3D 바이오프린터로 인공 피부와 뼈를…

달과 화성 진출 계획 등 지구와 전혀 환경이 다른 우주에는 수많은 위험 요소가 있다. 이런 가운데 의료 기술이 한정된 우주에서 피부 이식이나 뼈 이식을 위해 새롭게 인간의 혈장을 재료 삼아 3D프린터로 피부와 뼈를 만들어내는 기술이 개발됐다.

화성 이주 계획 등 우주로 이민을 가려는 기술이 발전하고 있지만 아직까지 인류가 우주에서 생활하려면 많은 위험이 뒤따른다. 우주선은 공간이 한정적인 탓에 필요한 의약품을 모두 가져갈 수 없는 것도 문제. 예를 들어 우주에서 화상을 입고 피부 이식이 필요하거나 골절이 발생해 뼈 이식이 필요할 수도 있다. 이런 경우 해결 수단으로 고안한 게 3D프린터로 피부와 뼈를 만들어 이식하는 것이다.

화상이나 골절 등으로 우주비행사 신체 일부를 이식하는 경우 이식 부위가 우주 환경에서 치료하지 못할 가능성도 있지만 3D 바이오 프린팅이라면 이런 2차적 손상을 막을 수 있다. 3D 바이오 프린팅은 혈장 등 우주비행사 본인 생체 재료를 이용하기 때문에 거부 반응도 없다.

드레스덴대학병원 연구팀과 국제우주정거장 탑재를 목적으로 한 대형 미소중력용 3D프린터 개발사인 OHB시스템AG(OHB System AG)가 3D 바이오 프린팅한 뼈와 피부 샘플을 발표한 것도 이런 이유에서다.

연구팀은 바이오 프린트한 피부 세포는 인간 혈장을 영양이 풍부한 바이오 잉크로 이용한다. 미션을 수행하는 승무원으로부터 얻을 수 있는 것이다. 혈장은 액체이기 때문에 지구와 중력이 다른 환경에선 잘 작동하지 않지만 연구팀은 여기에 셀룰로오스와 알긴산을 추가해 점도를 높였다. 자급자족이 요구되는 우주에서 우주비행사는 이런 물질을 식물과 조류에서 얻을 수 있다.

바이오 프린팅의 우주 실현 가능 여부를 확인하기 위해 피부와 뼈 샘플 출력은 거꾸로 이뤄진 상태에서 만들었다. 다음엔 마이너스 1G 환경에서도 오랜 시간에 걸쳐 실험을 진행할 예정이라고 한다.

영상을 보면 실제 3D 바이오 프린터로 바이오잉크를 거듭 겹치면서 두꺼운 피부를 만든다. 뼈 역시 피부를 프린트할 때와 마찬가지로 투명 소재와 하얀 불투명 소재를 함께 이용한다. 불투명한 소재는 바이오 잉크에 인산을 더해 강도를 높인 것이다. 뼈대는 강도가 요구되기 때문에 바이오잉크 2종을 쓴다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.