◎신소재 치아보형물 개발도영화 「제5원소」처럼 인체 일부의 유전정보만으로 인간을 재생할 날도 머잖은 듯하다. 아직 인공장기나 조직에 피가 엉기거나 칼슘이 끼어 굳어지는등 생체적합성문제는 완전히 해결되지 않았다. 하지만 신체 일부를 대체하는 인공장기나 조직의 수요는 갈수록 늘고 내구성도 향상되고 있다. 미국등 일부 선진국의 경우 장기 피부 뼈 혈액등의 분야에서 수십종의 인공장기나 조직을 개발하고 있다. 국내에서는 한국과학기술연구원의 생체재료연구센터와 의과학연구센터, 화학연구소, 서울대의대등에서 연구가 진행중이지만 걸음마단계다.
■치아
한국과학기술연구원 김대준 박사팀은 세라믹의 일종인 지르코니아에 알루미나를 첨가, 강도가 높고 가격도 저렴(수입가의 5분의 1)한 치아보형물을 개발했다. 소재는 세라믹을 이용하고 있다.
■심장
서울대 의대 민병구 교수팀이 중심. 민교수팀은 88년부터 인공심장을 송아지 양등에 이식, 4일간 생존시키는데 성공했다. 85년 미국인 스크로더가 인공심장을 이식받아 620일간 생존한 것이 세계 최고기록. 거추장스럽지 않게 배터리만 착용하는 전기인공심장 개발이 목표다.
■뼈
인공관절과 인공뼈는 노화로 관절염이 심하거나 사고로 뼈가 회복불가능할 정도로 손상됐을 때 이식된다. 항공기, 골프채의 소재로 쓰이는 티타늄합금은 생체적합성이 뛰어난데다 강하고 가벼운 장점을 갖고 있다. 사람이 뛸 때 몸무게 5배(어른의 경우 300∼400㎏안팎)의 힘이 무릎관절에 집중되기 때문에 강도유지가 문제. 지난 해 국내 인공관절수요는 약 1,000억원 규모.
■폐
인공심폐기는 혈액은 새지 않고 기체만 투과하는 중공사막(中空絲膜)으로 돼 있다. 머리카락보다 조금 두꺼운(지름 0.2∼0.3㎜) 중공사 수십만개로 된 다발에 혈액을 흘려보내 산소와 이산화탄소를 교환하는 폐의 역할을 대신한다. 심장수술 때 일시적으로 인공심폐기를 사용한다.
■신장
이식수술이 여의치 않을 때 인공신장을 쓴다. 역시 노폐물은 빠져나가고 혈액은 빠지지 않는 중공사막으로 신장을 대체한다. 휴대형으로 크기가 작은 인공신장을 만드는 게 목표이다.
■혈관
두께는 지름 2㎝(대동맥)부터 0.01㎜(모세혈관)까지 다양하다. 인공혈관은 주로 고분자소재를 이용한다. 혈관 내에서 혈액이 응고되는 문제가 숙제로 남았다.
■간
가장 대체가 어려운 장기 중 하나. 독성물질을 분해하고 탄수화물을 글리코겐형태로 바꿔 저장하며 지방과 단백질 대사에 관여하는등 기능이 복잡하기 때문이다. 미국에서 돼지의 간세포를 이용한 인공간을 개발, 임상실험중이다.
■피부
화상등으로 손상부위가 넓을 경우 배양해 놓은 인공피부가 요긴하게 쓰인다. 조직공학의 연구자들은 세포배양을 통해 피부나 뼈 뿐 아니라 복잡한 장기까지 만들 수 있다고 전망한다.<김희원 기자>
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