피부와 장기를 인쇄한다? 3D 바이오프린팅 기술

[테크월드뉴스=윤소원 기자] 3D 바이오프린팅 기술은 3D프린팅 기술의 응용 버전으로 살아있는 세포가 프린팅 요소로 사용되는 것이 핵심이다. 이 기술로 만든 인공 장기는 다른 동물의 장기를 사람의 몸에 이식하는 이종장기와 함께 글로벌 장기기증 부족 현상을 해결할 수 있는 기술로 주목받고 있다.

3D 바이오프린팅은 제품 생산의 재현성이 높고 개인별 맞춤형 제품을 생산할 수 있어 유망한 재생의료기술로 주목받고 있다. 특히 다품종 소량생산도 가능한 핵심기술이기 때문에 부가가치 산업 창출 등 파급 효과가 클 것으로 기대된다.

시장조사기관 마켓 에널러시스 리포트의 보고에 따르면 3D 바이오프린팅 관련 제품의 글로벌시장 규모는 세계의 3D 바이오프린팅 시장은 2021년에 17억 달러(2조 원)로 평가됐으며 2029년까지 15.8% 이상 성장할 전망이다.

▶ 해외에서는 이미 상업화 된 3D 바이오프린팅

해외기업들은 이미 10년 전부터 3D 바이오프린팅 연구를 진행해왔다. 미국의 생명공학업체인 오가노보는 2013년 수만 개 세포로 구성된 바이오잉크를 사용해 1cm가 되지 않는 인공 간을 제작했다. 인공 간은 42일간 생명 활동을 유지했고 이 연구 결과를 토대로 오가노보는 신약개발에도 나섰다.

중국의 생명과학 회사인 레보텍은 지난 2016년 원숭이의 지방층에서 추출한 줄기세포를 이용해 혈관을 3D 프린팅한 뒤 다시 원숭이에게 이식하는 데 성공하기도 했다.

중증 만성질환 치료법을 개발하고 있는 덴마크의 헬스케어 기업 노보 노디스크는 2023년 4월 캐나다의 3D 바이오프린팅 전문기업 애즈팩트 바이오시스템즈와 손잡았다. 양사는 신개념 비만 및 당뇨병 치료제 후보물질 4종에 대해 총 26억 7500만 달러 규모(3조 5150억 원)의 기술이전 계약을 체결했다. 

이번 계약에 따라 노보 노디스크는 애즈팩트의 세포 잉크 기반 3D 바이오프린팅 기술로 생성된 4종의 조직 치료제 후보물질에 대한 개발과 상업화 권리를 도입하게 됐다.

▶ 우리나라 기업들도 연구개발에 박차

국내기업들도 3D 바이오프린팅 기술 개발과 상용화에 본격 나서고 있다. 코스닥 상장사인 재생 의료기업 티앤알바이오팹은 3D 바이오프린팅으로 생분해성 인공지지체를 구현해 2013년부터 안와골절, 안면결손 등 13개 치료 분야에 대해 식품의약품안전처 허가를 받았다.

생분해성 인공지지체는 뼈와 뼈 사이에 끼워 넣어 새로운 뼈가 생겨나도록 돕는 구조체다. 티타늄이나 자가 뼈를 사용하기도 하지만 시간이 오래 걸리고 원하는 모양으로 만들기가 쉽지 않아 생분해성 인공지지체가 차세대 기술로 주목받는다.

미국의 존슨앤드존슨도 우리나라 티앤알바이오팹에 손을 내밀었다. 2020년 3D 바이오프린팅 기술을 활용한 생체조직 인공지지체 공동연구 계약을 체결했고 최근 한국 존슨앤드존슨메디칼과 환자 맞춤형 3D 임플란트 공급 계약도 맺었다.

관련 신생기업들의 약진도 눈여겨 볼 만하다. 올해 말 상장을 추진 중인 장기재생 바이오 기업 로킷헬스케어도 3D 프린팅으로 당뇨발을 치료하는 바이오프린팅 기술의 연구개발을 지속하고 있다. 환자의 자가지방 조직을 미세 조직으로 만들고 이를 3D프린팅해 상처 부위와 크기와 모양이 동일한 패치를 만들어 다친 곳을 보호하고 세포 증식을 통해 치료한다. 이 기술은 표준 치료에 반응하지 않은 만성 환자에게 적용 가능한 것으로 알려졌다. 

로킷헬스케어 관계자는 “3D 바이오프린팅 기술을 개발해 의료진에게 편익을 제공하고 환자가 입원 없이 빠르게 치료해 환자의 삶의 질 향상에 기여할 것”이라고 말했다.