농림식품기술기획평가원(원장 오경태, 이하 ‘농기평’)은 농식품 R&D 과제 지원을 통해 ‘부잠사를 이용하여 인공피부용 3D 프린팅 바이오 잉크 개발’에 성공했다고 9일 밝혔다. 

부잠사는 실크를 뽑아내는 데에 활용할 수 없는 고치의 부분으로 실을 켜낼 수 없는 일종의 부산물을 지칭한다.

기존 바이오 잉크 산업에서 주로 사용되는 재료는 돼지껍질에서 추출하여 화학적으로 개선한 젤라틴 메타크릴아마이드(GelMA)이다. 그러나 수용액 상태에서 세포를 분산시켰을 때 금방 세포가 침전되는 단점이 있어, 이를 극복하기 위한 새로운 형태의 소재 연구가 지속적으로 요구되어 왔다.
 
또 다른 바이오잉크 재료인 실크 피브로인은 누에가 만드는 천연 고분자 단백질로서 생체 내 분해가 가능하며 조직적합성이 우수한 의료용 생체 재료이나, 수용액 형태로 장기간 보관하는 데에 불안정한 특성이 있어 바이오 잉크로는 활용이 제한적이었다.

이에 농림축산식품부와 농기평은 농생명산업기술개발사업을 통해 2016년부터 2년간 ‘부잠사를 이용한 인공피부 개발용 실크기반 3D 프린팅 바이오잉크의 개발’에 대한 연구를 지원했다.

이번 연구를 주관한 ㈜극동중앙연구소 연구팀은 “기존 바이오잉크 재료인 젤라틴 메타크릴아마이드(GelMA)와 실크 피브로인을 결합하여 기존의 단점인 세포 균질화 문제를 개선한 3D 프린터용 바이오잉크를 개발했다”고 밝혔다.    

연구팀은 “실크 피브로인의 보관 안전성 문제를 해결하기 위한 연구를 진행한 결과, 수용액 상태로 보관하여 저장안정성이 낮았던 실크 피브로인을 가루화하여 제품화하는데 성공했다”라고 덧붙였다.

연구팀은 이어“또한 인공피부 제조를 위한 3D 프린팅 시스템의 최적화를 위해 프린팅 방식과 3D 프린팅용 잉크의 조성에 변화를 주었고, 그 결과 고해상도 구조체를 출력 할 수 있을 뿐만 아니라 인공피부 구조체의 제조에도 성공했다”고 설명했다.

이 연구팀은 “기존의 실크 피브로인은 용액 상태로 보관하기 때문에 2주 이내에 쉽게 젤화 되는 문제가 있었으나, 본 제품은 물에 용해가 가능하며 파우더 상태로 보관할 수 있어 5개월 이상의 보관 안전성을 가진다.”라고 밝혔다.

농기평 오경태 원장은 “3D 프린팅 바이오잉크 산업이 빠른 속도로 성장하고 있는 가운데 금번 개발된 제품은 농업을 통해 얻은 친환경 소재와 3D 프린팅 기술의 결합을 통해 양잠 농가의 소득증대뿐 아니라 고부가가치 의료산업 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

[비즈트리뷴=구남영 기자]