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[임한웅의 의공학 이야기] 바이오 프린팅 기술의 현재와 미래

[임한웅의 의공학 이야기] 바이오 프린팅 기술의 현재와 미래

입력 2017-06-26 20:50
업데이트 2017-06-26 22:15
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임한웅 한양대병원 안과 교수
임한웅 한양대병원 안과 교수
최근 국내 대학 의료진이 3D 바이오 프린터로 간과 십이지장을 잇는 ‘인공 담도’를 제작해 화제가 됐다. 간에서 만들어지는 담즙은 담도를 따라 십이지장으로 흘러 지방의 소화를 돕고 혈액의 노폐물을 배설하는 역할을 한다. 간은 신장과 더불어 두 번째로 많이 이식받는 장기인데 기존에는 담도를 연결하기 위해 간과 십이지장을 이어 붙이는 등의 방법으로 수술했지만 이번 연구를 통해 맞춤형 담도 이식의 가능성이 열렸다.

이 기술은 ‘바이오 잉크’로 알려진 재료를 층층이 쌓는 방법을 쓴다. 기술의 응용 범위는 무한하다. 현재는 미리 제작한 세포 패턴을 이용해 제품 독성시험과 약제 임상시험에 주로 적용하고 있다. 가까운 미래에는 손상된 조직에 직접 3D 프린터로 생체 조직을 채워 주는 시대도 올 것이다.

조직과 장기를 생체 적합성 소재로 직접 프린팅하는 바이오 프린팅 기술의 경우 미국의 카네기멜론대학과 플로리다대의 연구가 완성 단계에 있다. 또 미국 바이오벤처 오가노보는 독일 제약사와 손잡고 의학 연구에 쓸 수 있는 간과 신장 조직을 만드는 데 성공했다.

3D 프린팅 기술은 병원에서도 활발하게 쓰고 있다. 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상촬영(MRI) 영상을 기반으로 수술용 도구를 제작하는 것이 그 예이다. 흉부외과 의사들은 환자의 심장이나 대동맥과 구조가 같은 3D 프린트물로 모의 수술을 해 본 뒤 실제 수술에서 빠르고 정확한 수술 기술을 펼치고 있다. 치과의사들은 치열교정기를 맞춤형으로 제작하고 단계별 교정효과를 미리 점검하기도 한다. 3D 프린터로 만든 인공 연골과 인공 귀가 환자에게 이식되고 있고 맞춤형 의족과 의수도 상용화돼 그들의 남은 인생을 바꾸고 있다.

과거에는 3D 바이오 프린터로 신제품을 개발해도 실제 상용화까지 제약이 많았다. 인공보형물의 인·허가를 받는데 길게 1년 이상이 걸리는 상황이 허다했다. 똑같은 보형물이라도 환자에 따라 크기가 다르면 각각 허가를 따로 받아야 했다. 인공 보형물을 제작해 놓고도 인허가가 끝나지 않아 기다리던 한 의사는 “고속도로를 뚫어 놓았는데 차선을 안 그렸다고 달리지 말라는 노릇이니 답답하다”고 하소연했다고 한다.

다행히 우리 정부는 2015년 12월 세계 최초로 3D 프린팅을 이용한 의료기기 허가심사 가이드라인을 마련했고, 지난해에는 세부 품목별 허가심사 가이드라인을 마련하는 등 발 빠르게 대응하고 있다. 아울러 3D 프린터가 허가 범위를 벗어나도 대체 의료기기나 다른 치료 방법이 없는 응급 상황일 때는 의사의 책임 아래 신속하게 사용할 수 있도록 했다. 앞으로도 정부는 3D 프린팅 기술개발과 활용을 적극 지원할 계획이라고 하니 고무적이다.

3D 바이오 프린팅 기술 관련 특허가 미국에서 처음 승인된 것은 2006년으로 10년이 지났다. ‘인생을 살수록 세월에 가속도가 붙는다’는 이야기를 어르신들께 들은 적이 있다. 젊은 시절엔 시간이 느리게 흐르더니 나이를 먹을 수록 눈 깜짝할 새 해가 바뀌더라는 이야기다.

기술이야말로 가속도가 있다. 기술발전에 가속도가 붙어 전폭적인 산업의 변화를 겪게 되는 것이 4차 산업혁명이 아닌가. 개인용 호출기의 보급과 시티폰의 등장에 환호하던 20년 전 이야기를 할 것도 없이 지금 우리 아이들이 스마트폰 속 정보의 바다를 헤엄치고 있다. 이 아이들이 자라나 누리게 될 세계에서, 우리의 기술력로 탄생한 산업환경이 그들을 건강하고 행복하게 했으면 하는 바람을 가져 본다.

2017-06-27 29면

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