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

jklee@tech42.co.kr
기자의 다른 기사보기
저작권자 © Tech42 - Tech Journalism by AI 테크42 무단전재 및 재배포 금지

관련 기사

냉동인간 현실화?···인간 뇌 조직 18개월 간 냉동 후에도 정상 기능한 비결

중국 푸단대 과학자들은 인간의 뇌조직을 무려 18개월 동안 냉동했다가 해동했는데도 여전히 냉동 전과 유사한 세포 모습을 유지하고 있다는 사실을 확인했다고 밝혔다. 게다가 그들이 해동한 뇌조직의 뉴런세포는 얼었다가 해동된 후 여전히 정상적으로 신호를 보낼 수 있었다. 이들은 극저온으로 동결된 뇌 조직을 손상시키지 않고 성공적으로 해동시킨 최초의 사람들 중 하나가 됐다.

‘골드 체인에 그래픽 티셔츠’ 마크 저커버그의 새로운 전략에 대하여

저커버그가 40세 생일을 기념에 인스타그램에 올린 사진에는 두꺼운 골드 체인에 의미심장한 슬로건이 새겨진 까만색 그래픽 티셔츠를 착용한 그의 모습이 담겨있다. 공식 석상에서 가격을 추정할수 없을 정도의 비싼 디자이너 옷을 입는 것도 주저함이 없다. 10년이 넘도록 회색 티셔츠에 청바지만 고수했던 마크 저커버그에게 무슨 일이 생긴 것일까.

미 에너지밀도 2배인 리튬 배터리로 CATL에 일격···미육군 공급

미국 캘리포니아 프리몬트에 본사를 둔 배터리업체 앰프리우스 테크놀로지스가 이달초 미 육군의 차세대 웨어러블 배터리 팩 개발 및 공급 자격을 완료해 공급을 앞두고 있다고 발표했다. 시맥스(SiMaxx) 안전 셀로 불리는 이 배터리 셀의 에너지 밀도는 기존 리튬이온 배터리 셀 의 2배에 달하는 500Wh/kg를 자랑한다.

‘테크 이지 토크’ 첫 번째 시간… LLM의 미래와 교육의 변화

산업 각 분야에서 초거대언어모델(LLM, Large Language Model)을 활용한 기술과 서비스가 앞다퉈 등장하고 있다. 과연 LLM의 강점과 한계는 무엇일까? 그리고 여러...