조직공학적 인공힘줄로 만성퇴행성 어깨힘줄 파열 치료한다

나노지지체에 줄기세포 결합한 새로운 치료 패러다임 제시, 임상시험 후 2025년께 상용화 기대

전남대학교병원 정형외과 김명선 교수 연구팀이 완벽한 치료법이 없는 만성퇴행성 어깨힘줄 파열 질환의 새로운 치료 패러다임을 제시했다.

전남대병원에 따르면 김명선 교수 연구팀과 재생의료 치료제 전문기업 나오바이오시스템은 공동으로 만성퇴행성 어깨힘줄 파열을 치료할 수 있는 조직공학적 인공힘줄을 개발했다.

만성퇴행성 어깨힘줄 파열은 인구의 50% 이상이 겪을 정도로 매우 흔한 질환이지만 이를 완전히 파열되기 전의 상태로 치료할 수 있는 방법은 전무하다. 흔히 통용되는 치료법으로는 힘줄 봉합술이 있지만, 수술 후 재파열률이 50~90%로 매우 높다. 줄기세포 이식술 또한 연구되고 있지만 산업화까지 갈 길이 멀다.

이에 김명선 교수팀과 연구진은 정교한 나노구조 형태의 힘줄조직을 모사해 나노지지체를 제작하고 줄기세포를 결합시킨 조직공학적 인공힘줄 개발에 돌입했다. 지난 2016년 7월 한국연구재단 국책과제인 ‘바이오의료기술개발사업’으로 선정된 이후 6년간 연구 끝에 조직공학적 인공 힘줄을 어깨힘줄이 손상된 소동물(토끼)과 대동물(돼지) 모델에 이식하면 손상된 어깨 힘줄을 탁월하게 재생시킨다는 것을 증명했다.

특히 인공힘줄 조직이식술은 기존의 치료법인 봉합술·줄기세포 이식술과 비교했을 때 재생된 힘줄조직의 정렬성, 콜라겐 발현 비율, 섬유화연골 비율이 월등히 높은 것으로 확인됐고, 힘줄조직의 기계적 특성 평가에서도 실제 힘줄조직과 매우 유사한 강도를 나타냈다.

김 교수는 “장기사이즈가 크고 인간과 구조가 비슷한 돼지를 이용한 전임상 실험은 사육공간의 확보와 실험비용, 마취와 수술의 어려움 등 여러 가지 문제가 산적해 쉽지만은 않았다”며 “하지만 목표를 가지고 긴 시간을 거쳐 꾸준한 정성을 들여 좋은 성과를 받아볼 수 있었다”고 말했다. 

연구팀은 앞으로 환자를 대상으로 한 임상시험만을 남겨두고 있다. 내년에 환자를 대상으로 진행하는 임상시험이 성공적으로 마무리된다면 2025년에는 산업화에 성공해 일반 환자에게 상용화가 가능할 것으로 보인다. 특히 이미 미국식약청(FDA)의 승인을 받은 생체 재료를 이용하기 때문에 임상시험에서도 좋은 결과를 거둘 것으로 예상된다. 

김 교수는 “인공힘줄은 힘줄 봉합 부위를 보강해 줌으로써 재파열의 한계점을 안고 있던 회전근개 파열 치료 분야에서 상당한 결과를 거둘 것으로 기대된다”며 “특히 이 기술의 국산화로 인해 우리나라 나노 테크놀러지 신재생 기술을 전 세계에 널리 알릴 것으로 보인다”고 밝혔다. 

한편, 이번 연구결과는 바이오공학 및 중재의학 분야의 저명한 국제학술지인 ‘Bioengineering & Translational Medicine(영향지수: 10.711)’에 게재됐다.