티앤알바이오팹은 3차원(3D) 바이오 프린팅 기술을 이용해 우리 몸의 재생을 돕거나 손상된 인체 조직을 대체하는 제품을 만드는 회사다. 한국 최초를 넘어 세계 최초의 기술을 여럿 보유했다. 암 예후진단 기술을 개발 중인 진단회사 젠큐릭스의 조상래 대표가 티앤알바이오팹의 윤원수 대표에게 궁금한 점은 무엇일까. 3D 바이오 프린팅의 미래와 경영 고민 등을 두 CEO에게 들어봤다.

조상래 대표(이하 조) 3D 바이오 프린팅이란 개념이 사실 생소합니다. 우리 몸의 일부를 ‘프린팅’한다는 것인데, 많은 사람이 의심의 눈초리를 보내는 것 같아요.(웃음)

윤원수 대표(이하 윤) 사실 3D 바이오 프린팅은 과정이지 목적지는 아닙니다. 다만 우리 일상에 꼭 필요한 수단이 될 순 있어요.
윤원수 티앤알바이오팹 대표(왼쪽)과 조상래 젠큐릭스 대표가 만났다. / 사진=김영우 기자

윤원수 티앤알바이오팹 대표(왼쪽)과 조상래 젠큐릭스 대표가 만났다. / 사진=김영우 기자

생분해성 재료로 메우는 8mm의 틈

3D 바이오 프린팅을 활용한 사례가 있을까요.

사람의 뼈가 부러지면 일정 시간이 지나면 다시 붙습니다. 두 개로 나뉜 뼈 사이의 틈을 세포들이 메우고, 재생이 되는 과정에서 뼈가 다시 붙는 것입니다. 하지만 그 틈이 8mm 이상이 되면 붙지 않습니다. 몸이 한 개의 뼈로 인식을 하지 않는 것이죠. 그 틈을 특정 물질로 메워주면 될 것이란 생각을 했습니다. 그게 티앤알바이오팹의 시작이었죠.

그 틈에 들어갈 재료가 중요하겠네요.

네, 그렇습니다. 생체 친화적인 재료를 써야 하죠. 생체 친화적 재료엔 실리콘도 있고, 인공관절에 쓰이는 티타늄도 있습니다. 이들은 몸 안에 한번 들어가면 평생 남아 있어야 한다는 문제가 있어요. 이물질이 몸에 계속 남아 있으면 부작용이 생길 수 있습니다.

그럼 어떤 물질을 쓰는 건가요.

부러진 뼈가 다시 붙으면 사라지는 재료를 씁니다. 다시 말해 몸 안에서 2~3년이 지나면 자신의 역할은 다 했으니 자연스럽게 없어지는 생분해성 재료를 쓰는 이유입니다.
구체적으로 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 생분해성 의료용 고분자 물질인 폴리카프로락톤(PCL)과 뼈의 재생을 유도할 수 있는 제3인산칼슘(TCP)을 활용합니다. 이를 ‘인공지지체’라고 합니다. 인공지지체를 실제로 보면 구멍이 송송 뚫려 있어요. 세포가 이동하는 통로를 만들어준 겁니다.

바이오라기보단 기계공학에 더 가까운 것 같습니다.

조동우 포스텍 기계공학과 교수가 2000년대 초부터 연구한 세계 최고 수준의 바이오 3D 프린팅 원천기술을 이전해 상용화한 겁니다. 함께 회사를 설립한 심진형 한국산업기술대 교수나 저 역시 기계공학 전공이죠. 여기에 바이오 전공자들이 만나 회사를 만들었습니다.
[CEO가 만난 CEO] 3D 바이오 프린팅의 미래 선도하는 티앤알바이오팹

조상래 젠큐릭스 대표

3D 바이오 프린팅 기술의 이점을 공략하라

회사 이름이 알려진 건 2014년 9월 안면윤곽 재건 수술에 성공을 하면서입니다. 세계 최초로 3D 프린터로 환자 맞춤형 생분해성 보형물을 제작한 사례였죠?

암 발병 후 수술을 통해 광대뼈 부분이 제거된 환자였습니다. 뼈가 없어 얼굴이 푹 꺼진 모양이었죠. 인공지지체를 넣어 뼈의 재생을 돕는 수술을 했고, 성공을 거뒀습니다.
(이후 티앤알바이오팹과 포스텍, 서울성모병원 등이 협력해 성공한 수술 사례는 400건이 넘는다.)

과거엔 수술이 불가능했나요?

아닙니다. 가능은 했습니다. 다만 과거엔 생체 거부 반응을 고려해 자신의 뼈를 잘라내 이를 깎아서 붙였습니다. 이 뼈를 수술방에서 이식 부위에 맞게 잘라서 썼죠. 수술 시간도 길어지고 모양이 제대로 안 나왔습니다.

의사들이 편해졌군요.

보통 안면 재건 수술은 수술 시간이 10시간 정도 걸렸습니다. 3D 바이오 프린팅 기술을 활용하면 몇 시간 걸리지 않습니다. 환자에게 필요한 뼈를 사전에 제작해두고, 인공지지체만 끼우면 되는 형태입니다.

가격은 얼마나 하나요. 아무래도 이윤을 내야 하는 회사다 보니, 개발비 등을 고려하면 비쌀 것 같습니다.

광대뼈 인공지지체의 경우 회사에서 병원에 납품하는 가격 기준으로 500만~700만 원 정도입니다. 생산 비용이 많이 들진 않지만 개발과 인허가 과정에서 쓴 비용을 고려한 것입니다. 해외의 경우엔 2만 달러 정도라고 합니다.

전체 시장의 성장세 속 기회를 잡아라

이렇게 특이한 사례 외에 쓰일 수 있는 분야가 또 있나요?

단순한 것들도 만들고 있습니다. 대량 생산을 하는 것이죠. 독일 비브라운에 납품하는 특수재질 두개안면골 임플란트가 대표적입니다. 두개골을 여는 수술을 하는 과정에서 뼈를 자른 자국이 남습니다. 톱날 모양으로 생긴 틈을 메워주는 제품입니다. 야구공의 빨간색 실밥 부분이라고 생각하면 쉽습니다. 이미 한국 식품의약품안전처의 허가를 받았습니다.

과거엔 어떻게 이 틈을 메웠나요?

두개골 수술은 골시멘트라 불리는 소재를 이용했습니다. 특정 물질로 뼈 사이의 틈을 인위적으로 메운 것이죠. 체내 장기간 머물면서 염증이나 감염을 일으키는 부작용이 종종 발생했습니다. 수술 과정에서 시간이 늘어난다는 단점도 있었습니다.

이 분야 수술 건수가 적지 않으니 돈이 될 것 같습니다.

비브라운이 먼저 연락을 해와서 시작한 사업입니다. 독일 본사에서 직접 찾아와 아이디어를 주고, 생산을 맡겼습니다. 아시아에서 관련 시장만 5000억 원 수준입니다. 기술력만 있다면 충분히 매출이 나오는 구조를 만들 수 있을 것 같단 생각을 했죠. 우리 회사 제품은 가격이 하나에 40만~50만 원 정도 됩니다. 어느 정도 매출이 나올 것으로 보입니다.
(3D 바이오 프린팅 기술을 활용할 수 있는 시장의 전체 규모는 수백조 원대로 성장할 것으로 추산되고 있다. 글로벌 시장 예측기관 마켓앤마켓츠에 따르면 올해 세계 생체 소재 분야 시장 규모는 170조 원이다. 재생 의료 분야 44조 원 등을 합쳐 총 255조 원대 규모가 될 것이라고 예측했다.)
[CEO가 만난 CEO] 3D 바이오 프린팅의 미래 선도하는 티앤알바이오팹

윤원수 티앤알바이오팹 대표

압도적 경쟁력으로 제품 다양화해야 승산

다른 회사들과 경쟁 역시 상당할 것 같습니다.

국내에는 경쟁자가 없다고 봐도 됩니다. 글로벌 시장에서 한국이 주도하고 있습니다. PCL과 TCP를 함께 활용하는 기술은 티앤알바이오팹이 세계 최초입니다.

새로운 분야이긴 하지만 회사의 비전이 잘 알려지면 단기간에 유명해질 것 같습니다. 테슬라 같은 테크 기업들이 ‘설마 되겠어’란 의구심을 받다가 어느 순간 시장을 장악한 것처럼 말이죠. 3D 바이오 프린팅도 일종의 플랫폼 기술인데 확장 가능성이 상당하다고 봅니다.

창업 9년 차가 됐는데 포트폴리오가 이제 정돈되고 있다고 봅니다. 향후 3~4년 동안 나오는 제품들도 더 다양해질 겁니다.

바이오 잉크를 활용한 인공조직 제품도 속도가 나고 있죠.

독자분들이 오해하실 수 있는데 바이오잉크가 실제 잉크는 아니고요. 동물의 조직이나 장기를 떼어내 동물세포를 제거하고 콜라겐, 글리코사민 등 유효 성분은 그대로 보존시킨 액상의 생체 유래 물질입니다. 바이오 잉크에 살아 있는 세포들을 함께 넣어 프린팅을 하는 것이죠. 궁극적으로 인공장기가 목표지만 현재는 인공피부 등을 만들고 있습니다.
(2012년 세계 최초로 조직 특이적 바이오 잉크를 개발한 조동우 포스텍 교수는 지금까지 피부, 뼈, 각막, 간 등 신체조직을 출력하는 데 사용할 수 있는 30여 종의 바이오 잉크를 개발했다. 세계 최고 수준이다.)

상당한 기술력이 필요할 것 같습니다. 어떻게 만들어지는지도 궁금합니다.

예를 들어 인공 피부의 경우 3D 프린터의 흰색 잉크가 수차례 움직이며 사각형 틀을 만들고, 이어 틀 내부에 살아 있는 세포 배양액이 혼합돼 있는 빨강, 파랑 바이오 잉크가 일정한 속도로 움직이며 한층 한층 쌓이는 구조입니다. 흰색 잉크는 생체 고분자 물질의 틀을 만들고 틀 안에 빨간 바이오 잉크는 피부의 진피, 파란 바이오 잉크는 표피 조직이 되는 식이죠. 바이오 잉크는 세포의 손상을 막고 프린팅 후 세포가 생존을 유지하도록 돕는 역할을 합니다. 쉽게 말해 치약 안에 살아있는 세포들이 있는 모양으로 보면 됩니다.

여러 기술력의 총합인 것 같습니다. 기계에 대한 이해와 세포를 다룰 수 있는 능력 등이 중요하겠네요. 가장 상용화가 빠른 분야는 어느 부위일까요.

궁극적으로는 인공 장기를 만드는 게 목표입니다. 현재는 반창고를 붙이듯 상처에 붙이면 치료되는 패치형 세포 치료제를 개발 중입니다. 실제 심장 근육 패치를 만들어 동물실험을 한 결과 심근경색이 일어난 심장에 심근이 재생돼 정상적으로 심장 박동이 일어났습니다. 피부와 유사한 외형과 구조를 갖는 기능성 인공 피부 조직도 속도가 빠르고요.
3D 프린터로 만든 100원짜리 동전 크기만 한 인공 장기들. 간, 신장, 귀 등이다.

3D 프린터로 만든 100원짜리 동전 크기만 한 인공 장기들. 간, 신장, 귀 등이다.

3D 프린팅 기술 활용할 궁극적 큰 목표 지녀야

인공 장기도 말씀하셨는데, 회사가 성장하면 도전하고 싶은 분야가 있을까요.

좋은 질문입니다. 말씀드렸듯이 3D 바이오 프린팅은 일종의 수단입니다. 궁극적으로는 면역항암제나 세포치료제까지 생각하고 있습니다. 우리의 3D 프린팅 기술을 이용하면 분명히 차별점을 만들 수 있을 겁니다.

(티앤알바이오팹은 기증받은 사람의 세포 조직으로 역분화줄기세포(iPSC)를 만드는 데 연구력을 집중하고 있다. 역분화줄기세포는 다 자란 체세포에 특정 유전자를 주입해 원하는 장기로 자랄 수 있도록 만든 세포다.)

여전히 대학 강단에도 서고 계시죠. 힘들진 않으신가요. 주식도 대학에 기부했다고 들었습니다.

사업을 시작하다 보니 교수로서 연구를 못하고 있네요. 경영에 집중해야지 연구는 어렵단 생각이 들더라고요. 그래도 수업은 최대한 줄이지 않고 하려 합니다. 연구한 것들을 상용화하겠단 생각도 여전하고요.

(윤 대표는 한국산업기술대에 2016년 2월 자신이 보유하고 있던 주식 7408주(회사 전체 주식의 1%)를 기부했다. 윤 대표의 교원 창업 겸직 기간을 2년에서 10년으로 연장하는 등 지원을 아끼지 않은 것에 대한 감사 표시였다.)

김우섭 기자 duter@hankyung.com

*이 기사는 <한경바이오인사이트> 매거진 2021년 3월호에 실렸습니다.

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