바이오 잉크는 3D 바이오프린터를 사용하여 공학적, 인공적 생체 조직을 생성하는 데 사용되는 재료이고, 세포와 하이드로겔, 폴리펩타이드의 조합이다. 생체가 될 재료이기 때문에 물리적, 기계적 특성, 생체 기능성, 생체 적합성 등과 같은 특정 특성을 충족되어야하기 때문에 잉크는 조직 공학 및 재생 의학에 있어 가장 진보 된 도구 중 하나로 간주된다.

조직공학과 재생의학은 다양한 세포로 구성된 기능을 가진 인체의 조직과 기관을 만들어 손상된 조직과 기관을 대체하는 것을 최대 목표로 한다. 때문에 학계와 산업계에서는 이 같은 목표를 빠르게 실현할 수 있도록 하는 바이오프린팅에 주목하고 있다. 이에 따라 바이오프린팅이 주 역할을 하는 ‘인공 장기’ 시장이 급격히 성장하고 있는데, 3D 프린터로 이를 구현해 낼 수 있는 바이오 재료인 ‘바이오잉크’는 아직 개발 초기 단계에 머물고 있는 실정이다. 하지만 최근, 국내 한 벤처기업이 고기능성 바이오잉크 개발에 성공해 산업 전반에서 큰 주목을 받고 있다. 인체유래 콜라겐/인체유래 세포외기질과 하이드로젤을 결합한 바이오잉크를 개발 중인 (주)이노리젠(공동대표 윤영권, 서장수)이 그 주인공이다.

최근 콜라겐과 세포외기질(Extracellular matrix; ECM)을 이용한 바이오잉크 및 충진제를 개발해 인공장기 시장의 양적·질적 성장에 이바지하고 있는 기업이 등장했다. 고기능성 바이오잉크인 Gel4Cell® 및 PolyInks®, Tissue Gel® 시리즈를 개발한 (주)이노리젠 서장수 공동대표를 인터뷰했다.

이노리젠에서 개발 중인 고기능성 바이오잉크에 대한 소개를 부탁한다.

서장수 공동대표는 “바이오잉크솔루션에서 개발한 고기능성 바이오잉크에 인체 유래 콜라겐/인체 유래 세포외기질을 결합한 방식으로 개발하려고 한다. 개발된 원료를 프린팅 방식에 적합하게 변환하면 신약개발, 바이오칩, 인공장기, 암연구 등에 활용할 수 있는 바이오잉크로 사용할 수 있고, 비 프린팅 방식으로 변환하면 의료용 필러, 창상피복제, 생체 접착제, 유착방지제 등으로 활용이 가능한 의료용 충진제로서의 기능을 갖게 된다. 쉽게 말해 환자의 손실된 기관의 생체적합성, 재생 능력의 수준을 한층 높일 수 있는 맞춤형 제품이라 소개할 수 있겠다”라고 밝혔다.

아직 세계적으로 많은 연구가 이뤄지지 않은 분야다. 핵심 기술이 궁금하다.

서 공동대표는 “하이드로 젤 바이오잉크인 Gel4Cell®은 젤라틴을 주성분으로 개발했다, 때문에 인체적합도, 세포증식률이 뛰어나며, 생분해성이 높아 인체 적합도가 요구되는 인공장기 제작의 소재로서 적합하다. 여기서 말하는 하이드로 젤 바이오잉크는 본사가 개발한 고기능성 소재인 GelMA(Gelatin methacryloyl)를 지칭한다. 이는 재생의학의 핵심 소재로 사용되지만, 형태 유지력이 약하고 가격이 높아 바이오잉크 소재로는 잘 이용되지 않았던 콜라겐과 다양한 지지체와 성장인자들이 함유되어 있어 재생의학 측면에서 유용하게 쓰이는 소재인 세포외기질 등을 안정하게 결합시키며, 광가교제를 첨가하면 장기간 구조물의 형태를 유지할 수 있게 한다. 때문에 세포 생존율 및 증식률 향상은 물론 구조적 안정성을 높여 3D 프린팅의 인쇄 적성을 높이는 데 매우 적합한 소재라 자신 있게 말할 수 있다. 여기에 더해 세포 부착성을 높인 Tissue Gel®-SIS 개발에도 성공해, 이 같은 활동에서 얻은 개발 노하우를 활용해 인체 유래소재 바이오잉크를 개발할 계획도 갖고 있다”고 전했다.

기술 보호를 위한 장치는 충분히 마련해두었는가?

서 공동대표는 “현재 개발대상 기술(제품, 서비스 등)과 관련되어 특허 1건이 등록돼있고, 4건이 출원된 상태다. 국제 특허 역시 미국과 유럽에 각 1건씩 출원돼있고, 뉴질랜드 오타고대학과의 기술이전협약, 첨단의료기기지원센터와 인체유래 콜라겐 및 세포외기질 연구개발, 경북대학교병원 인체자원은행과 인체유래 장기 및 조직이용 연구 등을 진행하며 기술의 스펙트럼을 넓힘과 동시에 지적 재산 보호를 위한 다양한 활동을 병행하고 있다”라고 밝혔다.

Gel4Cell®의 차별화된 경쟁력은 무엇인가?

서 공동대표는 “현재 국내는 물론 스웨덴과 미국, 스위스 등에 콜라겐 및 세포외기질 바이오잉크를 개발하는 경쟁사들이 존재하지만, 높은 가격과 기능성 추가에 따른 가격 변동 폭이 크다는 단점을 가지고 있다. 하지만 바이오잉크솔루션은 Gel4Cell®의 기본성분에 콜라겐과 세포외기질 혼합물을 첨가해 연구용 바이오잉크, 수의용, 의료용 충진제, 창상피복제, 인공장기 등 다양한 형태로의 변형이 가능하고, 가격 경쟁력 역시 확보해놓았기에 타 경쟁사들로부터의 견제에서 비교적 자유로울 수 있다”고 밝혔다.

(주)이노리젠은 바이오잉크를 개발·판매하는 국내 유일한 기업으로 활동하며 바이오잉크 국내 1위를 넘어 세계 Top 5 기업으로 발전해나가고자 노력하고 있다.