머릿속을 꺼내 보는 방법, MRI를 활용한 3D 프린팅 뇌

3D 프린팅 된 뇌 형상 © Elena Malott

뉴저지 맥네어 고등학교에 재학중인 엘레나 말롯이 MRI 스캔을 활용하여 뇌의 구조 전체를 3D 프린팅 해냈다. 브라운 대학교 여름 온라인 강좌를 수강하던 중, 말롯은 기말 과제로 뇌의 후두엽을 조사하게 되었고, 이 과정에서 X-레이와 MRI 스캔 같은 장치들이 어떤 방식으로 질병을 발견하는지 그 원리를 파악하게 되었다.

한편, 말롯은 3D 프린터 로봇 회사를 운영하는 아버지의 사무실에서 비서로도 일하고 있었다. 이렇게 뇌 연구와 함께 3D 프린터를 다루게 된 말롯은, 어느 날 회사에서 소프트웨어 문제로 출력에 오류가 생겨 프린터에서 바닥으로 흐르는 플라스틱을 보고 “꼭 뇌 같이 생겼다”고 생각하게 되었다. MRI와 3D 프린터가 만나는 순간을 포착한 것이다. 그리고 곧바로 뇌를 MRI로 스캔하여 3D 프린팅을 시행했다.

3D 프린터에서 출력되는 플라스틱과 엘레나 말롯 © Elena Malott

말롯은 MRI 스캔과 3D 프린팅이 교차하는 지점을 발견하게 되는데, 그것은 바로 ‘슬라이싱’이라는 과정이다. 슬라이싱은 3D 프린터 구동을 위해 3D 개체의 단면을 층층이 레이어로 써는 과정을 일컫는다. 3D 프린터는 가상의 모델을 실제 물리적 개체로 만들기 위해 레이어를 쌓는 반면, MRI는 물리적 개체를 디지털 이미지로 분해한다.

뇌의 슬라이싱을 쌓고 있는 3D 프린터 © Elena Malott

3D로 프링팅을 하려면 바닥면이 평평해야 하는데, 뇌는 구 형태를 띠고 있어서, 말롯은 반으로 쪼개진 형태를 프린팅 했다. 몇 차례의 시행착오 끝에 최종적으로 가로 560mm, 세로 570mm, 높이370mm, 무게 75kg 규모의 완전한 뇌 형상을 출력했다.

이 실험은 3D 프린팅이 의료 교육 및 연구에 사용될 수 있는 가능성을 보여주었다는 점에서 의미가 있다. 향후 말롯은 뇌의 조직인 백색, 회색 물질과 유사한 전도성을 가진 재료를 가지고 3D 프린팅을 탐구할 계획을 가지고 있다. 이번에 3D 프린팅 된 뇌 형상은 박물관과 같은 공식 관련 기관에 기증할 계획이다.

3dprint.com

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이서영

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