3D 바이오프린팅으로 제작한 '인공 림프절', 수술 없이 림프부종 치료

국내 연구진, 동물실험에서 림프절 재생 효과 입증

림프부종은 림프액(림프관을 따라 흐르는 체액)이 제대로 배출되지 않아 팔이나 다리 등에 부종(붓기)이 생기는 질환이다. [사진=게티이미지뱅크]

수술 없이 림프부종을 치료할 수 있는 혁신적인 방법이 개발됐다. 국내 연구진이 3D 바이오프린팅 기술을 활용해 인공 림프절을 제작하고, 이를 통한 치료 효과를 동물실험에서 성공적으로 입증했다고 밝혔다.

정재훈 분당서울대병원 성형외과 교수 연구팀은 4일 호남대, 동국대와의 공동연구를 통해 인체 지방 유래 줄기세포를 이용한 3D 바이오프린팅으로 림프절을 모방한 세포틀(스캐폴드·Scaffold)을 제작했다고 밝혔다. 연구팀은 이 인공 구조물을 손상된 림프절에 이식하는 동물실험을 실시한 결과, 뚜렷한 림프절 재생 효과를 확인했다고 설명했다.

림프부종은 림프절 손상으로 인해 팔다리에 부종이 발생하는 만성 질환이다. 최근 유방암을 비롯한 각종 암 치료 과정에서 림프절을 함께 절제하는 사례가 늘어나면서 환자 수가 지속적으로 증가하고 있다.

이 질환은 환자의 삶의 질을 심각하게 저하시키지만 압박, 마사지 등 기존의 재활치료만으로는 근본적인 해결이 어려웠다. 림프절을 이식하거나(림프절이식술) 정맥으로 우회통로를 만드는(림프정맥문합술) 등 수술적 치료법도 있지만 부작용과 재발 위험이 상당해 새로운 대안이 절실히 요구되는 상황이었다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 인체의 자연적인 세포 재생 능력을 활용하는 재생의학에 주목했다. 손상된 림프절 부위에 비교적 채취하기 쉬운 인체지방유래줄기세포를 이식해 림프계가 스스로 재구성되도록 유도하는 것이 핵심 원리다.

하지만 줄기세포만 단독으로 이식할 경우 줄기세포가 림프 조직에 머무르지 못하고 대부분 주변으로 흩어져 버려 치료 효과를 기대하기 어려웠다.

이를 해결하기 위해 연구팀은 3D 바이오프린팅 기술을 도입했다. 림프 조직의 구조를 정밀하게 모방한 세포틀을 제작해 줄기세포가 안정적으로 정착하고 생존할 수 있는 최적의 환경을 조성한 것이다. 이렇게 제작된 줄기세포 스캐폴드를 쥐 모델에 이식한 결과, 림프관과 혈관의 생성이 활발하게 촉진되고 면역세포가 모여드는 등 긍정적인 재생 반응이 관찰됐다.

특히 주목할 점은 이식 부위에서 실제 림프절과 유사한 기능을 수행하는 새로운 구조가 형성됐다는 것이다. 또한 다리 부종이 현저히 감소하고 림프액 역류 현상도 크게 개선되는 효과를 보였다.

정재훈 교수는 "현재의 수술적 치료는 효과적인 방법이지만, 이식술의 경우 떼어낸 림프절에서 똑같이 부종이 발생할 수도 있고, 정맥문합술은 시간이 지나 다시 림프 순환이 막힐 수 있어 부작용이 적은 새로운 치료법이 필요하다"면서 "이번 동물실험에서 3D 바이오프린팅 기반 스캐폴드의 재생효과를 확인한 만큼, 인체에도 적용될 수 있도록 후속 연구를 이어갈 것"이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 《인터내셔널 저널 오브 바이오프린팅(International Journal of Bioprinting)》에 최근 게재됐다.

김다정 기자 (2426w@kormedi.com)