美 미네소타대학교 연구진, 피부위에 프린팅 기술 개발
출력물 피부 부착이 아니라 처음부터 살결에 입히는 것
상처 부위에 붙여 피부 재생…센서·전지 등도 프린트 가능
태양전지 피부에 입혀 충전…쉽게 세척해 제거할 수 있어

손등과 같이 사람 피부에 직접 피부세포나 전자장치를 프린팅할 수 있는 3D프린터가 나왔다. 미리 출력한 장치를 피부 위에 붙이는 게 아니라 처음부터 아예 살결 위에 그대로 입히는 방식이다. 이 같은 3D프린터가 상용화하면 상처 난 부위에 피부세포를 덧씌워 피부 재생을 도울 수 있고, 군인들 신체에 특정 센서나 전자장치를 프린팅해 필요한 업무를 수행할 수 있을 것으로 보인다.

미국 미네소타대 연구진은 사람 피부 위에 센서와 패널 등 전자장치를 프린팅할 수 있는 3D프린팅 기술을 개발했다고 밝혔다.

이 같은 연구 결과는 지난달 말 국제학술지 `어드밴스드 머티리얼스`에 실렸다. 이 3D프린터는 배낭 등에 넣어 갖고 다닐 수 있을 정도로 가볍고 이동성이 좋은 데다 가격도 400달러(약 43만원) 수준으로 비싸지 않다. 피부의 미세한 움직임과 윤곽에 맞춰 프린팅이 가능하다는 게 장점이다. 동그라미를 그리면서 전자회로를 입히는데 사람이 움찔할 때마다 변화에 적응하면서 궤도를 수정할 수 있다. 마이클 맥앨파인 미네소타대 기계공학과 교수는 "사람마다 손 모양이 제각각인 데다 손등에 찍어낼 때 미동도 없이 가만히 있기는 힘들게 마련"이라며 "손의 움직임과 윤곽까지 고려해 사전에 표시된 경로를 따라 전자장치를 인쇄할 수 있다는 것이 강점"이라고 설명했다.

기존 3D프린터와 사용하는 소재도 다르다. 장치가 피부 위에 직접 닿아도 문제가 없도록 은 분말(silver flake)로 된 특수 바이오잉크를 사용한다. 기존 3D프린터에 사용하는 잉크는 섭씨 100도는 돼야 프린팅이 가능해 직접 인체에 사용하면 화상을 입을 수밖에 없다. 하지만 신체용으로 개발된 3D프린터 바이오잉크는 실온에서도 형태를 유지하기 때문에 피부에 화상을 입지 않고도 프린팅할 수 있다. 프린팅한 출력물을 제거하기도 쉽다. 출력물을 떼어내고 싶다면 간단히 핀셋으로 제거하거나 물로 씻어내면 된다.

연구진은 이처럼 인체에 적용 가능한 3D프린터를 의료용으로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 맥앨파인 교수팀은 야쿱 툴라 미네소타대 의대 소아과 교수팀과 함께 바이오잉크를 활용해 실험 쥐 상처 부위에 생체 세포를 프린팅하는 데 성공했다. 3D프린터로 출력한 생체 세포를 피부에 곧바로 입혔더니 상처가 치유되는 효과를 거뒀다. 아직은 동물실험 단계지만 인간을 대상으로 한 임상이 성공하면 피부 질환 치료에도 쓰일 수 있다는 게 연구진 설명이다.

상처 부위를 치료하는 것은 물론 센서나 전지도 프린팅할 수 있다는 점에서 응용 범위가 대폭 확대될 수 있다. 전자제품 배터리 충전에도 활용 가능하다는 분석이다. 무선통신이 안 되는 외지에 있더라도 3D프린터로 태양전지를 프린팅해 피부에 입히면 장비에 전력을 공급해 충전기로 활용할 수 있다는 설명이다. 또 임시 센서를 출력하면 전장에서 위험한 생화학물질도 탐지할 수 있다. 맥앨파인 교수는 "이 휴대용 3D프린터는 마치 `스위스 군용 나이프`처럼 필요한 모든 것을 `올인원(All-in-one)`으로 출력할 수 있는 도구"라며 "응용 범위가 넓어 무한한 잠재력이 있다"고 강조했다.

지난 3월 25일 조너선 거스텐하버 미국 템플대 생명공학 교수도 3D프린터를 이용해 피부에 완벽하게 밀착되는 붕대를 직접 제작한 바 있다.

연구진에 따르면 3D프린터로 출력한 이 붕대를 손상 부위에 덮어 상처난 곳을 보호하거나 상처 회복에 도움을 줄 수 있도록 재생 기능을 강화할 예정이다.

작년 12월에는 미국 매사추세츠공과대(MIT) 연구진이 박테리아를 포함한 바이오잉크를 가지고 살아 있는 문신을 피부에 새기기도 했다. 다만 이 박테리아가 정확히 어떤 용도로 활용될 수 있을지는 미지수다. 박테리아가 환경 감지 능력이 있고 피부 위에서 회로처럼 작동하지만 정말 센서처럼 원하는 정보를 정확하게 전달하거나 질병 진단·치료에 활용될 수 있을지 불분명하기 때문이다.