환자 세포를 3D프린팅 찍어 만든 인공귀 이식 첫 성공

미국 바이오기업 3D바이오쎄라퓨틱스

3D바이오쎄라퓨틱스가 개발한 3D 프린팅 귀. 3D바이오쎄라퓨틱스 제공

미국 재생의학 분야 바이오테크 기업 3D바이오쎄라퓨틱스가 3차원(3D) 프린터로 사람의 세포를 이용한 신체 기관을 만드는 데 성공했다. 크기가 유난히 작고 기형적인 모습의 오른쪽 귀를 가진 20세 여성의 세포를 이용해 3D 프린팅 기술로 귀를 만들어 이를 실제로 이식하는 데 성공한 것이다.  

3일 뉴욕타임즈 등 외신에 따르면 3D바이오쎄라퓨틱스는 환자의 세포를 이용해 3D 프린팅 기술을 적용, 신체 기관을 만들어 이식하는 첫 임상 수술에 성공했다. 회사 측은 “자신의 세포로 3D 프린팅된 귀는 연골 조직을 지속적으로 재생해 자연스러운 귀의 모양과 느낌을 주게 될 것”이라고 말했다. 

이번 이식 수술의 기술적인 세부 사항은 공개되지 않아 외부 전문가가 기술에 대해 평가하기는 쉽지 않은 상황으로 전해졌다. 3D바이오쎄라퓨틱스측은 “미국 규제기관이 시험 설계를 검토하고 엄격한 제조 표준에 따라 이뤄졌다”며 “연구가 완료되면 의학 저널에 데이터와 논문을 공개할 것”이라고 밝혔다. 

11명의 환자를 대상으로 진행중인 임상시험은 결과에 따라 실패로 귀결되거나 예상치 못한 합병증을 유발할 가능성도 있다. 그러나 3D바이오측은 환자 자신의 세포로 귀를 만드는 것이기 때문에 면역 거부반응을 일으킬 가능성은 낮다고 일축했다. 

3D바이오가 이번 이식 수술에 성공하기까지는 꼬박 7년이 소요됐다. 환자 세포의 작은 샘프을 수십억 개의 세포로 증식했다. 외과의사가 여성의 소이에서 연골 0.5g을 제거하는 수술을 한 뒤 3D바이오로 보낸 뒤 연골 세포를 조직 샘플에서 분리하고 배양해 수십억 개의 세포로 증식한 것이다. 

3D바이오 연구진은 배양된 세포와 인체에 안전하고 모든 소재를 무균 상태로 유지하는 콜라겐을 결합해 ‘바이오 잉크’를 만들었다. 그런 뒤 콜라겐을 주사기를 통해 특수 3D 바이오 프린터로 삽입하면 프린터는 노즐에서 일정하고 얇은 흐름으로 분사하면서 환자의 정상 귀의 모양을 복제한 모양대로 인공 귀를 만들었다. 이를 환자의 턱뼈 바로 윗부분 피부 아래에 이식했다. 현재 이식된 3D 프린팅 귀는 생체 적합성, 모양 일치, 모양 유지를 평가하는 단계다. 

매년 미국에서 태어나는 아이 중 약 1500명은 소이증 또는 외이가 없는 무이증이다. 현재 3D바이오가 진행중인 임상시험에서는 6세~25세 11명이 지원했으며 이들은 임상시험을 위한 귀 이식 수술 후 5년 동안 추적연구에도 참여한다. 

이번 이식 수술이 획기적이긴 하지만 귀의 외부라는 점에서 상대적으로 단순하다는 지적도 있다. 간이나 신장, 심장, 폐와 같은 복잡한 장기를 유사한 기술로 만들어내고 이식하기가 쉽지 않다는 것이다. 하지만 3D바이오 측은 “소이증이 있는 사람들의 자존감을 높이고 우울감이나 사회생활에서의 어려움을 극복할 수 있는 기회가 될 것”이라고 밝혔다. 

[김민수 기자 reborn@donga.com]