최근 개봉한 영화중 “공각기동대”라는 영화가 있다. 원래 만화로 제작된 것을 영화화한 것으로 인상적인 부분은 주인공은 두뇌만 살아있고 몸은 의체로 이루어진 병기이다. 여기서 주인공이 수술대에 누워 장기와 피부를 재생하는 모습이 나오기도 하는데 정말 만화에나 나올듯한 이야기지만 사실 먼미래의 이야기가 아니다.
이런 상상은 어떠한가?
늙어서 쭈글쭈글해진 피부를 한 순간에 젊은 피부로 바꾼다던지, 심장이 좀 좋지 않다면
필요에 따라 심장도 바꾸어 사용할 수 있다면 아마도 아주 오래전 유행한 “은하철도 999”에 나오는 철이가 염원하던 영원한 생명이 가능하게 될 수도 있을 것 같다는 생각이 든다
인간의 수명이 많이 연장되었다고는 하나 한계는 있고, 이 한계의 가장 흔한 원인으로는 병에서 유발되던, 사고나 노화의 결과이던 장기손상에 따른 것이다. 이에 많은 사람들이 장기이식에 많은 어려움을 겪고 있는데 장기이식 중에서도 우리주위에서 흔히 볼 수 있는 신장이식을 기다리는 사람만 미국에서는 한 해에 12만명이 넘고 매일 13명이 신장 이식 수술을 받지 못해 사망한다고 한다. 이런 점에서 반가운 소식이 있다. 우리의 미래를 변화시킬 또 하나의 기술 “ 3D 프린팅이다”
3D 프린팅은 디지털 디자인 데이터를 이용해 2차원 이미지를 3차원, 3D로 변환한 후 이 모양으로 고분자·금속·세라믹 같은 소재를 층층이 쌓아 실제 현실세계의 물건을 그대로 만드는 기술을 말한다.
중세 유럽에서 물과 공기, 불, 흙 등 4가지 구성비만 알면 원하는 물질을 마음대로 만들 수 있다는 연금술과 같은 것으로 21세기형 연금술이라고 할 수 있다. 이 3D프린팅을 가능하게한 3D프린터는 1984년 미국에서 처음 개발되었고 지금은 컴퓨터 기술을 통해 다양한 소재를 활용해 요리, 자동차, 보석, 핸드백, 자동차 부품, 시계, 신발 등 거의 모든 제품을 만들어낼 수 있다.
그럼 이 3D 프린터로 간이나 콩팥, 심장과 같은 인공장기도 만들수 있을까?
3D바이오프린팅 기술로 만든 안면 일부와 귀. 인간의 세포나 단백질 등을 배양한 재료를 쌓아올려 만든다. 출처: 노트업
조류(algae) 등 다종의 세포를 이용해 만든 바이오 잉크(bioink)에 연골 세포를 넣어 원하는 모양의 연골조직을 만들어낼수 있으며. 바이오잉크는 인공장기나 피부 같은 세포 구조체을 만들 수 있는 원료로 바이오잉크를 사용하면 동맥, 간, 신장, 피부, 심지어 심장까지 3D 프린터로 만들어낼 수 있다고 한다. 하지만 아직은 이식가능한 단계는 아니다.
위와 같은 바이오프린팅 개념은 2000년대 후반에 나왔다. 2008년 일본 도야마대의 마코토 나카무라 교수는 잉크젯 프린터의 잉크 입자 크기가 사람 세포와 비슷하다는 점에 착안해 인체 조직이나 장기를 찍어내는 최초의 3D 바이오 프린터를 개발했다.
또한2016년 12월 미국 바이오벤처 오가노보는 사람의 간 조직을 3D 프린터로 찍어내 쥐에 이식하는 데 성공했다. 앞서 작년 2월에는 미국 웨이크 포레스트대의 앤서니 아탈라 교수와 강현욱 박사(현 울산과기대 교수)가 인체 세포로 찍어낸 사람 귀를 쥐에 이식했다. 강현욱 교수는 "귀를 인쇄할 때 미세한 통로를 만들어 나중에 쥐의 몸에서 혈관이 쉽게 자라도록 했다"고 말했다. 최근에는 중국에서 원숭이에 대한 혈관 이식이 성공했다는 소식이 있었으며 이는 사람과 같은 영장류에서도 성공하였다는 점에서 관심이 높았다.
이러한 이식외에도 바이오프린팅에 대한 여러가지 긍정적인 사례가 있다. 시각장애자를 위해서 뱃속의 태아를 모습 그대로 구현한다던지, 종양으로 인해 얼굴일부분을 잃게된 사람에게 얼굴을 똑 같이 만들어 새삶을 살도록 해주기도 하고, 사고로 인해 함몰된 두개골을 똑같이 복원해주는 등 우리의 건강에 많은 역할을 하고 있으며 미래에는 더욱더 그러할 것이라고 예상된다.
하지만 여러 가지 면에서 준비해야 하고 조심해야 할 것이 많다.
먼저 윤리적인 면이다. 생물종의 질서를 혼란케 하고, 자연의 섭리를 파괴하는 것, 도덕적으로 나쁜 것이라는 생각이 중심이 되어 있는 생명윤리문제의 논란이 있다. 그러나 과학이 발달하고 의학적 환경이 달라진 지금 기존의 윤리의식에 갇히어 변화하는 세상에서 누군가의 생명을 담보로 설왕설래할 필요는 없다고 생각된다. 교통사고나 화재사고를 당한 증증환자등에게서 그들이 얻을수 있는 새로운 삶을 빼앗을 권리는 없다는 것이다. 하지만 쉽게 대체될 수 있는 장기라는 시각으로 인해, 인간의 몸을 부품으로 보는 경향이 생겨날 수 있다는 점은 무시할수 없다.. 컬러인쇄술의 발달이 위조지폐 문제를 불러일으킨 것처럼 3D프린팅 된 위조 장기들이 거래될 수도 있기 때문이다.
또 다른 면으로는 개인 3D프린터 시장이 열리게 되면 안전에 대한 문제가 생긴다.
캐나다출신 SF소설가 코리 닥터로우는 지난 2006년 1월 발표한 단편소설 ‘프린트범죄(Printcrime)’ 통해 3D프린팅이 가져올 문제점을 지적했다 여기서는 불법 복제된 의약품으로 인한 범죄를 다루고 있고 또한 불법 총기제작은 이미 실현가능한 수준이라고 한다. 안전에 관한 기준이 정해지지 않는다면 범죄자는 자신들의 이익을 위해 3D프린팅 기술을 적용하는 요령을 신속하게 습득할 것이며 이는 우리의 행복한 생활에 악영향을 미칠것이다.
이러한 문제점에 대한 대안도 준비되어야 하겠지만 3D프린팅의 결과물에 대한 책임소재나 저작권에 대한 법적인 조치도 준비되어야 한다.
지금 선진국인 EU나 미국은 3D프린팅 기술의 보건산업 적용이 확대됨에 따라 관련 규정을 개정하고 공청회를 여는 등 점진적 변화를 추구하고 있다고 한다.
칼럼 소개
미래는 과연 어떤 모습일까? 3D 프린트는 우리를 어떻게 변화시킬까? 생각해보며 읽어 나가길 바란다.
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