맞춤형 인공 배양 방광
많은 사람들이 의존장치에 의존하여 생활하고 있다는 것은 슬픈 삶의 현실이다. 하지만 웨이크 포레스트 대학의 조직 공학자 앤소니 아탈라씨 덕분에 방광으로 인한 당혹스러운 문제는 이제 끝이 날 수도 있을 전망이다.
아탈라씨와 그의 동료는 아무것도 없는 상태에서 방광을 만들어 내어, 조직 공학에서 가장 큰 난제인 인간 장기를 실험실에서 길러 실제로 기능을 한다는 사실을 입증하는데 성공했다.
연구자들은 미생물에 의해 분해되는 방광 모양의 대에 환자 자신의 방광에서 추출한 세포를 심어 그 대를 환자에 이식했다. 이 세포가 자라면서 대는 녹아 없어져 완전히 제 기능을 하는 방광만 남게 됐다.
올해 아탈라씨는 4년전 이 장기를 이식받은 7명의 환자 중 거부반응을 보인 환자는 한명도 없다는 의미 있는 발표를 했다. 앞으로 그는 심장이나 신장과 같은 보다 더 복잡한 장기에 대한 연구를 할 것이다. wfirm.org
스마트 의족
오수어 프로프리오 풋
프로프리오 풋은 발목에서 구부러지고, 근육의 움직임을 흉내내는 모터가 달려 있어 실제 발의 움직임을 그대로 모방한다.
발목부분에 있는 센서는 초당 1천회 이상 움직임을 추출하여 걷는 속도를 결정하고 내장된 컴퓨터에 이 정보를 보낸다.
컴퓨터는 피스톤에 신호를 보내어 다른 발의 속도와 맞추어 발을 움직이도록 한다. 1만 5천~1만 8천 달러(1천4백~1천7백만원) bionics.ossur.com
편안한 발디딤 프로프리오 풋의 자연스러운 움직임으로 많은 다리 절단 절단환자들이 겪는 허리에 무리를 주는 절뚝임을 바로 잡을 수 있다.
휴대용 3-D 이미징
Zcorp Zscanner 700
뷰마스터(Viewmaster)만한 크기의 휴대용 ZScanner700은 신체를 즉시 디지털화하여 수 초 내에 선명한 3차원 스캔을 할 수 있는 최초의 휴대용 기기이다.
환자의 신체 부위 위로 저출력 레이저 기기를 지팡이처럼 흔들면 기기가 투영된 빛을 분석하여 3-D 프로필을 조합해 낸다.
의사들은 이 정보를 3-D CAD 프로그램에 올려 정형외과에서 필요한 부목이나 뼈 이식을 필요에 맞게 만들어 내거나 또는 3-D모델을 인쇄할 수 있다. 3만9천9백달러(약 3천7백만원), zcorp.com
막힌 동맥용 치료제 공급기
코너 메드시스템 코스타 스텐트(CoStar Stent)
매년 약 3백 만명의 미국인의 동맥에 이식되는 기존의 스텐트(stent)와 코스타가 차별되는 점은 코스타가 보유한 수백 개의 저장소라 할 수 있다.
각 저장소에는 혈관 성형 시술 후 수개월간 동맥이 막히지 않도록 해주는 약품이 최대 20겹으로 들어가 있다. 다른 스텐트들은 처음 며칠 또는 몇 주동안만 약품을 뿜어낸다.
반면 코스타는 약품을 수개월에 걸쳐 점차적으로 그리고 일정량 뿜어낸다. 유럽에서 현재 사용이 승인된 상태이며 미국에서는 2008년이면 선보일 것이다. conormed.com
내부치료 코스타의 스텐트는 병든 동맥에 정확하게 약품(푸른색)을 뿜어낸다.
Flexy 맞춤형 경첩은 압력을 흡수하여 약품을 담고 있는 받침대가 휘지 않도록 해준다.
최초의 가정용 콜레스트롤 테스트기
폴리머 테크놀러지시스템 카디오체크
의사놀이 내장된 손가락 따는 침으로 테스트에 필요한 피를 뽑을 수 있다.
사용후기
필자가 2년 전 받은 건강검진에서 코레스트롤 수치가 아슬아슬하게 높다는 결과가 나오자 필자는 담배를 끊고, 양파튀김 먹는 양도 줄이고 달리기를 시작했다.
최근 필자는 이 모든 것이 효과가 있었는지 궁금해졌지만 의사에게 가보고 싶지는 않았다. 다행스럽게도 휴대용 건전지로 작동되는 카디오체크로 바로 욕실에서 , 콜레스테롤, 올레인, 포도당 등 다섯가지 검사를 할 수 있었다.
이 모든 테스트를 한 기기에 넣기 위해 기기제작자들은 일련의 플라스틱 띠에 화학물질이 스며들게 하여 혈액표본에 들어있는 혈장에 반응하도록 했다.
필자는 그냥 안에 들어있던 침으로 손가락을 찔러 띠 하나에 피 한 방울을 떨어뜨리고는 기기에 집어넣었다.
그러면 이 기기 안에 있는 센서들이 띠 색깔의 변화를 분석하게 된다. 2분이 지나자 결과가 디지털 화면에 나왔다. 모든 것이 정상이었다.
효능 좋은 암 백신
머크 가다실
매년 자궁경부암으로 사망하는 여성 숫자는 5천 여명에 달한다. 가다실(Gardasil)은 이 질병에 대한 선제공격으로, 성관계로 인해 전염된 사람의 유두종 바이러스(HPV) 변종으로부터 환자를 보호해 준다.
이 HPV는 후에 암 발병의 원인이 될 수도 있다. 가다실은 HPV와 같은 단백질을 포함하고 있는 바이러스와 유사한 입자를 사용하여 신체의 면역반응을 촉진시켜 실제 바이러스가 오면 공격하도록 한다.
올해 FDA에서는 이 백신이 최소 9세의 여아에까지 안전한 것으로 판단했다. 접종비 360달러(약 34만원) gardasil.com
천식으로 부터의 해방
Asthmatx 알라이어 시스템
흡입기에 대고 숨을 헐떡이거나 알약을 복용하는 일은 이제 그만. 알라이어(Alair) 시스템은 약 없이도 천식 발작을 방지할 수 있는 실험적인 수술이다.
3시간 30분 걸리는 이 치료과정에서 의사는 폐의 기도에 관을 집어넣는데, 바구니 처럼 생긴 끝부분이 기도벽면을 밀고 들어간다.
이 시스템에서는 10초 간격으로 주파 에너지가 흘러 주변의 근육을 덥혀 근육이 수축하지 못하도록 한다.
이 근육 수축은 일반적으로 먼지와 같은 자극물질에 재치기를 유발하는 반응이다. 현재 임상실험이 진행 중이다. asthmatx.com
편히 호흡하세요 천식으로 인한 수축시 기도(좌), 재치기를 유발함. 알라이어 치료법은 열을 사용하여 이를 열어주고(우) 마취가 필요 없다
육류 박테리아 제거
인트라리틱스 LMP 102
우리에게 비교적 잘 알려져 있지 않은 리스테리아 박테리아는 매우 치명적이어서 이 균에 감염되는 사람 3명 중 한 명은 사망한다.
이 균은 보통 가공된 치즈나 얇게 저민 냉육을 통해 감염된다. 올해 FDA에서는 다소 야릇하면서도 우수한 방어력을 지닌 박테리아를 잡아먹는 이 살포용 바이러스에 대해 승인했다. 육류 가공 공장에 한차례 뿌려주면 몇 달이고 육류를 안전하게 처리할 수 있다.
눈에 보이지 않는 보청기
엔보이메디컬 에스팀
이식형 보청기 작동원리 - 에스팀은 고막에서 신호를 받아 불필요한 잡음은 제거한 후에 이를 달팽이관으로 보낸다
일반적인 보청기는 외부에 충전기나 마이크를 달고 있는 반면 이식이 가능한 에스팀(Esteem)의 경우 완전히 눈에 보이지 않으며 청력을 30데시벨 더 올려준다.
수술로 귀 뒤쪽의 피부 밑에 심는 이 기기는 안쪽과 바깥쪽 귀 간에 청력 손실을 유발하는 문제가 있는 연결부분을 피해서 지나간다.
내장 센서는 고막이 받은 진동을 받아 소리 처리기로 신호를 보낸다. 반대로 처리기는 진동을 달팽이관으로 보내게 되는데, 뇌에서 이를 소리로 인식한다. FDA의 승인을 기다리고 있는 이 기기는 내년 여름이면 사용가능하게 될 것이다. envoymedical.com
노트북에 초음파 스캐너를
다이렉트 메디컬 시스템즈 플러그 앤 플레이 초음파 검사 시스템
플러그 앤 플레이 초음파 검사 시스템은 일반적인 초음파 검사와 똑같은 기능을 가지고 있으면서도 가격은 저렴해 더 많은 진료실에서 초음파 기기를 갖출 수 있게 됐다.
예비 엄마들이 많은 돈을 지불하면서 전문가를 찾아가야 하는 일도 줄어들게 됐다. 의사들은 검사실에 있는 컴퓨터에 소프트웨어를 다운받아 USB 케이블만 꽂아주면 예비 엄마들의 배를 초음파로 스캔할 수 있다.
주요 성과는 USB 케이블을 통해 5볼트의 전기로 작동할 수 있는 성능 좋은 모터를 고안해 낸 점이다. 몇 개월 후면 이 기기에 대한 FDA 승인이 내려질 것이다. 약 5천 달러(약 4백 7십만원) dmsww.com
침으로 진단하는 구강암
UCLA 타액 기반 구강암 테스트
구강암은 흔한 암은 아니지만 가장 치명적인 암 중 하나로 구강암에 걸릴 경우 절반이 5년 내에 사망한다.
눈에 드러나는 손상이 일어나기 훨씬 앞서 UCLA에서 새로이 선보이는 믿을만한 테스트는 샘플을 스캔하여 위험한 RNA 분자를 찾아내는 방식으로 구강암을 발견해 낸다.
이 테스트는 85퍼센트의 정확도를 나타내며 그 결과는 24시간 내에 나온다. UCLA 과학자들은 이를 가정에서도 사용할 수 있도록 간편화하는 작업을 하고 있다.www.dent.ucla.edu
실시간 심장발작 진단장치
하트워치의 원격 심장 관리 서비스
보통 심장발작 환자가 증세가 시작되고 치료를 받기까지는 5~6시간이 걸린다. 하트워치의 모니터는 5분 안에 진단을 내려줄 수 있다.
가슴에 부착된 12개의 도선이 심장박동을 45초간 기록하면 이를 전화로 입력한다. 소프트웨어가 이 소리를 완전한 심박동 기록기로 전환해주면 하트워치의 의료진이 심장발작인지 아닌지를 판단한다. 300달러(약 28만원) 247heart.com
인공장기 농장주
파퓰러사이언스 이노베이션
인공장기 배양자 아탈라씨가 방광에 양분을 공급해 주고 있다. 다음은 신장이다. “투석을 하려면 일 년에 이십만 달러가 듭니다. 신장을 만드는데 십만 달러가 든다고 해도 충분히 할 만한 가치가 있지 않겠어요?”라고 그는 말한다.
신체조직을 배양해 내려는 노력 덕분에 병원의 대기명단이 사라질 수도 있을 것이다.
앤소니 아탈라씨는 방광을 만든다. 이것은 플라스틱 모델과 같은 것이 아닌 실제로 살아있는 인간 조직이다.
48세의 이 조직 연구자가 책임자로 있는 웨이크 포레스트 대학의 재생의학 연구소(IRM)에 있는 그의 연구실로 들어가 보면 호텔의 소형냉장고 크기의 온도가 조절되는 작은 방들이 보인다.
그 안에는 바람이 빠진 분홍빛 풍선 모양의 사람의 방광세포 구가 분할하고 자라고 있다. 요실금 문제가 있는 환자들로부터 가져온 이 세포들은 시간이 지나면서 스스로 모여 이 세포 기증자들을 위한 완전히 새로운 방광으로 형성될 것이다.
아탈라씨는 이 과정을 지난 16년간 개발해 왔으나, 이 분야에서 유명해진 것은 바로 올해, 실험실 배양 조직을 사람에게 처음으로 성공적으로 이식한 사실을 발표하고 나서였다.
1999년부터 7명의 자원자들이 이 새로운 방광을 받았으며 현재 소변통제력이 향상되었다고 한다. 어쩌면 혈관이 없다는 점에서 방광이 복제하기에 가장 간편한 조직일 수는 있으나 아탈라타씨의 업적은 간이나 신장과 같은 더 복잡한 기관을 배양해 내는 초석을 닦은 것이라 할 수 있다.
“현재의 장기 부족 현상은 공중보건의 위기라 할 수 있습니다. 사람의 수명이 점점 길어지고 있는데 반해 공급할 장기는 부족한 현실이죠. 그리하여 ‘대신 배양할 수는 없는 걸까?’라는 의문이 떠오르는 것이죠.”라고 그는 말한다.
아탈라씨는 바로 그 문제를 두고 20년을 씨름해 왔다. 차분한 목소리의 이 연구자는 루이스빌 대학 의과대학을 다니던 시절 비뇨기과를 전공하였다.
일반적인 방광 치유 과정, 즉 암 발생 가능성이 높아지는 장 조직 접목 방법의 비효율성에 놀란 그는 이 기술을 발전시켜보리라 결심하였다. 1990년 보스톤의 소아병원이 연구원이 된 그는 직접 배양한 최초의 방광 샘플 배양에 착수했다.
이와 유사한 조직 공학 프로젝트에 몸담고 있는 사람들처럼 그는 똑같은 문제에 계속 부딪혔다. 바로 방광을 몸 밖에서 배양하려고 하면 몇일 내지 몇주 동안 분할하고 자라고는 죽어버렸던 것이다.
수 년 간의 시도와 실패 끝에 그는 마침내 해결책을 찾아냈다. 바로 더 어린 세포를 채취하는 것이었다.
“방광의 아주 기저 부분에 있는 세포 몇 겹을 사용해 보았어요. 그랬더니 60일 만에 미식축구 경기장 하나를 채울 수 있을 정도의 방광 세포를 배양해 낼 수 있었어요.”라고 그는 말한다.
현재 IRM은 지역 바이오테크 회사인 텐지온과 협력하여 일하고 있다. 텐지온에서는 알라타씨의 방광의 좀 더 큰 규모의 임상실험에 대한 자금을 제공해 주고 있으며 언젠가는 이를 생산해 낼 수 있기를 희망하고 있다.
한편 알라타씨는 심장과 간을 비롯한 20여 종의 조직과 장기를 복제하느라 여념이 없다.
하지만 이 장기들은 내부에 복잡하게 얽혀있는 핏줄로 인해 실험실에서 키우기에는 아주 어려우며, 알라타씨는 그의 연구로 상업적으로 실용적인 치료법이 되려면 수 십년이 걸릴 수도 있을 것으로 보고 있다.
“부품을 구하거나 비디오 게임을 시장에 내놓을 때는 서두를 수도 있겠지만 환자들의 생명과 관련된 일을 하고 있을 때는 서두르지 말아야 합니다.”라고 그는 말한다.
사람의 수명이 점점 길어지고 있는데 반해 공급할 장기는 턱없이 부족하죠.
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