실험 쥐에 이식한 인공 식도 '정상기능'
정은재 교수 "복잡한 식도의 기능 대체할 인공 식도 개발에 한 발 다가선 연구"
논문, 국제 학술지 'Tissue Engineering 최근호'에 게재
[보건타임즈] 인체 조직 중에 인공 개발이 힘들었던 식도가 동물실험을 통과 빠른 시일 안에 상용화돼 인체에 적용할 수 있을지 여부가 주목된다.[사진 (논문서 발췌) 실험쥐에 인공식도 이식)
서울대병원 이비인후과 정은재·인제대 의료공학부 신정욱 교수는 3D 프린터로 제작한 식도에 줄기세포를 이식한 후 생물반응기에 배양, 실험동물 식도 이식에 성공했다고 24일 밝혔다.
식도는 단순하게 보이지만 평상시는 닫혀있다가 음식물이 들어오면 넓어지면서 연동운동을 해야 해 탄성과 복원력이 반드시 필요하다.
이러한 물리적 자극은 물론 음식, 미생물, 소화효소, 위산 등에도 견딜 수 있어야 한다.
무균기관 체내와 음식물이 지나다니는 식도 안쪽이 완전히 분리되지 않으면 염증과 괴사를 일으키게 된다.
인공식도 이식은 단순하게 튜브 모양의 관을 이식하는 것에 그치는 것이 아니다.
성공의 가장 큰 관건은 이식된 식도가 빠른 시간 내에 환자의 실제 식도와 같은 기능으로 할 수 있도록 재생되는 것이다.
연구팀은 최대한 정상기능의 식도를 구현하기 위해 내외부에 각각 나노 섬유와 의료용 고분자 물질인 PCL로 뼈대가 되는 지지체를 구성했다.(그래픽 인공식도개발부터 이식과정 순서)
이 지지체에 인간 유래 간엽줄기세포를 이식한 후 생물반응기에 3일간 배양했다.
연구팀이 특별히 제작한 생물반응기는 안쪽 식도 상피세포와 바깥쪽 식도 근육세포를 성공적으로 분화시켰다.
이 인공 식도를 쥐에게 이식한 결과 식도가 정상적으로 기능했다.
아직은 현대과학이나 의료기술로 식도는 물론 구강과 인두암 등의 수술로 결손된 부위를 소장이나 대장처럼 여분의 같은 장기 조직을 얻을 수 없다.
신체 다른 부분을 이식하는 것이 표준치료였으나 재건 수술로 합병증과 경제적 손실이 있었다.
무엇보다 이식 부위가 식도 기능을 100% 발휘하지 못하는 것이 문제점이었다는 게 연구팀의 설명이다.
정은재 교수는 "이번 성과는 복잡한 식도의 기능을 대체할 수 있는 인공식도 개발에 한 발 다가선 연구"라며 “대동물 실험은 이미 성공적으로 끝난 만큼 조만간 임상시험을 시작할 수 있을 것"이라고 기대했다.
이 연구논문은 'Tissue-Engineered Esophagus via Bioreactor Cultivation for Circumferential Esophageal Reconstruction'이란 제목으로 국제 학술지 '조직공학(Tissue Engineering) 최근호'에 게재됐다.
기사최종편집일: 2024-04-26 22:33:08
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