'사이언스프렌즈 에듀' 유튜브 화면 갈무리

바이오 부문에서 3D 프린터의 활용 가능성 연구가 이뤄지고 있다. 각자 다르게 생긴 뼈, 근육 모양에 맞춰 인체 조직을 만들어내면 의학 발전에 긍정적인 영향을 줄 수 있어서다. 3D 바이오프린팅은 '21세기 연금술'로 불리기도 한다.

3D 프린터는 작은 물질, 복잡한 구조물을 찍어내듯 만드는 게 가능하다. 바이오 잉크를 넣어 프린팅하면 '3D 바이오프린팅'이 된다. 바이오 잉크는 인간 몸에서 떼어낸 세포를 배양해 만든다. 이 바이오 잉크를 분사해 원하는 구조를 만들면 인간 몸에 이식할 수 있는 생체조직이 된다. 본인의 세포를 이용하기 때문에 면역거부반응도 덜하다.3D 바이오프린팅 기술은 암 환자의 표적 치료 부문에서 가능성을 보이고 있다. 기저질환이 있는 암환자 체내 환경을 구현한 후 여러 약물을 실험할 수 있다. 이 기술이 상용화되면 빠른 시간 안에 환자 고통없이 적절한 치료 옵션을 찾는 게 가능하다.

수술 시간도 단축할 수 있다.

일반적으로 코를 세우는 수술은 본인의 갈비뼈를 떼서 이식하는 방식이 사용된다. 기존에 보형물을 넣는 방식은 괴사 등 부작용이 크다. 3D 바이오프린팅 기술을 이용해 본인의 세포를 이용한 보형물을 미리 제작해 이식한다면 수술 시간을 단축하고, 부작용도 줄일 수 있다. 

NK세포의 활성을 높이는 하이드로젤을 제작하는 모습. (한국기계연구원 제공)

최근에는 암을 효과적으로 치료할 수 있는 연구가 이뤄져 기대를 모은다.

3D 바이오프린팅 기술을 이용해 하이드로젤을 만들고, 여기에 자연살해(NK) 세포를 머금도록 해 인체에 주입하는 방식이다.

NK세포는 인체에 해로운 세포를 골라 사멸시키는 백혈구다. 이를 단독으로 주입하면 체내에 떠다니며 암세포에 도달하지 못하고 사라지는 경향이 있다.

반면 하이드로젤 안에 NK세포를 넣으면 유실을 방지해 많은 양이 암세포로 도달할 수 있다. 하이드로젤은 일정 시간이 지나면 인체에 자연스럽게 녹아들면서 활성도가 유지된 NK세포가 흘러나오게 된다.

아직 제대로된 임상 결과가 없어 3D 바이오프린팅의 잠재력은 널리 알려지지 않았으나 가능성은 충분하다.

여러 연구가 성과를 거두면 인류의 삶을 크게 변화시킬 것으로 보인다. 장기적으로 피부재생, 연골재생을 넘어서 복잡한 장기도 만들어낼 수 있다.

향후 장기기증의 필요성조차 없앨 수 있을 만큼 의료과학 기술이 발전하면 인간 수명을 획기적으로 끌어올릴 것으로 기대된다.


eom@news1.kr