바이오 프린팅, 장기 이식 대체할 미래 열까?
등록일 2020년 06월 23일 화요일
수정일 2020년 06월 23일 화요일
▲장기를 3D 바이오 프린팅하는 것은 살아있는 장기를 대량 생산할 접근법이다(출처=픽사베이)

혁신적인 기술의 도움으로 신체의 다른 조직과 세포를 생성할 수 있게 됐다. 

질병으로 인한 장기가 손상하면 적용되는 처치가 장기 이식이다. 장기 이식은 의료 절차 중에서도 매우 위험한 것으로 꼽힌다. 엄청난 부작용이 발생할 우려가 있으며, 애초에 이식 가능한 장기를 구하기도 어렵다. 이식받은 사람의 신체가 면역 반응으로 외부 조직을 공격한다면 장기를 이식받더라도 살아남기 힘들다.

해외 전문매체 메디컬뉴스투데이의 보도에 따르면 장기를 이식받을 사람의 몸이 줄기세포 이식을 받으면 다른 사람의 세포를 인식하지 못하고 더 많은 조직 손상을 일으킨다. 이식받은 사람의 신체는 이식된 T 세포와 계속해서 싸움을 벌이고, 면역 반응에 의해 세포와 조직이 파괴되면서 더 심각한 염증 반응이 일어난다.

학술지 리서치게이트에 실린 연구 결과에 따르면, 3D 프린팅 기술은 복잡한 건축 공정을 높은 정밀도로 재현해 이 과정을 빠르고 쉽게 만들 수 있는 기술이다. 자동화 과정을 통해 3D 인쇄 제품을 제조하는 방법이 더욱 정밀하고 빨라졌으며, 3D 프린터는 제품의 겉면은 물론 내부와 상호 연결성까지 그대로 재현한다. 과학자들은 3D 프린팅 기술을 의료 분야에도 적용하기 시작했다. 즉, 생체 조직 및 장기의 구조적, 생화학적 복잡성을 포함해 여러 세포 유형과 생체 인자를 정확한 자리에 배치해 생체를 모방한 스캐폴드를 제작하기에 나선 것이다.

3D 바이오 프린팅 기술로 장기를 만들면 살아있는 실제 장기의 모습을 재현 가능하며, 이런 장기를 대량 생산할 수 있다. 밀도가 높은 여러 세포 유형을 정확하게 3D 포지셔닝함으로써 생체를 모방한 대용품을 만들어낼 수 있다. 더욱 중요한 것은 이렇게 만들어진 복잡한 조직이 혈관 및 신경망을 갖추고, 궁극적으로는 환자의 몸에 이식돼 실제 장기와 똑같은 역할을 하도록 만드는 것이다. 

바이오 프린팅 시장은 지난 몇 년간 성장을 거듭했으며 부상하거나 질병으로 기능을 잃은 장기를 대체할 유망한 기술로 떠올랐다.

▲장기 이식은 장기 손상으로 인한 환자의 사망을 예방하는 치료법 중 하나다(출처=픽사베이)

스페인 그라나다에 본사를 둔 GEMAT 3D는 바이오 프린팅 기술 시장을 개척하고 있다. GEMAT 3D의 CEO이자 설립자 호세 마누엘 바에나는 3D 인쇄 임플란트를 세계 최초로 제작한 브레카헬스케어의 CEO도 역임하고 있다.

바에나는 3D 인쇄 맞춤형 합성 의료 장치와 바이오 프린팅된 생체 구조로 부상한 신체 부분을 보완하기 위해 노력 중이다. 그는 "과거에는 생분해성인 생체 재료를 이용해 재건을 하고 싶다고 하더라도 의료 기기의 구조와 성능 때문에 제약이 따랐다"고 말했다.

오늘날 3D 프린팅 기술을 사용하면 합성 의료 기기와 생분해성 바이오 프린팅 기기를 결합하는 기술을 만들어낼 수 있다. 제대로 기능하는 조직을 만들어냈다고 하더라도 인체에 삽입됐을 때 주변 조직과 즉시 통합될 것이라고는 기대하기 어렵다.

맞춤형 합성 의료 기기는 바이오 프린팅된 생체 조직의 구조를 유지하고 통합을 촉진하는 데 도움이 된다. 모든 종류의 기술이 하드웨어, 전자 제어 장치 및 소프트웨어로 구성되며, 모든 새로운 생체 재료 및 조직을 위한 자체 장치가 필요하다.

바에나는 “바이오 프린팅 기술, 그중에서도 3D 바이오 프린팅 기술은 광범위한 다른 기술을 모두 포함한다”고 말했다. 그는 "기능성 조직을 만들어내기 위해서는 바이오 프린팅 기술이 극복해야 하는 이정표가 여전히 많다. 현재 3D 프린팅 임플란트 및 보철물을 만들어내는 데까지는 성공했다. 임상 적용 결과도 놀랍다"라고 덧붙였다.

향후 각기 다른 질병으로 인해 장기 이식이 필요한 환자에게 큰 도움이 될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 

김효은기자   ra10232@gmail.com
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