무릎 관절염 환자에 희소식···전기 임플랜트로 연골 재생 성공

미국 코네티컷대 과학자들이 무릎 골관절염 환자의 관절에 임플랜트를 시술해 이들이 관절을 주기적으로 움직일 때 미세한 전기장을 발생시켜 연골이 새로이 나도록 유도하는 실험에 성공했다고 밝혔다. 토끼를 이용해 이러한 결과를 확인한 코네티컷대 탄 응우옌(왼쪽)과 양 류. (사진=코네티컷대)

미국 코네티컷대 과학자들은 관절염 환자의 손상된 무릎 관절에 작은 망사를 이식해 전류를 발생시킴으로써 새로운 연골의 성장을 촉진할 수 있었다고 17일(현지시각) 이 대학 신문을 통해 발표했다.

실제로 이 대학 과학자들은 이 장치를 사용해 토끼 무릎 연골을 재생시키는 실험에 성공했다

골관절염은 전세계 노령층에서 가장 흔하게 발생하는 관절염이다. 이 병은 사람의 관절이 손상되어 발생하는 흔하고 고통스러운 질병이다. 보통 연골의 패드가 이 부분들을 완충시키지만 부상이나 나이가 들면 닳을 수 있다. 연골이 닳으면서 관절 뼈와 뼈가 닿기 시작하고 걷기 등의 일상적인 활동은 끔찍한 통증을 유발할 수 있기에 새로운 연골의 성장은 통증을 줄이는 열쇠가 된다.

따라서 이번 성과는 전 세계의 최소 수천만명 이상 관절염 환자의 정상적 보행을 되살려 줄 해결책이 될 수 있다.

코네티컷대의 두 생명공학자는 관절이 압력을 느낄 때 압전(piezoelectricity)으로 알려진 작은 전류를 발생시키는 약 0.5mm 두께의 작은 그물망 이식물(임플랜트)을 개발했고 이를 토끼관절에 적용해 효과를 입증했다. 이들은 실험에서 토끼 무릎의 연골을 재생시키는데 성공했는데 이는 관절염에 걸린 인간의 관절 치유의 길을 열어줄 수 있을 것으로 기대를 모으기에 충분하다. (맨 아래 동영상 참조)

이 임플란트를 관절염 환자에 시술해 정기적인 관절 움직임으로 임플란트가 전기장을 생성함으로써 세포가 임플란트를 끌어들여 새로운 연골로 성장하도록 유도한다는 것이다.

무릎 연골이 닳은 환자들의 연골이 자라날 수 있도록 자극하는 전류 발생 이식물(임플랜트). 관절염은 관절 내 표면이 손상됐을 때 발생하는 질환이다. 뼈 양끝을 완충시켜 보호해 주는 연골이 시간이 지나면서 닳아 생긴다. (사진=탄 응우옌, 코네티컷대)

이 연구는 코네티컷대 생명공학자인 탄 응우옌에 의해 주도돼 왔는데 그는 인간에 대한 실험으로 나아가는 데 조심스럽다고 말한다.

응우옌은 “이것은 매우 흥미로운 결과지만 우리는 사람에 가까운 크기와 무게를 가진 더 큰 동물에게 이것을 실험할 필요가 있다”고 말했다.

이 기술이 임상시험을 통과한다면 전세계 노년층에 가장 흔한 관절염 유형인 골관절염을 앓는 수많은 환자들의 고통을 덜어줄 수 있게 될 것으로 기대를 모은다.

현재까지 알려진 가장 좋은 치료법은 손상된 연골을 신체의 다른 곳에서, 때로는 기증자로부터 채취한 건강한 조각으로 대체하는 방식이다.

하지만 이 건강한 연골이 환자 자신의 것이라면 이식을 위해 연골을 떼어 낸 신체 다른 부위에 상처가 날 수 있다. 다른 사람에게서 기증 받은 것이라면 환자의 면역 체계는 그것을 거부할 수도 있다.

응옌은 기존의 2가지 접근법, 즉 골관절염의 통증을 완화하기 위해 화학적 성장인자를 증폭시킴으로써 신체가 스스로 연골을 성장하도록 유도하는 연구나 생체 공학적 뼈대에 의존하는 접근법 가운데 어느 것도 효과가 없다고 말한다. 심지어 그 둘을 결합해도 소용없다고 덧붙였다.

이재구 기자

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