인공 장기

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인공 장기(人工臟器, artificial organs) 또는 인공 기관은 인간의 신체 장기를 대용하기 위하여 인간 이외의 동물의 장기를 이용하거나 또는 생체 공학 기술을 토대로 하여 만들어 내는 인위적, 기계적 장치나 장기를 말한다.

개요[편집]

심장, , 간장, 신장 등의 기능이 손상되면 여러 가지의 병이 들어 심한 경우에는 생명을 위협하기도 한다. 인공 장기는 이와 같이 병든 장기의 대행을 목적으로 개발된 것으로, 여러 가지 방법으로 이식이나 치료를 통해서 인간 장기의 기능 보조에 이용되고 있다. 최근에는 기능 보조에서 더 나아가 기능 치환을 가능하게 하는 일을 목표로 하여 재생 장기나 대용 장기가 되는 인공 장기의 연구 개발이 진행되고 있다. 인공 장기를 크게 나누면 3 종류로 분류할 수 있다.

3 종류의 인공 장기는 미묘하게 겹치면서도 대략적인 순서에서 과거부터 현재, 미래로 단계적으로 연구 개발 및 실용화가 진행되고 있다. 각각은 완전하게 독립하고 있는 것은 아니고 서로 정보를 공유하거나 상호의 연구 성과를 활용하여 서로의 진척을 확인하면서 인체 장기의 완전한 대체를 위한 동일한 목표를 향해 연구되고 있다. 하지만, 그 중에서도 현실로서 임상 응용의 단계에 들어가 있는 것이 보조 인공 심장과 같은 순환기계 인공 장기와 배양 피부악관절의 재생 기술로 보여지는 조직 생체공학로부터 태어난 재생 장기이다. 보조 인공 심장은 공기압 구동형의 보조 인공 심장과 매입형의 보조 인공 심장이 존재한다. 아직 기초 연구의 단계이지만, 향후의 발전을 기대할 수 있는 분야로서 ES세포를 이용한 인공 장기 개발 기술이 있다.

사람의 지혜를 넘어선 정밀 기계[편집]

누구나 한번쯤은 사이보그(사이버네틱 오거니즘의 준말)라는 말을 들어본 적이 있을 것이다. 우리말로 하면 '개조 인간(改造人間)'이라 하는데, 공상과학 소설의 세계에서는 폐의 기능을 고스란히 기계에 대행시킨 사이보그가 우주공간, 또는 바닷속에서 아무렇지도 않게 생존하는 것으로 등장하기도 한다. 그런데 현실에서는 아직까지 소설이 그리고 있는 것과 같은 강력한 사이보그는 나타나고 있지 않다. 손발 한 가지를 두고 보더라도 원래의 몸에 대신하는 완전한 의수(義手), 의족(義足)은 등장하지 못하고 있다. 바꾸어 말하면, 그만큼 인간의 몸은 인지(人智)를 초월한 멋진 초정밀 기계(超精密機械)라는 말이 된다. 그러나 사이보그를 향한 발걸음이 멎어 버린 것은 결코 아니다. 오히려 한걸음 한걸음 착실히 전진하고 있다. 왜냐 하면 현재의 사이보그화로의 발걸음은 현실의 문제와 깊이 연관되어 있으며, 질병을 고친다는 의료(醫療)로서의 요청이 강하기 때문이다. 그리고 그것은 인공 장기(人工臟器)라는 말로 표현된다. 인공 장기(혹은 인공 기관)의 궁극적인 목표는 생체의 장기와 완전히 똑같은 것을 만들어 내는 것이지만, 현재로서 그것은 불가능하다. 그래서 기능이나 모양과 크기를 가급적 진짜에 가깝게 하려는 것이 지금 진행 중인 연구의 목표이다. 그러면 인공 장기의 연구는 어디까지 진전되어 있는 것일까. 생체의 고장은 온갖 부분에서 일어난다. 따라서 인공 장기도 온갖 것이 연구의 대상이 되어 있는데, 뇌와 위(胃)와 일부 내분비기관을 제외하고는 모든 인공 장기가 만들어지고 있다. 물론 그들 인공 장기 중에는 아직 실용화가 되기에는 미흡한 것이 많다.

간장과 신장의 복잡한 기능의 대행[편집]

현재 실용화되어 있는 인공 장기의 대부분은 항시 몸에 지니고 있는 인공 장기인데, 일시적으로 대용 구실을 하는 것도 있지만 모두 생명 유지를 위해서는 극히 중요하다. 여기에는 인공 심폐(人工心肺), 인공 신장, 인공 간장, 인공 호흡기 등이 있다. 다만 현재의 실정으로는 장치의 크기가 커서 체내에 장치할 수는 없으며, 체외 장치로서 사용하는 경우도 생체 기능을 그대로 완전히 대행하기까지에는 이르고 있지 않다. 특히 간장과 같은 복잡한 대사 기능(代謝機能)을 가진 장기의 완전한 대행은 앞으로의 과제이다. 인공 신장에 관해서는 최근 CAPD(계속식 휴대형 복막투석법(繼續式携帶型腹膜鬪析法))가 등장하여 주목을 끌고 있다. 현재 이 CAPD를 사용하는 사람이 증가하는 추세에 있는데, 이것은 앞으로의 인공 신장의 방향을 좌우할지도 모른다.

필요한 것은 기술 혁신, 의식 혁명[편집]

인공 심장에 대해서는 1982년 12월 1일, 미국 유타 대학에서 이식을 받은 버니 클라크 씨의 예가 널리 알려져 있다. 인공 장기의 연구는 생체의 기능을 표면적으로 닮게 만든 제1세대에서 더 나아가 생체에 가까운 기능을 가지는 제2세대에로 이행하고 있다. 다시 말해서 ① 장기간 사용, ② 기능의 완전성, ③ 소형화, ④ 새로운 인공 장기의 개발 등의 방향으로 나아가고 있는 것이다. 그런데 이러한 것들이 보다 실현 가능해지기 위해서는 인공 장기의 재료, 구동장치(驅動裝置), 에너지원(源), 계측(計測), 제어(制御) 등의 점에서 기술 혁신이 더욱 필요하다. 또한 인간의 수명이 점차 길어짐에 따라 보다 많은 인공 장기의 개발이 필요한데 인공 신장, 인공 심장 이외에도 인공 이자, 인공 청각기관, 인공 피부, 인공 간, 인공 관절 등이 개발될 가능성이 있다. 그리고 이는 당연히 사회적인 문제로 발생할 가능성이 있다. 예컨대 인공 장기가 고장을 일으켰을 경우의 응급 조치와 책임의 소재는 어떻게 되는가? 고장이 바로 죽음에 직결될 때는 도대체 어떠한 대응을 해야 하는가? 사태의 복잡성은 체내 장착형 영구 인공 심장이 실용화되었을 때의 일을 생각해 보면 잘 알 수 있다. 앞으로는 인공 장기를 필요로 하는 사람들이 더욱더 증가할 것이다. 따라서 사람들이 안심하고 사용할 수 있게 되기 위해서는 좀더 확실한 기술적 뒷받침과 의료 체제의 강화가 요망된다.

인공 장기의 예[편집]

관련 항목[편집]

외부 연결[편집]

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