"줄기세포 구조물을 인쇄기로 찍어내"?

'3차 산업혁명' 부를 3D프린팅, 인체장기 생산에 도전장

'벽돌 찍어내듯 인체 장기조직을 찍어내는 기술'의 첫발을 내딛는 실험이 최초로 성공했다.

5일 영국 <BBC> 방송 등 외신들은 "배아줄기세포 구조물을 3차원 인쇄기(3D 프린터)로 인쇄하듯 만드는 실험이 성공했다"고 보도했다.

<BBC>는 "이번 실험은 영국의 과학자들이 주도한 것"이라면서 "이들은 3차원 프린팅 기술이 앞으로 인공장기를 만들어내는 원천기술이 될 것이라고 주장했다"고 전했다.

영국 헤리엇와트대의 윌 슈 교수가 이끄는 이번 연구팀은 "이 기술이 상용화되면 장기 기증이라는 게 필요없어질 것이며, 면역부작용도 없는 자기 신체 복제 장기를 만들 수 있다"면서 "멀지 않아 생체 조직검사용 정도의 세포 조직은 3D 프린터로 찍어낼 수 있다"고 말했다. 연구팀은 "이 정도 단계만 돼도, 신약 개발에 동물실험이 필요없게 된다"며 의미를 부여했다.

▲ '줄기세포 구조물' 인쇄 실험에 쓰인 3D 프린터.ⓒ헤리엇와트대

"인쇄 노즐 통과 뒤에도 분화능력 유지"

이번 연구 결과는 영국의 물리학협회가 발간하는 <바이오파브리케이션>에 논문으로 게재됐다.

논문에 따르면, 3D 프린터로 배아줄기세포 구조물을 찍어내는 과정은 잉크젯 프린터로 인쇄하는 것과 비슷하다. 줄기세포와 배양액을 섞은 '바이오잉크'로 매우 얇고 작은 세포 구조물을 찍어낸 것이다.

놀라운 것은 프린터 노즐을 통과한 배아줄기세포 99%가 어떤 장기조직의 세포로도 분화해나갈 능력을 잃지 않았다는 점이다.

하지만 연구팀이 말하는 '장기조직 인쇄' 시대가 현실화되기까지는 상당한 난관이 있고, 이런 난관을 모두 해결하기까지는 오랜 시간이 필요하다는 것이 전문가들의 대체적인 평가다.

줄기세포 전문 바이오텍 기업으로 이번 연구를 지원한 로슬린 셀랩의 대표 제이슨 킹은 <BBC> 인터뷰에서 "이번 실험은 장기적으로 매우 가치있는 성과를 가져올 과학적 진전이라는 점에서 의미가 있는 것"이라면서 "이번 실험을 계기로 장기적으로 동물실험이 필요없는 신뢰할 만한 신약 실험이 가능한 세포조직을 제공하고, 장기거부 반응을 일으키지 않는 장기를 인공적으로 만들어낼 시대가 올 것을 기대하고 , 그럴 것이라고 믿는다"고 말했다.

우주 기지 건설에도 3D 프린팅 기술 필수

이미 제조업계에서는 '3D 프린팅'은 '제3차 산업혁명'을 불러올 기술로 주목받고 있다. 건축업계에서는 타일 같은 것은 3D 프린터로 찍어내는 기술은 상용화됐으며, 의료계에서도 3D 프린터를 이용해 환자 맞춤 인공 턱뼈나 인공 치아를 제작하는 데 적용하고 있다.

국내에서 나로호가 발사된 다음 날인 지난 1월 31일 유럽우주기구(ESA)는 우주 탐사의 베이스캠프가 될 유인 달 기지 건설의 청사진을 발표했는데, 여기서도 주목받은 것은 3D 프린팅 기술이었다.

3D 프린터를 장착한 로봇이 달 표면의 암석들을 흡입·분쇄한 뒤 이를 블록 형태로 찍어내는 식으로 달 기지를 건설한다는 것이다. ESA는 이미 달의 토양과 비슷한 분말을 가지고 3D 프린터로 벽돌을 만드는 지상 실험도 했다.

우주개발 시대에 지구에서 필요한 자재를 가지고 가거나, 우주에서 채취한 광물을 지구로 가져오는 식으로는 막대한 물류비용이 들기 때문에 3D 프린팅은 필수적인 우주 기술로 활용될 수밖에 없다.

전문가들은 2030년까지 3D 프린터의 가격이 낮아지고 기술이 향상돼 대량생산 방식이 획기적으로 바뀔 것으로 예상하고 있다.

일각에서는 "총기 부품이나 총을 3D 프린터로 찍어내면 총기 규제는 불가능해진다"는 우려도 나오고 있다. 실제로 유튜브에서는 일부 총기 부품을 3D 프린팅으로 제작해 총기에 넣은 뒤 정상적으로 발사가 되는 모습을 담은 동영상도 나돌고 있다.