연구실 떠난 3D 바이오프린팅…임상·상업화 단계로 진입

(그래픽=신미영 기자 win8226@)

국내 바이오 분야에서 3D(3차원) 바이오프린팅이 연구실을 넘어 임상과 상업화 단계로 이동하고 있다. 미래 의료의 상징으로만 거론되던 기술이 최근엔 실제 치료 현장에 적용되고 제품과 매출로 이어지며 자리를 잡고 있다.

18일 바이오업계에 따르면 국내에서는 티앤알바이오팹, 로킷헬스케어, 시지바이오가 3D 바이오프린팅 시장을 공략하며 존재감을 키우고 있다. 3D 바이오프린팅은 생체적합성 재료와 살아있는 세포를 이용해 적층 방식으로 3차원 구조체를 제작하는 기술이다.

시장 규모는 작지만 꾸준히 성장하고 있다. 시장조사기관 글로벌 마켓인사이트에 따르면 3D 바이오프린터, 바이오잉크, 소프트웨어 및 소모품으로 구성된 3D 바이오프린팅 시장은 2023년 16억 달러(약 2조3000억 원)에서 2032년까지 연평균 16.7% 성장해 65억 달러(약 9조6000억 원) 규모로 확대될 전망이다.

이 같은 흐름에 맞춰 국내 기업들도 개발에 속도를 내고 있다. 티앤알바이오팹은 3D 바이오프린터와 바이오잉크, 세포 프린팅 기술을 개발해 연구·의료 현장에 공급하고 있다. 특히 지난해 미국 식품의약국(FDA)에 품목허가를 신청한 두개골 재생용 임플란트 ‘TnR CFI’의 결과를 기다리고 있다. 이 제품은 3D 프린팅 기술로 제작한 골조직 재생용 인공지지체다. 생체분해성 고분자와 인체 뼈 구성 성분과 유사한 물질로 만들어져 시간이 지나면 체내에서 흡수되며 환자의 실제 뼈로 대체되도록 설계됐다.

국내와 중국에서는 이미 판매 중이고 국내에서 1만7000명 이상에게 시술되며 안전성을 입증했다. 지난달에는 3D 프린팅 기반 연조직 보강 의료기기의 국내 허가를 받기도 했다. 이외에도 회사는 유도만능줄기세포(iPSC) 기반 세포외기질(ECM) 바이오잉크를 활용한 인공혈관과 혈관화 오가노이드 개발도 진행 중이다.

로킷헬스케어는 3D 바이오프린팅 기술을 활용해 당뇨발 치료 제품을 개발했다. 상처를 3D 스캔해 AI로 분석한 뒤 환자의 지방에서 추출한 자가 세포외기질(ECM)을 바이오잉크로 만들어 환자 맞춤형 패치를 출력·부착하는 방식이다. 전 과정은 약 1시간 내에 완료된다. 이 기술은 미국 대형 3차 병원에서 공공보험 수가로 인정받았고 이스라엘 최대 공보험 기관에서도 공보험 등재를 위한 최종 파일럿 스터디 승인을 받았다. 실적도 개선될 전망이다. 지난해 매출은 230억 원으로 예상되며 흑자 전환도 기대하고 있다.

시지바이오는 3D 프린터로 제조한 환자 맞춤형 의료기기 ‘이지 메이드(광대뼈 재건)’, ‘이지 메이드 CF(두개악안면골)’, ‘이지 메이드 OS(골 결손 부위)’ 등을 보유하고 있다. 이들 제품은 생체분해성 폴리머(PCL)와 생체활성 세라믹(BGS-7)을 재료로 사용해 3D 프린팅 공정 기술을 적용해 적응증에 맞는 형태로 제작돼 환자에게 이식된다. 환자의 임상적 특성을 반영해 맞춤 제작되는 만큼 부작용이 적고 시술 후 회복이 빠르며 생체친화성도 뛰어나다.

업계에서는 3D 바이오프린팅의 강점으로 환자 맞춤형 치료와 조직 재생 중심의 접근을 꼽는다. 인공 구조물을 영구적으로 남기는 방식에서 벗어나 치료 이후에는 자연 조직으로 대체되는 구조를 구현할 수 있다는 점에서 기존 의료기기와 차별화된다는 평가다. 향후에는 인공혈관, 오가노이드, 장기 재생 등으로 적용 범위가 확대될 것으로 기대하고 있다.