누에고치에서 추출한 실크단백질을 의료용 3D 프린팅의 재료로 이용해 생체적합성이 우수한 다양한 의료기기를 만들 수 있는 길이 열렸다.

농촌진흥청(청장 정황근)은 한림대학교와 공동으로 누에고치에서 추출한 실크단백질을 3D 프린팅 재료로 이용할 수 있는 ‘바이오 3D 실크프린팅 시스템’을 개발해 뼈 고정판, 뼈 고정나사, 뼈 고정클립 등을 제작하는데 성공했다고 밝혔다.

이번에 개발한 바이오 3D 실크프린팅 시스템은 생체적합성이 우수한 실크잉크를 개발하고, 실크잉크 사용이 적합한 노즐, 온도 조절장치 등을 최적화했다.

뼈 고정판·고정나사·고정클립 등은 뼈 골절 시 사용하는 의료기기로써, 골절 부위가 다시 붙을 때까지 뼈를 고정해주는 역할을 한다. 현재 뼈 고정판은 주로 금속이나 합성고분자로 만든 것이 사용되고 있다.

그러나 금속 재질로 만든 뼈 고정판의 경우, 골절된 뼈가 완치된 후 이를 제거하는 2차 수술이 필요하다.

합성고분자로 만든 뼈 고정판은 생분해돼 2차 수술이 필요 없지만, 뼈 고정력이 떨어져 뼈가 어긋나거나 벌어질 수 있으며 가격도 비싸다. 특히 뼈 고정판이 곡면 형태의 뼈(두개골, 광대뼈, 위·아래턱뼈 등)에 시술됐을 때 두드러진다.

농촌진흥청이 개발한 ‘바이오 3D 실크프린팅 시스템’으로 만든 실크 뼈 고정판은 압축 강도와 굽힘 강도가 합성고분자로 만든 것보다 강해 뼈 고정력이 우수할 뿐 아니라 생분해되는 특성이 있어 2차 제거 수술이 필요 없다.

또한 환자 맞춤형으로 제작할 수 있어 곡면 형태의 뼈를 고정하는 데에도 효과적이다.

실제 동물실험을 통해 실크 뼈 고정판 등을 적용한 결과, 염증이나 이물 반응 없이 효과적인 뼈 접합 성능을 보였다.

아울러 ‘바이오 3D 실크프린팅 시스템’에 대해 특허출원을 하는 한편, 앞으로 산업체 기술이전을 통해 실용화할 계획이다.

한편, 농촌진흥청은 앞서 누에고치를 이용해 세계 최초로 고막용 실크패치와 치과용 실크차폐막도 개발해낸 바 있다.

농촌진흥청 잠사양봉소재과 조유영 농업연구사는 “바이오 3D 실크프린팅 시스템이 실용화되면 생체적합성이 우수한 맞춤형의 다양한 실크 의료기기 생산이 가능해 국민건강 증진과 양잠산업 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 강경남 기자