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3D프린터로 제작한 인공 식도 동물실험 성공
서울대병원 정은재 교수팀, 조만간 임상시험 돌입 기대
관건은 정상 식도 '연동운동' 기능 재생
이지현 기자
기사입력: 2019-07-24 11:50:30
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국내 연구진이 인공 식도 동물실험에 성공, 임상시험을 앞두고 있다.
좌측부터 서울대병원 이비인후과 정은재·인제대 의료공학부 신정욱 교수
서울대병원 이비인후과 정은재·인제대 의료공학부 신정욱 교수는 3D 프린터로 제작한 식도에 줄기세포를 이식한 후 생물반응기에 배양해 실험동물 식도 이식에 성공했다고 22일 밝혔다.
식도는 인공 개발이 힘들었던 인체 조직으로 인체에 적용할 수 있을지 여부가 주목된다.
식도는 단순하게 보이지만 평상시는 닫혀있다 음식물이 들어 올 때 넓어지면서 연동운동을 해야 하기 때문에 탄성과 복원력이 중요하다.
이같은 물리적 자극은 물론 음식, 미생물, 소화효소, 위산 등에도 견딜 수 있어야 한다. 특히 무균기관인 신체내부와 음식물이 지나가는 식도 안쪽이 완전히 분리되지 않으면 염증과 괴사를 일으킨다.
연구팀에 따르면 인공식도 이식은 단순히 튜브 모양의 관을 이식하는 게 아니다. 관건은 이식된 식도가 빠른 시간 내에 환자의 실제 식도와 같은 기능으로 재생되는 것.
이를 위해 연구팀은 최대한 정상적인 식도를 구현하고자 내외부에 각각 나노 섬유와 의료용 고분자 물질인 PCL로 뼈대가 되는 지지체를 구성했다. 이어 이 지지체에 인간유래 간엽줄기세포를 이식한 후 생물반응기에 3일간 배양했다.
연구팀이 특별히 제작한 생물반응기는 안쪽 식도상피세포와 바깥쪽 식도근육세포를 성공적으로 분화시켰다. 이 인공식도를 쥐에게 이식한 결과 식도가 정상적으로 기능했다.
연구팀은 "현재까지 식도는 물론 구강 및 인두암등의 수술적 결손부위는 소장이나 대장처럼 여분의 동일 장기 조직을 얻을 수 없다"며 "신체 다른 부분을 이식하는 것이 표준치료였지만 재건 수술로 인한 합병증과 경제적 손실이 있었다"고 전했다.
무엇보다 이식 부위가 식도 기능을 100% 발휘하지 못하는 것도 문제점이었다는 게 연구팀의 설명.
이에 대해 정은재 교수는 "복잡한 식도의 기능을 대체할 수 있는 인공식도 개발에 한발 다가선 연구"라며 "대동물 실험은 이미 성공적으로 끝난 만큼 조만간 임상시험을 시작할 수 있을 것"이라고 기대감을 드러냈다.
이번 연구는 국제 학술지 '조직공학(Tissue Engineering)' 최근호에 게재됐다.
식도는 인공 개발이 힘들었던 인체 조직으로 인체에 적용할 수 있을지 여부가 주목된다.
식도는 단순하게 보이지만 평상시는 닫혀있다 음식물이 들어 올 때 넓어지면서 연동운동을 해야 하기 때문에 탄성과 복원력이 중요하다.
이같은 물리적 자극은 물론 음식, 미생물, 소화효소, 위산 등에도 견딜 수 있어야 한다. 특히 무균기관인 신체내부와 음식물이 지나가는 식도 안쪽이 완전히 분리되지 않으면 염증과 괴사를 일으킨다.
연구팀에 따르면 인공식도 이식은 단순히 튜브 모양의 관을 이식하는 게 아니다. 관건은 이식된 식도가 빠른 시간 내에 환자의 실제 식도와 같은 기능으로 재생되는 것.
연구팀이 특별히 제작한 생물반응기는 안쪽 식도상피세포와 바깥쪽 식도근육세포를 성공적으로 분화시켰다. 이 인공식도를 쥐에게 이식한 결과 식도가 정상적으로 기능했다.
연구팀은 "현재까지 식도는 물론 구강 및 인두암등의 수술적 결손부위는 소장이나 대장처럼 여분의 동일 장기 조직을 얻을 수 없다"며 "신체 다른 부분을 이식하는 것이 표준치료였지만 재건 수술로 인한 합병증과 경제적 손실이 있었다"고 전했다.
무엇보다 이식 부위가 식도 기능을 100% 발휘하지 못하는 것도 문제점이었다는 게 연구팀의 설명.
이에 대해 정은재 교수는 "복잡한 식도의 기능을 대체할 수 있는 인공식도 개발에 한발 다가선 연구"라며 "대동물 실험은 이미 성공적으로 끝난 만큼 조만간 임상시험을 시작할 수 있을 것"이라고 기대감을 드러냈다.
이번 연구는 국제 학술지 '조직공학(Tissue Engineering)' 최근호에 게재됐다.
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