“3D 프린팅 기반 의료제품산업이 성장하려면”

4차산업은 융합산업

최근 내외부적으로 ‘4차 산업혁명’이라는 말을 자주 듣는다. 문재인 정부가 제시한 혁신 패러다임이다. 하지만, 도대체 4차 산업이라는 것이 무엇인지, 어느 산업이 포함되는 것인지 모호하게 느껴진다. 여러 정보를 확인해 내린 결론은 ‘4차 산업은 융합산업’이라는 것이다.

3D 프린팅 기반 제품의 재발견

3D 프린팅 역시 이런 흐름 속에 자연스럽게 편승한 하나의 기술이다. 몇 년 전 기존 제조공정으로 여러 부품을 만들어 조립해서 만들던 하나의 완성품을 3D 프린팅으로 한 번에 만들어냈다는 기사가 언론을 통해 노출되기 시작했을 때, 관련 엔지니어들을 제외하고는 시장에서 많은 관심을 받지 못했다. 어차피 하나의 사물을 만들어내는 과정에 있어서 무엇으로 만드는지는 큰 관심사가 아니었다. 그런데 이 3D 프린팅 기술이 우리의 생활에 들어오면서 상황은 서서히 바뀌기 시작했다. 제품의 생산 단가를 낮추기 시작했고, 시제품을 만들기 위해 비싼 금형을 제작하는 것을 대체했으며, 제조 기간의 단축 및 재고를 쌓아두고 기성품을 사용하는 것에서 나만이 소유할 수 있는 맞춤형 제품이 출시되기 시작했다. 그리고 이런 기술과 맞물려 기존 제품을 3차원 스캐닝해 역설계, 프린팅된 제품의 품질관리를 위한 시장이 형성되기 시작했다. 새로운 기술의 등장은 항상 규제라는 장벽에 도달하는데, 대통령 직속 4차산업혁명위원회에서는 지난 10월 23~24일 장병규 위원장을 주축으로 첫 회의를 하고 여러 현안에 대한 의견을 청취했고, 그중 스타트업 규제와 관련된 내용이 포함됐다.

글로벌 연구조사기관인 Research N Reports의 최근 보고서에 따르면 의료 분야의 3D 프린팅 시장은 2021년까지 연평균 44%로 매년 증가할 것으로 전망하고 있다. 또한, 최근 몇 년 동안 우리는 종종 언론을 통해 3D 프린팅으로 제작된 의료제품이 수술에 성공했다는 내용을 접하며 살고 있다.

빠르게 성장하는 국내 의료용 3D 프린팅 기술

앞으로는 많은 전문가가 예상하듯 신체 장기의 세포를 프린팅해 대체하는 시기도 곧 다가올 것으로 생각된다. 이런 어느 특정 기술, 나아가서는 특정 산업이 활성화되는 데 있어 정부의 역할이 매우 중요하다. 세계적으로 주목받기 시작하는 산업은 국가별로 선도적인 위치를 선점하기 위해 물밑에서 매우 발 빠르게 움직이고 있고 이는 결국 국가의 위상과 경제적인 효과를 얻기 위함은 이견이 없을 것이다.

보건의료분야에서 3D 프린팅 기술은 매우 빠르게 발전하고 있다. 금속을 소재로 하는 맞춤형 의료기기가 임상에서 상용화됐고, 바이오세라믹과 폴리머가 뒤를 이었다. 기존에 오랜시간이 걸리던 수술은 개별 환자에게 3D 프린팅을 통해 맞춤형으로 제공됨으로써 혁신적으로 단축됐고, 이는 수술을 집도하는 임상의뿐만이 아닌 환자의 부담도 덜어주게 됐다. 이런 현재의 결과가 있기까지 개발자를 포함한 업계와 의료기관 그리고 규제를 담당하는 정부가 그 어느 나라보다 발 빠르게 대처하고 상호 협력했는지는 굳이 설명하지 않아도 업계를 대변하는 한 사람으로서 잘 알고 있다. 우리나라가 보건의료기술의 다른 선진국들보다도 3D 프린팅 기술 접목에 있어서 매우 빠르게 성장하고 있고, 임상 케이스 역시 우리나라를 주시하고

3D 프린팅 기반의 의료기기 개발

하지만 아직 풀어야 할 숙제는 많이 남아있다. 3D 프린팅 기술을 활용하면 매우 다양한 의료기기를 개발할 수 있다. 예를 들어, 의료기기 품목분류에 포함되지 않는 의료기기가 3D 프린팅으로 개발되는 경우, 개발 업체는 어느 분류로 품목허가를 신청해야 하는지 고민에 빠지게 된다. 기존 의료기기 범주에 해당하지 않는 새로운 제품이 출시될 경우, 이에 대한 대비책을 미리 준비해야 한다. 이는 이를 관장하는 정부만이 할 수 있는 일이 아니다. 정부를 포함한 의료기관 그리고 개발하는 관련 업계가 주기적으로 머리를 맞대고 해결해야 한다. 그리고 의료기기업계는 아직도 국내 제조업계 기준으로 중소기업이 주를 이루고 있다. 지난 정부에서부터 3D 프린터 육성 사업이 활성화됐고, 범정부 차원에서 이를 발전시키기 위한 여러 지원 사업이 시행됐다. 물론 하드웨어, 소프트웨어 그리고 인력양성에 대한 부분은 인프라 구축을 위해 매우 중요한 그리고 반드시 거쳐야 할 사항임은 맞다. 그런데 이를 통해 개발되는 제품에 대한 지원은 많이 증가하지 않았다.

신시장 창출 위해 정부가 해야 할 일

3D 프린터라는 정의에 너무 얽매여 있지 않았는지 되돌아볼 필요가 있다. 프린터라는 하드웨어를 통해 최종적으로 생산되는 의료기기라는 제품을 개발하는 데 있어 정부 차원의 지원은 어떠했는지 돌아봐야 한다. 의료업계는 오랜 기간의 노하우를 통해 새로운 제품을 어느 산업보다도 발 빠르게 개발하고 있으며, 이는 의료기기산업에서 신제품의 생명주기가 타 산업보다도 짧기 때문에 이에 대응하지 못하면 시장에서 소외당하기 쉽다. 간단한 제품을 프린팅하는 데스크톱용 3D 프린터가 아닌 의료기기를 프린팅하는 하드웨어는 고가의 장비들이 주를 이룬다. 또한 이런 장비들을 통해 의료기기라는 최종품을 만들기 위해서는 여러 안정성 및 유효성을 입증해야 하며, 나아가서는 임상시험을 수행해야 하는 경우도 발생한다.

지금까지 관련 업체들은 대부분 자체 투자를 통해 현재까지 발전시켜왔다. 여기에 정부의 지원을 더한다면 보건산업 분야에서의 3D 프린팅 기술은 우리나라가 글로벌 시장을 선도할 수 있는 발판을 마련할 수 있을 것으로 본다. 이런 신산업의 경우 정부가 적극적으로 개입해 초기시장 창출을 지원할 필요가 있다.

다가올 미래의 3D 프린팅 기반 의료산업

3D 프린팅을 통해 어떤 의료기기가 출시될 지 높은 관심이 있다. 현재 뼈, 연골 등을 대체하는 맞춤치료는 이미 상용화되고 있는 단계다. 멀지 않은 단계에서는 줄기세포 등을 활용해 3D 프린터로 맞춤형 장기를 제작하는 시대가 열릴 것이라는 분석이 나오는 것도 이 때문이다.

실제로 미국 업체인 오가노보는 3D 프린터로 혈관, 신장, 간 등을 만들었다. 그럼 더 가까운 미래에는 어떨까? 의사들은 수술 실력을 쌓기 위해 동물실험 또는 사체(카데바)로 실습을 한다. 하지만 고가이며, 사체 기증도 많지 않아 실습량이 부족할 수밖에 없다. 의료계는 3D 프린터로 사체 부족 문제를 해결할 수 있을 것이라 기대하고 있다. 미국의 클리블랜드 클리닉은 뼈, 장기 모양을 관찰할 수 있는 인체를 3D 프린터로 제작했다.

또한 실제 수술을 앞둔 임상의의 경우, 수술 전 3D 프린터로 제작된 수술부위를 보고 시뮬레이션을 해 정확한 수술에 참고하기도 한다. 또한, 환자마다 해부학적으로 차이가 나는 부위에 있어 맞춤형으로 수술용 부품(이하 수술용가이드)을 사용할 수도 있다. 의료영상을 기반으로 특정 환자에게 맞춰 제작되므로, 수술 중 발생할 수 있는 위험 요소를 효과적으로 차단할 수 있다.

국내 의료기기제조사를 위한 도약대

위의 예들은 앞으로 발생 가능성이 높고 임상과는 별개로 개발되고 있거나 또는 개발된 3D 프린터를 이용한 제품들이다. 의료분야에서 매우 효용성이 높은 제품이 개발돼도 시장에서 확산되기 위해서는 수익모델로 연결돼야 한다. 이를 통해 추가적인 관련 산업이 활성돼 결과적으로 커다란 3D 프린팅 연계산업이라는 거대 산업구조가 자리를 잡아갈 것이다. 최근 글로벌 3D 프린터 기업들이 주력하는 분야 중 하나가 빠지지 않고 의료산업이라고 말한다. 과거처럼 맨땅에 헤딩해서는 국내 의료기기 제조업체들이 시장에서 살아남기 어렵다. 국내 관련 업체들은 어렵게 현 상황까지 도달했다. 이들이 다시 한 번 발구르기를 할 수 있는 도약대를 이젠 정부가 뒷받침해줘야 하지 않을까?