가톨릭대 의과대학 연구팀, 하이드로겔 시스템을 이용한

태아 신경관결손 수술법 개발

- 재생의학과 모체태아분야 융합 연구를 통한 새로운 치료 영역 발전 -

가톨릭대학교 의과대학 의생명과학교실 전흥재 교수(세포/조직공학연구소장, 공동교신저자), 양대혁 교수(공동제1저자)팀이 산부인과학교실 모체태아연구팀(신종철 명예교수-공동교신저자, 고현선 서울성모병원 산부인과 교수-공동제1저자)과 다학제 협력을 통해 ‘가시광 경화성 키토산 하이드로겔 시스템을 이용한 새로운 태아 신경관결손 수술법’을 개발했다.

이번에 개발한 태아 신경관결손 수술법은 가시광 경화성 키토산 하이드로겔 시스템을 이용한 기법으로, 산모의 자궁 속 태아 수술 시 접착제 없이 10여초 간의 가시광선 조사로 수술 부위가 봉합되며, 물리학적 팽창도 가능하여 태아의 빠른 성장에 따른 접착 부위 손상을 막을 수 있다. 또한 이 하이드로겔 시스템에는 각종 성장인자 및 약제를 탑재시킬 수 있어 향후 다양한 태아 치료 개발에 도움이 될 것으로 기대된다.

태아의 신경관결손은 선천성 기형 중 가장 흔한 형태로, 신생아의 척추에 개방형 구멍이 생기면서 그곳으로 척추신경 및 조직세포가 빠져나오게 되는 것으로, 임신 중 태아의 척수가 양수에 노출되면 중증 신경학적 장애를 안고 살아갈 수 있는 질환이다. 이에 따라 생후 치료보다 태아치료가 예후가 좋다는 점이 임상연구를 통해 증명되고 있어 수술에 따른 위험도를 줄이면서 효과적인 태내 치료를 위한 연구들이 많이 시도되고 있다.

최근 동물연구 결과에 의하면, 태아의 신경관결손을 봉합하는 데 생체재료인 콜라겐 및 젤라틴 스펀지와 이를 고정하기 위한 시아노아크릴레이트 접착제가 사용된다.

그러나 이 접착제의 독성으로 인해 조기 유산 등의 부작용이 발생할 수 있고, 접착제를 이용하여 병변을 봉합하는 기존의 생체 재료는 임신 기간 동안 태아의 기하급수적인 성장과 피부 상피의 급격한 팽창을 거의 수용하지 못한다는 큰 단점이 있었다. 태아 피부에 접착된 비팽창성 물질은 주변 양수 환경에 노출된 조직을 커버하기보다는 찢어지거나 벗겨질 가능성이 높기 때문이다.

하지만 이번에 새로운 수술법에 사용된 하이드로젤은 세포/조직공학연구소가 소재의 원천기술을 보유하고 있는 것으로, 일반적으로 다량의 수분을 함유할 수 있는 3차원 망상구조로 이루어져 액체와 고체의 중간 형태의 특성인 고유의 친수성과 유연성으로 생체적합성이 우수한 재료다.

특히, 기존 치료법과는 달리 양수 내 젖은 상태에서 접착제 없이 10여초 간의 가시광선 조사에 의하여 수술 부위가 봉합되며, 태아의 성장과 함께 물리학적 팽창 기능도 가능하다. 또한 각종 성장인자 및 약제 탑재가 가능하여, 태아 치료용으로 개발 가능성과 유용성이 기대되는 제제이다.

모체태아의학은 임신의 시작에서 출산 후까지 임신부와 태아, 신생아의 건강을 다루는 분야다. 두 생명체 즉, ‘임산부와 태아’를 동시에 다루고 있고, 인간 생명의 출발을 담당한다는 점에서도 의미있고 중요한 분야다.

1950년대까지는 임신 중인 태아에 대한 진단과 치료가 불가능했으나, 1960년대 이후부터 전자 태아 감시장치, 초음파 및 양수천자술 등의 진단법이 개발되었고, 최근에 이르러 태아 MRI, 분자유전학 검사 등 태아 이상 유무에 대한 진단 방법은 급속히 발전해 왔다.

그러나 진단과 달리 치료적 측면에서 볼 때, 태아의 이상을 발견하더라도 자궁 속에 있는 위치적 특성상 출생 후 조기 수술이나 조기 교정 등의 진행이 대부분이며, 선천성 기형에 대한 외과적 태아 치료는 매우 제한적이다.

태아의 치료는 태아의 중증 질환이 태내에서 진행되는 것을 중단시켜 사망 또는 중증 후유증을 최소화할 수 있는 장점이 있으나, 태아가 양수 내에 존재하는 특수환경이므로, 일반적 수술 치료와는 달리 매우 어렵고, 조기 진통, 조기 양막 파열, 태반 박리, 자궁파열 또는 열개 등 심각한 산과적 합병증을 일으키기도 한다.

향후 더 많은 연구가 이루어져야 하겠으나, 재생의학과 모체태아의학의 융합 연구를 통해 선천성 기형의 자궁 내 치료는 물론 출생 후 치료 분야도 발전시켜 건강한 생명 탄생에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 가톨릭교회의 가르침인 ‘생명은 수태되는 순간부터 존엄성을 갖고 생명권을 보장한다’(pro-life)는 기치 아래 수행되었으며, 세계적인 학술지인 <Carbohydrate polymers>(IF=11.2)지에 게재되었고, 산업통상자원부 (No. 20018324)와 한국연구재단 (2020R1A2C1007588)의 지원으로 이루어졌다.