[첨단기술과 북한의 IT] 200세 시대를 불러 온 생체조직공학

청취자 여러분 안녕하세요? 세기와 인종을 초월하여 인류가 오랫동안 꿈꿔온 소원이 있다면 아마도 영생이 아닐까 싶습니다. 인류의 이런 꿈은 영화와 소설 등 다양한 문학작품에 반영되어 있습니다. 한가지 실례를 든다면 2005년에 창작된 영국영화 아일랜드 입니다. 복제인간이 상용화된 미래를 이야기했던 영화인데요.

줄거리를 간략히 설명하자면 주인공들은 우연한 계기를 통해 자신들이 복제인간임을 깨닫았습니다. 즉 자신들이 원본격에 해당하는 사람들의 장기 이식, 출산 등의 이유로 사용되고 있었음을 알게 된다. 그리고 그곳을 탈출하기 위한 과정들이 아주 긴장하게 묘사되었습니다.

이 영화는 그 이후 19년간 많은 생명공학자들에게 등대처럼 자리잡고 그들의 생명관련 연구에 크고 작은 영감을 주었습니다. 생명공학 분야의 과학자들의 이러한 노력에 의하여 건강이나 위생, 바른 먹거리에 대한 관심이 높아지고 생명공학 및 의학 기술이 눈부시게 발전함에 따라 인류의 수명은 과거에 비해 비약적으로 증가하게 되었습니다.

오늘날에 와서 인간의 수명은 100세 시대를 넘어 조금 과장하자면 200세를 내다 본다고 합니다. 200세까지 살더라도 단지 사는 것을 넘어 건강하게 잘사는 것이 중요하게 여겨지게 되면서 생명공학 기술의 발전 역시 어느때보다 중요해졌습니다.

이중에서도 특히 노후되거나 고장난 장기를 교체하거나 개선시킬 수 있는 기술들이 많이 연구되고 있습니다. 그 방식으로는 인공장기로 기존의 장기를 대체할 수도 있을 것이고 혹은 기존 장기를 개선시킬 수 있을 만한 어떠한 보조 수단을 이용하는 방식이 될 수도 있을 것입니다.

특히 인간의 장수를 실현하기 위하여 생명공학자들과 첨단공학자들 사이의 서로 긴밀하게 협력함으로써 과거에는 상상도 못했던 성과들이 짧은 시간내에 달성되었습니다. 다시말해서 생체조직공학이라는 새로운 융합과학 분야가 탄생하였습니다. 이는 생명과학과 공학의 개념이 합쳐지면서 탄생한 새로운 분야로 조직을 재건하는데 근간이 되는 세포와 세포의 증식을 위한 생체재료 그리고 세포가 자랄 수 있는 미세 환경을 적절히 조작하여 원하는 기능을 가진 생체 조직으로 재생시키는 응용 학문을 의미합니다.

그래서 오늘 시간에는 조직공학이라는 새로운 과학기술에 의하여 인간의 생명이 200세이상 가능한가에 대하여 설명하겠습니다. 결론부터 이야기 하면 충분히 가능하며 또 먼 미래의 기획이 아닌 당장 도래할 현실이 될 수 있습니다.

최근에 매우 빨리 발전하고 있는 생명조직공학은 생명과학과 공학의 기본 개념과 기술을 통합 응용하여 생체조직의 구조와 기능 사이의 상관 관계를 이해 하고 나아가 생체조직의 대용품을 만들어 이식함으로써 우리 몸의 기능을 유지, 향상 또는 복원하는 것을 목적으로 하고 있습니다. 따라서 조직공학은 생물학적 대체물의 재생에 적용되는 학문 간 상호 협조가 필요한 분야이며 세포 생물학, 유전자 공학, 의료용 재료 등 많은 관련 연구의 발전이 이 분야 발전의 근간이 됩니다.

이러한 조직공학의 주요 3요소는 손상된 부위가 물리적으로 정상 기능을 수행할 수 있도록 유지하는 것과 동시에 재생될 조직의 골격이 되는 바이오 인공지지체(스캐폴드), 손상된 조직을 재생시키기 위한 세포, 조직 재생을 촉진할 수 있는 단백질인 성장인자 입니다.

인간의 수명을 200세 이상으로 늘여줄 조직공학의 3요소 중 스캐폴드는 인공장기 등을 구성하는  생체재료로서 생체적 합성이 우수하여야 하고 독성이 없어야 합니다. 또한 기계적, 물리적 특성 및 성형 가공성이 사용 목적 및 용도에 알맞게 요구됩니다. 또한 체내 물질들과의 교류를 위해 큰 표면적 및 가공성을 가져야 하며 생분해성도 가져야 합니다.

한편 조직공학은 인공 장기를 개발하는 방향으로도 연구가 진행되지만 손상된 생체를 어떠한 방식으로든 재생하는 방식에 대해서도 활발하게 연구가 진행되고 있습니다. 그중 앞서 설명한  생체재료와 약물 및 세포를 적절하게 활용하여 다양한 제형으로 구조체를 제작하여 약물을 전달하는 양상으로의 연구도 활발히 진행되고 있습니다.

이러한 연구의 흐름을 약물전달 시스템이라고 합니다. 약물전달 시스템은 약리학적 활성을 갖는 물질을 다양한 물리화학적 기술을 이용하여 최적의 효력을 발휘하도록 세포, 조직, 장기 및 기관으로의 전달 및 방출을 제어합니다. 이를 통해 기존 의약품의 부작용을 최소화하고 효능 및 효과를 극대화시켜 필요한 양의 약물을 효율적으로 전달할 수 있도록 제형을 설계하여 약물치료를 최적화하는 기술입니다. 4차 산업혁명 시대, 앞으로 더욱 눈부시게 발전하게 될 인류에게 이 기술들이 달아 줄 더욱 큰 날개를 기대해 봅니다.

지금까지 서울에서 김흥광이었습니다.

에디터 이진서 웹편집 김상일