세계적으로 3D 프린터를 이용해 제작된 무인 항공기, 주택, 자동차, 음식, 화장품 등의 생산·판매가 보편화되고 있다. 단순 제조업 분야를 넘어 치과치료, 피부이식, 맞춤형 보청기 등 의료분야에서도 3D 프린팅 기술이 적극적으로 사용되고 있다.
지난 3일에는 FDA가 3D 프린터로 만든 간질치료제 ‘스프리탐’의 시판을 허가하면서 적용 범위가 의약품까지 확대됐다. 이런 가운데 국내에서도 의료분야에 3D 프린팅 기술을 적용하는 사례가 점차 늘어나고 있다. 최근에는 스타트업 벤처기업들까지 가세하면서 3D 프린팅 기술을 접목한 다양한 의료제품 개발이 더욱 가속화되고 있다.
3D 프린팅 기술 신생 벤처기업 만드로(Mand.ro)를 창업한 이상호 대표는 올해 초 한 온라인 커뮤니티에서 사고로 두 손을 잃은 사람의 전자의수 제작 의뢰 게시글을 읽고 도움을 주기 위해 3D 프린팅 기술을 이용한 전자의수 개발에 착수했다.
우선, 3D 프린팅 기술을 이용해 전자의수 외골격을 출력하고 신체 신호를 감지하는 센서와 이를 제어하는 초소형 컴퓨터 ‘아두이노’를 연결해 전자의수를 완성했다.
의수에는 3D 프린터에서 일반적으로 사용하는 ABS 소재를, 조인트와 베어링 등 연결부위에는 금속 소재의 기성품을 사용했다. 이 제품은 무게가 가벼울 뿐 아니라 손가락 관절 움직임을 개선하는 등 성능과 완성도가 뛰어난 것으로 평가되고 있다. 제작비도 수백만원에서 수천만원에 달하는 기존 제품의 10분의 1 수준에 불과한 것으로 알려졌다.
경기도는 이 대표가 개발한 전자의수가 장애인들에게 큰 도움이 될 것으로 판단, 경기콘텐츠코리아랩 및 경기문화창조허브 사업화 지원 프로그램 등을 연계해 제품의 사용화·사업화 지원방안을 모색키로 했다.
3D프린터를 이용한 뼈 보형물, 뼈 조직 등의 개발도 한창이다. 윤원수 한국산업기술대학교 교수가 이끄는 '3D 프린팅 기술 기반 체내 이식형 생분해성 의료용 제제 개발' 사업단은 지난해 9월 3D 프린팅 인공 얼굴 뼈 보형물 이식 수술 당시 사용된 특수재질 두개골 성형재료 모델을 개발했다.
이 보형물은 3D 프린터로 만든 국내 최초 생분해 의료기기로, 지난해 식품의약품안처로부터 시판허가를 받았다. PCL(Polycaprolactone)이라는 생분해성 고분자를 이용해 통상적으로 이식 후 약 2년이 지나면 체내에서 분해된다. 현재 안구주변 결손부분 재건, 환자맞춤 결손부분 재건, 골 조직 재생 시 메워주는 부분, 코 연조직 재생 등에 이용되고 있다.
보형물의 기능을 향상시키기 위해 골 생성, 강도 유지 등에 좋은 재료를 PCL에 첨가하는 연구도 진행 중이다. 포스텍 기계공학과 조동우 교수 연구팀은 지난달 3D 프린터를 이용해 혈관 조직이 고루 분포된 뼈조직을 출력하는 기술을 개발했다.
3D 프린터 재료로는 발치한 치아 끝의 연조직인 치수를 사용했다. 치수에 들어 있는 줄기세포는 혈관이나 뼈 조직 양쪽으로 재생이 가능하기 때문이다. 또 3D 프린터로 출력한 조직의 중심부에 혈관이 부족해 세포가 괴사하는 것을 방지하기 위해 뼈 조직 중심에 혈관내피성장인자를 선별적으로 배치했다.
연구팀은 3D 프린팅으로 만든 뼈 조직을 실험쥐에 이식하고 4주간 관찰했다. 그 결과, 조직 중심부에 혈관이 만들어지고 주변부에 뼈 조직이 재생되는 것을 확인했다. 이 기술은 바이오벤처기업인 티엔알바이오팹에 기술이전 됐으며 현재 실용화 연구가 진행 중이다.
과학기술정책연구원 임수연 연구원은 “환자들에게는 3D 프린팅 기술의 우수성뿐 아니라 사용 용이성과 가격측면이 고려된 실용성 등도 중요하다”며 “각각의 환자들이 가지고 있는 어려움을 파악해 이를 안전하게 해결해주는 것을 목적으로 3D 프린팅 기술을 개발할 필요가 있다”고 말했다.
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