인공관절 수술 사라지나...3D 프린터 활용, 세계 첫 무릎 뼈·연골 동시 재생

일본에서 무릎 관절의 뼈와 연골을 동시에 복구하는 임상시험이 시작된다.

20일 니혼게이자이신문(닛케이)은 일본 게이오대학과 후지타의과대학이 바이오 스타트업 사이퓨즈와 손잡고 오는 7월 타인의 지방조직에서 채취한 세포를 3차원(3D) 프린터로 입체 구조로 만든 뒤, 이를 환부에 이식하는 임상시험을 시작한다고 보도했다. 이러한 방식의 재생의료는 세계에서 처음이다.

이번 임상시험은 무릎뼈 일부가 약해지는 ‘무릎 관절 특발성 골괴사(특발성 무릎 골괴사증)’ 환자를 대상으로 한다. 이는 특별한 원인 없이 무릎뼈의 혈액 공급이 차단돼 뼈가 죽고 괴사하는 질환이다.

주로 60세 이상 여성에게 흔한데, 초기에는 휴식을 취하면 증상이 호전되지만 장기화되면 관절염으로 진행되는 경우가 많다. 일본의 경우 연간 수천 명의 환자가 발생하는 것으로 알려졌다.

임상시험에서는 후지타의대가 타인의 지방 조직에서 채취한 세포를 배양하고, 이를 3D 프린터로 지름 8mm의 원통형 구조체로 만든다. 이후 5명 환자의 손상된 뼈 부위에 이식하게 된다.

무릎 관절 표면은 기초가 되는 뼈와 그 표면을 덮어 충격을 흡수하는 연골로 구성되어 있다. 질병 발생과 체중 증가, 노화 등에 따라 연골은 점차 닳는다. 연골이 얇아져 뼈끼리 직접 부딪치게 되면 통증이 발생하고 보행에 지장이 생긴다.

연골을 배양해 이식하는 재생의료는 이미 실용화됐다. 하지만 뼈까지 손상된 경우에는 이를 적응하는 것이 어렵다. 이 경우 인공 무릎관절을 삽입하는 수술이 필요한데, 이렇게 되면 비용뿐 아니라 재활에도 시간이 걸린다.

연구팀은 이식한 구조체가 뼈와 연골 재생에 필요한 영양물질을 분비해 환부를 복구하는 기술을 개발했다. 돼지를 이용한 실험에서도 안전성과 효과를 확인했다.

임상에서 효과가 확인될 경우 자각 증상이 있는 환자 약 1000만 명, 잠재 환자까지 포함하면 약 3000만 명으로 추산되는 퇴행성 무릎관절염에도 적용이 확대될 가능성이 있다.

재생의료란 질병이나 부상으로 손상된 조직·장기를 복구해 기능을 회복시키는 의료를 말한다. 세포 이식 등을 통해 인체가 본래 가지고 있는 재생 능력을 끌어내는 방식이다. 기존의 약물이나 수술로는 치료가 어려운 질환에 적용이 기대된다.

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