바이오 인공장기 기술의 발전과 그에 따른 전후방 산업 및 융합 신산업의 성장 전망 doc_id PCY_201808010456496571_8

예를 들어 대량생산이 비교적 쉽고 기술적 발전 속도가 빠른 전자기기 인공 장기를 우선적으로 이식한 후, 기술 발전에 따라 이종장기 혹은 세포 기반 인공장기로 교체할 수 있다. 안전성과 윤리적 문제가 해결된 높은 수준의 세포 기반 인공장기나 이종장기가 개발된다면, 사용하는 동안 계속해서 정비를 해야 하는 전자기기 인공장기의 수요를 대체할 가능성이 있다. 한편, 신체 증강을 위한 이식에서는 전자기기 인공장기가 우선적으로 사용될 것이다. 예를 들어 우주 생활이나 수중 생활을 위해 강력한 폐나 심장 기능이 필요할 때는 이에 맞춰 설계된 전자기기 인공폐나 인공심장을 이식받을 수 있을 것이다. 군사적 목적을 위해 군인들이 사지의 기능을 크게 강화시키는 강력한 소재의 전자기기 인공의수나 인공의족을 이식받는 예도 생각해 볼 수 있다. 바이오 인공장기 산업의 발전은 기존의 다양한 관련 산업을 동반 성장시킬 것으로 보인다. 대표적인 예로는 재생의료 산업이 있을 것이다. 현재 연구개발 중인 세포 기반 인공장기의 경우, 줄기세포 관련 기술이 핵심적으로 사용된다. 줄기세포는 인공장기뿐만 아니라 재생 의료의 여러 분야에 활용되는 기술로, 현재도 노화와 심혈관, 신경, 정형외과적 치료는 물론 자가면역 질환 치료 등 다양한 목적에 사용되는 유망 기술이다. 따라서 바이오 인공장기 산업이 발달하면서 보다 정밀한 줄기세포 관련 기술이 개발된다면 재생의료 분야에서 전 세계적으로 막대한 영향력과 산업적 이익을 거둘 수 있을 것으로 보인다. 이종장기 기술의 발달도 줄기세포 관련 산업에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 최근 돼지 간의 세포를 없애고 틀만 지지체로 남긴 다음 인간의 줄기세포를 채워 인공간을 제작하는 등 줄기세포 기술을 활용한 새로운 형태의 이종장기가 개발되고 있기 때문이다. 이종장기 제작 기술은 기존의 유전자 치료 산업 발전에도 영향을 줄 수 있다. 형질전환 동물을 생산하는 과정에서 필수적인 유전자 편집 기술은 유전자 치료 에서도 핵심기술로 활용된다. 이종장기 발전과 함께 유전자 편집 기술 이 발전하면 유전자 치료 산업에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것으로 보인다. 바이오 인공장기 산업의 전후방 산업 또한 활발히 성장해 나갈 것으로 예상된다. 전방산업과 후방산업은 전체 생산 흐름에서 산업의 앞과 뒤에 위치한 업종을 의미한다. 후방산업은 제품의 소재나 부품을 만드는 산업을 말하고, 전방산업은 생산된 제품의 판매와 관계된 산업이 주가 된다. 자동차 산업을 예로 들면, 제철 및 부품 산업 등을 후방산업으로 볼 수 있고, 자동차 판매 및 내비게이션 등 자동차 액세서리 산업 등이 전방산업이 된다. 바이오 인공장기 산업도 제품 라이프 사이클에 맞춰 다양한 전후방 산업을 함께 발전시켜나갈 것으로 기대된다. 예를 들어 세포나 조직을 배양하는 산업이나 생체재료 등 소재 생산 전문 산업이 활성화될 수 있을 것이다. 현재 개발 중인 세포 기반 인공장기는 주로 3D 바이오 프린터 등을 이용해 생체재료로 지지체를 만들고, 여기에 세포나 조직을 붙이는 형식이다. 3D 프린팅을 하기 위한 생체재료는 점도가 적당해 인쇄가 가능해야 하고, 인체에 들어가도 무해하고 안전하게 분해되는 등의 조건을 갖춰야 한다. 따라서 3D 프린팅에 보다 적합한 생체재료개발 산업도 성장해나갈 것으로 보인다. 임상시험을 대행하는 보건의료 전문 산업도 더욱 발전할 수 있을 것이다. 바이오 인공장기를 제품으로 제조하려면 안전성과 유효성을 검증하기 위한 임상시험이 반드시 필요하다. 전문성이 필요한 분야인 만큼 임상시험 일련의 업무와 관련해 기업과 병원 사이의 연계 역할을 수행하고, 임상연구를 대행하는 임상시험 전문 산업이 더욱 커나갈 수 있을 것이다. 바이오 인공장기 제작에 필요한 장비나 해당 장비의 부품 산업도 발전할 것으로 예상된다. 예를 들어 세포 기반 인공장기를 만들기 위한 세포 배양용 바이오리액터(bioreactor)xxvii.와 바이오 프린터 등의 디자인 및 설계·제작 기술이 발달하면 관련된 기계 공학이나 소프트웨어 산업도 동반 성장하는 것이다. 세포 조직 배양 기술 관련해서는 세포를 기르는 배지를 만드는 소재 산업도 함께 성장할 수 있다. 바이오 인공장기 기술이 본격적으로 산업화되면 그와 관련된 분야에서 새로운 산업이 등장하고, 그에 따른 일자리 또한 만들어질 것으로 예상된다. 일단 바이오 인공장기 기술은 생명공학 기술(BT)과 나노 기술(NT), 정보통신 기술(ICT) 등 다양한 과학기술과 융합할 수 있는 기술로, 이 과정에서 4차 산업을 선도할 고부가가치 신산업이 등장할 가능성이 매우 높다. 예를 들어 전자기기 인공장기의 한 분야라고 할 수 있는 인공보철 기술이 뇌과학 기술과 만나 뇌-기계 인터페이스 융합 산업으로 발전할 수 있을 것이다. 뇌-기계 인터페이스란 인간의 뇌 신경신호를 실시간으로 해석하고 활용해 생각만으로도 로봇이나 기계를 제어할 수 있는 기술을 말한다. 현재로서는 사지 마비 장애인의 뇌에 전극을 삽입한 후, 생각으로 로봇 팔을 움직여 음료수를 마시고 기타를 칠 수 있는 수준까지 발전했다. 앞으로 뇌의 어느 부분을 자극해야 원하는 신경신호를 발생시킬 수 있는지 정확히 파악할 수 있을 정도로 뇌과학 이론이 발달하고, 신경신호를 실시간으로 해석해 실제 신체의 일부처럼 반응할 수 있을 만큼 관련 기술이 발전한다면 본격적인 산업화도 가능할 것으로 보인다. 전자기기 인공장기 기술과 생물학 및 의학, 전자공학 등 다양한 분야의 기술이 융합할 때 창출될 수 있는 신산업도 있다. 생체 적합성이 뛰어난 전극(생체 전극) 및 뇌 신호를 전기 자극으로 바꾸어 신경을 자극하는 장치(신경 자극기) 등 신경 보철 부품 산업이 그것이다. 바이오 인공장기 산업의 성장 과정에서 나타날 수 있는 또 다른 신산업으로는 의료용 동물 생산 산업도 있다. 이종장기 생산을 위한 의료용 동물 시장은 생쥐 등 기존의 실험용 동물 시장과는 완전히 별개로 형성될 것으로 보인다. 인간의 몸에 직접 적용해야 하는 의료용 동물은 실험용 동물보다 더욱 엄격하게 관리하고 규제해야 하기 때문이다. 현재 국내 실험용 동물 시장은 약 600억 원 규모이며(실험동물 사육 기자재나 건축 관련 시장은 제외), 세계 시장 규모는 2018년 약 18억 달러에 이를 것으로 추정된다. 이종장기를 위한 의료용 동물은 이보다 부가가치가 훨씬 높은 시장을 형성할 것으로 전망된다. 제작부터 이식·사후 관리까지, 바이오 인공장기 산업 전 단계에 걸쳐 필요한 다양한 서비스 산업도 새롭게 생겨날 것으로 예상된다. 맞춤형 바이오 인공장기의 기획 및 설계 전문 업체, 유통·판매 전문 업체, 성능 및 유효성 평가·인증·검증 기관, 장기 이식 사후 관리를 전문으로 맡아서 하는 기업 등이 등장할 수 있다. 이를테면 이종장기나 세포 기반 인공장기의 안전한 운송을 위해서는 항온, 항습, 저충격, 바이오리액터 연결 등 까다롭고 특수한 조건을 갖춘 장비나 차량이 필요하다. 뿐만 아니라 배송 중 발생할 수 있는 사고나 이상 증상에 대처할 수 있는 전문 지식과 기술을 갖춘 전문 인력도 필요할 것이다. 때문에 보다 효율적이고 안전한 배송을 위한 새로운 유통 시스템이 탄생할 것으로 보인다. 이식하는 과정과 관련된 여러 서비스업도 생겨날 수 있다. 예를 들면 ‘바이오 인공장기 이식 컨설팅 산업’과 같은 것이다. 사람마다 신체 조건이 다르고, 장기의 상태가 달라 자신에게 꼭 맞는 바이오 인공장기를 기획하고 설계할 전문가가 필요할 것이기 때문이다. 컨설팅을 통해 인공피부를 이식한다면 피부의 색이나 상태를 환자의 기호에 맞춰 제작할 수 있고, 유당불내증이나 알코올 해독 능력 부족 등 유전적인 약점을 가졌다면 그 부분을 보완한 인공장기를 디자인하고 생산할 수 있을 것이다.