지속 가능한 의료용 포장재를 개발하는 다섯 가지 방법

오늘날에는 개인과 대기업을 불문하고 많은 사람들이 보다 지속 가능한 제품과 처리 공정으로 전환하는 방법을 모색하고 있습니다. 폐기물을 최소화하고 재활용 가능한 생분해성 재료의 사용을 우선시하는 친환경 포장재가 생활 곳곳에서 새로운 기준으로 자리잡았습니다. 그런데 지속 가능한 의료용 포장재를 만드는 것과 관련해, 업계는 전에 없던 다양한 과제에 직면하고 있습니다.

플라스틱 제조업체는 의료기기 제조업체와 의료진을 위한 포장재 옵션을 개발함으로써 지속 가능성을 높이는 데 크게 일조하고 있습니다. 의료기기와 관련한 까다로운 요구를 완벽하게 충족할 수 있는 혁신적인 포장재 솔루션을 설계해야 하는 상황에서, 의료용 포장재의 지속 가능성을 높이는 것이 가능할까요? 저희는 당연히 가능하다고 생각합니다.

1. 사용 줄이기, 재사용, 재활용

업계 특성에 따른 고유한 지속 가능성 관련 과제가 존재하기는 해도, 의료 부문의 몇몇 영역에서 고전적인 방식으로 지속 가능성을 개선할 수 있습니다. 이러한 첨단 기술 비즈니스의 경우 보다 일반화된 지속 가능성 옵션을 그다지 중요하지 않게 여길 수 있지만 이 옵션은 여전히 균형 잡힌 접근법에 도움이 됩니다.

보다 일반적인 지속 가능성 정책에는 다음이 포함됩니다.

• 불필요한 포장재를 줄이고 필요한 포장재의 수를 최소화하는 보다 전략적인 브랜딩 방식을 채택합니다.
• 재사용 가능한 용기를 포함한 제품 라인을 설계하고 재사용을 장려하기 위한 제품의 '리필' 버전을 만듭니다.
• 매립 폐기물 발생량을 줄이기 위해 포장재에 재활용 가능한 재료나 생분해성 재료를 사용합니다.

이러한 정책은 플라스틱 업계와도 관련이 있습니다. 기존의 플라스틱은 생분해가 불가능하며, 사용 시 폐기물 매립과 미세플라스틱 오염을 통해 환경에 악영향을 미칩니다. 요즘은 환경에 미치는 악영향을 피하기 위해 포장재의 수를 줄이고 플라스틱을 재활용하거나 생분해 대체제를 사용하는 추세입니다. 따라서 플라스틱 포장재의 미래를 위해서는 새로운 중합체와 재활용 방법을 개발하는 것이 굉장히 중요합니다.

최근에 진행한 실험에서는 플라스틱 기술이 한층 더 발전된 모습을 보였으며 다음과 같은 방식으로 지속 가능한 의료용 포장재에 활용될 수 있습니다.

• 플라스틱 분해 해중합 효소를 통해 폐기물을 줄이고 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 순환율을 높일 수 있습니다.
• 새로운 바이오플라스틱 재료를 포장 재료로 사용할 수 있습니다.
• 효소의 나노분산으로 해중합의 접근성과 효율성을 높일 수 있습니다.

이러한 기술 발전에서는 비용효율성과 확장성이 아주 중요한 역할을 합니다. 해중합 효소를 PET 분해에 사용하는 사례를 예로 들 수 있는데, 나뭇잎 퇴비 큐틴 분해효소와 같은 효소는 높은 온도에서 성질이 변하기 때문에 확장성이 제한적입니다. 다행히 PET 분해 슈퍼 효소인 PET 가수분해효소(PETase) 같은 새로운 기술의 개발을 통해 재정적, 환경적으로 지속 가능한 확장성을 확보할 수 있습니다.

2. 지속 가능한 무균 포장재 개발

의료용 포장재의 지속 가능성과 관련해 주된 과제 중 하나는 바로 무균 포장입니다. 환자의 안전을 위해 내용물은 반드시 무균 상태를 유지해야 합니다. 포장재가 무균 보호 관련 ISO 표준을 준수해야 합니다. 따라서 쉽게 모양을 변형시킬 수 있으며 완벽한 밀봉, 방수, 비반응 무균 환경을 제공하는 플라스틱이 적합한 무균 포장재 재료로 손꼽힙니다.

하지만 이러한 포장재의 다수는 일회용이며 재활용이 불가능해 엄청난 양의 폐기물을 만들어 냅니다. 2022년 독일의 한 병원에서 진행한 연구에 따르면, 하루에 환자 한 명당 배출하는 폐기물 중 16g이 플라스틱 포장재인 것으로 나타났습니다. 엄청난 양의 플라스틱을 포장재로 사용하고 있는 이 상황을 해결하기 위해서는 혁신이 반드시 이루어져야 합니다.

그러나 지속 가능한 의료용 무균 포장재를 개발하는 것은 플라스틱 업계만의 과제가 아닙니다. 많은 제조업체들이 재활용 가능한 플라스틱의 사용을 추진해 왔지만, 재활용을 위해서는 이 지속 가능한 흐름을 장려할 수 있는 인프라가 필요합니다. 예를 들어, 수술실에서 수술이 시작된 후 개봉한 포장재는 생물학적 위험이 있는 폐기물로 분류해야 합니다. 재활용을 위해서는 포장재를 개봉하여 별도의 쓰레기통에 버리고 환자가 수술실로 들어오기 전에 쓰레기통을 치워야 합니다. 대다수의 경우 이러한 수칙은 어려운 것이 아니지만, 의료진이 수술실에서 이러한 변화를 적극적으로 수용해야 합니다.

무균 포장재를 재활용하는 것이 불가능에 가까운 경우, 플라스틱 제조업체는 한발 더 나아가 최대한 플라스틱 사용량을 줄이거나 플라스틱 내용물을 다른 재료로 대체할 수 있습니다. 꼭 필요한 부분에만 플라스틱 포장재를 사용하거나 다음을 포함한 바이오플라스틱 대체재를 개발하여 이러한 목표를 달성할 수 있습니다.

이러한 바이오플라스틱 대체제의 추세를 분석해 보면, 지난 20년간 여러 학술지와 특허 간행물에서 전분 기반 바이오플라스틱이 가장 많은 주목을 받았습니다(아래 그림 참조). 키토산도 여러 학술지와 특허 간행물에서 언급되는 횟수가 증가하며 점점 더 많은 주목을 받고 있습니다. 석유를 사용하지 않고 생물학적 위험이 있는 폐기물에서 소각 시 유해 폐기물이 생성되지 않는 바이오플라스틱을 개발하면 의료용 무균 포장재의 미래에 중요한 역할을 하게 될 것입니다.

석유를 사용하지 않고 생물학적 위험이 있는 폐기물에서 소각 시 유해 폐기물이 생성되지 않는 바이오플라스틱을 개발하면 의료용 무균 포장재의 미래에 중요한 역할을 하게 될 것입니다.

3. 보호용 포장 재료 변경

지속 가능한 의료용 포장재의 전반적인 목표가 포장재 수를 최대한 줄이는 것이지만, 손상되기 쉬운 장비를 운송하기 위해서는 일반적으로 많은 양의 보호용 포장재가 필요합니다. 손상되기 쉽거나 민감한 의료기기는 흔히 고가이며 대체 불가능한 경우가 많아 운송 시 문제가 없도록 안전하게 포장해야 합니다.

이 경우 포장재의 수를 줄일 수 없기 때문에 지속 가능한 재료를 전략적으로 선택해야 합니다. 이때 널리 사용되는 폴리스티렌은 매립 폐기물을 생산하고 미세플라스틱 오염을 초래하는데, 다행히 의료기기 제조업체들이 채택할 수 있는 지속 가능한 포장 옵션이 이미 존재합니다. 포장재는 대체로 재활용 재료나 생분해성 재료를 사용해서 만들 수 있으며 종이 버블 랩, 판지 조각, 땅콩 모양 생분해성 스티로폼을 사용합니다.

포장 재료는 주로 부피를 기준으로 삼으며 생물학적 위험에 오염될 확률이 낮아 플라스틱 제조 관련 순환율이 개선됩니다. 기업에서 포장재를 재사용하고 많은 양의 폐기물을 새로운 포장 재료로 재활용할 수 있는 방법을 찾는다면, 플라스틱 기반 포장재의 수명 주기를 대폭 늘릴 수 있을 겁니다.

그러기 위해서는 의료 부문 전반에서 포장 재료를 재사용하기 위한 계획을 마련하고 플라스틱 제조 기업이 새로운 포장재를 만들고 기존의 포장재를 재활용할 수 있는 재활용 파이프라인을 개발해야 합니다. 포장재 공급업체는 다 쓴 자사 포장재를 충전 재료로 활용할 수 있는 순환형 재활용 방식을 개발하여 지속 가능성을 높이고 새로운 수입원을 확보할 수 있습니다.

4. 온도 제어식 운송 혁신 실현

의료 업계에서 포장재는 단순히 보호 용도에서 끝나지 않습니다. 특정 온도를 유지하는 포장재에 넣어 운송해야 하는 제품들이 많습니다. 이러한 상황으로 인해 지속 불가능한 냉장 방식과 단열 재료를 널리 사용하기 때문에 지속 가능한 의료용 포장재를 개발하는 것이 더욱 어렵습니다.

포장 재료와 마찬가지로, 재활용 가능한 재료나 생분해성 재료를 사용해 단열 포장재의 지속 가능성을 개선할 수 있습니다. 보다 효율적인 단열 재료를 개발하여 전반적인 단열 규모를 줄이면 지속 가능성을 한층 더 높일 수 있습니다. 따라서 보다 효율적이고 친환경적인 단열 재료를 만들기 위한 새로운 중합체의 개발이 플라스틱 제조업체에게는 유의미한 기회일 수 있습니다.

판지 같은 플라스틱 대체제나 재활용 가치가 높은 플라스틱을 사용한 지속 가능한 단열 재료들을 시장에서 만나볼 수 있게 되었지만, 여전히 의료 부문의 고유한 요구를 완벽하게 충족할 만큼 효과가 뛰어나고 지속 가능한 단열 재료는 아직 개발되지 않았습니다.

단열과 마찬가지로, 콜드 체인 유통 또한 온도 제어식 배송 서비스와 냉동고를 필요로 합니다. 포장재의 단열 효과가 개선되면 제품을 실온에 보관할 수 있는 시간이 늘어나면서 많은 에너지 비용을 소모하는 냉장 방식에 대한 의존성을 낮출 수 있습니다.

5. 수명 주기 지속 가능성 보장

재료의 사용은 지속 가능한 의료용 포장재 개발의 한 부분에 지나지 않습니다. 재료의 수명 주기 전반에서 지속 가능성을 보장할 수 있어야 합니다. 플라스틱 제조업체는 재활용 가능한 중합체 또는 생분해성 중합체를 개발하는 과정에서 다음과 같은 요소를 고려해야 합니다.

• 원료의 희소성.
• 운송.
• 제조 에너지 소모량.
• 재활용 접근성 및 부산물.

바이오플라스틱의 경우, 식물성 대체제가 완벽한 지속 가능성을 갖추었다고 널리 알려져 있습니다. 그러나 이러한 재료를 공급하려면 지속 및 재생 가능한 농업이 전분, 셀룰로스, 자일란, 키틴, 단백질 기반 중합체의 사용을 뒷받침해야 합니다.

PLA(폴리젖산) 플라스틱은 식물 전분으로 만들어지며, 예전에는 퇴비화가 가능한 플라스틱의 탄소중립적 대체제라고 홍보했습니다. 하지만 얼마 지나지 않아 다른 폐기물과 분리해서 배출한 뒤 특수한 퇴비화 시설로 보내야 한다는 문제로 PLA의 실제 지속 가능성에 대한 비판이 제기되었습니다. 엄밀히 따지면 해당 시설에서 PLA가 분해되기는 하지만, 분해 과정이 재활용에 더 가까워 기존의 플라스틱과 수명 주기가 유사합니다.

이러한 PLA의 사례는 전체 수명 주기를 고려하여 새로운 지속 가능한 재료를 설계하는 과정이 얼마나 중요한지 보여 줍니다. 새로운 재료의 실질적인 지속 가능성을 보장하면 장기적으로 해당 재료의 가치와 대중성을 유지하는 데 도움이 될 것입니다.

지속 가능한 의료용 포장재의 실현 가능성

비록 플라스틱 제조업체들이 쉽게 손상되거나 온도에 민감한 의료 제품, 무균 의료 제품 관련 요구 사항에 대한 과제를 극복해야 하지만, 혁신을 위한 가능성과 기회는 결코 적지 않습니다. 새로운 바이오플라스틱과 새로운 플라스틱 재활용 기술을 개발하면 지속 가능한 의료용 포장재 개발이라는 목표에 한발 더 가까워지게 됩니다. 포장재 수명 주기 전반에서 재활용과 지속 가능성에 초점을 맞추기 위해 의료기기 제조업체와 의료진이 마련한 계획과 이러한 기술을 함께 활용하면 의료 부문의 지속 가능성을 높히는 혁신을 실현할 수 있습니다.