3D 프린터로 인공장기를 만들 수 있다?

2013년 영국에서는 신장 2m의 바이오닉맨렉스가 등장했죠.

그의 몸은 인공피부, 인공심장 그리고 팔, 다리 등 인공장기로 구성됐죠.

그리고 이에 멈추지 않고 인공장기 개발은 계속되고 있는데요.

머리부터 발끝까지 전신에 걸쳐 그 범위를 넓혀가고 있는 건 물론 실제 장기와 다름없이 기능할 수 있도록 계속 진화하고 있죠.

인공장기를 만드는 방법 중 하나인 세포배양방식은 실제 세포를 하나의 장기로 성장시키는 방식이라고 해요.

주로 줄기세포나 피부세포를 배양해 만드는데 이 방식은 인공장기 환자와 유전적으로 일치하기 때문에 거부반응이 적다는 것이 가장 큰 특징이죠.

또 다른 방법인 3D프린터는 본래 기업에서 시제품을 만들기 위한 용도로 개발됐지만 기술이 급속도로 발전하면서 의료계에서도 활용도가 점차 높아지고 있죠.

일명 맞춤형 장기로 불리기도 하는 3D프린팅 인공장기 중에는 생분해성 고분자를 이용한 바이오프린팅 기술이 있죠.

예를 들어 안구 밑 뼈가 많이 손실된 경우 비대칭 모양인 환자의 얼굴을 복원하기 위해서 기존에는 환자의 갈비뼈나 다리뼈에서 추출한 뼈를 깎아 끼우는 방식을 활용했죠.

하지만 3D 바이오프린팅을 이용한 인공 보형물을 이용한다면 환자의 수술부위를 완벽하게 재건하면서 수술 시간을 대폭 단축해 환자의 고통을 덜어줄 수 있다고 해요.

또 생분해성 소재로 만들어져 2~3년간 형태가 유지되다가 자기조직이 복구되면 체내에서 안전하게 분해된다는 장점이 있죠.

3D프린터를 이용한 바이오기술은 여기서 더 나아가 세포프린팅기술로 확장시킬 수 있죠.

세포프린팅기술에서 가장 중요한 것은 바이오잉크겠죠.

인체세포를 포함한, 즉 살아있는 세포를 잉크로 사용하게 되죠.

이는 신체이식 후 거부반응이 거의 없다는 점에서 신체 일부나 장기를 만드는 데 가장 적합하다고 할 수 있죠.

실제로 3D프린터기가 세포가 섞인 잉크를 쌓아올려 인공 귀를 만드는 데 성공한 사례가 있는데요.

이렇게 만들어진 귀는 실제 쥐에 이식해 2개월 후 확인해 보니 이식된 귀에서는 귀의 혈관이 새로 자라났고 근육의 기능도 정상적으로 작동했다고 해요.

인공장기의 가능성을 보여준 사례라고 할 수 있죠.

뿐만 아니라 세포프린팅 기술을 이용해 간, 신장의 유사장기를 만드는 데 성공하기도 했죠.

이러한 유사장기는 현재 신약실험이나 동물실험 대체용으로 활용되거나 또 독성실험에 아주 유용하게 쓰이고 있다고 해요.

장기가 완전히 손상된 경우뿐 아니라 부분 손상되거나 일부에 병변이 발생했을 때도 세포프린팅 기술은 유용하게 활용할 수 있다고 해요.

환자에게 반창고를 붙이듯이 세포를 패치 형태로 프린트해 붙이면 패치의 세포가 병변 부위에 침투해 조직을 재생하고 혈관을 생성해 주는 기능을 하게 되는 거죠.

실제로 바이오잉크에 심근세포와 줄기세포들을 같이 봉입을 해서 패치 형태로 프린팅해 심근경색을 유발한 쥐에다가 부착을 했더니 심근벽이 다시 두터워지면서 심장이 제 기능을 하는 것을 확인할 수 있었다고 해요.