인쇄 기술이 평평한 종이에서 입체적인 3차원으로 넘어오게 된 것은 약 40년 전인 1983년이었습니다. 잉크를 한 층에만 쌓는다는 고정관념에서 벗어나 여러 층으로 쌓아 입체적인 모형을 인쇄하겠다는 생각은 3D 프린팅 기술을 탄생시켰어요. 3D 프린팅의 등장은 아주 다양한 분야에서 환영받았습니다. 특히 제조업에서는 대량생산 전에 시제품을 간편하게 제작 할 수 있다는 점이 아주 매력적이었습니다. 

3D프린팅 기술의 발달은 출력에 사용하는 잉크의 한계도 줄여주었습니다. 플라스틱, 금속뿐만 아니라 원하는 원료를 잉크로 만들면 도면에 따라 3D 프린터가 입체적으로 쌓아 주었어요. 

이 기술을 눈여겨보던 의료계는 3D프린팅으로 인공 장기를 출력할 방법을 연구하게 됩니다. 그렇게 등장한 기술이 3D 바이오 프린팅 기술이에요. 3D 프린터로 각막, 피부, 혈관 등 사람에게 이식할 수 있는 생체조직을 출력하는 것이죠. 생각해 보면 아주 불가능한 것도 아니었어요. 피부, 혈관 같은 생체조직을 구성하는 가장 작은 단위는 세포인데, 세포를 잉크로 이용하면 되니까요. 3D 바이오 프린팅에서 잉크로 사용되는 생체성분들을 ‘바이오잉크’라고 불러요.

바이오프린팅에 대한 발상은 2008년 일본에서 처음 출발했습니다. 일본의 한 연구진이 장기를 얇게 저며 세포층의 배열을 알아낸 다음 잉크젯 프린터로 생체 구조물을 찍어냈어요. 잉크젯 프린터의 입자 크기가 사람의 세포와 비슷하다는 점에 착안했는데, 이 실험이 바이오 프린팅의 시초가 되었습니다.

바이오 프린팅 기술을 이용하면 질병 치료, 장기 이식 분야의 여러 문제를 해결할 수 있어요. 특히 장기 이식의 경우 기증자가 나타나지 않아 이식받지 못하는 환자가 많고, 장기 이식 후에도 면역 거부반응이 항상 문제가 됩니다. 면역거부반응이란 외부의 생체 조직이 내 몸 안으로 들어왔을 때 면역계가 이 조직을 침입자로 인식하고 공격하는 반응이에요. 면역계가 우리 몸을 지키기도 하지만 이식된 장기도 외부 물질로 인식하고 공격하기 때문에 장기 이식의 제일 큰 장애물로 여겨져 왔어요. 하지만 3D 바이오 프린팅 기술로 인공 장기를 출력할 때 이식받을 환자의 세포로 만든 바이오잉크를 쓰면 면역거부반응을 일으키지 않는 맞춤형 장기를 만들 수 있어요.

특별한 질병에 걸리지 않아도, 나이가 들면서 우리 신체는 자연스러운 노화 과정을 거치게 돼요. 만약 3D 바이오프린팅 기술이 발달해서 인공 장기도 대량 생산 할 수 있는 시기가 오면 노후화된 장기를 계속 교체하며 영원히 살 수도 있을까요?

문제 1) 3D 프린팅 기술에 대한 설명으로 옳지 않은 것을 고르세요.    

① 플라스틱과 금속만 3D 프린터의 잉크로 사용될 수 있다.     
② 3D 프린팅 기술이 처음 개발된 시기는 40년 전이다.    
③ 3D 프린팅 기술은 제조업 분야에서 유용하게 사용되었다.

문제 2) 3D 바이오 프린팅 기술에 대한 설명으로 옳지 않은 것을 고르세요.    

① 2008년 일본에서 최초로 3D 프린터로 생체 구조물을 출력했다.    
② 3D 프린터로 각막, 피부, 혈관 등 생체조직을 출력하는 기술이다.    
③ 3D 바이오 프린팅 기술에서 원료로 사용되는 생체성분을 바이오잉크라고 부른다.

문제 3) 3D 바이오 프린팅 기술로 해결할 수 있는 장기 이식의 문제점으로 적절하지 않은 것을 고르세요.     

① 기증받은 장기에 대한 면역 거부 반응을 줄일 수 있다.    
② 기증자가 나타나지 않아도 이식에 필요한 장기를 구할 수 있다.     
③ 3D 바이오 프린팅 기술로 세포를 만들어 파괴된 세포까지 대체할 수 있다.    

정답 : 1) ①    2) ①   3) ③