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손상된 신경 재생효과 극대화한 ‘다기능 인공신경도관’ 개발

-단국대 현정근 교수팀-

동물실험 통해 기술효과 확인, 임상시험 후 실용화되면 척수신경 재생길 열려

  인체의 각 부분을 연결하는 신경망이 손상되면 감각을 느끼거나 신체를 움직이는 등의 기본적인 생명활동에 타격을 입고 평생 후유증을 안고 살아갈 수 있다. 특히 척수손상 환자들은 마비로 인해 거동이 불편하지만 대소변과 같은 기본적인 생리현상도 조절되지 않아 사회생활 자체가 불가능할 수도 있다. 뇌손상이나 척수손상과 같은 중추신경계 손상은 자연적으로 재생이 거의 불가능해 이를 해결하기 위한 연구들은 활발하게 진행되고 있으나 아직까지 임상에 적용할 수 있는 근본적인 재생치료방법은 존재하지 않는다. 말초신경 역시 손상되면 시간이 지나면서 재생될 가능성은 있지만 완전한 기능회복은 어렵다.
 

  이를 치료하기 위해 국내에서 시행되고 있는 신경 자가이식수술은 말초신경결손과 같은 완전손상 환자에게 주로 적용된다. 이는 환자 몸에서 정상적인 감각신경을 떼어내 결손 부위를 이어주는 방법인데, 문제는 수술을 두 군데 해야 하고 떼어낸 부위의 신경이 기능을 잃어버린다는 점이다. 이를 해결하기 위해 개발된 방법이 인공신경도관이다. 그러나 현재 시판되고 있는 인공신경도관은 자가이식에 비해 재생 성공률이 낮고 가격이 비싸 국내에서는 사용되지 않는다.

  척수손상의 경우에는 완전손상이나 불완전손상 환자 모두 손상된 척수신경에 대한 치료방법은 전혀 없는 실정이다. 줄기세포와 같은 세포치료가 상당한 기간 동안 임상시험까지 진행되었지만 그 효과는 뚜렷하지 못했다. 따라서 현재의 방법으로는 끊어진 신경을 회복시키기 위한 이상적인 신경재생기술은 존재하지 않는다.

  이런 상황에서 척수손상과 말초신경손상 등 외상성 신경질환 재활이 전문인 단국대병원(병원장 조종태) 재활의학과 현정근 교수가 임상의사로서 사고와 재해로 고통받고 있는 환자들에게 희망을 열어줄 ‘다기능 인공신경도관’ 기술 상용화에 뛰어들어 화제가 되고 있다.



현 교수는 내부가 비어있는 기존의 빈 파이프 모양인 인공신경도관 내부에 절단된 신경의 축삭이 보다 효과적으로 자라는 미세 및 나노구조를 도입했다. 보건복지부 미래융합의료기기 개발사업의 지원을 받아 5년간 기술을 개발한 후 과학기술정보통신부 과학기술일자리진흥원의 ‘공공 연구성과 기술사업화 지원사업’ 지원을 받아 현재 상용화에 도전하고 있다.   

<왼쪽에서 세번째가 현정근 교수>


<왼쪽 첫번째가 현정근 교수> 

  기술을 개발한 현 교수와 5명의 연구원, 변리사, 정밀기계 제조회사는 2017년 ‘와이어젠’이라는 연구소기업을 설립했다. 현재 현 교수는 대학교수와 스타트업 기업의 대표라는 두 개 명함을 가지고 바쁜 일상을 소화하고 있다. 회사는 지난 5월 벤처 인증을 받고 기술의 완성도를 높이는 데 집중하고 있다.

  현 교수는 “기존 인공신경도관은 속이 비어 있어서 신경이 방향성 없이 꼬불꼬불 자라다 보니 회복이 느렸다. 이번에 우리가 개발한 기술은 신경도관 내부에 수십 마이크로미터 직경의 채널이 수천 개 존재하고, 각 채널마다 나노포어가 형성되어 있어 신경이 채널을 따라 자라기 때문에 더 빠르고 효율적으로 자라게 된다”고 설명했다. 이어 “구조체 내부에 신경재생을 촉진하는 다양한 신경재생인자와 세포를 이식하여 훨씬 효율적인 재생기능을 부여할 수도 있다”고 덧붙였다.

  회사는 사람 크기의 무균돼지실험까지 진행해 신경재생기술의 효과를 확인했다. 말초신경절단과 척수완전절단모델 돼지에 각각 개발된 다기능 인공신경도관을 이식해 미세채널 내부로 말초신경과 척수신경이 잘 자라는 것을 관찰했다. 현 교수는 “척수절단 돼지모델의 경우 마비된 뒷다리가 활발하게 움직여 척수손상환자의 치료 가능성을 확인했다”고 말했다.

현 교수팀은 사업화에 앞서 단국대학교 내에 GMP(의약품 제조 품질 관리 기준) 무균생산설비를 구축할 계획이다. 과학기술일자리진흥원 지원을 받아 관련 설계를 시작했고, 단국대학교의 지원으로 GMP 설비를 구축하게 되면 식약처 의료기기 IND(임상시험용신약) 인증을 받기 위한 생산을 시작할 예정이다. 생산된 신경도관은 공인기관의 안전성 평가를 받아야 하며, 이후 대학병원의 IRB(임상연구심의위원회) 승인을 받으면 비로소 사람에게 적용되는 임상시험을 시작하게 된다. 임상시험은 1상에 1년 6개월~2년 정도가 예상된다.

  현 교수는 “대학병원 내 신경외과와 정형외과 의료진과 협력해 공동연구를 진행할 예정이며, 사업화에 많은 기간과 비용이 드는 만큼 벤처캐피털, 의료기기·바이오 관련 기업 등의 투자를 기대한다”고 말했다. 
  한편 인공신경도관 관련 특허 출원 20여 건(미국특허 5건 포함) 이외에도 척수신경 재생용 전기자극장치, 경두개자기자극장치와 재생 약물 등 30여 건의 특허 출원과 30여 편의 관련 논문 실적을 쌓은 현 교수는 다양한 형태의 신경손상 환자들에게 도움을 주기 위한 치료방법을 꾸준히 개발하고 있다.

[문의] 재활의학과(041-550-6640)