작성자: Chuck Hull
지난 11월 27일 금요일, 월터 아이작슨의 사회로 저(Chcuk Hull)와, 그리고 유나이티드 테라퓨틱스(UT)의 CEO Martine Rothblatt와 함께했던 Lake Nona Impact 포럼 발표 내용을 공유드립니다. 이번 발표는 의료 중심 포럼의 청중들에게 우리가 진행 중인 '3D 프린팅 이식용 폐' 프로그램의 최신 성과를 알리는 데 집중했으며, 발표 직후 기립 박수가 터져 나올 만큼 현장의 반응은 매우 뜨거웠습니다.
마틴 회장은 현재 말기 폐 질환으로 고통받는 환자가 30만 명에 달한다는 점을 짚으며 기술 개발의 시급성을 역설했습니다. 그녀는 3D 프린팅으로 제작된 폐 스캐폴드의 구조와, 그 안에 환자의 세포를 주입해 생명력을 불어넣는 과정을 상세히 설명했습니다. 특히 환자 본인의 세포를 활용해 거부 반응을 근본적으로 차단한다는 점이 핵심인데, 이는 평생 면역억제제를 복용하며 감염 위험에 노출되어야 했던 기존 장기 이식의 한계를 완벽히 보완하는 혁신적인 방식입니다. 또한 그녀는 대량의 폐를 공급할 수 있는 생산 시설과 이를 뒷받침할 3D 프린터 인프라에 대한 비전을 공유했으며, 간과 신장 등 타 장기 프로젝트에 대해서도 간략히 언급했습니다.
저는 주로 우리가 개발한 폐 지지체 전용 3D 프린터의 기술적 성취를 소개했습니다. 일반적인 3D 프린터의 한계를 넘어, 실제 폐 크기의 구조물을 젤리보다 부드러운 소재로 정밀하게 출력하기까지 겪었던 기술적 도전과 혁신 사례들을 다루었습니다. 이 장비는 광경화성 바이오잉크를 활용한 역방향 SLA 아키텍처를 기반으로 합니다. 수조 바닥의 유리판과 유연한 멤브레인을 통해 이미지를 투사하는데, 텍사스 인스트루먼트의 DMD 소자와 현미경 렌즈를 결합해 초미세 해상도를 구현했습니다. 특히 400만 화소의 이미지를 전체 평면에 '스크롤'하며 투사하는 방식을 적용해, 특정 픽셀의 오류로 인해 폐 구조가 막히거나 구멍이 생기는 결함을 원천적으로 방지했습니다. 이러한 공정을 통해 수만 개의 층을 쌓아 올려 전체 폐 지지체를 완성하게 됩니다.
바이오잉크 개발의 경우, UT는 필수적인 물리적·생물학적 특성에 집중했고 3D 시스템즈는 실제 출력 가능성에 초점을 맞췄습니다. 이 두 연구가 결합되어 마침내 최종 바이오잉크가 탄생했습니다. 출력물은 실제 폐 조직처럼 극도로 부드러운 성질을 띱니다. 보통의 3D 프린터는 적층 시 소재의 경도가 어느 정도 유지되어야 하지만, 폐의 미세한 구조는 기존 방식으로는 층을 형성할 때마다 쉽게 왜곡되거나 손상될 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 우리는 압력을 최소화하는 새로운 저전력 리코터 기술을 개발했습니다. 마지막으로, 기존의 표준 STL 파일 형식으로는 폐의 방대한 구조적 데이터를 감당하는 데 한계가 있었습니다. 이에 우리는 울프람(Mathematica)의 과학적 분석 역량과 드림웍스 애니메이션의 'OpenVDB' 포맷을 결합해 완전히 새로운 데이터 규격을 수립했습니다. 저는 이를 두고 "과학과 할리우드의 만남이 이식용 폐를 만든 것"이라고 정의하곤 합니다.
이러한 기술적 진보를 통해 3D 프린팅 폐 지지체 제작이 가능해졌으며, 현재 뉴햄프셔주 맨체스터의 UT 연구소에서는 24대의 프린터가 가동 중입니다. 물론 실제 이식 가능한 폐를 완성하기까지는 여전히 많은 연구 단계가 남아 있지만, 실제 크기의 지지체를 대량 출력할 수 있게 된 것은 재생 의료 분야의 중대한 이정표이자 우리 팀 모두가 자부심을 가질 만한 성과입니다. 아울러 발표 현장에서 제가 준비 중인 3D 프린팅 다큐멘터리의 티저 영상을 처음 공개했는데, 프로젝트의 취지를 전달하는 훌륭한 도입부가 되었습니다. 다큐멘터리가 완성되어 정식으로 소개하게 될 때 더 자세한 소식을 전해드리겠습니다.
