장기이식 수의사 #7_ 장기 기증의 미래 (Demystifying Medicine McMaster)

제목: 장기 기증의 미래

날짜: 2024년 5월 14일

원본: https://youtu.be/mGOw_1iuGk0?si=9t_rKqEBzD-GeIo2

 

 

장기 기증 및 3D 바이오프린팅 소개 

• 장기 기증은 종교적, 윤리적, 정치적 견해에 따라 논란이 많은 의학적 주제입니다.
• 이 영상에서는 기존 장기 기증과 3D 바이오프린팅을 비교하며 과학적, 윤리적 관점에서 분석합니다.
• 현재의 장기 기증 절차에서 3D 프린팅 장기로의 전환 과정을 설명하고, 두 방법의 장점과 단점을 비교합니다.

사례 연구: 장기 부전으로 고통받는 에밀리 

• 24세 과학 교사인 에밀리는 만성 신장 질환 진단을 받고 건강이 급격히 악화되어 말기 신부전에 이르렀습니다.
• 의사들은 장기 이식을 권장했지만, 적절한 기증자를 찾는 것이 어려웠습니다.
• 장기 기증 적합성은 혈액형, 감염 여부, 기증자의 건강 상태 등에 따라 결정됩니다.
• 온타리오에서는 16세 이상이 되면 BeADonor.ca 또는 Service Ontario를 통해 기증자로 등록할 수 있습니다.

전통적인 장기 기증 절차

• 장기 이식 절차는 등록된 기증자가 확인되면 시작됩니다.
• 기증자가 법적으로 뇌사 판정을 받은 후, 혈액 검사를 통해 장기 적합성을 확인합니다.
• 전국적인 이식 대기 목록을 활용하여 가장 적합한 수혜자를 선정합니다.
• 기증자의 장기는 수술을 통해 적출되며, 이식 수혜자가 기다리고 있는 병원으로 운송됩니다.
• 하지만 에밀리는 적절한 기증자를 제때 찾지 못해 대체 방법을 고려해야 했습니다.

 

3D 바이오프린팅 소개 

• 3D 바이오프린팅은 생체 세포로 이루어진 바이오잉크를 층층이 쌓아 장기를 제작하는 혁신적인 기술입니다.
• 환자의 CT 또는 MRI 스캔을 기반으로 디지털 3D 모델을 생성하는 것으로 시작됩니다.
• 이 모델은 특수 소프트웨어를 사용해 미세한 구조를 설계하여 프린팅됩니다.

3D 바이오프린팅의 주요 기술 

• 잉크젯 바이오프린팅: 일반 잉크젯 프린터 원리를 응용하여, 바이오잉크를 얇은 층으로 프린팅하는 방식입니다.
• 압출 바이오프린팅: 바이오잉크가 담긴 카트리지를 프린트 헤드에 삽입하여 층을 쌓아 구조물을 형성하는 방식입니다.
• 광경화 바이오프린팅 (SLA): 광경화성 수지를 특정한 빛 패턴에 노출하여 3D 구조를 형성하는 방식입니다.
• 각 장기 모델은 다른 유형의 바이오잉크, 세포, 장비를 필요로 합니다.

 

프린팅 후 과정: 교차 결합 및 배양 

• 프린팅된 장기는 아직 완전히 형성되지 않았기 때문에, 단단하게 고정하고 혼합하는 '교차 결합(cross-linking)' 과정이 필요합니다.
• 교차 결합은 온도 조절, UV 광선, 화학 처리를 통해 이루어질 수 있습니다.
• 이후, 바이오프린팅된 장기는 '배양(incubation)' 과정에 들어가며, 바이오리액터에서 적절한 환경을 제공받으며 조직이 성장하고 성숙합니다.

 

전통적인 장기 기증 vs. 3D 바이오프린팅 비교 

 

전통적인 장기 기증의 장점:

• 생명을 연장하고 삶의 질을 향상시킵니다.
• 환자를 긴 대기 명단에서 제외하여 신속한 이식을 가능하게 합니다.

3D 바이오프린팅의 장점:

• 장기 부족 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.
• 환자의 세포를 사용하여 면역 거부 반응을 줄일 수 있습니다.
• 기존 장기 기증보다 비용과 시간이 절감됩니다.

 

기존 장기 기증과 3D 바이오프린팅의 한계 

전통적인 장기 기증의 단점:

• 수술 과정에서 감염, 출혈, 마취 부작용 등의 위험이 있습니다.
• 장기적으로 상처 감염, 복부 출혈 등의 합병증이 발생할 수 있습니다.

3D 바이오프린팅의 단점:

• 제작 과정에서 유해한 화학 물질이 방출될 수 있습니다.
• 특정 유형의 바이오잉크가 부족하여 장기 제작이 어려울 수 있습니다.
• 생체 조직을 프린팅하는 윤리적·법적 문제와 관련된 논란이 존재합니다.

 

경제적 및 사회적 영향 

• 3D 바이오프린팅은 의료 비용을 절감하고 바이오테크 산업에서 새로운 일자리를 창출할 수 있습니다.
• 기존 장기 기증과 관련된 윤리적 문제를 일부 해소할 수 있습니다.
• 여전히 가장 큰 문제는 장기 부족이며, 3D 프린팅 장기는 이를 해결할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

에밀리의 성공적인 3D 프린팅 신장 이식 

• 에밀리의 의사들은 3D 프린팅 기술을 활용한 신장이식을 결정했습니다.
• 이식 수술은 성공적으로 진행되었으며, 에밀리는 건강을 되찾았습니다.
• 3D 바이오프린팅은 장기 부족 문제를 해결할 수 있는 중요한 기술이며, 미래 의료 환경을 변화시킬 것입니다.