[첨단 헬로티]

3D프린터가 다양한 산업 분야에 활용되고 있다. 시장 규모 역시 점차 커지고 있는데, 다만 여전히 비싼 가격은 시장 규모 확대 속도를 더디게 하고 있다. 이런 이유로 가격 경쟁력을 갖춘 제품들이 하나 둘 나오고 있는 상황이다.

최근 카네기 멜론 대학의 연구진(이하 연구진)들은 표준 데스크톱 3D 프린터를 수정하여 저가의 3D 바이오 프린터를 개발했다. 그리고 누구나 이용할 수 있도록 오픈 소스를 발표했다. 이 같은 기술 개발과 공유는 앞으로 3D프린터 확대에 더욱 힘을 실어줄 수 있을 것으로 보인다.

▲3D 바이오 프린터에 적용되는 시린지 펌프 압출기 구조

연구진은 재료과학 및 공학(MSE) 및 생명공학(BME) 부교수 아담 파인버그(Adam Feinberg), 연구동료 TJ 힌트(TJ Hinton), 키라 푸쉬(Kira Pusch), MSE 학부 졸업생 등이다. 연구진들은 FDM(Fused Deposition Modeling)과 작동하는 대용량 시린지 펌프 압출기(Syringe pump extruder)를 개발했다.

이 기술이 핵심이 되는 이번 제품의 명칭은 ‘LVE(Large Volume Extruder: 시린지 기반의 대용량 압출기) 3D 바이오 프린터’이다. 제품 가격은 500달러(한화 약 55만원) 이하인데, 기존의 상업용 3D 바이오 프린터는 1만~2만 달러 정도의 가격대를 형성하고 있다.

기존의 바이오 프린터는 작은 생체 조직만 고해상도 인쇄가 가능하다는 한계가 있으며 용량 면에서 제한적이다. 반면 연구진이 개발한 LVE 3D 바이오 프린터는 더 큰 생체 조직도 높은 해상도로 인쇄가 가능하다.

▲3D 바이오 프린터로 인쇄한 결과물

연구진들은 바이오 잉크인 알지네이트(Alginate)와 연구소가 개발한 FRESH 기술을 가지고 시연해 보였다. 그 결과 LVE 3D 바이오 프린터는 인간 심장 전체에 걸친 큰 생체 조직을 고화질로 인쇄할 수 있었다.

* FRESH(freedom reversible embedding of suspended hydrogels)는 3D 프린터에 적합한 젤리 형태의 소재로 세포를 지지할 수 있는 일종의 젤리 같은 하이드로젤을 출력하는 것이며, 인체의 온도에서 녹는 젤리를 사용해 높은 온도에서 세포가 죽는 일을 방지한다.

연구진들은 그들의 기술을 오픈 소스로 발표함으로써 다른 연구진들도 이를 기반으로 더욱 더 확장 가능한 오픈 소스 생물의학 연구를 목표로 하고 있다. 기존의 상업용 3D 바이오 프린터는 독점 시스템으로 운영되고 있었으며 폐쇄형 소스 기반이라 수정하기 어려운 문제점을 가지고 있다.

<본 기사는 [머신앤툴 2018년 7월호]에 게재되었습니다.>