로‍ 인쇄가 이루어졌습니다. 치료 팀은 그레시아의 고통과 회복을 기억하려고‍ 인공 부리를 색칠하지 않기로 했습니다.

그레시아는 특수 나일론으로 만든‍ 인공 부리를 받아들였고‍ 행복한 새가 되었답니다. 그는 우울증을 떨쳐 내고 새로운 부리로 목욕하고,‍ 먹고, 깃털을 다듬는 법을‍ 빠르게 배웠습니다. 그는 심지어 며칠 후에 노래를 부르기 시작했어요. 기적적인 3D 프린팅‍ 기술 덕분에‍ 그레시아는 두 번째로‍ 살 기회를 얻었고 현재 이 센터의 주민이 되었습니다.

‍ANIMAL HOST: 고귀한 여러분 유익한 메시지를 위해 쉬어갑니다. 다시 돌아왔을 때 동물을 돕게 만든‍ 3D 프린팅에 관한‍ 따스한 이야기를‍ 더 많이 소개하겠습니다. 수프림 마스터 텔레비전에‍ 채널 고정해 주세요.

‍ANIMAL HOST: 『3D 프린팅 기술: 동물을 위한 놀라운 일들,‍ 2부 중 1부』에‍ 다시 오신 것을 환영합니다.

2019년 7월 로레인‍ 영 씨는 7살 닥스훈트,‍ 사랑하는 앤디가‍ 네 다리로 못 걷는다는 것을 알게 되었습니다. 로레인 씨는 즉시 그를 미국 뉴저지 울위치‍ 타운쉽에 있는‍ 성 프란시스 동물 치료 센터로 데려갔습니다. 그녀는 앤디가 척추 원반 질환을 앓고 있다는 것을 알게 되었는데 이는 척추에 압박을 가해 생명이 위험할 수 있는데‍ 긴 몸통과 짧은 다리의 개가 쉽게 걸립니다.

의사들은 앤디가 돌이킬 수 없는 부상을 막기 위해‍ 척추 수술이 필요하다고‍ 로레인에 전했습니다. 하지만 이 복잡한 절차에는 절대적인 정밀도를 요하고‍ 컴퓨터 단층 촬영(CT)과‍ 스캔은 2D의 시각만을‍ 제공하는데‍ 의사는 척추의 3차원을‍ 상상해야 하므로‍ 수술의 성공 여부가‍ 훨씬 더 불투명했습니다.

다행히 동물 치료 센터는‍ 토마스 제퍼슨 대학의‍ 헬스 디자인 연구소에서‍ 개발한 시범 프로그램의‍ 일환으로 앤디는‍ 3D 프린팅 기술의‍ 혜택을 받은‍ 최초의 개 환자가‍ 되었습니다. 수의사들은 CT 스캔 이미지에서 앤디의 척추를‍ 정확히 3D로 인쇄한‍ 복제본을 만들었습니다.

3D 모델이 앤디의 실제‍ 척추처럼 구부러지고‍ 움직일 수 있으므로‍ 의사는 이를 검사하고‍ 수술 진행 방식을‍ 정할 수 있었습니다. 책임 수의사 마크 마가주‍ 박사는 말했습니다. 『시작된 곳을 아는 데‍ 도움이 되었을 뿐만‍ 아니라 모든 부분과‍ 손상의 방향을 아는 데‍ 도움이 되었기 때문에‍ 3D 렌더링을 통해‍ 정확히 어디를 수술해야‍ 할지 알았습니다』‍

앤디의 수술과 회복은‍ 아주 순조로웠습니다. 수술 뒤 며칠 후 로레인이‍ 가족들과 함께 앤디를‍ 보러 갔을 때 앤디는‍ 그들에게 달려갔습니다. 흔들면서 꼬리를‍ 흔들고 모두에게‍ 기쁨의 키스를 했습니다.

2018년 10월 한 여성이 러시아 시베리아‍ 노보쿠즈네츠크 거리에서‍ 『안개』라는 뜻의 이름의 네 살 회색 암컷 고양이 다이엠카를 발견해‍ BEST 동물 병원으로‍ 데려왔습니다. 다이엠카는 상태가 나빴죠. 혹독한 시베리아 겨울에‍ 너무 오랫동안 노출되어‍ 심한 동상에 시달리고‍ 안타깝게도 네 발 두 귀‍ 꼬리를 모두 잃었습니다.

책임 수의사 세르게이‍ 고르슈코프 박사는‍ 다이엠카를 위해‍ 톰스크 폴리테크닉대학의‍ 엔지니어와 연구진과 함께‍ 의족을‍ 만들었습니다. 연구팀은 다이엠카의‍ 다리를 CT 스캔한 것으로‍ 디지털 모델과 함께‍ 맞춤형 티타늄‍ 3D 막대를 만들었습니다.

감염 및 이식 거부‍ 위험을 최소화하기 위해‍ 과학자들은 막대 끝을‍ 인산칼슘으로 코팅하여‍ 미세 아크 산화 과정으로‍ 다리뼈에 융합되게 만들었습니다. 의족의 『발』 부분의 바닥은 질감을 살려‍ 신축성 있는 재질로 만들어‍ 다이엠카가 쉽게 걷고 뛸 수 있게 했습니다.

수술한 지 7개월이 되자‍ 다이엠카는 걷고‍ 뛰며 놀고‍ 새로운 집 계단을 오르내릴 수 있었습니다. 눈 속에서 자신을 발견한‍ 친절한 여성에게 행복하게‍ 입양된 다이엠카는‍ 최고의 삶을 살고 있습니다.

2017년 4개월 된 스태퍼드셔 불테리어‍ 로카는 다른 개 때문에‍ 심하게 다쳤습니다. 광대뼈와 턱뼈가 골절되었고‍ 측두 하악 관절(TMJ)에 손상이 있었으며‍ 로카는 얼굴과 목이‍ 찔린 상처로‍ 고통스러워했습니다.

그녀는 응급 수술을 위해 미국 캘리포니아‍ 데이비스에 있는‍ 캘리포니아 대학교‍ 수의대학으로‍ 옮겨졌습니다. 수술 후 내부 고정에‍ 한계가 있어서‍ 구강 외과의는‍ 생물 의학 공학과 학생들과‍ 협력하여 3D 프린팅‍ 외골격 주형을 개발하여‍ 로카의 회복 속도를‍ 높였습니다.

로카의 안면 CT 스캔을‍ 보니 Exo~K9 외골격 마스크가 그녀의 머리에 딱 맞았습니다. 뼈 조각 제거 수술 후 로카는 다음 날 아침‍ 맞춤 제작 마스크를‍ 받았으며‍ Exo~K9를‍ 사용한 최초의‍ 개 환자가 되었습니다. 외골격은 로카의 골절 안정에 도움이 되었고‍ 그녀는 눈에 띄게‍ 회복되었습니다. UC 데이비스 팀은 미래‍ Exo~K9 외골격으로‍ 얼굴이나 턱을 다친‍ 많은 개들에게 도움이‍ 될 것이라 기대됩니다.

오늘은 여기까지지만, 11월 13일 금요일‍ 『3D 프린팅 기술: 동물을 위한 놀라운 일들,‍ 2부 중 2부』에서‍ 이 과학 기술이 어떻게‍ 동물 친구들을 구하는지 희망의 이야기를 들려주니‍ 많은 시청 바랍니다.

고귀한 여러분,‍ 오늘 방송에 함께해 주셔서‍ 감사합니다.

주목할 뉴스에 이어‍ 『깨달음이 최고다, 6부 중 6부』가‍ 스승과 제자 사이에서 방영됩니다.

올바른 길로 이끄시는 신의 부드러운 인도에‍ 우리가 모두 마음을‍ 열기를 기원합니다.

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