노화된 장기, 손상된 장기 재생 배양한다.

노화된 장기, 손상된 장기 재생 배양한다.  

 

도롱뇽의 꼬리가 재생되듯 절단된 인간의 장기(臟器) 및 인간의 손발 및 도 새로 복원하여 갈아 끼우게 된다. 공상과학(SF) 영화에서나 가능할 것 같은 얘기지만 머지않아 이 같은 장기 교환 인간을 주변에서 손쉽게 만날 수 있을지도 모른다. 최근 미국의 미군 재생의학 연구소(AFIRM)와 고등 연구계획국(DARPA) 등이 전장에서 부상당한 병사들을 위한 인체재생 연구에 돌입했기 때문이다.

이들 기관은 절단된 사지의 재생은 물론 손상된 장기를 인공으로 만들어내는 장기(臟器) 프린터, 화상 부위의 피부 재생을 돕는 스킨건 등 첨단 의료장비 개발에 나서고 있다. 모든 전쟁에서는 항상 부상병이 발생한다. 이라크 전쟁만 해도 미군은 지금까지 무려 2만9,000여명 이상의 병사들이 크고 작은 부상을 당하는 손실을 입었다.

 

가장 큰 문제가 되는 것은 신체의 일부를 잃는 등 복구 불능의 영구적 신체 장애를 가진 경우이다. 그들의 사회복귀를 돕기 위한 다양한 제품들이 개발돼 있지만, 아직은 부상 전의 인체를 대체하기에는 편의성과 실용성 면에서 한계가 있는 것이 사실이다. 그나마 생존에 반드시 필요한 인체 내 주요 장기(臟器)는 인공 대체품마저 없는 상태다.

★ 장기(臟器) 프린터로 재생해 내는 장기(臟器)  

장기(臟器)와 피부의 재생 기술 개발에 많은 연구자들이 다각도로 노력하고 있다. 먼저 장기(臟器) 재생에는 미국 웨이크포레스트대학의 조직공학자 앤서니 아탈라 박사가 두 팔을 걷어 붙였다. 그가 개발하는 것은 일종의 조직 배양기에 해당하는 ‘장기 프린터’이다. 다양한 모양의 구조물을 입체로 성형. 제작해 주는 3D 프린터처럼 인체의 장기를 새로 만들어 내겠다는 것이다.

3D 프린터가 일정한 틀 위에 플라스틱 용해 물질을 겹겹이 뿌려 입체 구조물을 찍어내는 것처럼 장기 프린터 또한 ‘생체 틀’과 ‘생체 용해 물질’을 사용해 장기(臟器)를 재생해 낸다. 생체 틀은 세포에 영양분을 전달해주는 히아루론 성분과 젤라틴의 혼합물로 만드는데 이 위에 특정 장기의 조직세포와 성장인자, 특수 영양소를 잉크처럼 뿌려 필요한 장기로 성장하도록 배양하는 방식이다.

이 장기 프린터는 이미 쥐나 닭의 심장 일부를 재생해 낼 만큼 기술이 발전돼 있는데, 아탈라 박사는 향후 5년 내에 전쟁에서 중상을 입은 병사를 치료할 휴대형 장기 프린터를 개발한다는 복안을 가지고 있다. 이외에도 AFIRM은 최근 화상 등 피부 결손 환자들을 위한 피부재생용 ‘스킨 건’ 개발에도 나섰다.

이는 환자로부터 피부세포 생성에 관여하는 미성숙 피부각질 세포인 케라티노사이트를 추출해 스프레이 형태로 뿌릴 수 있게 만든 것으로 결손부위에 도포하기만 하면 환부의 치료 및 피부 재생이 촉진된다. 러셀 박사는 “스킨 건은 기존의 피부이식 시술과 비교해 시술에 필요한 피부세포의 양은 3분의1에 불과하지만 치료 속도와 효과, 흉터제거 능력 등이 월등했다”면서 “환자의 입장에서는 땜질식 처방이 아닌 영구적 치유라는 점이 가장 큰 메리트”라고 말했다.

★ 잘린 손과 발의 재생

‘잘린 손발이 자라난다.’ 꿈 같은 도전의 선두 주자는 2008년 3월 30개 연구소의 컨소시엄 형태로 출범한 미군 재생의학 연구소(AFIRM). 이곳 연구자들은 이라크와 아프가니스탄에서 부상당한 병사들의 치료를 목표로 인간의 뼈ㆍ근육ㆍ힘줄ㆍ신경ㆍ혈관 등의 재생에 나서고 있다.

피츠버그대학 재생의학연구소 러셀 박사는 “사지 재생은 비현실적으로 들리지만 과학적으로 충분히 가능하다”며 “이미 아셀(Acell)이라는 기업이 60대 노인 2명의 잘린 손가락 끝을 재생시켰다”고 밝혔다.

돼지 방광에서 추출한 콜라겐으로 경주마용 인대 치료제를 생산하고 있는 아셀은 2005년 우연히 이 치료제가 인체 재생에도 효과가 있음을 발견했다. 이 회사 사장의 친형이 손가락 끝 1㎝가 절단되는 사고를 당했는데, 돼지 콜라겐 가루약을 이틀마다 한 번씩 상처 부위에 바르자 4개월 만에 완벽히 재생된 것이다.

이후 아셀은 또 다른 환자를 동일한 방법으로 재생하였고, 이 환자 역시 2주간의 치료를 받자 6주 만에 손톱을 포함한 모든 부위가 완전히 재생됐다. 특히 일반적인 손가락 절단 환자들은 절단 부위를 찾아 봉합하더라도 감각이 무뎌지거나 제대로 움직이지 못하는 사례가 많은 반면 돼지 가루 치료는 재생 부위가 조금 딱딱해지는 것을 제외하면 기능적으로 사고 전과 차이가 전혀 없다. (한국일보 이동훈 과학칼럼니스트, 입력: 2008.07.24)