3D프린팅, 혁명인가 거품인가

[남지]

2013년초 미국 오바바 대통령의 연두 회견에서 3D프린팅이 언급되면서 세계는 그야말로 3D 프린팅에 대한 열풍이 계속 이어지고 있습니다.

3D프린터(출력 장치)는 물론 3D스캐너(입력 장치)와 3D디자인 즉 저작도구인 3D모델러, 그리고 3D프린터에 사용될 소재(플라스틱, 티타늄 등....) 산업에 큰 영향을 주기 때문에, 일자리에 큰 혁명이 올 것입니다.

3D프린팅 산업을 논할 때에 3D프린에만 흥미를 갖는 경향이 있는데, 일반인들이 관심을 가지려면 3D프린터가 아니라 3D모델링에 시간 투자를 해야만 합니다. 개인이 3D프린터를 개발하고 조립하여 판매하는 게 아니라 이용만 할 것이기 때문이죠.

프린터는 알아서 출력해 주는 장치(집에 있는 프린터를 생각하세요)이지 모든 것을 해결하는 도께비 방망이가 아닙니다. 집에 2D프린터에 보낼 엑셀 파일, 파워포인트 파일 작성을 잘 해야 하듯이 그 내용물 즉 3D컨텐츠를 잘 작성(제작)하는 게 더욱 중요하지요. 3D프린터가 고가라서 구입이 어려우면 팝랩서울 이나 국립과천과학관에 가면 출력할 수 있는데, 당연히 출력할 디자인 파일을 가져가야 합니다. 무한상상, 두뇌폭발, 상상하는 것을 3D몯델러로 디자인 하여 3D프린터로 출력하기 바랍니다. 출력 후 더 좋은 아이디어가 나면 디자인을 보완하고 다듬어서 최종 디자인 결과물을 3D프린터로 출력하세요.

* 그리고 아무리 디자인을 잘 하였다해도 화면 상의 디자인(디지털 파일)이 아닌, 출력을 할 경우(물리적 파일)에는 면 터짐 등 에러가 날 가능성이 크기 때문에 여러 유틸리티 프로그램으로 에러를 제거 후에 출력해야 합니다. 

* 디자인 :  디자인 시장을 가구, 금형, 피규어 등으로 국한하지 말고 더 크게 보시기 바랍니다.

                아래 참조.

3D프린팅은 금형 산업 즉 뿌리산업에 영향이 크며, 앞으로 바이오 산업에는 지대한 영향을 끼칠 것입니다.

3D 바이오 프린터가 속속 개발되고 있으며, 그에 맞는 바이어 모델러 개발도 박차를 가하는 중 입니다.

포브스 에 따르면

전세계 보청기 95% 를 3D프린터로 제작 중이며, 의족, 의수 등 각종 보철 분야에서 3D프린팅 기술이 다양하게 활용 중입니다.

 

국내 H 성형외과 에서는

3D프린터로 보형물을 제작하여 잘못 깎여나간 턱뻐, 광대뻐 등을 접합시켜 원래 형태대로 되돌려 놓는 시술을 적용하기 시작했고, 3D프린터의 정밀도 는 단층촬영의 20~100 배 높아서 미세한 뼈의 굴곡까지도 재현하는 보형물 제작이 가능하게 되었습니다.

 

2013.11 에는 서울성모병원, 포스텍에서

3D프린팅 기술로 기도 지지대를 개발하여 안면 기형 환자인 몽골 소년에게 이식한 바도 있습니다.

 

* 바이오 프린팅 :

생체 재료를 잉크처럼 사용하여 신체의 일부 즉 줄기세포, 생체조직을 출력하여 살아 있는 세포를 포함한 젤(gel)을 분사하는 방식으로 쌓아 올림으로써 세포는 이 형태대로 증식해 실질적인 인체기관의 역할을 하는 것을 가능하게 합니다. 3D프린터 만 있어서 되는 게 아니라, 3D모델러에서 먼저 디자인/시뮬레이션을 한 뒤에 3D프린터로 출력하게 됩니다.

 

루이빌 대학, 장기 출력 :

3d프린터를 이용하여 심장에 필요한 관상동맥(심장에서 혈액과 산소를 전달하는 동맥)과 작은 혈관의 일부를 개발하는 데 성공. 약 10년 내에 세포를 사용해 3D 프린터로 이식용 인공심장 만들기가 가능할 것으로 예상하고 있습니다.

 

미국의 어떤 연구소에서는 인간의 심장판막을 만드는 데 성공했기 때문에 앞으로는 장기 이식을 위해 수년을 기다리는 문제는 해결될 것으로 보입니다. 이 경우에 자신의 세포이므로 거부 반응이 적어, 평생동안 면역 억제제 등 약물에 의존하는 생활을 할 필요가 없는 등 바이오 산업에는 3D 프린팅 기술이 큰 영향을 끼치게 될 것입니다.

 

난제 :

3D 프린터로 프린트된 세포 조직을 계속 살아있게 하는 방법을 위해 아직 많은 연구가 필요합니다.

심장 기능을 대행하는 복잡한 장기에 산소를 지속적으로 공급할 수 있는 기술이 현재 기술로는 부족하여 출력한 세포가 수십 분 밖에 살아 있지 못하지만, 세포에 산소를 공급할 수 있는 기술 등 세포를 살아있게 하는 기술들이 개발된다면 3D프린팅은 의학계에 혁명을 가져다 줄 것입니다.

 

신약 개발 : 

신약을 개발하는 데도 3D프린팅 기술은 크게 유용할 것으로 보입니다. 신약 후보들이 임상시험 단계에서 탈락하는 가장 흔한 이유 중 하나가 간에 미치는 독성을 증명하지 못해서 입니다.

바이오 프린팅을 이용해 인간의 간에 해당하는 작은 조직을 만들어 낼 수 있다면, 신약의 독성에 대해 훨씬 더 풍부하고 신뢰 높은 자료를 빠르게 얻어낼 수 있게 되겠지요. 

미국의 바이오 프린팅 기업인 오가노보는 “3D프린터로 만든 간조직을 신약 등 의약품 개발에쓰이는 생물학 시료 제품으로 시장에 내놓겠다”고 발표하는 등 지구촌이 지금 3D 프린팅에 총력을 기울이고 있습니다.

 

영국 등에서는 초등학교 정규교육 과목에 3D 프린팅과 프로그래밍 코딩을 넣었는데, 우리나라의 경우 이제서야 발동이 걸렸습니다. 세계 8대 3D프린팅 국가인데 기술수준이 아직은 높지 않은 단계입니다만 한 번 착수하면 경쟁국을 추월하는 데 있어서 일가견이 있는 대한민국, 서둘러야 합니다. 세계 주요 3대 기업이 3D프린팅 특허를 싹쓰리 한 상태라서 후발주자는 따라가기 쉽지 않기 때문이지요.

 

미래창조과학부, 산업통상부 주관으로 미래 먹거리인 3D 프린팅 산업 육성 및 저변확대, 교육 등에 투자를 할 예정입니다만 결국은 기업이 앞장서서 연구개발 및 마케팅을 해야 하고, 정부는 인프라 구축 등에 노력을 해야 할 시점이라 하겠습니다.