몸속 상황별 스스로 형태 변하는 4D프린팅..의료기술 혁신

3D 넘어서 바이오메딕기술 융합한 4D기술..국내 경제성장 및 고용증가 견인 예고
복지부 권덕철 차관 "해당분야 비롯 의료기기산업에 규제 중심 아닌 '지원 중심' 정책"

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[메디파나뉴스 = 서민지 기자] 4차산업혁명의 산물인 3D프린팅, 인공지능, IoT, 빅데이터 등과 바이오 및 보건의료기술과의 융복합으로 맞춤형 의료가 실현되고 있다.
 
여기에 그치지 않고 인쇄유연전자기술을 통해 질병을 조기에 진단·방어하는 '바이오메딕 4D프린팅 기술'의 시장 도입이 눈앞에 다가오면서, 보건의료분야의 새로운 패러다임을 제시할 것으로 전망된다.
 
해당 기술이 의료시장에 도입될 경우 대대적인 국가 경제 성장, 고용 증가는 물론 '건강과 수명 연장'이라는 인류 최대의 과제를 푸는 '키(key)' 역할을 해낼 것이란 기대가 모아지고 있다.
 
국회 4차산업특별위원회 소속 바른미래당 정병국 의원, 더불어민주당 박범계, 조승래, 윤일규 의원이 공동 개최한 플렉시블일렉트로닉스산업포럼에서 관련 전문가들이 이 같은 관측을 내놓으면서, 기술 혁신에 따른 규제 혁신이 필요하다고 강조했다.
 
 


현재 3D프린팅을 통해 치아는 물론, 피부, 관절, 장기, 심장판막까지 생산할 수 있으며, 살아있는 세포를 출력하는 기술로 신경조직까지 만들 수 있는 경지에 이르렀다.
 
여기에서 그치지 않고 열, 공기 등 주변 환경 또는 자극에 스스로 모양을 변경하고, 제조할 수 있는 '자가변형기능'을 탑재한 4D프린팅 기술이 새롭게 도입되고 있는 상황.
 
3D프린팅으로 만든 인공 뼈를 인체에 이식하기 위해서는 해당 부위를 절제하는 큰 수술을 시행해야 하나, 4D프린팅 기술을 접목할 경우 '플렉시블(유연)'한 특징으로 최소한의 절개 후 인체 요소와의 반응을 통해 원하는 부위에 원하는 크기로 접합 가능해지는 것이다.
 
또한 인공조직이나 장기, 치료기구의 크기가 체내 삽입 후에 커지도록 설계시 몸을 절개하는 수술 절차도 뛰어넘을 수 있을 것으로 보이며, 이를 통해 의료기술에 대 혁신이 일어날 것으로 관측되고 있다.
 
이 같은 혁신을 먼저 예측한 미국 등 선진국에서는 이미 바이오메딕 4D 프린팅산업에 대한 전문인력 양성, 기술개발 등에 막대한 투자를 이어가고 있다.
 
고가 항암신약 환자별 반응률 '천차만별'..4D로 자신에 딱맞는 신약 찾는다
 

성균관의대 삼성서울병원 윤엽 교수는 "현재 암환자 증가에 발맞춰 항암신약이 대거 등장하고 있으나, 약물치료가 안 되거나 부작용이 발생하는 경우가 매우 많다"면서 "개별 환자마다 유전자도 체질도 모두 달라 잘 듣는 약이 각기 다르기 때문"이라고 말했다.
 
윤 교수는 "의료현장에서 개별 환자마다 잘 맞는 약을 골라내서 치료 적중률을 높이는 플랫폼을 마련하는 것이 관건인데, '정밀의학'이란 화두를 실현할 수 있는 것이 바로 4D프린팅"이라고 강조했다.
 
4D프린팅을 통해 영상데이터, 유전체정보, 약물반응 정보가 종합적으로 있는 칩을 만들어 약물 스크리닝 툴을 마련하고, 개별환자에 가장 적합한 치료제를 선별하다는 의미다.
 
윤 교수는 "단순히 임상적 효과를 끌어올리는 데 국한되지 않고, 4D프린팅기술은 환자와 보험자, 정부에게도 많은 재정적 기여를 할 수 있을 것"이라며 "또한 국민 건강과 함께 새로운 산업창출의 기회가 될 것"이라고 전망했다.
 
질병 치료 효과를 극대화하는 것은 물론, 질병 예방과 차단까지도 가능하게 할 것이란 주장도 제기됐다.
 
성균관대 양자생명물리과학원 루크 리 교수는 "현재 바이오, 나노, 의학, 공학 기술을 융합한 첨단진단키트인 바이오칩을 개발 중이며, 이는 자신의 iPSC 세포배양을 통해 만들어진 인체 모든 기관을 칩 위에서 배양하는 원리"라고 설명했다.
 
이어 "환자로부터 체취한 생체시료가 미세유체채널이 접합된 바이오칩 위를 흘러다니면서 나노소자와 반응·측정돼 조기진단하는 것"이라며 "해당 환자의 혈액, 단백질, 유전체 등 데이터를 분석한 치료방법으로 예방과 조기치료가 가능한 것"이라고 부연했다.
 
'생태계'마련 필요한 분야..정부 대대적 투자 촉구
 
그러면서 이날 모인 관련 전문가들은 정부와 국회의 '생태계 조성'지원에 대해 한목소리를 냈다.
 

한밭대 김동수 교수는 "미국에서는 이미 FHEMII를 마련해서 개발부터 시작해서 상품화, 스탠다드(표준화)까지 전주기적 R&D를 지원하고 있다. 유럽에서도 2,500억원의 예산을 집중투자해 바이오 등 7개 카테고리의 연구를 시행 중"이라며 "우리나라도 늦었지만 이 분야에 대한 정부 지원이 필요하다"고 밝혔다.
 
정형외과 및 화상치료분야의 치료재료를 생산하는 의료기기업체 티엔엘 최윤소 대표는 "오는 2020년에는 피부친화적이면서 실시간 모니터링이 가능한 '스마트 패치' 시장이 44억불 규모로 성장할 전망"이라며 "이를 위해서는 생체정보를 수집하고 원격으로 전송할 수 있는 4D프린팅 기술이 필요하다"고 말했다.
 
그러면서 "정부에서 기술개발 지원 및 사업화 추진은 물론 개발품들이 조속히 시장에 나올 수 있도록 의료기기 허가규제를 철폐하고, 심사 기준을 완화하는 한편 심사 기간을 단축해달라"고 촉구했다.
 
한국전자통신연구원 이정익 본부장은 "산업이 돌아가게 하려면 소재, 부품, 공정, 장비, 응용까지 모두 연계돼야 하는만큼 정부, 공공기관 역할이 중요하다"면서 "미국 뿐 아니라 중국, 유럽, 대만, 인도까지도 허브 기관이 있는 상황에서 우리만 뒤쳐질 수 없다. 연구원에서도 미약하지만 플랫폼 시범사업을 시작으로 점차 플렉서블일렉트로닉스에 대한 사업을 확대할 것"이라고 말했다.
 
범정부적 지원 예고..복지부 "규제 아닌 지원 중심 정책 시행"
 
보건복지부 권덕철 차관은 "규제가 나오기전에 먼저 기술이 나오면 규제는 따라갈 수밖에 없다. 게다가 최근 국회에서 의료기기분야, 첨단 혁신분야에 대한 육성 및 지원법이 마련돼 여러 의료기기들이 첨단, 혁신 기기로 지정되면 건강보험에서 신의료기술 인정, 식약처 허가 등 많은 지원이 이어질 것"이라고 했다.
 
이어 "이번 포럼을 통해 바이오메딕 분야에서의 발전 제언을 수렴해 하위법령 등에 반영할 수 있도록 하겠다"면서 "바이오메딕 분야에서 4D프린팅이 구현되고, 새로운 신체 조직이 나올 때 인체에 어떻게 활용할지, 건강보험에서 어떻게 지원할지 등을 다룰 것"이라고 부연했다.
 
또한 권 차관은 "범부처로 의료기기 R&D 사업을 추진하기 위해 예비타당성 조사를 받고 있다"면서 "예타가 통과되면 범부처 차원의 적극 지원이 이어질 것이다. 복지부는 앞으로 규제 중심이 아닌 지원 중심으로 가겠다"고 강조했다.
 
복지부 모두순 의료기기팀장도 "과기부, 교육부, 산자부 등 범부처로 발전방안을 마련해나가겠다"고 말했고, 과기부 김성수 과학기술정책과장도 "미래전략 2045 등을 그리고 있는 단계인데, '4D프린팅'을 새 파트에 넣고 전략적 R&D 지원을 고민해볼 것"이라고 밝혔다. 
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