한국과학기술연구원(KIST) 강릉분원 연구진이 3D 식품 프린팅 기술을 활용해 '연하곤란(삼킴 장애)' 환자를 위한 맞춤형 메디푸드 제조 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.
강릉분원에 따르면 연하곤란(삼킴 장애)는 특히 고령층에서 자주 발생하는 췌장암을 비롯한 난치암 환자들이 겪는 고통 중 하나다. 신체의 삼키는 기능이 저하되면 영양 섭취가 어려워져 체력이 급격히 떨어지고, 항암 치료를 지속하기 어려워진다. 현재 의료 현장에서는 주로 유동식을 대안으로 활용하고 있지만, 음식 고유의 형태와 식감을 유지하기 어려워 환자의 식사 만족도가 저하되는 한계가 있어 실질적인 해법 마련이 시급한 상황이다.
이에 강릉분원 천연물연구소는 천연물 기반 원천 기술을 통해 국민 삶의 질 향상에 기여하는 연구를 수행한 결과, 천연물시스템생물연구센터 구송이 박사 연구팀에서 3D 식품 프린팅 기반 맞춤형 메디푸드 제조 기술을 개발했다. 연구팀은 연하곤란 환자의 식사 문제를 해결하기 위해 환자 개인의 삼킴 능력에 맞춰 물성을 정밀하게 조절할 수 있는 3D 프린팅용 복합 잉크를 구현했다.
연구팀이 개발한 복합 잉크는 고단백 미세조류인 골든 클로렐라와 옥수수·감자·타피오카 등 천연 전분을 결합한 소재다. 연구팀은 식품 유변학(Rheology) 분석 기법을 활용해, 3D 프린팅 과정에서 정교한 형상을 유지하는 동시에 환자가 삼키기에 적합한 점도와 탄성을 과학적으로 설계했다.
이를 통해 전분 종류에 따른 물성 변화 데이터를 확보했으며, 연하곤란 단계별 적용이 가능한 '맞춤형 물성 제어 가이드라인'도 수립했다. 이번 기술의 핵심은 영양 공급 기능을 유지하면서도 음식 본연의 형태와 질감을 3D 프린팅으로 구현했다는 점이다.
특히 익숙한 음식의 형태가 유지된 식사를 할 수 있기 때문에 환자는 심리적 만족감과 함께 식사 존엄성을 회복할 수 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 복합 잉크 소재를 췌장암 면역 조절 기능 성분을 강화한 고기능성 정밀영양 소재로 발전시켜 암 환자뿐 아니라 고령자 삶의 질 향상에도 활용 범위를 넓힐 계획이다.
KIST 구송이 박사는 "환자가 매일 마주하는 식사 문제를 첨단 기술로 해결한 혁신적 성과"라며 "확보된 원천 기술을 고기능성 정밀영양 소재로 발전시켜, 암 환자와 고령자 삶의 질 향상에 기여할 것"이라고 밝혔다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 농림축산식품부의 지원을 받아 수행됐으며 연구 결과는 국제 학술지인 'Food Hydrocolloids' 최신호에 게재됐다.