lg 21c 선발대 최종 탐방 보고서 21c 새로운 공학 테마 · 과 연구개발 과정의...

LG 21C 선발

최종 탐방 보고서

- 21C 새로운 공학 테마 :

생체시스템(의공학)의 개발 황 성장 분석

번호:N-046

원:강신우, 류찬열, 조우제

제출일:1999년 8월 21일

　 LG 21C 선발 -Biomedical Engineering

목차

1. 서론

탐방 목

탐방 의 국내조사

2. 본론

탐방기(探訪記)

MIT에서

Johns Hopkins Medical Institute에서

Berkeley에서

Stanford에서

국내외 산업기술 동향

특허 시장분석

3. 결론


I.서론

인류 문명은 태 부터 수렵으로 시작한 의식주(衣食住)의 해결수단이 집단화됨에 따라 산

업으로 변환되어 1차 산업인 농림수산업(農林水産業)으로 발 하 으며, 수렵으로 생계를 이

룸에 따른 이동식(移動式) 주거문화에서 정착(定着)식 주거문화로 환되었고, 이것이 산업

의 변화를 이루어 제조업인 2차 산업, 융 서비스의 3차 산업으로 발 되어 왔다. 이와 같

은 인류의 문명의 발달은 산업사회를 형성하여 비약 인 발 을 이룩하 으며, 20세기말에

는 자, 정보, 통신 기술의 결합된 기술의 발 , 의료기술의 발 , 교통통신수단이 발달되어

국민생활 수 이 향상되어 문명사회를 이루고 있다.

그러나 이와 같은 문명산업의 발 은 인류에 있어서도 도시가 비 해지고 산업이 량생산

체제로 변화함에 따라 환경 오염, 교통사고의 증, 산업안 사고의 증가 등으로 인해 선천

기형아 출산의 증가와 후천 장애인의 증가로 21세기 인간 심의 복지사회를 이루는데

커다란 문제로 두되기 시작했다.

따라서 본 탐방에서는 컴퓨터의 발달, 의료기술의 발달, 분자생물학 등 유 공학의 발달 등

첨단산업기술이 발 되고 각종 분야로의 응용기술이 진보됨에 따라 그 필요성이 더욱더 요

구되어지는 생체공학에 해 미국의 학, 연구소를 알아보고, 이것이 과연 우리나라에서도

사업으로 성장할 가능성이 있는지 알아보고자 하 다.

탐방의 목표

본 탐방은 재 가장 많은 생체공학의 연구가 진행되고 있는 미국을 탐방하 으며, 그곳

연구소에서의 로젝트 탐방을 통해 “개발 황과 성장분석”을 할 수 있도록 하 다.

재 미국 유수의 학에서 진행되고 있는

연구과제의 탐방

- MIT-Harvard, Johns Hopkins, Berkeley,

Stanford

국내 황조사

-서울 의공학과정

(주)Biomedlab

한국에서의 의공학 연구의 펼요성

성장가능성 검토


탐방 국내조사

모든 탐방이 그러하듯이 해외 탐방에 앞서서 국내 조사가 반드시 필요하다. 무엇을 할

수 있고 무엇을 얻을 것인지를 미리 국내에서 조사해야 우리가 원하는 목 을 달성할

수 있기 때문이다. 지난 1차 공모 에서의 리포트로 우리의 주제인 생체공학에 있어서

어느정도의 사 조사가 있었지만 국내 장 조사 등이 부족하 다. 그래서 의공학에 련하

여 우리가 생각한 취지와 맞는 (주) 바이오 메드랩(Biomedlab)을 방문하 다. , 서울 의

공학 동과정과 건국 의학공학과의 웹사이트와 이메일을 통한 질문을 통해 여러 가지 자

료를 수집하 다.

① 교육

서울 의공학 동과정은 의과 학에서 학원과정으로 두고 있는 동과정이다. 즉

생물학, 화학, 물리학 등 순수 자연과학분야와 자공학, 기계공학 등 응용공학분야의

학부과정 출신들도 의학쪽 공부를 하면서 의공학에 한 연구를 하고 있는 과정이다.

학 는 본인이 원하는 것에 따라 의학박사, 공학박사를 선택할수 있다.

이러한 과정은 재 단국 와 연세 에 있고 다른곳에서는 재 실험실 차원에서

모든 여러 과에서도 일부수행 인 것으로 알려져 있다.

학부과정으로는 재 건국 의학공학과가 최 로 설립되었고, 제주 의 에 의학공

학과가 있다. 미국은 재 거의 모든 학교에서 학과나 학원과정이 있는것에 비하면

재 우리나라의 의공학 교육수 은 서울 의공학 동과정을 제외하고는 그 취지와

경험면에서 외국과 많은 차이가 있다. 연세 의 경우는 주로 의용 자쪽에 비 을

두고 있으며, KAIST, 포항공 에서도 이쪽에 심을 두어 주로 “생체신호를 이용한

로 구동 제어 기술개발에 한 연구” 등을 하고 있다. 즉, 최 화된 생체시스템인

인간을 모델링하여, 그것에서의 여러 기술들을 익히는 것을 하고 있는 것이다. 이것은

주로 공학쪽에서의 바라본 시각이고, 서울 의공학 동과정은 인공심장을 큰 주제

로 하여 이것에 련된 여러 로젝트를 수행하고 있다. 즉 인체에 공학 지식을

목시키는 것이다.

② 산업

국내의 산업은 외국의 그것에 비해 굉장히 열악한 편이다. 21세기 유망10 산업으로

삼성 경제 연구소가 발표한 자료에 의하면 유 공학과 의료기기산업이 들어가 있고,

외국에서 발표되는 자료를 보아도, 바이오 산업이 가장 각 받는 산업이 될 것이라고

한다. 이에 반해 우리나라의 산업은 (주)메디슨 과 같이 성공한 벤처기업등이 몇 개 있

을 뿐 아직까지 이 다할 성과는 없을 분 아니라 벤처캐피탈의 규모면에서도 외국과

비교하여 굉장히 떨어지는 편이다.

(주)메디슨의 자회사인 (주)바이오메드랩은 이런면에서 우리나라의공학 산업의 새로

운 시도로 볼수 있다.

의학과 공학의 첨단 복합기술을 심으로 하는 연구 심의 벤쳐기업, 과학기술 신을

통한 인류애 실 이라는 설립이념아래 1994년 김종원박사를 미롯한 서울 의공학과

출신의 은 연구원들에 의해 벤쳐기업형태로 설립된 의료기기 제조회사이다. 재 활

발한 산학 동을 통해 민병구 교수님의 인공심장 에서의 연구 성과를 인공심장 체


외형 심실보조장치등으로 상품화 하 다. 자 회사운 면에서는 (주)메디슨이 기술

과 연구개발 과정의 노우하우(Know-How)는 서울 의공학과의 민병구 과장의 도움

을 받아 운 되고 있다.

창립이후 아직 3년이라는 짧은 시간에도 불구하고 염색체 상처리장치(ChiPS), 생명

공학용 상처리장치(BiPS), FISH(Fluorescence In Situ Hybridization),

CGH(Comparative Genomic Hybridization), MIPS(Materials Processing System)등을

개발하 다.

벤쳐기업의 특성상 R&D가 매출액 비 30%의 높은 비율을 차지하고 있으며, 조직

인원구성은 다음과 같다.

바이오 메드랩의 공동연구기 을 도식화하면 다음과 같다.

KIST

서울 유 학 연구실

서울 의공학 연구소

평가 생체재료 개발

Biomedlab

개발 제품화

학

서울의 , 이화여

고려의 , 충북공

서울공

동연구개발

생체실험

비비

9%

26%

30%

35%

Doctor

Master

Bachelor

etc

비비

18%

26%

17%

39%

Management

Manufacturing

Marketing

Research


③투자 연구

아직 ROI(Return of Investment)는 (주)메디슨을 제외하고 이 다할 성과는 없다.

그러나, 21C 유망 산업으로써 국내에서도 바이오 산업에 투자가 약간씩은 이루어지고

있는 편이다. 그러나, 이것도 규모는 작고, 정확한 이해와 가능성을 보고하는 것이

아닌 주먹구구식으로 투자가 이루어지는 것도 허다하다.

우리나라의 벤쳐는 주로 정보통신, 인터넷 련사업에 편 되어 있으며, 의공학

련산업은 다른 산업에 비해 임상실험등을 통한 안정성 확성 별이 나올 때

까지 오랜 시간이 걸리는 계로 아직 이 다할 투자가 되고 있지 않은 실정이다.

이런면에서 메디슨의 음 상진단기의 성공과 얼마 삼성물산의 캐나다의

Digit-X라는 벤쳐기업의 X 이의 디지털화에 투자하여 성공한 것은 무척 고

무 인 일이다.

기업에서도 (LG화학, 삼성 생명과학연구소) 의공학 련 연구를 하고 있으나, 주

로 유 공학쪽의 신약제조, 분자생물학에 한 연구등이고 서울 앙병원과 단국 부

속병원에서는 의공학과가 있으나 이는 주로 의료기기의 유지 보수에 심을 둔

Clinical Engineering에 가깝다고 볼 수 있다.

국가별 의료공학 분야 연구 투자 규모.

사 조사의 략 내용은 와 같으며 이러한 것을 토 로 우리 은 여러 질문과 호기

심을 갖고 탐방을 하 다.

012345678

미국 유럽 일본 평균

Investment

Biomedical Engineering

1. Johns Hopkins University

2. University of California San Diego

3. MIT

4. Duke University

5. University of Washington

6. University of Pennsylvania

7. Case Western Reserve University

8. Georgia Institute of Technology

9. U.C Berkeley

10. University of Michigan-Ann Arbor


II.본론

탐방기

탐방순서는 다음과 같으며, 선정 배경은 교수님의 추천과 U.S news and Report지의

1999-2000년 의공학 련 학원 순 와 교통의 편리성을 감안하여 다음과 같이 정하

다.

따라서 기존의 계획을 다소 변경하여

Boston에서 MIT-Harvard HST program

Baltimore에서 Johns Hopkins Univ.

San Francisco에서 UC Berkeley

Palo Alto에서 Stanford의 재활연구소

를 탐방하 다.

< 미국 의공학 련 학원 순 >

MIT에서 - 노인섭 박사님과 함께

Boston에서 2박 3일을 머무르면서 MIT를 방문하 다. Harvard 학쪽에 숙소를 잡은

우리들은 MIT가 바로 이라는 말에 걸어가기로 마음먹고 걷기 시작했다. 그러나 가도가도

나오지 않는 MIT 으니, 나 에 알게된 결과 우리가 거의 4km은 족히 걸은 것 같았다.

MIT의 첫인상은 “공장”이라는 말외에는 다른 어떤 말로도 표 되지 않는 삭막함 그 자체

다. 외 상 과연 이곳이 세계일류인가?라는 생각에 빠진 우리들은 내부에 들어가고나서야

잘못 생각했다는 느낌을 받을 정도로 깨끗하고 화려한 시설을 자랑했다. 첫째날은 서울

공업화학과 석 일(박사과정)선배를 만나 반 인 학교투어와 소개를 들었다.


← 우리나라의 학교 본부에 해당하는

Lobby 10 앞잔디에서 석 일 선배님

과 함께(왼쪽)

본격 탐방은 다음날 노인섭박사님을 만나면서 시작되었다. 우리가 email로 한 교

수는 Eedelman교수로 그 에 포스트닥터과정에 있는 노인섭박사님을 소개시켜주어서 만나

게 되었다. MIT의 HST 로그램은 MIT와 하바드 의 가 공동으로 하는 로그램으로 주

로 공학 지식의 의학 용에 있다. 하바드의 와 연계되어 의료 보조기구 는 치료장

비등을 개발, 시험하고, 그것의 인체에의 향등을 연구하는 방식이다. , 이곳에서는 MIT

에서 Ph. D를 받은후 다시 하바드 의 MD를 받을수 있도록 되어 있어 실로 의공학의 엘

리트 산출을 한 것임을 알 수 있다. 우리가 방문한 실험실에서는 주로 과 계된 연

구를 수행하고 있었다.

우선, stent라는 스 링과 비슷한 기구가 있는데 이것은 동맥경화시 의 막힌 부 에

가지 도달시켜 이를 팽창시켜 을 늘려주어 류의 흐름을 원활하게 해주는 것이다. 10

년 부터 연구되어오고 있는 것으로 이미 다양한 모양으로 상용화 되어있다. 여기서는 이기

구의 재질, 형상등이 어떻게 향을 미치는지 알아보고, 가장 최 화된 설계를 하는 것이 연

구과제 다. , 수술후 이 stent가 조직에 묻쳐버리는 것을 막기 해 다양한 연구를 하고

있었다.

노인섭 박사님의 설명을 →

진지(?)하게 듣고있는

자랑스런 원들

, 콜 스테롤의 축 으로 인한 의 모양 류량의 변화등을 조사하기 해 을

폴리머로 모델화시킨 실험장치를 보았다. 이것이 아마도 세계에서 처음이라며 의기양양하게

말하는 요셉(석사과정)의 말에 우리는 마냥 신기한 듯 쳐다만 보았다.


←Stent를 이용한 수술원리가 나와

있는 포스터

MIT Student Union 앞에서 →

그외 다른실험실에서는 생체조직공학(Tissue Engineering)을 연구하고 있으며, 유 자칲

(Gene Chip)을 처음으로 개발한 Langer교수도 이곳 Biomedical Engineering에 있다.

HST는 과학, 공학 의학부문의 지식을 통합하여 의, 약학 부문의 문제 을 해결하기

해 1970년도에 조직된 부서로서. 하바드의 MIT 련학과의 연합체로 구성되어있다. 의

학 생명공학 분야의 문가를 육성하고, 각 연구소간의 교류를 통해, 생물학, 의학,부냥의

발 을 진시키는 것이 목 으로, 과정 의 학생들은 원하는 분야의 연구기 에서 우선 교

육을 받아 능력이 검증된후, 다른 학문과의 연계를 통한 심도깊은 연구를 통해, 공학, 과학

의 지식을 의학, 약학 부문에 응용하는 방법을 배우게 된다. HST에 다루는 분야는 의공학

에 련된 거의 모든 것이라고 자신있게 말하는 노인섭박사님의 말처럼 정말로 엄청난 규모

를 자랑하고 있다.

의과학부문 박사학 취득 로그램(MD)

의공학 의학 물리 연구과정(MEMP)

언어 이해 표 연구

방사선학 연구과정

의료정보학 연구과정

의공학 산업 련 수련과정

박사과정 연구보조


HST에서의 과정은 크게 다음과 같이 나 어 진다.

이 MEMP과정은 학생들에게 의과학 의공학에 한 직 인 지식 경험을 주어

그들 스스로 인간생명과학 질병에 한 기본 지식들은 탐구하고, 이의 분석 처방법

에 한 연구를 수행, 결국에는 인간의 고통을 덜어 수 있도록 하는 것이다.

이 과정은 다시 3단계로 나 어 진다.

▲ 기 과학, 공학 학습과정(Physical and Engineering Science)

모든 학생들은 우선 공학 는 물리학 부문의 학원과정에서 필요한 기 지식을 습득해

야 한다. 과정 기에 학생들은 물리, 공학 분야를 공부하기 한 학습계획을 HST와 련되

교수의 지도아래 작성한다. 각각의 부서는 학생들에게 박사과정 연구수행을 한 기 지식

탐구능력을 배양시킨다. MEMP과정 학생들은 반드시 각 부서의 과정을 이수하여야 한

다.

▲의과학 학습(Biomedical Science)

이 부문의 목표는 학생들의 생리학, 발병원리 질병의 의학 처리 방법에 한 이해를

높이는 것이다. 학생들은 의과학 의공학 부문에서의 을 뜨게 되고, 의약품이 질병이 제

료 규명되지 못한 상태에서 어떤 방식으로 실험되는 지를 이해하게 된다. 따라서 이번과

정은 의과학에 한 기 지식을 배우는 과정과 환자치료에 직 참여함으로써 실제 의료 장

에의 용방법을 배우는 과정 2가지로 구성된다.

▲의과학 학습과정

모든 학생들은 세포,조직,기 들의 생물학 기능을 이해하고, 그것들이 어떻게 질병에 반

응하는 지를 이해하기 해 약 7개의 과목을 이수하여야 한다. 학생들은 병리학, 분자생물학

유 학등의 과목을 반드시 이수하여야 한다.

← 역사의 장 Boston Tea Party가

일어난 배 앞에서


Johns Hopkins University(JHU)에서

JHU의 의공학부 앞에서 →

JHU Medical Insttitute

Traylor Research Building

이곳에서도 2박3일을 머무르면서 Johns Hopkins University의 의공학연구소를 탐방하

다. 세계제일이라는 명성에 걸맞게 JHU의 의 건물들은 Baltimore의 거의 반을 차지하

고 있다. 이 우리가 찾은곳은 JHU Medical institute로 이곳 4,5,6,7F에 의공학부가 있었

다. 각교수의 실험실마다도 무엇을 하고있는 지 잘 모를 정도로 이곳을 실험실단 로 활동

하고 있었다. 다행히 우리가 한 교수의 배려로 과사무실과 연락이 되어 JHU의 많은 연

구실들을 구경할 수 있었다.

← Post Doc. David과 함께

자신의 연구분야인 소 에

해 미경을 통해 설명하고 있

다.

Johns Hopkins도 명성에 걸맞게 많은 연구분야를 가지고 있는데, MIT에서와는 달리 좀

더 의학에 치 한 연구를 하고있었다. 즉, Fund가 NIH(National Institute of Health)나 JHU

Medical center에서 나오므로 국민보건복지에 련되어 심장마비, 의료 상처리, 생체 재료,

약물 달에 한 공학 연구를 많이하고 있었다. 표 연구분야는 아래 6개이다.

․Biomedical Imaging Program

․Biomaterials Program

․Molecular and Cellular Systems Physiology Program


․Sensors/Instrumentation Program

․System Neurobiology Program

․Theoretical and Computational Biology Program

에서도 알수있듯이 JHU에서 요한 것은 주로 의학, 생물학에 바탕을 둔 공학 연구이

다. MIT의 노인섭박사도 에는 단지 물리학, 화학에 바탕을 둔 의공학이었으면 90년

부터는 생물학에 바탕을 둔 새로운 의공학이 각 받고 있다고 말 하셨다.

처음 찾아간 Babara Rita 교수의 실험실에서는 David, Huang, Yeh 3명의 포스트 닥터과정

의 박사들이 교수를 신하여 설명해주었다. 기계공학을 공했다는 David은 소 의 부착

과 응결에 해 유체역학 인 해석을 하고 있었다.

←David 박사가 자신의 로젝트

를 포스터를 보면서 설명하고

있다.

→Rita 교수의 실험실앞에서

Huang, Yeh, David 박사와 함께

정상상태라면, endothelial 세포가 소 과 subendothelial 표면사이를 찬단하고 있으나,

상해시, 이 세포가 없어지면서 노출된 표면을 소 이 직 표면에 닿아 다른물질 의

을 막는 역할을 하고 있다. 이때 endothelial 상해지역의 유체역학 조건이 피의 성분과

의 상호작용을 결정하는데 이것을 형 물질을 이용해서 비디오로 측하여 이미지를 처리하

는 것을 Huang박사가 보여주었다. Yeh박사는 조 은 다르나 암세포를 이용하여 분자생물

학 연구를 하고있었다.


이틀째, 우리는 정식으로 과사의 허가를 통해 여러 실험실을 방문하 다. 여기서는 JHU

Biomedical의 학습자료들과 그외 다양한 분야의 연구활동을 볼 수 있었다. 여기서도 한국유

학생을 만났는데, 국 은 호주이나 서울 화학과를 나온 학 선배 다.

여기서는 생체재료의 폴리머의 화학 특성을 연구하고 있는데, 폴리머 개발을 해 화공

과, 화학과, 생물학과, 의공학부, 기공학, 분자생물학등 각기 다른 분야의 사람들이 실험실

에서 연구하고 있었다.

←선배님이신 Grace Kim과, 국계 미국인 Jane(박

사후 과정)과 함께 Medical Institute 실험실 앞 복

도에서 당당히 김치냄새를 풍기며 심을 먹고있다.

↓Biomaterial Lab에서 Grace Kim의 실험 앞에

서

↓ JHU 의공학부 학부생인 Kevin의

실험을 지켜보면서

Biomaterial Lab이나 어제 방문한 Rita교수의 실험실에선 모두 다른분야의 사람들이 하나

의 목표를 서로 다른 시각에서 연구하고있다는 것에 굉장히 매료되었다.

다른실험실에서는 생체재료의 기계 특성, 신경세호의 기 특성, 심장마비방지를 한


심장의 모델링 연구, 세포의 열 달 연구등 의학과 공학이 만나 새로운 연구를 하고있음을

실감나게 해주었다. 특히 심장의 을 연구하고 있는 곳에서는 2년 LG화학에서 한 연

구원이 이곳에서 연구하다가 돌아갔다고 하면서 우리를 반가히 맞아주어 굉장히 기뻤다.

JHU는 학부과정에 Biomedical Engineering을 설치할 정도로 Biomedical Enginering에 있

어서 많은 심 을 기울이는 것 같았다. Biomedical 학부과정에서 바로 Biomedical을 양성하

는 JHU는 먼 Biomedical Engineering에 해 심을 갖게하는 장 이 있으나 부분은

JHU 의 를 지원할 에 유리한 입장에 서기 해서 온다고 한다. 오히려 다른 여러 과학을

공하고나서 학원과정으로 의공학을 공하러 온 사람들이 연구소에는 많았다.

MIT와 JHU를 방문하고 나서 느낀 것은 깨끗한 연구실 환경 기자재, 그리고 풍부한 자

을 바탕으로한 최첨단의 연구와 공학에 한 필요성의 인식등이 우리나라와의 그것과는

매우 다르다는 것이었다. 학부생도 아르바이트로 연구실에서 일하면서 배울수 있는 환경과

참신한 아이디어를 뒷받침해주는 여러제도들, 그리고 문제를 여러각도에서 바라보는 것은

우리나라의 학원의 환경과는 매우 달랐다. 일종의 교수와 학생을 계약 계로 보고 일하는

만큼 가를 지불하는 것은 특히 우리나라와는 많이 다른 모습이다.

MIT와 JHU에서는 한 의사들이 스스로 기 을 모아 공학쪽에 연구를 맡긴다는 얘기를

듣고서 굉장히 놀라웠다. 이러한 교육환경시스템에서 최고의 학과가 탄생하리라는 것은 의

심의 여지가 없었다.


UC Berkeley에서 -최태열 선배님과 Keaveaney교수와 함께

샌 란시스코 도착 후 처음 방문한 곳은 버클리 다. 캘리포니아 주립 가장 먼 생

긴 곳이고 그 명성 한 가장 높은 곳이다. 샌 란시스코에서 가깝다는 것은 알았지만

자동차로 약 30분 정도밖에 걸리지 않는다는 것은 미처 알지 못했다.

샌 란시스코에 호텔을 잡고 버클리까지의 이동

은 트카를 이용했다. 가는 도 에 베이 리지를

건 야 했는데 길이가 상당히 길었다. , 간에

섬을 하나 지나게 되어 있어 볼거리도 좀 있다. 다

리 길이만 2~3km 정도 되는 것 같다. U. C.

Berkeley는 버클리라는 도시에 있는데, 도시가 모

두 학에 딸려 있는듯한 느낌을 주었다. 유학생인

기계공학과 최태열 선배를 만나기로 했었는데, 시

간이 조 남아서 차로 학교 주변을 둘러보았다.

것으로 보기에는 한국에 있는 학교들과 유사한 느

낌을 주었다. 크기도 비슷하고, 특히 동양계 학생이

많은 것이 과연 캘리포니아로구나 하고 느끼게 했

다. 학교 북문에서 선배를 만나, 일하는 실험실 구

경을 하고, 학교 주변에 한 안내를 받았다. 학교

캠퍼스는 그리 크지 않은데, 실험실들이 캠퍼스 내

부에 있는 것이 아니라 학교 주변에 넓게 퍼 있

었다. 실제로 학교 련 건물들이 차지하는 면 은

캠퍼스 면 의 3~5배정도 되는 것 같았다. 우리가

구경한 기계공학과 련 건물도 외부에 있는 것이

었다. 한국 학생이 많은 곳이라 한국식당을 찾는

것도 그리 어렵지 않았다.

샌 란시스코의 유명한 언덕길

롬바르드스트리트에서 LG 로고를

만들면서

최태열 선배님과 함께 Berkeley가 내려다보이는

유명한 Lawrence lab앞에서


식사 후 캠퍼스 구경을 하다가 약속시간에 맞춰 Keaveaney 교수의 실험실에 찾아갔다.

이번에 방문한 실험실은 주로 인간의 에 해 연구하는 곳이었다. 인간의 의 구조를 연

구함으로써 인공 는 인공 의 이식에 도움을 주고, 그런 재료들의 개발을 수행

하는 곳이다. 우선 실제 의 표본을 구한 다음, 이것을 단층 촬 하여 3차원 인 의 구조

도를 만든다. 이 게 만든 구조물에 어떤 자극을 가했을 때 그 안에서 어떠한 반응들이 일

어나게 되고, 어떤 경우에 손상이 일어나게 되는지를 연구함으로써 인공 는 인공

에서 특별한 주의가 요구되는 부분을 찾아내고, 어떤 형상으로 설계를 해야 하는지를

알아내는 것이다. 이 연구가 시작된 것은 1993년인데, 아직 이 다할 결과는 나오지 않은 것

같다. 지 진행되고 있는 부분은 기본 인 구조 해석인데 이것이 끝나면 그때부터 여기에

연 된 다른 결과들을 찾아낼수 있을 것이다. 이 과정을 만든 목 은 3가지 이다. 첫째로 정

형과 련된 의공학 부분의 연구를 할 수 있는 능력을 학생들에게 배양하는 것이고, 두 번

째는 의 기능과 구조에 련된 생물학 반응과정과 작동원리를 기계공학 원리를 용

하여 이해하는 것이며, 마지막으로 인공 의 개발에 공학 원리들을 이용하는 것이다. 이

러한 모든 작업들은 UCSF의 의과 학과 히 연 되어 있다. 이러한 력과정을 통해 연

구실에서 찾아낸 지식들을 실제 검증해 볼 수 있고, 용도 가능하게 된다. 의공학이라는

분야가 기계공학 는 그냥 단순한 공학의 한 분야가 아니고, 의학 생물학 분야와

한 련을 맺고 연구가 진행되고 있는 것이다. 미국에서는 한해 약 150,000건의 인공 hip

joint 보조기구가 환자들에가 장착되어지고 있고, 세계 으로는 이의 약 2배에 이른다. 이러

한 기구의 평균 내구성은 약 15년으로, 기간이 지난 후에는 새로운 장비를 장착해야 하는데,

이 기구의 장착이 기존에 있는 에 부착하는 방식이기 때문에 새로 갈아주기 해서는 자

꾸 를 깍아 내야한다. 이런 식으로 교환을 계속하게 되면 결국에는 원래 있던 를 모두

없애게 되는 것이다. 이 실험실에서는 이러한 인공 의 수명을 약 30년 정도로 늘리고,

인공 에 윤활을 해 주어 마모로 인한 손상을 이는 방법을 연구하고 있다.

버클리에서는 산업에 바로 용할 수 있는 학문들의 연계성과 시 지 효과를 높이기 해서

Industrial Focus Area 라는 기구를 구성하 다. 여기에서는 각 분야들에서 필요한 인력들을

연결, 같이 연구를 진행시키고 산업체와의 공동 연구 투자를 유도하여 연구 결과의

Oscar(박사과정)가 형 미경앞에서 설명을 하고

있다.


산업 이용을 도모하고 있고, 바이오 엔지니어링도 이러한 로그램의 일부로 리되고 있

다. 바이오 엔지니어링은 기계공학 분야에서 설계, 동역학, 고체역학, 제어, 유체역학, 열

물질 달, 열역학, 기구학, 생산 등의 분야를 포함하는 복합 분야이다. 바이오 엔지니어링

은 지난 20년간 부신 성장을 해왔으며, 최근의 성과 많은 부분이 U.C. Berkeley 와

U.C. San Francisco 이다. 재 이 지역은 바이오 엔지니어링과 련된 많은 수의 기업들과

더불어 바이오 엔지니어링 연구의 세계 심지의 하나이다.

바이오 엔지니어링 부서가 따로 설치되었는데, 이 부서는 바이오 엔지니어링 분야의 개발

과 연구 로그램의 제공을 해 만들어졌다. 모든 연구는 부서 내부 으로 는 샌 란시

스코 근교의 캘리포니아 주립 의과 학과 공동으로 이루어진다. 연구는 기계공학의 분야

실험, 해석 인 과정까지 포함한다. 인공지능, 생체신호기 배양 수술도구 개발, 정형

련 기 지식 연구(UCSF 정형외과 방사선과와 공동), 스포츠 의약과 부상 연구, 반복성

상해, 기구학 수술 제어, 인체 내 생화학 반응 해석 제어, 유체역학의 생명공학 ,

인체내부 련 해석, 온생물학, 온수술 등이 이와 련된 분야이다. 이 부서에서는, 기계

공학의 기본을 다루는 일반 인 과정뿐만 아니라 바이오 엔지니어링과 련된 매우 문

인 과정들을 다루게 된다. 바이오 엔지니어링 입문, 정형 바이오 메카닉스, 생체 련 유

체역학, 바이오 엔지니어링 제어, 바이오 엔지니어링 열 달 물질이동, 조직 역학 세

미나 과정 등이 포함된다. 그 외에도 다른 여러 가지 과정들이 UCSF와의 동 과정으로 이

루어진다.

이러한 연구들은 모두 실에 용하기 하여 수행되는 것이다. 이러한 연구를 수행하는

데 드는 비용을 학에서 모두 충당하기는 쉽지 않다. 그리고 공학이 원래 산업과 하게

연결되어 있는 분야이기도 하다. 의공학도 이런 부분에서는 외가 아니어서, 버클리의 경우

주변(실리콘 밸리)에 있는 의공학 련 기업들과 산학 동을 맺어 공동 연구를 진행시키는

경우가 많다. 필요한 자본을 기업에서 조달하고, 연구는 실험실에서 수행하며, 그 결과를 시

험하는 것은 병원이 되는, 매우 효율 인 조직이 구성되어 있다.

Keaveaney교수 실험실에서


Stanford에서 - Nick과 함께

Stanford 학은 실리콘 밸리와 가까운 Palo Alto에 치하고 있다. 샌 란시스코에서 자

동차로 약 40분 정도 걸리는 거리이다. 실험실 방문 시간보다 일 학교에 가서, 객

상의 투어를 신청했다. 미국에 있는 부분의 학들이 이런 안내 로그램을 가지고 있는

데, 잘 모르는 사람들이 처음 방문해서 그 학교에 한 반 인 설명을 들을 수 있다는

에서 매우 좋다. 학교가 넓으면서 건물들이 그리 높지 않아 매우 부드러운 느낌을 주었다.

MIT나 Johns Hopkins에 비해서는 어쩐지 공원같

은 분 기이고, 학생들의 생활 방식도 매우 자유롭

고 유쾌한 느낌이었다.

심식사 후 악속된 실험실로 찾아갔다. 우리가

방문한 실험실은 Tishya Wren 교수의 방이었는데,

주로 연구하는 내용은 인간의 이나 , 특히

다리 부분에 걸리는 힘의 크기 특성 등을 연구

하는 곳이었다. 우리를 안내해 학원생 Nick이

연구하는 것은 사람이 걷거나 서있을 때 에 어

떤 힘이 걸리는지를 해석 으로 나타내는 것이었

다. 실제 사람의 를 이용해서 인장, 압축 실험을

한 뒤 그 때 걸리는 힘을 측정하고, 언제 괴가

일어나는지 등을 연구한다고 하는데, 이런 해석을

통해서 인공 이나 , 그리고 장애인 재활요법

등에 도움을 수 있다고 한다. 실제로 Wren 교

수가 하는 일도 장애인 재활과 계된 일이었다.

, 일단 와 의 특성을 알게 된 후에는 이를

이용하여 실제 환자( 상)가 걷거나 뛸 때 각

에 걸리는 힘과 모멘트를 계산하고, 이를 분석하여

Stanford의 Main Quad에 있는 교회앞에서

우리를 가이드해 Nick과 함께

Hoover Tower 망 에서 바라본

스탠포드건물. 모든 건물이 이 게

생겼다.


그 사람에게 나타나는 문제 들을 진단, 치료하는 로그램 한 연계하여 개발하고 있었

다. 연구는 주로 컴퓨터 시뮬 이션을 이용하여 진행되었고, 시뮬 이션에 필요한 자료들은

해부용 인체(Cadaver)에서 얻을 수 있었다. 시체에서 필요한 부분의 만 들어내서 실험에

사용한다고 하니 약간 으스스하고 무서운 기분이 들었지만, 한편으론 이 게 연구 환경이

갈 조성되어 있구나 하는 감탄과 부러움이 있었다.

Nick이 자신이 ABAQUS로

해석한 해석을 보여

주고 있다.

사이버인간을 만들때와 비슷하게 인체의 운동을 측정

하여 모멘트와 힘등을 계산하는 Biomotionlab


Stanford에서는 Biomechanical Engineering Division(BME)이 의공학에 한 연구를 총

하고 있다. 부서 이름에서도 알 수 있듯이 기계공학 인 해석방법을 가지고 근하고 있었

다. 멎 둘러보았던 MIT나 Johns Hopkins에서는 생물학 는 의학 인 에서 근

을 하 는데, Berkeley나 Stanford는 그 경향이 달랐다. BME의 기본 연구 목표는 생물학,

의학과 기계공학, 공학 디자인을 목시키는 것이다. 이러한 연구의 결과는 의료기구, 이식

용 인공 장기, 등의 설계에 반 된다. BME에는 학부과정이 따로 없고 학원 과정부

터가 일반 이다. 석사과정 학생들은 학부때 생물학을 이수하여야 하고, 그 지 않을 경우

과정 생물학을 수강하여야 한다. 배우는 내용들은 주로 구조 는 동역학과 련된 과목

들이 많다. 박사과정은 석사과정과 유사하지만, 학 는 기계공학 박사로 수여된다. 박사학

와 M.D.를 같이 받을 수 있는 로그램도 있지만, 이것은 BME에서 주 하는 것이 아니고,

따로 의학부에 등록을 하여야 한다. Stanford에서는 아직 의공학이 완 히 분리되어 독립하

지 못한 것 같다.

Wren 교수가 우리에게 재활연구센터를 보여주고 있

다.

재료의 기계 특성을 실험하는 곳에서 설명을 마친

후


Nick의 안내로 Tishya Wren 교수가 일하는 재활연구소에도 방문할 수 있었다. 이곳은 주

로 장애인들의 재활에 련된 연구를 수행하는 곳으로, 인공 팔, 인공 다리, 장애인용 생활

기구 등을 만들고 있었다. 직 환자와의 화 실험 장착을 통해 연구 수 이 아닌 실

제에 용까지 가능한 수 이다. 이곳의 재원은 주로 국방부, 재향 군인회 등의 단체에서 나

오고 있었고, 연구 결과는 일반 기업에게 수되어 재활용 상품들을 생산하게 하는 시스템

을 가지고 있다.

Stanford는 여타 학과는 달리 의공학 분야의 출발이 늦어서 그런지 는 하는 분야가 주

로 재활의학에 치우쳐서인지 우리가 가본 MIT와 JHU와는 분 기가 사뭇달랐다. 여기서는

공학을 의학에 용시키는 방법들을 주로 연구하고 있는 것 같았는데 이런 것을 이용해서

NASA에서의 로 팔이나 생체신호를 받아서 움직이는 로 등을 목표로 삼고 연구하고 있었

다. 즉 인체속에 넣기 보다는 외형 인 신호를 받아 움직이는 의수등을 주로 연구하고 있었

다. 여기서도 마찬가지로 근처에 있는 재향군인병원과 력하여 이러한 로그램을 진행하

고 있었다.

재활 의학의 한 - 생체로 시스템


국내외 산업기술 동향

의공학과 련되어 세계기술과 련된 제품의 시계시장은 지속 으로 성장하고 있으

며, 선진국에서는 고부가가치의 특성에 착안하여서 상당히 많은 연구비를 투입하여 기술개

발을 추진하고 있다. 의공학에 련되어 가장큰 시장 하나인 생체신호처리기술에 련한

세계산업기술동향은 다음과 같다.

재 약 10조원의 세계시장은 부분 선진국에 의하여 유되고 있다. 그 에 미국이

체의 45% 일본이 20% 유럽이 25%이고 우리나라는 0.5%에 그치고 있다. 각국의 기술 황

시장 황을 요약하면 다음과 같다.

세 계 산 업 기 술 동 향

○ 1970년도부터 으로 기술투자

○ 의료기 산업체에 부설연구소 설치 연구병행

○ 제품화기술

○ 과학연구진, 의학진 산업계의 유기 력체제

○ 기반산업기술의 의료분야에로의 응용

○ 자공학기술의 의학연구와 임상응용으로 시작

○ S/W,H/W 다양한 첨단기술을 의료분야에 용

○ 메카트로닉스, 마이크로 일 트로닉스, 바이오트로닉스 기술이

첨단의료기기 기술주도

○ Health care분야에서 속히 개

○ R&D투자

미국

생체신호 련의료기기 산업의 50%가 소기업으로 육성

주로 생체신호 감시장치 분석기에 치

연간 15%이상 성장

일본생체신호 감시장치, 생체 상계측분야는 아직 열세

연간성장률 약 20%

유럽생체신호 진단은 치료기기에 비해 열세

복잡한 국가 구성으로 다양한 기

기타아시아 신흥개발국을 심으로 격한 시장확

국내산업의 육성은 선진국의 1차 공략 상


선진국의 특성은 의료공학기술이 발 된 나라라고 할 수 있을 만큼 의료공학의 기술 개발

에 비 을 두고 있다. 국가별 의료공학 분야의 연구투자 규모는 매액 비 다음과 같다.

우리나라의 경우는 매액이 미미한 형편이므로 이와 유사한 규모의 투자가 있기 해서는

정부 는 기업의 복합 인 기술 개발에 한 투자 재원이 확보가 필요하다고 할 수 있다.

재 미국이나 국등 선진국에서는 수족 단 장애인을 한 운동력을 가진 의수와 의족에

한 연구나 신체마비 장애인을 한 신경자극 시스템에 한 연구개발이 진행되고 있

다.(Stanford의 Rehabilitation Center) 최근에는 제어신호원으로 근 도(EMG) 등의 생체신

호를 사용하려는 시도가 이루어지고 있다. 즉 과거에는 인간의 생체신호와는 별개의 제어

신호원을 이용해서 손이나 발의 동작을 수행했지만 차 그 제어 신호원을 인간의 생체신호

로 체하고 있는 것이다. 이러한 경향은 더욱 가속될 것이며 더 정확한 제어신호를 용한

의수나 의족에 한 연구가 진행될 것이다.

국내 산업기술동향을 보자. 국내에서의 의료기기 의료공학 련 기술은 반 으로 상

당히 낙후되어 있다고 할 수 있으며, 생체신호 정량화 기술도 마찬가지라고 할 수 있다. 그

러나, 국내에서의 생체 신호 련 기술 분야는 의료공학의 다른 분야보다는 상 으로 기

술개발의 시도가 다양하게 이루어진 분야라고 할 수 있다. 이 분야에서 요구되는 기술이 일

반 으로 규모의 투자를 필요로 하거나, 고기업의 형태로 육성하기 합한 것들이 많기

때문에 국내에서의 기술개발의 시도가 있었다고 볼 수 있다.

국내 시장은 여러 가지 에서 발 인 방향으로 진행되고 있으나, 그러나, 련된 기술

분야의 연구와 기술 개발이 차 활성화되고 있으며, 산학연간의 공동연구체계 의학계의

심이 높아지고 있다. 정리하면 다음과 같다.

012345678

미국 유럽 일본 평균

Investment


국내에서 사용되고 의료기기의 품목별 성장성을 평가하면 다음과 같다.

국내 시장 동향

○ 1980년 부터 산학연 동개발 연구 태동

○ 주요 의료기기 개발에 한 노력으로 기술 수 향상(1980년 )

○ 설계 기술 조립기술은 선진국 수 근

○ 정 자, 첨단기술등의 원천기술은 취약

○ 주요부품의 높은 해외 의존도

○ 산학연 력연구 체계 미흡

○ 해외시장정부 부족, 국내시장확보의 어려움

제품명평균시장

규모(A)

제품별 시장성장성(%)평균시장

성장률

시장성장

규모종합 정

90 91 92 93

심 계 18.6 6 6 11 10 8.3 154.4 성장

환자감시

장치47 2 2 14 22 10 470 성장

폐활량계 26.8 5 10 15 10 7.5 201 성장

뇌 계 72.6 7 3 6 6 5.5 399.4 성장

태아심음

측정기63.4 7 7 5 5 6 380.4 성장

근 계 72 4 4 4 7 4.8 345.6 성장

압계 72.1 7 5 8 7 6.8 490.3 성장

당측정

기71.7 6 5 6 6 5.8 415.9 성장

분 도

계224 11 10 14 8 10.8 2419 성숙

액가스

분석기14.8 8 15 7 13 10.8 160 성숙


그러나 아직 핵심기술들은 외국에서 도입해야하고 우리나라가 갖고 있는 것은 주변기술뿐

이다. 단 인 로 의수족연구소의 황을 볼수 있다.

“국내에서는 보조기, 목발, 의수족 등이 국내에서 제작되기 시작한 역사는 40여년을 넘고

있다. 보조기나 목발은 정형외과의사, 재활의학과 문의 주문에 따라 보조기 제작기사에 의

히 만들어 지고 환자의 체형에 따라 맞추어지게 된다. 하지만 국니에 재 의수 제작소는

많지만 이 기술을 숩득할 만한 문학교나 기 이 단 한군데도 없다”

“ 재 국내에서는 한의수족연구소에서 단 부 에 따른 수족을 수동과 반자동의 두

가지 형태로 해발하고 있다. 이곳에서는 기능성보다는 외 에 한 고려에 을 둥어 장

애자의 피부색과 가장 일치 하는 피부색의 의수족을 제작하고 있다.”

이상에서와 같이 선진국에서 개발하고 있는 신경보철기 등의 분야가 굉장히 떨어져 있음을

알수 있다. 민간 기업의 투자 황은 다음과 같다.

특허 시장 분석

사실 시장분석은 국내의 의공학에 한 자료가 많지 않아 굉장히 어려웠다. 우리가 조

사한 바에 의하면 재활의학쪽에서의 의수, 의족, 보청기등의 보장구 시장에 해 연간 198억

원의 시장이 있다고 한다. 이쪽은 우리나라사람들의 특성에 맞게 개발되어야 하는 분야

이기 때문에 어느정도 경쟁력도 있다고 한다. 이러한 우리나라의 시장가능성에 해 선진국

의 시장을 조사해 비교해보았다. (Frost & Sullivan자료 참조)

다음의 사진은 유럽의 MEMS 련 Biomedical Engineering의 규모이다.

민간

기업

투자

황

(국내)

○ 심 계, 모니터, 환자 감시장치등 일부제품에 한정

○ 일부 소기업에 의하여 유도

○ 의공학계, 연구소등의 심증

○ 기업의 의료기기에 한 심 극 투자 고려

○ 일부 기업의 참여 시작

○ 고부가가치 산업으로 의료기기 분야에 한 인식 변화

○ 가, 소품 주의 기기는 상 유지 국면

○ 신제품 개발과 기술 향상의 여력부족

○ 소기업에 한 장기젓 기술 자 지원 필요

○ 기업의 의료기기에 한 극 인 권장 필요


MEMS 련 유럽시장 규모


와같은 자료에서 알수 있듯이 재 의공학 시장은 빠른 증가세를 타고 있으면 향후 5년

간 성장가능성 매우 밝다고 할 수 있다. 한 MEMS가 의공학분야에서 차지하는 비 이 그

지 크지 않은 연구 인 기술이라는 것을 생각하면 의공학 분야의 시장은 굉장히 크다는 것

을 알수 있다.

의 표와 같은 제약은 앞으로 상되는 것이라고 한다. 그러나 와 같은 제약은 반

으로 투자에 비해 나오는 결과가 고 생체의 고유의 특성 때문에 여러 제약조건에서 나

오는 것이고 1998년 유럽의 MEMS 의료기기 시장의 성장은 계속 될 것이라고 한다.

연구투자규모에 있어서는 미국의 경우 NIH, NSF등의 국립연구재단에서의 연구비의 상당

수가 바이오와 련된 연구에 투자되고 있으며, 그 규모는 재 Berkeley 학의 MEMS와

Bio분야의 연구비의 규모를 비추어보면 Bio쪽의 연구비 규모가 MEMS에 비해 엄청난 규모

라고 한다.

국가별 특허 황을 보면 다음과 같다. 유럽에서는 메카니즘 기술분야, 재료기술분야가 미

국에서는 상 으로 생체신호 분석기술이 많이 발 되어 있음을 알수 있다.


연도별/분야별 황

일본 미국 유럽 합계

메커니즘 52 105 156 313

재료 14 25 164 203

시스템 31 45 137 213

생체기술 2 55 2 59

제어 18 16 32 66

신호처리 3 22 15 40

자회로 15 14 11 40

1970～ 1971～ 1976～ 1981～ 1986～ 1991～ 1996～ 계

메커니즘 1 4 20 40 61 98 89 313

재료 3 2 33 48 59 58 203

시스템 10 26 37 40 47 53 213

생체기술 5 14 14 6 9 11 59

제어 3 5 5 10 26 17 66

신호처리 2 10 9 12 7 40


III. 결론

우리가 탐방하고 나서 얻은 결론은 다음과 같다. 의공학 연구에 한 투자는 매우

요하고 시 하다는 것이다.

의공분야는 기 과학으로부터 첨단 응용기술까지로 포함하는 것이다. 이에 한 연구

와 그 결과는 앞으로 이어질 다양한 연구에 기반기술로 사용될 것이며, 정부 산업계의

연구 투자를 얻을 수 있는 좋은 주제라 할 수 있다. 재의 의료장비 의료기구들은 모두

고가로 인하여 수입이 어려운 실정이므로 병실에서의 환자를 한 자도화 시스템의 국산화

는 효용성과 더불어 수입 체의 효과가 매우 클 것이다.

● 경제 사회 측면

- WTO체제의 출범과 함께 새로운 국제 규범의 태동, 정착

- 지구 경제체제하에서 지역화, 블록화, 략 제휴

- 의료복지, 환경, 식량, 에 지 등 지구 문제데 한 세계 공감 형성

● 보건의료 복지측면

- 선진국의 보건의료 연구 정책방향은 범국가 차원의 다학제간(의학.공학, 련과학등

등) 긴 공조체제를 강력히 유도하고 있음

- 구미 선진국의 복지 산은 총 GNP 비 10%를 상회하고 있으며 향후 더욱 증가할

것으로 망됨

National Health Interview Survey자료에 의하면 미국의 장애인 비율 경향은 다음과 같

다. 지난 25년간 미국 인구의 장애인 비유을 두드러지게 증가했음을 알 수 있다. 우리나라의

경우도 이와 다르지 않게 증가추세이다.(아래 그림 참조) 그 다면 이러한 부문의 의료복지

를 한 의공학분야의 기술분야의 개발은 아주 시 한 실정이다.


우리 나라는 6.25 쟁이후 미군을 통하여 식 의료기구들이 본격 으로 들어오기 시작

하 다. 그당시의 의공학이란 쟁으로 인한 부상자로 인해 단장애인의 치료를 한 의수,

의족이 주어졋다. 그 당시에는 갈쿠리 모양의 간단한 의수가 이용되어 의수족에 해 친

감을 갖지 못하 고, 오감을 가지도록하 다. 이 듯 의공학에 한 개념이 이런것에 그

치고 있는 것에 반해 선진국에서는 이미 가격은 재차하고 신경신호를 받아 로 처럼 움직이

는 것을 개발하여 새로운 고부가가치시장으로 개척하고 있는 실정이다.

각종 산업의 발달이 개발에 치 한 결과, 오히려 인간에게 많은 문제를 유발시키고 있다.

선천 는 후천 장애로 인한 인체의 운동기능 마비나, 노화와 각종 질병 질환으로

인한 비정상 인체의 운동기능은 당사자에게는 아주 심각한 상이다. 한 지, 자,통

신, 소재기술 등의 발달로 인류의 환경이 아주 발 되어 있어서 모든 기술분야에서 인체와

같이 정 하고 정교한 기술을 요구하고 있다는 것도 커다란 문제이다.

하지만, 이와 같은 문제는 산업기술의 상호연계 발달로 인해 종래에는 불가능했던 기술

이 20세기말인 지 은 더 가능하

게 되어 재 인간의 근본 인 욕구인

생명연장이 가능하게 되었다. 사회가

노령화 되면서 이런 문제가 더욱 사

회 이슈가 되고 있으나 과학기술의

발달에도 불구하고 이와 같은 노약자

와 장애자들은 그 혜택을 리기 힘든

실정이다. 따라서 여러분야의 과학기술

을 이용하여 장애자와 노약자등의 상

실된 감각을 보충해 주거나 불완 한

활동을 도와주는 재활공학시스템의 개

발이 필요하다.


→ 6백만불의 사나이와 마찬가지로 21세기

에는 모든 것을 처할 수 있을 것이며

규모의 경제 실 으로 정한 가격이 형

성 될 것이다.

재까지 국내에서는 한국재활공학연구센터, 한의수족 연구소 등의 연구 기 과 학의

의용공학과나 자공학과, 재활공학과에서 연구를 하고 있다. 하지만 이런 기 들이 일부 국

가의 자 을 지원받고는 있지만 각 분야의 문가를 모아서 국가 인 차원에서의 연구진행

은 아직 이루어지지 않고있는 실정이다. 그러나 최근에 보건복지부나 과학기술부에서 부분

으로 재활시스템에 한 지원을 하고 있는 것으로 알려져있으며 차 으로 선진화되는

과정에서 이러한 분야에 한 실용화가 증 될 것으로 측된다. 한 이것을 기폭제로 기

술 집약 인 의료용 기기개발에 직 으로 응용될수 있고 이에 따라 다른 여러 의공학 분

야도 발 할 수 있을 것이다.


←의공학의 성공사례 의 하나인

인공내이 장비

하나의 기술 개발을 해 되거나 필요한 기술의 한 인 생체로 은 다음과 같다.


미국에서는 최근 Health Care 로 시스템에 하여 국가 으로 막 한 투자를 시작하

고 있으며, 일본에서는 Servicefht보에 하여 막 한 투자를 하고 있는 실정이다. 아직까지

는 보 인 단계이지만 수년 안에 많은 연구 개발 결과가 상품화되리라 측된다. 앞으로

21세기는 인간 복지에 한 심과 투자로 인하여 의공학 련분야의 목한 성장이 기 된

다. 이미 선진국에서는 의공학과가 신설 되었고, 이 한 막 한 투자가 이루어지고 있다.

국내에서도 복지부의 산이 증 되고 있으며 이는 의공학분야에 상당한 투자가 될것으로

상된다. 따라서 주변환경의 추세에 따른 빠른 처를 하지 않으며 장차 모든 의료기기개

발에 있어서 비싼 기술료를 지 하거나 수입에 의존하는 사태에 다다르데 될 것이다.

재의 자사업도 반도체를 제외한 자부품에서는 거의 모든 부품을 수입하고, 기계산

업에서도 소재와 정 가공기계등은 수입에의존하는 것도 투자가 부족하여 제품개발 세계

표 화에 실패하 기 때문이다. 앞으로 의공학도 규격에 있어서 기술우 로 선 할 수 있도

록 하여야 할 것이다. 아래표는 의료기기 규격 수출입 동향이다.

이상을 종합하면 다음과 같다

정 책 측 면 에 서의 의 공 학

- 활 동 능 력 에 한 보상 으 로 사 회 복 지 국 가 실

․ 불치병의 극복으로 국민 복지 실

․ 장애인의 기능회복으로 활동능력부여

규격

○설계단계부터의 규격 설정과 인증에 한 고려가 필요함

○선진국의 경우 선발업체, 정부, 학자에 의해 운

○미국의 경우 AAMI, NEMA등의 규격이 제정되어 있음

○여러 학술단체가 규격제정을 한 활동

○ 매승인 획득을 한 요한 조건

○선발업체를 심으로한 신속한 규격강화

○까다로운 인증제도는 후발업체의 시장진입에 장애요인으로 용

○철 한 분석과 정통한 문가의 육성필요

수출입

○미국의 경우 의료기기에 한 슈퍼 301조 발동

○미국 의료기기의 국내시장 잠식을 한 더욱 가속화

○꾸 한 의료기기시장의 성장

○선진국이 세계시장의 90%이상의 시장 잠식이 상됨


․ 노령화사회에 비

․ 재활기구의 성능향상으로 장애기능의 정상화

- 자 , 제 어 , 계 측 , 의 료 기 기 , 우 주 항 공 등 정 기 술 이 요 구 되 는

첨 단 분 야 의 시 장 확

․ 첨단분야의 핵심부품 개발력 확보에 다른 부가가치 증

․ 인간과 기계의 결합 기술 개발로 새로운 장르의 첨단산업 발

․ 가상 실, 우주항공 Simulator, 원격수술 분야등 21세기 첨단 산업주도 가능

- 첨 단 기 술 의 선진 화 달 성

․ 자제어기술의 정 도 증 에 따른 정 자제어 기술 확보

․ 정 제어기술 수 의 선진화 달성

․ 인체와 기계의 결합가능

- 연 계 산 업 분 야 의 수 출 증 수 입 체 에 따 른 국 내 산 업 의 활 성 화

․ VR, 항공기 사상 시물 이터, 게임기등의 고기능화에 따른 제품경쟁력 확보

․ 산업용 로 , 자동화 기기, 정 제어기기 분야의 기술수 향상에 따른 산업 경쟁력 확

보

기 술 ․ 경 제 측 면

- 부 품 소 재 산 업 의 활 성 화 로 산 업 변 확

․신소재, 신물질 개발

․ 부품 국산화 증 , 기 요소기술 확립

- 응 용 제 품 의 개 발 기 간 단 축 가 격 화 에 의 한 가 격 , 제 품 경 쟁 력 강 화

․의료기기의 고성능화에 의한 경쟁력 확보

․시장 선 가능

․핵심부품의 자립화로 수츨 고부가가치시장창출

이와 같은 필요성을 충족시키기 해서 가장 요한 것이 의공학에 한 체계 교육이다.

의공학을 학부에서 가르치는 것보다는 생물학. 화학, 물리학, 기공학, 기계공학등 각각의

다른 공지식을 갖은 사람들에 의해 동과정으로 학원과정이 마련되는 것이 좋을 것이


라는 의견이 많았다. 각기의 장단 이 있으나, 미국은 의학이 문과정으로 되어있기 때문인

것 같고, 우리나라의 경우는 아 의 의 한과로서 의 과와 더불어 의공학과가 있는 것이

좋을 듯 싶다. 재 제주 의 에 의공학과가 설치되어있다.

가장 바람직한 모델은 다음과 같이 3개가 동시에 연결되어 상호 력하는 것이다. 이런

에서 우리가 탐방한 곳 MIT가 가장 잘 되어있다고 생각한다. JHU는 의학에서의 문제

제기에 다른 자연과학쪽의 연결은 잘되어있고, Stanford는 공학에 치 해있다는 인상을 받

았다. 이것이 아마도 이름에 따른 나름 로의 차별성인 것 같다. 즉 Health Science와

Biomedical, Biomechanics라는 각기의 이름을 잘 변한다고 할 수 있다.

그리고 가장 요한 것은 투자라 할 수 있는데 에서 말한 필요성을 충분히 인식한 후 국

가와 기업모두 21세기 산업이라는 의공학을 육성하는데 힘을 쏟아야 할 것이다.

“다른 어떤 산업보다도 한국인의 특성을 고려한 설계가 필요한 의공학이야 말로 다른 무엇

보다도 아직 경쟁력있는 산업이다”라고 말한 바이오메드랩 정재승 실장님의 말과

“땅은 좁고 인구가 많은 한국이 21세기에서도 살아남는 방법은 이스라엘과 같이 고학력의

인재 육성과 고부가가치의 첨단테크노 산업인 소 트웨어, 바이오를 육성해야만 한다”라는

노인섭박사님의 말이 가슴에 와 닿는다.

의 학 자연 과학

실의학에서의 문제 도출 긴 력 자연과학에서의 순수연구

규격 제정 생물학 생체재료, 생체조직등의 연구

배경이 짙다.

(의학의 물리 용)

임상실험과 데이터의 교환

을 통한 긴 력

공 학

고부가가치 의료장비개발

재활의학, 이미지 상처리

의료정보등의 개발

lg 21c 선발대 최종 탐방 보고서 21c 새로운 공학 테마 · 과 연구개발 과정의...

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