손상 장기, 조직세포 배양해 이식

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[125세 도전! 뉴 웨이브 의료] ④ 인공 장기　
손상 장기, 조직세포 배양해 이식

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[125세 도전! 뉴 웨이브 의료] ④ 인공 장기　
10년후 인공장기 시장규모 865억달러 전망

잉글랜드 프로축구 프리미어리그에서 뛰고 있는 박지성 선수가 지난 달 불의의 무릎 부상을 당한 뒤 미국에서 받았던 무릎 자가연골 배양 이식술이 온 국민의 관심을 끈 적이 있었다. 부상 부위의 무릎 연골을 다른 부위의 연골 샘플을 채취해 배양한 뒤 이식한다는 것이 핵심이다.

이처럼 사고, 부상 등으로 손상된 신체 부위를 인공적으로 대체하는 것은 앞으로 더욱 활성화될 것이 분명하다.

향후 인공장기가 더욱 발전하면 박 선수 같은 축구선수들의 부상 치료도 현재와 달라질 것이다. 아마도 구단 입단 테스트시 부상에 대비, 무릎 연골 등 주요 조직을 떼어내 배양을 시작할 것이다.

향후 경기중 불의 부상을 당할 경우 그동안 배양된 신체 조직을 바로 이식, 큰 공백기 없이 다시 경기에 출전할 수 있다.

스스로 육체를 창조하는 인간

인공장기는 인체 내 특정 장기가 정상적인 기능을 하지 못하고 손상되었을 때 대체할 수 있는 가장 유용한 대안이다. 현대의 최첨단 의학과 공학기술의 눈부신 발달로 그 범위도 점차 넓어지고 있다.

바야흐로 인체의 장기를 스스로 만들어서 사용하는 단계로 나아가고 있는 것이다. 각국에서도 장래 인공장기의 엄청난 시장 규모와 산업적 측면을 인식해 관련 기술 개발에 치열한 경쟁을 펼치고 있다.

인공장기는 크게 신소재 개발 등을 바탕으로 첨단 소재를 이용, 인공장기를 인체 내에 삽입하는 측면과 자신의 신체 조직을 배양해 손상된 장기를 대체, 이식하는 조직재생술에 의존하는 측면으로 나눌 수 있다.

신소재 개발에 의한 인공장기

지난 80년대에는 기초적인 고분자 또는 세라믹, 금속재료 생산기술을 바탕으로 인공심장 등을 만들어 인체 내에 삽입했다.

하지만 인체 면역체계와의 부적합성 등 적지않은 문제점을 노출시켜 왔다.

신소재에 의한 인공장기의 관건은 다른 인체 기관에 해를 입히지 않으면서 보다 오래, 원래 기관의 기능을 대신할 수 있는 재질을 찾아내는 것이다.

인공간장의 경우 기계와 생체조직을 조합한 하이브리드형이 연구되고 있다.

단순한 기계적 장치를 삽입하는 것을 넘어서 인체 다른 조직과의 유기적인 융합을 목표로 하고 있다. 이는 유전자공학기술로 인간의 간세포 기능을 강화, 이를 용기 내에서 배양해 인공투석 같은 장치와 조합해 혈액을 정화하는 것이다.

신체조직 배양을 통한 인공장기

인공장기 분야에서 앞으로 가장 유망한 분야는 줄기세포 배양 등 조직재생 기술.

심부전 환자의 경우 앞으로는 심근세포의 재생을 위해 자신의 골수 유래 줄기세포를 분리, 이를 세포가 잘 자랄 수 있도록 지지체와 함께 심장에 이식해 심근을 재생시킬 수 있다.

생물공학적 방법은 이처럼 환자 자신의 조직에서 세포를 분리하거나 사람의 골수 피부 혈관 등에 존재하는 줄기세포를 이용해 세포를 성장시킨 뒤 체외에서 생체조직과 장기를 만드는 것이 핵심. 다른 개체의 세포 오염이나 실험실 배양에서 일어날 수 있는 부작용 등을 모두 제거할 수 있는 장점이 있다.

앞으로는 말기 간암 환자도 자신의 생체 조직으로 배양된 인공 간을 곧바로 이식해 퇴원할 수 있는 것도 가능해질 것으로 보고있다.

조직 배양을 통한 기법 중 가장 기대를 받는 분야는 역시 줄기세포. 줄기세포를 이용한 인공장기 생성은 유전성 질환,심한 화상 등 자기 세포를 이용하지 못하는 경우도 이를 극복할 수 있게 된다. 즉 각종 장기나 조직으로 분화되는 인체 신호체계를 밝혀내 배아 줄기세포를 이용,질병이 발생한 조직과 기관으로 재생시키거나 대체할 수 있는 새로운 세포로 만드는 것이 가능할 것이기 때문이다. -끝-

곽명섭기자 kms01@busanilbo.com

도움말=부산대병원 의공학과 전계록 교수,동아대병원 기초의과학연구센터 곽종영 소장

/ 입력시간: 2007. 05.22. 09:46