바이오 3D프린터란?

적층가공기술이 발달되면서 FDM, SLA방식 장비부터 집을 짓는 건축3D프린터 등 다양한 방식의 프린터가 개발되고 있는데요, 오늘은 바이오3D프린터에 대해 포스팅하려고 합니다.

바이오프린터란 신체 또는 생물과 관련된 출력물을 인쇄할 수 있는 프린터를 말하는데요, 실제 인공 장기 분야에서 많이 사용되고 있습니다.

 

사람의 신체 내부 장기들의 경우, 개개인마다 그 모양이 다르기 때문에 매번 다른 형태의 장기를 제작했어야 했는데 바이오 장비가 개발되면서 신체와 유사한 재질로 다양한 형상을 빠르게 출력할 수 있기 때문에 개인에 맞는 다양한 인공 장기를 만들 수 있게 되었습니다.

3d프린터 활용 분야 중 의료산업에서 살아있는 세포를 재료로 인체에 알맞은 조직이나 장기를 디자인하는 바이오 프린팅 기술이 주목받고 있다고 하는데요, 기술개발이 성공되면 장기이식, 피부이식의 여러 부작용이 해소될 수 있을 것으로 전망되고 있으며 심장이나 폐, 위 등과 같은 장기들을 3d로 출력하는 기술뿐 아니라 화상을 입은 환자나 피부 이식이 걸맞는 환자를 위해 피부를 재생하는 기술도 개발 중에 있습니다.

원래는 연구용으로 학교에서나 연구기관에서 개발을 진행하고 있었는데 2016년 국내 최초로 바이오 장비를 개발했다고 합니다.

 

이 장비는 경조직용 구조체와 연조직용 바이오 잉크를 3d프린팅 해서 3차원 세포 구조체를 만드는 3D장비로 프린팅된 스캐폴드는 조직으로 분화되어 간, 신장, 두개골, 턱뼈, 피부 등 생체 이식재로 활용된다고 하는데요, 특히 화상이나 다른 이유로 피부가 크게 손상되면 고통스러운 치료 과정을 견뎌야 할 뿐 아니라 심한 경우 2차 감염으로 생명이 위험할 수도 있습니다.

환자 자신의 피부를 이식하기도 하지만 이식에 필요한 충분한 피부를 확보하기 어려운게 현실이라 과학자들이 바이오3D프린터를 이용해 상처를 치료하는 기술을 개발하고 있습니다.

 

피부는 단순히 몸 표면의 세포층이 아니라 우리 몸에서 중요한 기능을 담당하는 복잡한 조직으로 기본적인 보호 및 면역 기능은 물론 털을 자라게 하는 모근과 땀샘이 있습니다.

 

주변 환경을 감지하는 신경 조직이 있고, 이를 지탱할 수 있게 하는 혈관이 형성되어 있어서 단순히 몇 가지 종류의 혈관 세포를 배양하는 것만으로는 인공 피부를 만들 수 없기 때문에 계속해서 연구를 이어가고 있습니다.

렌셀 폴리텍 대학의 연구팀과 예일 대학의 연구팀은 바이오 3D프린터를 이용해 혈관을 지닌 인공 피부를 배양하는데 성공했다고 하는데요, 이 인공 혈관은 혈관 내부를 구성하는 혈관의 내피세포는 물론 혈관 주위 세포까지 완벽하게 재현해서 테스트도 성공적으로 끝냈다고 하네요.

 

물론 테스트가 성공적이었다고 하더라도 인체에 바로 적용할 수는 없지만 그래도 곧 가까운 미래에 인공 피부를 이식할 수 있는 날이 오지 않을까 기대해 봅니다.

인공 피부만 만들 수 있다면 화상 환자처럼 생명이 위험할 수 있는 환자의 치료는 물론 각종 피부 성형에 큰 도움이 될 것입니다.

 

피부 외에도 티타늄 흉골, 인공 팔, 장기, 각막 등 인간의 신체 부위를 인공적으로 제조하려는 연구는 계속되고 있습니다.