3D 바이오 프린팅 활용한 피부·연골 재생 '눈앞'

산업리포트

피부패치 연내 상용화
바이오잉크가 핵심 기술
최종 목표는 인공장기

국내 3차원(3D) 바이오 프린팅 기술의 성장세가 무섭다. 올해 안에 3D 바이오 프린터를 활용한 피부 재생치료의 상용화가 가능할 것으로 예상된다. 전문가들은 “환자 특성을 고려한 맞춤형 치료가 대세가 될수록 3D 바이오 프린팅의 활용도가 높아질 것”이라고 전망했다.

티앤알바이오팹 연구원들이 3차원(3D) 바이오 프린터로 출력한 제품을 점검하고 있다. /티앤알바이오팹 제공

피부, 연골 등 재생치료 적용

로킷헬스케어는 지난달 DS인베스트먼트 등 7개 투자기관으로부터 184억원을 투자받았다. 지난 1월 110억원에 이은 두 번째 대규모 투자 유치다. 이 회사는 화상 등으로 손상된 피부에 3D 바이오 프린터로 출력한 피부패치를 붙여 치료하는 임상시험을 세브란스병원, 이데아성형외과 등에서 하고 있다. 피부패치는 환자의 줄기세포와 세포외기질(조직 재생을 돕는 유효 물질)을 결합한 바이오잉크로 제작된다. 회사 관계자는 “3D 바이오 프린터로 만든 구조체를 사용하기 때문에 줄기세포를 주사기로 주입하는 기존 방식보다 적은 양의 세포로 효과적인 치료를 할 수 있다”고 했다.

로킷헬스케어는 미국 인도 터키 등 11개국에서 당뇨병성 족부병증, 화상, 연골 손상 등에 대한 임상을 하고 있다. 독일 연구기관인 프라운호퍼 국립연구소와 함께 심근경색으로 괴사한 심장근육 일부를 대체할 수 있는 하트패치를 개발 중이다. 황반변성을 치료할 수 있는 망막시트도 연구하고 있다.

티앤알바이오팹은 5월 3D 바이오프린팅 기술로 인공각막을 제작하는 데 성공했다. 얼굴뼈, 잇몸뼈 등의 재건 수술에 쓰이는 생분해성 보형물을 개발해 의료기기로 판매하고 있다. 차바이오텍, SCM생명과학 등과 손잡고 줄기세포와 3D 바이오 프린팅을 융합한 세포치료제 연구개발에 나섰다. 시지바이오는 뼈와 결합하는 성질이 뛰어난 바이오 세라믹 소재의 맞춤형 인공광대뼈를 개발하는 등의 공로로 1월 과학기술정보통신부 장관 표창을 받았다.

인공장기는 아직 먼 미래

3D 바이오 프린팅 기술의 핵심은 3D 프린터가 아니라 바이오잉크다. 바이오잉크란 세포를 보호하고 세포가 다른 조직과 장기로 분화할 수 있게 돕는 역할을 하는 물질인 콜라겐, 글리코사민 등을 점성이 강한 하이드로젤 상태로 만든 것이다. 2012년 세계 최초로 조직 특이적 바이오잉크를 개발한 조동우 포스텍 교수는 지금까지 피부, 뼈, 각막, 간 등 신체조직을 출력하는 데 사용할 수 있는 30여 종의 바이오잉크를 개발했다. 조 교수는 “돼지 같은 동물의 조직에서 화학물질을 이용해 돼지 세포를 제거한 뒤 사람 세포를 채워넣는 방식으로 바이오잉크를 제조한다”며 “매우 정밀한 작업이기 때문에 노하우가 중요하다”고 했다.

3D 바이오 프린팅 기술의 최종 목표는 인공장기다. 장기를 이식받지 못하고 사망하는 환자가 국내에서만 1만 명에 달한다. 인공장기가 현실화하면 환자가 장기 공여자가 나타날 때까지 기다릴 필요가 없다. 그러나 아직은 먼 미래에 가능할 것이라는 전망이 지배적이다. 조 교수는 “신장은 20여 종의 세포로 구성돼 있는데 이 세포들을 층층이 쌓는다고 살아 있는 신장이 되진 않는다”며 “각 세포를 어떻게 배양할지, 복잡한 혈관을 어떻게 재현할지 등 난관이 많다”고 설명했다.

3D 바이오 프린팅 기술은 첨단기술이기 때문에 아직 관련 규정이 미비하다. 3D 바이오 프린터가 설치된 연구시설에 대한 우수의약품 제조관리기준(GMP)이 마련되지 않은 게 대표적이다. 조 교수는 “식품의약품안전처와 협력해 올해 서울성모병원에 GMP 인증을 받은 3D 바이오 프린팅 연구시설을 세울 예정”이라고 했다.

임유 기자 freeu@hankyung.com