3D프린팅 '의료혁명' 이끈다

인체조직 무한생산 장기이식 신기원… 수술 시뮬레이션 응용 의료사고 예방

▲국내 의료계에서도 3D프린팅 기술을 활용해 수술 시뮬레이션을 진행, 수술 성공률 향상을 꾀하고 있다. 3D프린터로 만든 뼈 모형이 지난 26일(현지시간) 중국 상하이에서 열린 헬스케어 박람회에 전시돼 있다. 상하이/신화연합뉴스

3D프린팅 산업이 최근 전 세계를 뒤흔들고 있다. 기존 산업의 패러다임을 변화시켜 주력산업의 고부가 가치화, 기업 제조 경쟁력 강화를 촉진할 핵심 기술로 각광받고 있다. 특히 많은 적용 분야 가운데서도 인간의 수명을 다루는 의료산업 분야에서 혁명적인 전환점을 불러일으킬 것이라는 전망이 나오고 있다.

29일 미국 시장조사업체 캐널리스에 따르면 오는 2018년 3D프린팅 시장 규모는 162억달러로 지난해 25억달러보다 약 6.2배 성장할 것으로 예측됐다. 연평균 성장률은 45.7%이며, 5년간 성장률은 무려 500%에 달한다. 올해 시장 규모도 38억달러로 전년 대비 52% 성장할 것으로 예상되는 등 3D프린팅 시장은 급속도로 팽창하고 있다.

많은 분야 중에서도 특히 3D프린팅 기술은 의료 분야에 혁신을 가져올 것으로 주목받고 있다. 가용원료가 확대됨에 따라 의료비용 절감, 개인 맞춤형 의료제품에 대한 잠재 수요가 점차 높아지고 있기 때문이다. 기술력 측면에서도 10년 내 면역거부 반응이 없는 인공심장 이식이 가능할 것으로 여겨질 만큼 전망이 밝다. 인공 심장판막, 정맥 등 여러 인체 장기들도 3D프린터로 출력할 수 있는 시대가 가까워지고 있는 셈이다.

미국 컨설팅기업 홀러스(Wohlers)가 2012년 발표한 자료에 따르면 3D프린팅 기술의 활용 분야 중 보건산업(의료ㆍ치과)은 15.1%를 차지하며 소비재ㆍ전자제품(20.3%), 자동차ㆍ운송(19.5%)에 이어 세 번째로 높은 비율을 차지했다. 이에 앞으로 인체조직과 세포를 재료로 인공장기 생산이 가능해질 경우, 3D프린팅 기술은 의료산업의 혁명적인 전환점이 될 것이라는 분석도 나온다.

한국보건산업진흥원에 따르면 현재 3D프린팅 기술의 의료산업 분야 적용은 크게 3가지로 분류된다. 가상 시뮬레이션을 통한 수술 성공률 향상, 개인맞춤형 의료 보형물 제작, 의료인력 교육 실습을 통한 고급인력 양성 등이다. 이 중 가상 시뮬레이션에 대한 최초 사례로는 2002년 미국 캘리포니아주립의대에서 시행됐던 샴쌍둥이 분리수술을 들 수 있다. 과거 100시간이 걸렸던 분리수술이 MRI로 찍은 영상을 3D프린터로 인쇄, 예행연습 후 진행하자 22시간 만에 마무리된 것. 한국생산기술연구원 박석희 박사는 최근 기고한 글에서 “이 같은 수술 시뮬레이션 응용은 현재까지도 복잡한 외과 수술로 인한 의료사고 예방과 효율성을 증대시키는 데 큰 역할을 하고 있다”고 설명했다.

3D프린팅을 통한 맞춤형 의료 보형물도 의료산업을 획기적으로 변화시킬 것으로 전망된다. 최근 3D프린터로 출력한 인공 코와 콧구멍, 기도 지지대를 활용하는 수술이 진행돼 성공적으로 끝난 바 있다. 향후 3D프린터와 세포ㆍ조직을 결합해 생체조직을 재생하는 ‘바이오 프린팅’도 의료 산업계가 기대를 걸고 있는 분야다.

아직까지 3D프린팅 활용 기술들은 더 많은 연구가 필요한 상황이다. 하지만 3D프린팅 기술이 새로운 의료산업 비즈니스 창출을 가능하게 할 것이라는 전망은 뚜렷하다. 한국보건산업진흥원 이승재 연구원은 ‘보건산업 도약의 기회 만들 정책적 지원 필요’라는 기고글에서 3D프린팅 활용 기술이 의료의 질을 향상시킬 뿐만 아니라 의료 산업계의 고급인력 수요도 증가시킬 것으로 내다봤다.

이 연구원은 “현재 의료산업 일부에서 제한적으로 사용되고 있는 3D프린팅 기술은 궁극적으로 개인 맞춤형 조직이나 인공장기 생산 시스템으로 발전할 가능성이 다분하다”며 “세계 최고 ICT인프라를 보유하고 있는 우리나라는 3D프린팅 기술을 이용한 의료산업 활용에서 경쟁우위를 지니고 있어 이를 극대화하기 위한 정책적 고려가 이뤄져야 한다”고 주장했다.