30년 전 처음 소개됐던 3D 프린팅은 프로토타입의 모형 제작에만 주로 사용됐다. 모형을 제작하는 데도 시간과 비용이 많이 들기 때문에 이는 아주 유용한 방식이었다. 그러나 기술 및 소재의 발전으로 이제는 건물건축, 복잡한 자동차, 항공기부품, 인체조직까지 쓰이지 않는 곳이 없다.
그래서 주요 3D 프린팅 업체들은 3D 제조기술을 손에 쥐는데 여력을 집중하고 있다. 대표적으로 독일의 화학기업인 BASF는 3D프린팅 원료 생산업체를 인수했고, 지멘스는 3D 프린팅에 사용되는 가스터빈을 개선하는 기술에 투자했다. 그리고 리코(Ricoh)는 3D프린터 제조회사를 인수하고자 18억 달러를 내놓기도 했다.
3D 프린팅 기술은 여러 산업에서 다양하게 활용되고 있지만 그 중에서도 자동차산업이 가장 눈에 뛴다. 기존에는 자동차 부품들을 결합하기 위해서는 수많은 볼트가 필요했지만 적층(Addictive Manufacturing) 방식인 3D 프린터가 도입되면 크기와 형태에 관계없이 일체형 부품을 생산할 수 있기 때문이다.
자동차에 이어 3D 프린팅 기술의 놀라움은 바이오 산업에까지 진출하고 있다는 사실이다. 치과용 치아는 너무 기본이고, 인체조직인 인간의 장기도 만들 수 있는 날이 머지 않았다.
이와 관련, WFIRMWake Forest Institute of Regenerative Medicine의 연구진이 새로운 3D 바이오 프린팅 기술을 개발했는데, 이 기술을 활용하면 피부 이식 치료 효과를 증대시킬 수 있다고 한다.
최근 시도되는 피부 이식 치료는 섬유 모세포fibroblast와 각질 형성 세포keratinocyte라는 두 가지 피부 세포를 배양하여 환자에게 이식하는 방법이다. 그런데 이 두 세포를 배양한 피부를 환부에 맞춰 시술하기가 까다롭다.
WFIRM의 연구팀이 개발한 기술은 3D 스캐너와 3D 프린터를 활용하여 환부에 맞춤형으로 제작하는 방식이다. 핸즈헬드 3D 스캐너로 전체 상처를 캡처하여 상처의 컴퓨터 모델을 생성하면, XYZ 방향으로 움직일 수 있는 프린터 헤드가 환자의 위에서 움직여 진피층과 표피층에 맞춰 상처에 새로운 피부를 인쇄하는 방법이다.
3D 프린터가 환자의 환부에 인쇄하는 것은 하이드로 젤이다. 섬유 모세포fibroblast와 각질 형성 세포를 포함한 이 하이드로 젤이 환부에서 피부 구조를 복제하고, 정상적인 피부 기능의 치유를 촉진하게 되는 것이다.
WFIRM의 Anthony Atala 이사는 “이 기술은 큰 상처, 혹은 화상으로 어려움에 처한 환자들을 더욱 괴롭히는 피부 이식의 고통을 줄여줄 잠재력을 갖고 있다”고 말했다.
