최근 발전한 조직공학(tissue engineering)에 관한 Lannotti 박사의 발표 내용을 소개한다.
변환이 자유로운 줄기세포
줄기세포는 피부, 뼈, 장기 등을 형성하는 어떠한 종류의 세포로도 발달할 수 있는 능력이 있다. 성인줄기세포는 배가 아니라 실제의 뼈, 조직, 근육 및 지방에서 유래한다는 점에서 배의 줄기세포와는 다르다.
조직공학은 생물학적 환경 혹은 기계적 환경에서 줄기세포에 자극을 가하여 다양한 세포로 분화시킨다.
예를 들면 골수 줄기세포를 혈구로, 기저층 피부세포를 피부조직으로 발달하도록 조작할 수 있는 것이다.
정형외과에서 특히 흥미를 갖는 부분은 성숙 과정에 따라 뼈, 연골, 근육, 골수, 건/인대 또는 결합조직이 될 수 있게 조작할 수 있는 간엽 줄기세포 혹은 결합조직 줄기세포다.
이들 세포는 골반골수나 뼈, 근육 혹은 지방조직 등에서 채취된다. 흡인 채취된 세포를 원심분리하여 조직배양시키고, 최종적으로 골조직으로 변화하는 세포는 원하는 부위에 세포를 증식시키는 틀로서 기능하는 골전도 기질 속에 이식한다. 새 조직이 형성되기 위해서는 혈류가 필요하다.
특히 창상치유 부전에 효과적
줄기세포를 이용한 치료는 유착이 불가능한 상태, 여러번에 걸치 외과수술로 인한 반흔조직의 형성 또는 감염증, 혈액공급부족 그리고 방사선요법이나 화학요법을 받은 후 창상 치유가 부전된 경우에 특히 효과적이다.
유착이 불가능한 경우 지금까지는 골반뼈를 크게 절개하여 유착 불가능한 부위에 이식해 왔다.
그러나 이것은 상당한 고통과 출혈을 동반하기 때문에 반흔조직의 형성, 감염 또는 골절 가능성을 갖고 있다. 한편 조직공학에서는 약 2mm로 작게 절개하여 골반에서 조직을 흡인, 흡인물을 골기질재에 이식시킨다.
남성환자의 다리 골절을 예로 들어본다.
이 환자는 1년 동안 정통적인 치료법으로 치료했으나 치유가 어려워 이 새기술을 이용했다.
치료 후 3개월 이내에 새 뼈가 생성되고 5개월 후에도 세포 흡수가 나타났다. 또한 보행능력도 크게 개선됐다.
골반에서 줄기세포 채취 처치를 받은 환자 700례 이상을 분석한 최신 데이터에서 통증을 호소하는 경우는 없었으며 좌창이 2례에서 나타났을 뿐이었다.
이처럼 줄기세포법은 신체의 다른 부위에 자기해면골을 채취하는 방법에 비해 합병증 등의 이환위험이 낮고 환자에게는 반흔형성이나 실혈이 적고 매우 유익하다.
이 데이터의 분석은 성인줄기세포가 특히 이식 분야에서 조직 및 연골재생을 유도·촉진시키는 수단으로서 이용가치가 높다는 사실을 보여주고 있다.