개인부터 대기업에 이르기까지 오늘날 많은 이들이 더욱 지속 가능한 제품과 공정으로 전환할 방법을 찾고 있습니다. 폐기물을 최소화하고 재활용 및 생분해성 소재 사용을 우선시하는 친환경 포장은 우리 삶의 새로운 표준이 되었습니다. 그러나 의료용 포장의 지속 가능성을 확보하는 데 있어 업계는 고유한 과제들에 직면해 있습니다.
플라스틱 제조업체는 의료 기기 제조사와 의료진이 도입할 수 있는 포장 옵션을 개발함으로써 지속 가능성을 실현하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 의료 기기의 복잡한 요구 사항을 세심하게 고려한 혁신적인 포장 솔루션을 설계해야 할 때, 과연 의료용 포장에서 지속 가능성을 달성할 수 있을지 의문이 들 수 있습니다. 이에 대한 저희의 답변은 '물론 가능하다'입니다.
1. 줄이고(Reduce), 재사용하고(Reuse), 재활용하라(Recycle)
의료 분야는 지속 가능성과 관련하여 업계 특유의 어려움이 있지만, 고전적인 지속 가능성 선택지를 적용할 수 있는 영역이 여럿 존재합니다. 이처럼 첨단 기술이 집약된 산업에서는 일반적인 지속 가능성 방안을 간과하기 쉽지만, 이러한 방안들 역시 균형 잡힌 접근 방식을 구축하는 데 기여합니다.
이러한 정책에는 다음이 포함될 수 있습니다.
- 불필요한 포장을 줄이고, 포장재 사용량을 최소화하는 전략적인 브랜딩을 선택하는 것.
- 재사용 가능한 용기를 포함한 제품 라인을 설계하고, 재사용을 촉진하기 위한 '리필' 버전 제품을 도입하는 것.
- 매립 폐기물 발생량을 줄이기 위해 재활용 가능하거나 생분해성인 포장 소재로 전환하는 것.
플라스틱 산업은 이러한 정책에 특별한 이해관계를 가지고 있습니다. 기존 플라스틱은 생분해되지 않으며, 매립지 유입 및 미세 플라스틱 오염을 통해 환경 오염을 유발합니다. 이러한 환경적 결과를 방지하기 위해 포장 수량을 줄이고 플라스틱을 재활용 또는 생분해성 대체재로 교체하려는 움직임이 일고 있습니다. 따라서 새로운 고분자 물질과 재활용 방법의 개발은 플라스틱 포장의 미래를 결정짓는 핵심 요소입니다.
최근 몇 년간의 실험을 통해 지속 가능한 의료용 포장에 활용될 수 있는 흥미로운 플라스틱 기술 발전이 이루어졌으며, 그 예는 다음과 같습니다.
- 폐기물을 줄이고 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 순환성을 높이는 데 사용할 수 있는 플라스틱 분해 효소(depolymerase) 공학 기술.
- 포장재로 활용 가능한 차세대 바이오 플라스틱 소재.
- 효소의 나노 분산을 통한 탈중합의 접근성 및 효율성 향상.
이러한 기술적 진보의 성공 여부는 비용 효율성과 확장성에 크게 좌우됩니다. PET 분해를 위한 탈중합 효소의 경우, 고온에서 변성되어 확장성이 제한되는 잎-가지 퇴비 큐티나아제(leaf-branch compost cutinase)와 같은 효소들로 인해 한계에 부딪혔습니다. 다행히 PET 가수분해 효소(PETase)와 같은 PET 분해 슈퍼 효소와 같은 신기술 개발은 재정적, 환경적으로 지속 가능한 확장성을 실현할 가능성을 제시하고 있습니다.
2. 지속 가능한 멸균 포장 개발
의료 포장의 지속 가능성에서 가장 큰 과제 중 하나는 멸균 포장에 대한 의존도입니다. 내용물의 멸균 상태를 유지하는 것은 환자의 안전을 위해 무엇보다 중요하며 타협할 수 없는 부분입니다. 포장은 멸균 장벽을 제공하는 ISO 표준을 충족해야 합니다. 이러한 이유로 형태를 쉽게 잡을 수 있고 완전히 밀봉되며 방수 기능이 있고 반응하지 않는 멸균 환경을 제공하는 플라스틱은 멸균 포장에 이상적인 소재입니다.
안타깝게도 이러한 포장재 대부분은 일회용이며 재활용되지 않아 막대한 양의 폐기물을 발생시킵니다. 2022년 한 연구에 따르면 독일의 한 병원에서 플라스틱 포장재가 환자 1인당 하루 16g의 폐기물을 발생시키는 것으로 나타났습니다. 이처럼 엄청난 양의 플라스틱 포장재 소비는 이 분야의 혁신이 얼마나 중요한지를 잘 보여줍니다.
그러나 지속 가능한 의료용 멸균 포장을 개발해야 하는 부담이 플라스틱 업계에만 있는 것은 아닙니다. 제조업체들은 재활용 가능한 플라스틱 사용을 추진해 왔지만, 재활용이 이루어지려면 이러한 지속 가능한 폐기물 흐름을 활용할 수 있는 인프라가 필요합니다. 예를 들어, 수술실에서 개봉된 포장재는 수술이 시작된 후에는 생물학적 위험 폐기물로 처리해야 합니다. 재활용을 하려면 환자가 수술실에 들어오기 전에 포장재를 별도의 폐기물 통에 분리 배출해야 합니다. 많은 경우 이것이 가능하기는 하지만, 의료진이 수술실 내에서 이러한 변화를 적극적으로 추진해야 합니다.
멸균 포장의 재활용이 어렵거나 불가능한 경우가 많기 때문에, 플라스틱 제조업체는 한 걸음 더 나아가 가능한 경우 플라스틱 함량을 줄이거나 대체해야 합니다. 이는 플라스틱 포장을 필요한 만큼만 최소화하거나 다음과 같은 바이오 플라스틱 대체 소재를 개발함으로써 달성할 수 있습니다.
| 전분 | 가소제를 첨가한 식물성 전분은 트레이와 같이 수명을 조절할 수 있는 유연하거나 단단한 제약 포장재를 만드는 데 사용됩니다. |
| 셀룰로오스 | 식물성 셀룰로오스는 실험실 및 제약 산업에서 사용되는 셀룰로오스 아세테이트를 포함한 다양한 바이오 플라스틱을 만드는 데 사용됩니다. |
| 키틴/키토산 | 무척추동물이나 효모에서 추출하여 항균 포장재를 만드는 데 사용되는 키틴은 탈아세틸화 과정을 거쳐 유도체인 키토산으로 변환됩니다. |
| 자일란 | 식물 세포벽과 조류에서 추출하여 제약 포장재를 만드는 데 사용됩니다. |
| 단백질 | 측쇄를 변형한 다양한 식물 및 동물성 원료를 사용하여 포장재에 사용되는 합성 고분자를 만듭니다. |
이러한 바이오 플라스틱 대체재에 대한 트렌드 분석을 보면, 지난 20년간 학술지 및 특허 출원에서 전분 기반 바이오 플라스틱이 선두를 달리고 있음을 알 수 있습니다(아래 그림 참조). 키토산 또한 학술지 논문 및 특허 출원 건수가 증가하며 인기를 얻고 있습니다. 석유 기반이 아니며 생물학적 위험 폐기물 처리 과정에서 소각 시 유해한 폐기물을 발생시키지 않는 바이오 플라스틱의 개발은 향후 의료용 멸균 포장의 미래에 핵심적인 역할을 할 것입니다.
3. 보호용 포장재 교체
지속 가능한 의료 포장의 전반적인 목표는 포장재의 양을 최대한 줄이는 것이지만, 정밀 장비를 운송할 때는 일반적으로 많은 양의 보호용 포장재가 필요합니다. 정밀하거나 민감한 의료 장비는 고가인 경우가 많고 대체가 불가능한 경우도 있어, 운송을 위해 안전하게 포장하는 것은 필수적입니다.
포장재의 양을 줄일 수 없다면, 전략적으로 지속 가능한 소재를 선택해야 합니다. 이 목적으로 널리 사용되는 폴리스티렌은 매립 폐기물과 미세 플라스틱 오염을 유발하지만, 다행히 의료 기기 제조업체가 도입할 수 있는 지속 가능한 포장 옵션이 이미 사용되고 있습니다. 포장은 주로 재활용 또는 생분해성 소재를 사용하여 종이 완충재, 잘게 썬 골판지, 생분해성 완충재(폼 피넛) 등으로 대체할 수 있습니다.
포장재는 주로 부피를 차지하는 방식으로 작동하며 생물학적 위험 물질에 오염될 가능성이 낮기 때문에, 플라스틱 제조 분야 내에서 순환성을 확보할 여지가 있습니다. 기업이 포장재를 재사용하고 대량의 폐기물을 새로운 포장재로 재활용하는 방법을 찾을 수 있다면, 플라스틱 기반 포장재의 훨씬 더 지속 가능한 수명 주기를 만들 수 있을 것입니다.
이를 위해서는 의료 분야 전반에 걸쳐 포장재를 재사용하려는 노력과 함께, 플라스틱 제조 기업 내에서 새로운 포장재를 만들고 기존 포장재를 재활용할 수 있는 재활용 파이프라인 구축이 필요합니다. 포장재 공급업체는 자사 제품에서 발생하는 폐 포장재를 재활용하여 다시 포장재로 만드는 폐쇄형 루프 재활용 시스템을 구축함으로써 지속 가능성을 높이고 새로운 수익원을 창출할 수 있습니다.
4. 온도 조절 운송 혁신
의료 산업에서 포장은 단순한 보호 이상의 의미를 갖습니다. 많은 품목이 특정 온도를 유지하는 포장 상태로 운송되어야 합니다. 이는 지속 불가능한 냉장 방식과 단열재가 널리 사용되고 있어 지속 가능한 의료 포장을 가로막는 주요 장벽이 되고 있습니다.
포장재와 마찬가지로 단열 포장의 지속 가능성 역시 재활용 또는 생분해성 소재를 사용하여 개선할 수 있습니다. 더 효과적인 단열재를 개발하여 필요한 단열재의 총량을 줄임으로써 지속 가능성을 더욱 높일 수 있습니다. 따라서 더 효과적이면서도 친환경적인 단열재 옵션을 만들기 위한 새로운 고분자 개발은 플라스틱 제조업체에 흥미로운 기회가 될 것입니다.
Sustainable insulating materials using either plastic alternatives, such as cardboard or plastics with a high recycling value, are starting to become available on the market, but there is still room for high-efficacy, sustainable, insulating materials tailored to meet the specific needs of the medical sector.
단열재와 더불어 콜드 체인 유통에는 온도 조절 배송 서비스와 냉동 시설이 필요합니다. 포장의 단열 효율을 높이면 외부 보관 가능 시간이 늘어나 에너지 소비가 큰 냉장 시설에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.
5. 수명 주기 지속 가능성 확보
소재 사용은 지속 가능한 의료 포장을 달성하기 위한 과정의 일부일 뿐입니다. 소재의 전체 수명 주기에 걸쳐 지속 가능성을 확보해야 합니다. 재활용 또는 생분해성 고분자를 개발할 때 플라스틱 제조업체는 다음을 포함한 여러 요소를 고려해야 합니다.
- 원자재 부족 문제.
- 운송.
- 제조 에너지 소비.
- 재활용 접근성 및 부산물.
바이오 플라스틱의 경우, 식물성 대체재가 완전히 지속 가능한 것으로 널리 알려져 있습니다. 그러나 전분, 셀룰로오스, 자일란, 키틴 및 단백질 기반 고분자를 사용하려면 이러한 소재를 공급하기 위한 지속 가능하고 재생 가능한 농업 관행이 뒷받침되어야 합니다.
PLA(폴리락타이드) 플라스틱은 식물성 전분으로 만들어지며, 초기에는 플라스틱을 대체할 퇴비화 가능하고 탄소 중립적인 대안으로 홍보되었습니다. 안타깝게도 PLA의 실질적인 지속 가능성에 대한 비판이 빠르게 제기되었습니다. 다른 폐기물과 분리하여 특수 퇴비화 시설로 운송해야 하기 때문입니다. PLA는 기술적으로 이러한 시설에서 분해되지만, 그 과정은 재활용과 훨씬 더 유사하여 기존 플라스틱과 수명 주기가 비슷합니다.
PLA 사례는 새로운 지속 가능한 소재를 설계할 때 전체 수명 주기를 고려하는 것이 얼마나 중요한지 보여줍니다. 신소재의 실질적인 지속 가능성을 보장하는 것은 장기적으로 그 가치와 인기를 확보하는 데 도움이 될 것입니다.
지속 가능한 의료 포장은 실현 가능한가?
플라스틱 제조업체는 멸균, 섬세함, 온도 민감성 등 의료 제품의 까다로운 요구 사항을 해결해야 하는 과제를 안고 있지만, 혁신을 위한 기회 또한 무궁무진합니다. 새로운 바이오 플라스틱과 혁신적인 플라스틱 재활용 기술의 개발은 의료 포장의 지속 가능한 미래를 여는 열쇠가 될 것입니다. 의료 기기 제조업체와 의료진이 포장 수명 주기의 핵심에 재활용과 지속 가능성을 두는 이니셔티브와 결합한다면, 이러한 기술은 의료 분야의 더 지속 가능한 미래를 향한 길이 될 것입니다.
