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우리나라 연구진이 누에고치에서 추출한 실크 단백질을 이용한 인공고막을 세계에서 최초로 개발해 미국과 일본 등 5개국에 특허를 출원했다.
임플란트 시술을 위한 인공 치주골 등 인체에서 거부반응을 일으키지 않는 인공뼈 개발로 이어지는 전초가 될 것 것으로 보인다.
고막은 외이(外耳)와 내이(內耳) 경계에 있는 얇은 막으로 대개는 타원형 모양의 가로 9mm와 세로 8mm 정도 크기인데 외부의 소리를 내부로 전달하는 기능을 수행한다.
그런데 갑작스런 사고나 질병으로 찢어지거나 구멍이 나기 쉽고, 특히 현대인들은 많은 소음에 노출돼 있는데다 잦은 이어폰 사용으로 청각장애가 생기는 등 고막에 이상이 발생할 수 있는 많은 위험에 노출돼 있다.
이렇게 이상이 생긴 고막을 방치하면 청력 상실이나 만성중이염 발생 등의 우려가 있어 찢긴 고막을 재생하는 수술을 받게 된다.
인류 최초로 사용된 고막 재생술은 1640년 돼지방광을 이용한 것이다.
그런데 요즘은 우리 몸의 근막이나 연골막을 떼낸 뒤 고막을 만드는 고막성형술이 사용되는데 비용은 4-50만원 정도이고 성공률도 95% 이상이 된다.
그런데 문제는 근막을 떼어 내기 위해 전신마취를 해야 하는 등 큰 수술이고 회복에도 많은 시간이 걸리는 것이었다.
또 1887년 개발돼 현재도 널리 사용되는 고막패취술이 있는데 종이로 된 패취를 붙이는 것으로 국소마취를 통해 간단히 수술할 수 있고 비용도 2-7만원으로 싸지만 종이소재의 특성상 생체적합성이 낮고 효율도 70% 정도로 낮은게 문제였다.
이에따라 이비인후과 의사들은 인체에 거부반응이 없고 투명한데다 잘 녹는 용해성이나 유연성이 있으면서도 고막재생을 촉진하는 성질이 있고 감염에 대한 저항성이 있는 소재의 필요성을 절감해 왔다.
그런데 농촌진흥청 잠사양봉소재과 이 광길 박사팀과 한림대 병원 박찬흠 박사팀 등이 공동연구를 통해 누에고치의 실크 단백질을 이용한 인공고막 소재를 세계 최초로 개발했다.
이번에 개발된 인공고막 소재는 누에고치를 녹인 뒤 단백질을 추출하고 필요한 강도를 갖춘 얇은 막으로 만든것으로 미국과 일본,EU,중국 등 세계 5개국에 특허가 출원됐다.
이 막을 쥐를 상대로 실험한 결과 2주만에 대부분 고막의 재생이 완료됐다고 농진청은 소개했다.
동물실험에서는 40마리를 상대로 적용한 결과 종이패취 처리에 비해 137% 정도 우수한 재생률을 기록했고 자가근막을 이용한 수술과 비슷한 성적을 냈다.
한림대 병원 박찬흠 교수는 "실크는 인류가 수술용 봉합사로 수백년 동안 사용해 온 안전성이 입증된 물질로 이번에 개발된 인공고막은 그만큼 인체적합성이 높다"고 설명했다.
현재는 동물실험이 끝난 상태이며 독성시험과 인체를 상대로 한 임상실험에 2-3년이 걸리기 때문에 이르면 2011년이나 2012년쯤 상용화 될 것으로 보인다.
국내 인공고막 시장은 고막패취술의 경우 소재값 10,000원에 의사 한사람이 연간 100회를 3,000명을 상대로 시술한다고 계산할 때 연간 30억원 정도로 추산된다.
세계시장은 2,500억원 정도로 예상되는데 농진청은 이 시장의 10%만 실크 인공고막으로 대체할 것우 약 250억원 정도의 시장성이 있을 것으로 보인다.
농진청은 인공고막 1회 시술때 고품질 누에고치 20개 정도가 필요하고 누에고치 가격이 2,000원 정도가 될 것이라며 국내외 인공고막 시장의 5%에 보급한다고 가정할 경우 농가소득은 25억원 정도 향상되는 효과가 있을 것으로 기대하고 있다.
농촌진흥청 김재수 청장은 "이번 연구의 최종 목적은 인공뼈를 만드는 것"이라면서 "우선은 임플란트 시술을 위해 치주골을 만들어 내는 연구가 내년쯤 성과를 낼 것"으로 예상하고 있다고 말했다.
일단 치주골 등을 재생하는데 활용되는 인공뼈를 개발한 뒤 머리뼈와 팔다리 뼈 등 장골 개발로도 이어질 것이라는 얘기다.