(AI타임스=김혜성 기자) 3D 프린팅 기술이 환자들의 장기를 대신할 수 있는 시기가 멀지 않아 보인다.
NBC는 지난 24일 흥미로운 보도를 했다. 매체는 SWIFT 기술을 사용하여 인간에게 사용할 수 있는 장기를 프린팅 하는게 가능하다고 소개했다. 이 기술의 주요 이점 중 하나는 환자 자신의 세포를 새로운 기관의 기본 구성 요소로 사용하여 조직이 거부 될 확률을 대폭 줄일 수 있다는 것이다.하지만 SWIFT 기술을 사용하여 인간에게 안전하게 사용할 수 있는 모든 기능을 갖춘 장기를 프린팅 하는데는 몇년이 더 걸릴 것이라고 말했다.
그러면서 매체는 주요 사레를 소개했다. 매체에 따르면, 1990년대 초 짐 글리슨(Jim Gleason)의 건강은 악화되었다. 그의 심장은 감염으로 황폐해졌다. 의사들은 새로운 심장이 필요하다고 글리슨에게 말했고, 글리슨은 장기 이식자 목록에 배치되었다. 하지만 가 장기 이식을 기다리고 있을 때, 자신의 죽음이나 잠재적 장기 기증자의 죽음을 기다리고 있다는 것을 깨닫게 되었다. 결국 글리슨은 좋은 기회를 맞이하게 되었다. 브루클린에 사는 38세의 뇌사 판정을 받은 로베르토라는 남자에 의해 기증된 심장은 글리슨에게 인생에서 두 번째 기회를 갖게 해 주었다.
그러나, 그런 장기를 필요로 하는 모든 사람이 그런 기회를 갖는 것은 아니다. 현대의학의 진보에도 불구하고 1990년대 이후 장기인식에 대한 의식이 크게 변하지 않고있다. 환자들은 기증자를 기다리다 상황이 악화되는 것이 대부분인 실정이다.
1994년에 글리슨은 5주를 기다렸다 장기 기증을 받았다. 하지만, 최근 보고서에 따르면 오늘날 전형적인 심장이식 환자는 평균 9개월 동안 기증자를 기다려야 한다. 아이러니 하게도 살기위해 기증을 받기위해 누군가의 죽음을 기다려야 한다는것이다.
이러한 문제를 3D 프린팅과 같은 기술이 해법을 제시할 수 있다.
글리슨은 "장기를 제조할 수 있는 세상을 상상해 보라. 결국 3D 프린팅이 장기들을 대신하게 될 것이다. 이것이야 말로 해법이다" 라고 강조했다.
하버드 와이즈 연구소(Havard Wyss Institute)는 최근 실험실의 살아있는 인간 세포를 사용해 인공심장과 조직을 '3D 프린팅'하여 수천 명의 생명을 구할 수 있는 혁신 기술을 개발했다. 이전과 달리 새로운 실험실에서 만들어진 심장 조직은 정상적인 인간의 심장처럼 뛰고 환자에게 이식된 후에는 생존해야 하는 혈관을 갖추고 있다.
기능 조직(또는 SWIFT)으로의 획기적인 이 기술은 인간에게 사용되기 전에 쥐와 다른 동물들을 통한 동물실험을 거칠 예정이다. 만약 심장 조직에 효과가 있다면 SWIFT는 간, 신장 및 기타 중요한 기관에서 "3D 프린팅"에 사용될 수 있을것으로 연구진들은 판단하고 있다.
루이스와 그녀의 동료들은 생체 밀도를 복제 할 수 있을 정도로 살아있는 세포를 함께 단단히 포장하는 방법을 찾았다. 동시에, 연구팀은 세포 사이에 작은 터널을 새겨 중요한 산소와 다른 영양소를 전달하는데 필요한 혈관을 모방했다.
웨이크 포레스트 재생의학 연구소(Wake Forest Institute for Regenerative Medicine) 안토니 아탈라(Anthonny Atala)이사는 "매우 훌륭한 기술이다. 이것은 기본적으로 당신이 집을 짓는 것과 같으며 벽을 세울 때 동시에 배선을 하는 것과 같다."라고 말했다.
과거 과학자들은 인간 세포를 사용하여 심장의 기본구조를 '3D 프린팅' 하기도 했다. 이와 별도로 과학자들은 잉크를 사용하여 녹는 작은 채널을 만들어 혈관 구조 뒤에 남겨두고 살아있는 조직을 지지하게끔 하기도 했다. 루이스에 따르면 SWIFT는 이 모든 조각들을 한데 모아서 일주일 동안 지속적으로 뛰는 심장 조직을 성공적으로 만들었다.
호주 멜버른에 있는 머독 어린이 연구소의 신장 연구 실험실 책임자인 멜리사 리틀(Melisa Little)은 "이것은 더 큰 조직을 생성하는 올바른 방향으로 나아가는 훌륭한 발전"이라며 "3D 조직의 작은 정맥은 아직 인간 혈관 시스템의 전형적인 보호 세포의 얇은 층으로 코팅되지 않았지만, 새로운 연구는 기능적 인공 조직에 대한 중요한 디딤돌" 이라고 말했다.
SWIFT 기술이 심장과 다른 장기에서 성공적으로 입증되면 공여 장기의 부족 현상과 이식 거부 반응을 종식 시킬 수 있다. 미국에서는 현재 12만 명이 넘는 사람들이 새로운 장기를 기증 받기 위해 기다리고 있다. 미국 보건복지부에 따르면 평균 20명이 새로운 장기를 기다리는 동안 사망한다고 한다.
장기는 지리적 근접성과 의료 요구를 측정하여 할당된다. 예를 들면, 심장과 폐는 4~6시간 내에 이식되어야 하므로 기증자가 가장 큰 의학학적 필요를 갖지 않아도 가장 가까운 기증자에게 보내진다.
하버드의 윤리 및 인구 건강 명예 교수인 생명 윤리학자 다니엘 와클러(Daniel Wakler)는 "장기 기증 부족은 환자들 스스로 많은 어려운 선택을 만들어 냈다"며 "목록에 있다면 장기를 제공 받을 수도 있지만, 나이든 사람이나 환자와 맞지 않은 장기일 수도 있다."라고 말하며 장기 기증을 기다리는 환자들의 어려룸을 토로 했다.
와클러는 완벽하지 않은 장기를 받아들이는 것은 이식 목록을 기다리는 사람들에게 '도박'이라고 덧붙였다. 생명을 구하는 기관에서 환자에게 가장 잘 맞는 조직을 선택하더라도 기증된 조직이 나중에 다른 건강 문제를 일으킬 수 있는 가능성은 항상 여렬 있다고 경고했다.
'3D 프린팅' 장기의 가장 큰 이점은 환자 자신의 세포를 사용하기에 조직 거부 반응 확률을 대폭 줄일 수 있다는 것이다.
매체는 SWIFT 기술을 사용하여 인간에게 안전하게 사용할 수 있는 모든 기능을 갖춘 장기를 프린팅 하는데는 몇년이 더 걸릴 것이라고 말했다. 하지만 3D 프린팅 기술은 장기 이식을 기다리는 수많은 환자들을 위해서라도 반드시 연구되어야 하는 분야임에 틀림없어 보인다.
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