의료 분야 생명 기술

[성모세]

의료 분야 생명 기술

바이오 의약품

1.바이오 의약품

• 생명체 내에 있는 물질을 사용하여 만든 의약품으로, 합성 의약품에 비해 안전성이 높음
• 미생물이나 유전자 변형 생물체를 이용하여 대량으로 생산할 수 있음

① 원료 물질의 한계

• 바이오 의약품의 원료가 되는 물질은 생명체 내에서 한 번에 얻을 수 있는 양이 적으므로 가격이 매우 높음

② 한계의 극복

• 유전자 재조합 기술, 세포 융합 기술, 조직 배양 기술 등을 통하여 대량으로 생산할 수 있게 되면서 저렴한 가격으로 이용이 가능해졌음

2.바이오 의약품의 예

바이오의약품	특징
인슐린,인터페론	생체 내에 미량으로 존재하여 생체를 조절하는 물질인 생리 활성 물질
성장 호르몬	뇌하수체 전엽에서 만들어지는성장 호르몬은 인슐린과 마찬가지로 비교적 간단한 단백질 이므로 유전 공학적 방법으로 생산되고 있는 대표적인 바이오 의약품 성장기의 어린이가 성장 호르몬이 부족하면 성장이 멈추거나 지연되는데, 이 호르몬 주사를 맞으면 정상적으로 성장하며, 지금까지는 사람의 장기에서 추출∙정제하고 있음
면역 조절호르몬	생체의 내부 환경이 외부 인자인 항원에 대하여 방어하는 일인 면역 기능을 조절하는 호르몬
백신	재조합 DNA 기술로 유효 성분만을 함유하고 부작용이 적으며 효과가 높은 고순도 백신의 개발이 진전되어 이미 B형 간염 백신과 인플루엔자 백신은 실용화 되었음 최근에는 각종 백신 성분을 함유한 식용 작물을 만들고, 이를 이용하여 질병을 치료하고 예방할 수 있는 먹는 백신을 개발하고 있음

생리 활성 물질의 작용

▶ 항산화 작용, 해독 작용, 면역 기능 증강 작용, 호르몬 조절 작용, 항균 또는 항바이러스 작용을 통해 노화를 지연시키거나 각종 성인병을 예방함

바이오 장기

1. 바이오 장기

• 생명 기술을 이용하여 사람에게 이식할 수 있는 각막, 피부, 혈관, 간, 심장, 폐 등의 장기를 인공적으로 만든 것으로, 인공 장기, 동물 장기, 줄기세포로 만든 장기 등이 있음

① 인공 장기

• 인공 장기는 기계 장치와 플라스틱 재료 등을 이용하여 만든 장기로, 인공 심장이나 인공 뼈 등 일부 장기는 이미 실용화되고 있음

▶ 인공 장기의 예

인공 장기	특징
인공 심장	기계 장치로 만든 인공 심장은 전기로 펌프를 작동하여 혈액을 순환시킴
인공 뼈	생체 뼈 조직이 결손된 곳에 충전하기 위하여 여러 가지 재료로 만든 뼈를 말함. 내식성, 기계적 강도 면에서 금속 재료가 주로 사용되지만, 세라믹스나 활성 유리로도 만들어짐
인공 시각	반도체 센서를 망막에 부착하거나, 카메라를 사용하여 들어온 이미지를 뇌의 시각 관련 부위에 전달하는 방법으로 개발되고 있음
기타	인공 신장, 인공 혈관, 인공 관절, 인공 식도, 인공 고막, 인공 항문 등이 있음

• 역사

- 1982년 유타 대학교에서 개발한 완전 치환형·박동형·공기 구동식 인공 심장은 말기 심장병을 앓고 있던 치과의사 바니클라크에게 이식되어 112일간 생명을 연장시켰음

- 우리나라는 1980년대에 인공 심장 개발에 참여하였으며, 2001년 6월에는 한국형 인공 심장이 최초로 이식되었음

- 인공 장기는 더 이상 약물 치료나 일상적인 수술이 불가능한 말기 환자에게 수명을 연장해 줄 유력한 대안으로 자리 잡고 있음

• 인공 장기의 장단점

- 장점 : 미리 만들어 둔 장기를 응급 환자에게 바로 사용할 수 있음

- 단점 : 동물 장기나 줄기세포로 만든 장기에 비해 기능이나 수명이 떨어짐

② 동물 장기 :사람의 것과 비슷한 장기를 가진 동물로부터 얻는 장기로, 이종 장기라고도 함

• 동물 장기의 필요성 : 장기 이식을 필요로 하는 사람보다 제공할 사람이 적기 때문에 동물 장기 이식의 필요성이 대두되고 있음. 동물의 장기를 유전적으로 개조하거나 인간의 줄기 세포를 이용하여 장기를 생산하면 뇌사자 발생 시 아무리 노력해도 제한된 숫자 밖에 얻을 수 없는 장기 대신 얼마든지 풍부하게 장기를 제공받을 수 있음
• 돼지의 장기 이용 : 돼지는 사람과 장기의 크기가 비슷하고, 무균 환경에서 사육할 수 있으며, 대량으로 공급할 수 있어서 장기 제공용 동물로 적합
• 문제점과 해결 방안 : 장기를 이식한 인체에서 면역 거부 반응을 일으킬 수 있으나, 생명 기술을 이용하면 문제가 해결될 것으로 전망

③ 줄기 세포로 만든 장기

• 증식하면서 피부, 혈관, 심장 등 다양한 신체 구조로 변화할 수 있는 능력을 가진 줄기세포를 이용하여 바이오 장기를 만듦
• 줄기세포는 성체 줄기세포와 배아 줄기세포로 나뉘는데, 이 중 배아 줄기세포는 수정한지 14일이 안된 배아기의 세포로, 장차 인체를 이루는 어느 세포와 조직으로도 분화할 수 있기 때문에 '전능 세포'로 불림
• 줄기세포를 이용하여 만든 장기는 동물 장기에 비해 면역 거부 반응을 일으킬 위험이 적음
• 현재 세계 여러 나라에서 줄기세포를 이용하여 장기를 만드는 연구를 하고 있으며, 다양한 줄기세포 장기 생산 기술이 개발되면 장기 이식이 필요한 환자에게 큰 도움이 될 것임
• 하지만 배아는 장차 태아로 자랄 수 있는 엄연한 생명이라는 점에서 여러 조직이나 장기를 만들 수 있는 줄기세포를 얻기 위해 배아를 이용하는 것에 대한 도덕적인 논의는 계속되고 있음

용어 사전

• 인슐린 : 혈당 조절, 당뇨병 치료 의약품
• 줄기세포 : 증식하면서 피부, 혈관, 심장 등 다양한 신체조직으로 변화할 수 있는 능력을 가진 세포
• 내식성 : 부식이나 침식을 잘 견디는 성질
• 면역 거부 반응 : 인체에 자신의 조직이 아닌 이물질이 들어왔을 때 면역계가 이를 제거하거나 공격하는 반응
• 성체 줄기세포 : 노화 등으로 죽은 세포는, 그 기능을 계속해 나갈 새로운 세포가 생겨야 하는데, 이러한 새로운 세포를 공급하는 것이 성체 줄기세포임