[파이낸셜뉴스] 고대구로병원 의료진 10명이 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 주관하는 ‘개인기초연구사업’에 선정됐다. 29일 고대구로병원에 따르면 젊은 연구자가 세계에서 활동하는 우수 인재로 성장할 수 있도록 지원하는 ‘우수신진연구자’에 3명, 창의성 높은 개인연구를 지원하여 우수한 기초연구 능력을 배양하고 리더연구자로의 성장 발판을 지원하는 중견연구에 7명이 선정됐다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 주관하는 ‘개인기초연구사업’은 연구자의 역량 단계별 지원을 통해 창의적 기초연구능력을 배양하고, 연구를 심화 발전시켜 나가도록 지원하는 사업이다. 우수신진연구자사업에는 △신경외과 권우근 교수(우수신진, 모야모야병 간접문합술 치료 기전 규명을 위한 인체 유래 경막섬유아세포, 혈관세포, iPSC-성상교세포 상호작용 및 3차원 세포공동배양 플랫폼 적용 기전 연구) △신경외과 윤원기 교수(우수신진, 인공지능 기반 컴퓨터 혈류유체역학 분석을 통한 뇌동맥류 파열 위험도 예측 시뮬레이터의 개발) △마취통증의학과 이충훈 교수(우수신진, 신경차단술 시 사용되는 국소마취제와 스테로이드 혼합물의 물리 화학적 안정성 평가 및 안전한 사용을 위한 최적의 혼합물 가이드라인 확립)까지 총 3명이 선정됐다. 오는 2028년까지 총 14억8000만원의 연구비를 지원받는다. 중견연구사업에는 △정형외과 김상민 교수(중견연구, 대퇴 골두 무혈성 괴사 치료 위한 나노 하이브리드 플랫폼 개발) △감염내과 노지윤 교수(중견연구, 항원 노출 시 각인된 면역에 의한 면역반응 쉐이핑 규명) △정형외과 서승우 교수(중견연구, 청소년기 특발성 척추측만증에서 만곡의 진행을 예측하는 인공지능 모델의 개발) △산부인과 오민정 교수(중견연구, 동물모델을 이용한 임신합병증 예후 개선 임상 연계 연구) △소화기내과 이범재 교수(중견연구, 염증성장질환 관련 기회병원성 공생미생물 표적 장내 바이러스 발굴 및 치료 기전 규명) △정형외과 이정일 교수(중견연구, 말초 신경 손상 후 발생한 신경 마비 환자에서 기능 회복 촉진을 위한 인공지능 기반 신약 후보 물질의 발굴) △산부인과 조금준 교수(중견연구, 조기양막파수 치료를 위한 세포기반 조직공학 치료제 개발) 총 7명의 의료진이 최장 2029년까지 52억의 연구비를 지원받는다. 정희진 병원장은 “이번 개인기초연구사업에 선정된 의료진들이 의미 있는 결과를 도출할 수 있도록 병원차원에서도 적극 지원할 예정”이라며 “구로병원은 연구중심병원, 개방형실험실 구축사업단 운영, G밸리 의료기기개발지원센터 운영 등 구로병원이 잘하는 연구, 앞으로 집중해야할 연구가 무엇인지 고민하고 실천하기 위해 노력하고 있다”고 말했다. camila@fnnews.com 강규민 기자

디지털 친화적인 젊은 세대는 수면시간을 제외하곤 하루종일 스마트폰과 함께 한다 해도 과언이 아니다. 문제는 이처럼 일상화된 스마트폰 사용이 자칫 목 건강을 해치는 부정적 요인으로 작용할 수 있다는 점이다. 추운 겨울을 맞아 실내생활이 늘어나면서 목 통증을 호소하는 사람들도 늘어나고 있다. 의료진들은 목 주변 통증을 방치할 경우 척추의 기능장애를 일으킬 수 있어 평상시 생활습관에 변화를 주는 것이 좋다고 18일 조언했다.■고개 숙이는 자세 경추에 부담'경추간판탈출증'은 흔히 목디스크라 부른다. 경추(목 부위의 척추뼈) 사이에서 충격을 흡수하는 조직인 추간판(디스크)이 탈출하거나 파열되면서 신경근 또는 척수를 압박해 목, 어깨, 등, 팔, 손가락의 통증이나 저림, 심하면 마비 증상까지 발생하는 질환이다. 목디스크는 외상에 의한 급성 손상으로 발생하기도 하지만 주로 나이가 들면서 신체 노화에 따라 추간판의 외부 섬유조직이 약해지면서 내부의 수핵이 빠져나와 발생한다. 최근에는 척추에 부담을 주는 '거북목' 자세를 오래 취하는 사람들이 늘어나면서 목디스크의 발생률이 높아지고 있다. 실제로 미국 척추외과 전문의 케네스 한즈라즈 박사가 스마트폰 사용 시 고개에 가해지는 압력을 분석한 결과, 고개를 15도 정도로 조금만 숙여도 경추에는 12.2kg에 달하는 무게가 쏠리는 것으로 나타났다. 특히 30도에선 18.1kg, 60도로 숙였을 때는 무게가 27.2kg까지 불어났다. 우리가 일상 속에서 공공연히 취하는 자세가 경추엔 큰 부담으로 작용하고 있는 것이다. 이런 자세가 지속될 경우 목에 과도한 부담이 누적돼 목디스크 발생 위험을 높일 수 있다. ■목디스크 진단 및 치료법은목디스크는 먼저 목과 어깨, 팔에 통증이 나타난다. 심한 경우 손가락 감각이 둔해져 젓가락 사용이나 글씨 쓰기가 불편해진다. 팔의 힘이 빠지고 반신이 저리며 감각이 둔해지는 증상도 있다. 또한 경직된 목 주변 근육들이 뇌로 향하는 혈관을 수축시켜 두통과 현기증, 어지럼증이 나타나기도 한다. 혈액순환에 문제가 생기면 산소공급이 원활치 않아 이런 증상이 자주 나타난다. 따라서 통증과 저림, 감각 이상, 두통, 현기증 등이 반복되면 목디스크를 의심해봐야 한다. 자생한방병원 강도현 원장은 "목디스크 초기 증상은 근육통과 유사해 목을 움직일 때 느껴지는 뻐근함과 통증이 대표적"이라며 "자연스럽게 통증이 없어질 것이라 생각하고 이를 방치하는 사람들이 많지만, 증상이 악화될수록 다양한 신경증상을 동반해 주의해야 한다"고 말했다. 검사를 위해 일반 엑스레이, 영상 진단기기(CT) 등도 활용하지만, 가장 정확한 검사 방법은 자기공명영상검사(MRI)다. 그 외 보조적인 검사방법으로 근전도 검사가 도움이 된다. 수원나누리병원 척추센터 최종민 부장은 "목디스크 질환은 개인차가 있겠지만 대부분 목부터 시작한 통증이 어깨와 등, 팔과 손까지 이어져 어깨나 손목 질환을 의심하는 환자들이 많다"며 "만약 팔이나 손에 저릿저릿한 통증이나 감각의 저하가 느껴진다면 목디스크 질환을 의심하고 병원을 찾아 검사를 받아 보는 것이 좋다"고 조언했다. 목디스크라고 해서 반드시 수술적인 치료가 필요한 것은 아니다. 대부분의 경우 적절한 운동과 일상생활 자세교정, 적절한 물리치료나 약물치료를 시행하면 호전되는 경우가 많다. 약물치료의 효과가 미미하면 신경차단술 등 침습적인 시술치료를 시행할 수 있다. 척수의 압박이 있는 경우 조기에 디스크 제거 및 골유합술, 인공디스크 삽입 등의 수술적 치료를 할 수 있다. 하지만 수술은 척추전문의의 진료를 통해 신중하게 결정해야 한다. ■목디스크 예방, "일상 속 습관이 중요"목디스크 예방에는 평소 바른 자세를 유지하려는 습관과 꾸준한 운동이 필수다. 우선 고개를 아래쪽으로 숙여 장시간 스마트폰을 보는 것을 피하고 눈높이로 올린 채 이용하는 것이 좋다. 눈높이에서 약간 올려 사용하는 것도 괜찮다. 직장인의 경우, 모니터의 위치가 눈높이보다 아래에 있으면, 목의 커브를 비정상적으로 만드는 나쁜 자세이므로, 모니터를 눈높이 혹은 더 높게 올린 채 일하는 것이 좋다. 또 TV나 모니터 앞에서 한 곳을 응시하지 말고 1시간마다 가볍게 목을 뒤로 젖히는 운동을 해주도록 한다. 이때 의자에서 일어나 기지개를 켜듯이 전신을 뒤로 젖히는 스트레칭을 실시하면 목뿐만 아니라 어깨, 허리에도 도움이 된다. 잘 때는 낮고 말랑한 베개를 사용하고 천장을 보고 똑바로 누워 자는 것이 좋다. 엎드려 자는 자세는 목에 부담을 줄 수 있다. 세브란스병원 신경외과 하윤 교수는 "높고 딱딱한 베개는 목이 많이 구부러지게 해 목에 스트레스를 줄 수 있다"며 "또 책상에서 업무를 보거나 컴퓨터를 사용할 때 등을 구부정하게 목을 앞으로 빼고 화면을 응시하는 자세는 거북목증후군을 유발할 수 있다"고 설명했다. camila@fnnews.com 강규민 기자

#OBJECT0# [파이낸셜뉴스] 디지털 친화적인 젊은 세대는 수면시간을 제외하곤 하루종일 스마트폰과 함께 한다 해도 과언이 아니다. 문제는 이처럼 일상화된 스마트폰 사용이 자칫 목 건강을 해치는 부정적 요인으로 작용할 수 있다는 점이다. 추운 겨울을 맞아 실내생활이 늘어나면서 목 통증을 호소하는 사람들도 늘어나고 있다. 의료진들은 목 주변 통증을 방치할 경우 척추의 기능장애를 일으킬 수 있어 평상시 생활습관에 변화를 주는 것이 좋다고 18일 조언했다. 고개 숙이는 자세 경추에 부담 ’경추간판탈출증‘은 흔히 목디스크라 부른다. 경추(목 부위의 척추뼈) 사이에서 충격을 흡수하는 조직인 추간판(디스크)이 탈출하거나 파열되면서 신경근 또는 척수를 압박해 목, 어깨, 등, 팔, 손가락의 통증이나 저림, 심하면 마비 증상까지 발생하는 질환이다. 목디스크는 외상에 의한 급성 손상으로 발생하기도 하지만 주로 나이가 들면서 신체 노화에 따라 추간판의 외부 섬유조직이 약해지면서 내부의 수핵이 빠져나와 발생한다. 최근에는 척추에 부담을 주는 ’거북목‘ 자세를 오래 취하는 사람들이 늘어나면서 목디스크의 발생률이 높아지고 있다. 실제로 미국 척추외과 전문의 케네스 한즈라즈 박사가 스마트폰 사용 시 고개에 가해지는 압력을 분석한 결과, 고개를 15도 정도로 조금만 숙여도 경추에는 12.2kg에 달하는 무게가 쏠리는 것으로 나타났다. 특히 30도에선 18.1kg, 60도로 숙였을 때는 무게가 27.2kg까지 불어났다. 우리가 일상 속에서 공공연히 취하는 자세가 경추엔 큰 부담으로 작용하고 있는 것이다. 이런 자세가 지속될 경우 목에 과도한 부담이 누적돼 목디스크 발생 위험을 높일 수 있다. 목디스크 진단 및 치료법은 목디스크는 먼저 목과 어깨, 팔에 통증이 나타난다. 심한 경우 손가락 감각이 둔해져 젓가락 사용이나 글씨 쓰기가 불편해진다. 팔의 힘이 빠지고 반신이 저리며 감각이 둔해지는 증상도 있다. 또한 경직된 목 주변 근육들이 뇌로 향하는 혈관을 수축시켜 두통과 현기증, 어지럼증이 나타나기도 한다. 혈액순환에 문제가 생기면 산소공급이 원활치 않아 이런 증상이 자주 나타난다. 따라서 통증과 저림, 감각 이상, 두통, 현기증 등이 반복되면 목디스크를 의심해봐야 한다. 자생한방병원 강도현 원장은 "목디스크 초기 증상은 근육통과 유사해 목을 움직일 때 느껴지는 뻐근함과 통증이 대표적"이라며 "자연스럽게 통증이 없어질 것이라 생각하고 이를 방치하는 사람들이 많지만, 증상이 악화될수록 다양한 신경증상을 동반해 주의해야 한다"고 말했다. 검사를 위해 일반 엑스레이, 영상 진단기기(CT) 등도 활용하지만, 가장 정확한 검사 방법은 자기공명영상검사(MRI)다. 그 외 보조적인 검사방법으로 근전도 검사가 도움이 된다. 수원나누리병원 척추센터 최종민 부장은 “목디스크 질환은 개인차가 있겠지만 대부분 목부터 시작한 통증이 어깨와 등, 팔과 손까지 이어져 어깨나 손목 질환을 의심하는 환자들이 많다"며 "만약 팔이나 손에 저릿저릿한 통증이나 감각의 저하가 느껴진다면 목디스크 질환을 의심하고 병원을 찾아 검사를 받아 보는 것이 좋다”고 조언했다. 목디스크라고 해서 반드시 수술적인 치료가 필요한 것은 아니다. 대부분의 경우 적절한 운동과 일상생활 자세교정, 적절한 물리치료나 약물치료를 시행하면 호전되는 경우가 많다. 약물치료의 효과가 미미하면 신경차단술 등 침습적인 시술치료를 시행할 수 있다. 척수의 압박이 있는 경우 조기에 디스크 제거 및 골유합술, 인공디스크 삽입 등의 수술적 치료를 할 수 있다. 하지만 수술은 척추전문의의 진료를 통해 신중하게 결정해야 한다. 목디스크 예방, "일상 속 습관이 중요"   목디스크 예방에는 평소 바른 자세를 유지하려는 습관과 꾸준한 운동이 필수다. 우선 고개를 아래쪽으로 숙여 장시간 스마트폰을 보는 것을 피하고 눈높이로 올린 채 이용하는 것이 좋다. 눈높이에서 약간 올려 사용하는 것도 괜찮다. 직장인의 경우, 모니터의 위치가 눈높이보다 아래에 있으면, 목의 커브를 비정상적으로 만드는 나쁜 자세이므로, 모니터를 눈높이 혹은 더 높게 올린 채 일하는 것이 좋다. 또 TV나 모니터 앞에서 한 곳을 응시하지 말고 1시간마다 가볍게 목을 뒤로 젖히는 운동을 해주도록 한다. 이때 의자에서 일어나 기지개를 켜듯이 전신을 뒤로 젖히는 스트레칭을 실시하면 목뿐만 아니라 어깨, 허리에도 도움이 된다. 잘 때는 낮고 말랑한 베개를 사용하고 천장을 보고 똑바로 누워 자는 것이 좋다. 엎드려 자는 자세는 목에 부담을 줄 수 있다.  세브란스병원 신경외과 하윤 교수는 "높고 딱딱한 베개는 목이 많이 구부러지게 해 목에 스트레스를 줄 수 있다"며 "또 책상에서 업무를 보거나 컴퓨터를 사용할 때 등을 구부정하게 목을 앞으로 빼고 화면을 응시하는 자세는 거북목증후군을 유발할 수 있다"고 설명했다. camila@fnnews.com 강규민 기자

[파이낸셜뉴스] 한국생명공학연구원 감염병연구센터 권오석 박사팀이 우울증을 실시간으로 알아낼 수 있는 바이오센서를 개발했다. 이 센서는 혈액속 신경전달물질인 세로토닌의 농도를 확인할 수 있다. 이 센서는 향후 높은 스트레스를 받는 소방관이나 군인, 정신 질환자들의 모니터링이나 우울증 조기 진단을 위한 방법으로 활용이 가능할 것으로 보인다. 권오석 박사는 "세로토닌의 실시간 모니터링으로 세로토닌의 체내 기능에 미치는 영향뿐만 아니라, 외부의 유해한 자극에 대한 분비 변화량을 관찰할 수 있게 됐다"며, "현장 진단용 센서 원천기술로써 질병의 자가 진단과 환경 분야 등 다양한 분야로 응용이 가능할 것"이라고 말했다. 18일 생명공학연구원에 따르면, 마음의 감기인 우울증 환자가 최근 5년(2017년~2021년)간 평균 7.8%씩 증가하며 그 수가 100만명에 달하고 있다. 이는 그 자체로 이미 하나의 사회적 문제가 되고 있다. 우울증 원인으로는 유전적 소인, 내분비 이상, 스트레스, 성격적 특성, 대인관계의 문제 등과 함께 체내 신경전달물질의 불균형이 관련 있는 것으로 밝혀져 있다. 우울증 환자는 신경전달 물질이 다음 신경으로 전달되기 전에 신호가 감소하거나 혼란이 생긴다. 우울증에 영향을 미치는 주된 신경전달물질로는 세로토닌, 노르아드레날린, 도파민이 손꼽힌다. 특히, 혈액속 세로토닌의 정상적인 농도는 101~283ng mL이지만 이보다 부족할 경우 주요 우울증이 생길 수 있다. 연구팀진 세로토닌에 선별적으로 반응하는 바이오 탐침을 만들고, 이를 전도성 높은 나노섬유와 결합해 극미량의 세로토닌 농도도 검출할 수 있는 바이오나노 센서를 개발했다. 이 센서가 세로토닌과 반응하며 발생한 전기적 신호를 실시간으로 모니터에서 확인해 간편하게 체내 세로토닌의 농도를 측정할 수 있도록 했다. 이 센서는 세로토닌이 포함된 인공 체액에서 유효성 평가에서도 높은 수준의 신뢰성을 보여 임상시험에서의 적용 가능성을 확인했다. 한편, 이번 연구결과는 나노과학 분야의 세계적인 저널인 '나노 융합(Nano Convergence)' 7월 12일자로 발표됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스]   일본이 콜라겐 등 인간의 피부 세포를 활용한 로봇 손가락을 개발했다. 이 로봇 손가락은 사람 피부와 비슷한 질감인데 자가 치유도 가능하다. 오늘 10일 국제 학술지 '매터'에 게재된 논문을 보면 일본 도쿄대 다케우치 쇼지 교수가 이끄는 연구팀은 개발한 로봇 손가락을 공개했다. 연구팀은 피부의 결합 조직을 구성하는 두 가지 주요 성분인 콜라겐과 인간의 피부 섬유아세포 용액으로 채워진 실린더에 로봇 손가락을 집어 넣었다. 이 과정을 통해 코팅 처리되면 인간 표피 각질세포들이 붙어 피부층을 형성한다. 다케우치 교수는 영국 가디언을 통해 "로봇 손가락은 전기모터로 작동하기 때문에 마치 실제 사람 손가락이 모터 소리를 내면서 움직이는 것처럼 보인다"고 말했다. 일본 연구팀에 앞서서도 로봇 손가락은 존재했다. 재건 수술을 할 때 피부와 함께 꿰맬 수 있는 것이 대표적이었다. 다만 개발된 로봇 손가락도 한계점은 있다. 손가락 피부가 실제 피부보다 훨씬 약하다. 또 순환계가 없기 때문에 항상 촉촉한 상태를 유지해야 한다. 손가락 움직임도 아직은 기계적이어서 부자연스럽다. 때문에 연구팀은 인간의 손톱, 땀샘 등과 같은 정교한 구조를 로봇 손가락에 구현시키기 위한 연구도 진행 중이다. 인공 피부로 뒤덮인 로봇 얼굴도 연구하고 있다. 옥스포드 대학의 신경과학자 파비안 그라벤호스트 교수는 "이 기술은 혁신적으로 보인다"면서 "인간과 로봇의 결합이 처음에는 부정적으로 받아들여질 수 있지만 불쾌한 감정을 극복할 수 있다"고 내다봤다. ck7024@fnnews.com 홍창기 기자

한국인 과학자들이 인간의 세포가 들어간 바이오잉크를 이용해 3D프린팅으로 인공근육을 만들어냈다. 뒷다리 근육이 손실된 실험쥐에 이 바이오잉크로 만든 인공근육섬유를 이식한 결과 8주만에 90% 이상이 회복됐다. 성균관대 김근형 교수팀은 미국 웨이크 포레스트 재생의학연구소(WFIRM)의 이상진 교수, 전남대 연구진과 공동연구를 통해 근육 재생과 기능을 복원하는 3D프린팅 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. 김근형 교수는 "이 기술이 근육 조직 뿐만아니라 뼈 조직과 신경조직, 심장근육, 인대 등에 효과적으로 응용될 수 있을 것"이라고 전망했다. 연구진은 사람세포가 들어간 바이오잉크를 이용해 인공근육 원섬유를 만들어 실험쥐에 집어넣었다. 사람 세포를 실험쥐에 적용해 사람 세포가 근육으로 만들어졌는지, 쥐 근육 주변의 피하지방 세포가 성장한 것인지 살펴봤다. 분석결과 연구진이 넣은 사람 세포가 근육세포로 분화돼 근육이 만들어졌다. 이상진 교수는 "이번에 개발한 바이오프린팅 기술은 전임상시험을 통해 밝혀졌듯이 빠르게 신경조직이 재생될 수 있으며 정상근육의 무게와 기능을 회복할 수 있는 효과적인 치료법이 될 것"이라고 말했다. 먼저 바이오잉크를 만들기 위해 연구진은 돼지의 골격근에서 나온 탈세포화된 세포외기질-메티크릴레이트(dECM-MA)와 콜라겐을 폴리 비닐알코올(PVA) 미소섬유와 결합시켰다. PVA는 바이오잉크 속 분자들에게 신호를 줘서 원하는 조직으로 성장하도록 유도하고한 방향으로 정렬되도록 한다. 바이오잉크의 체적유량과 프린팅 속도 등을 조절해 바이오잉크 속 섬유화된 PVA 분자를 프린팅 방향으로 정렬시켰다. 이후 침출 방법으로 PVA를 제거해 구조체 내부의 세포들을 한 방향으로 배열했다. 이렇게 만든 인간근육전구세포는 90%가 넘는 높은 초기 세포생존율을 보였다. 연구진은 또 3D 인공근육이 기존 구조체(배열되지 않은 구조)와 세포 성장 및 성숙을 비교실험했다. 배양 7일차 이후부터 잘 배열된 구조체는 비교군에 비해 1.7배 이상 배열된 세포골격을 보였다. 또 배양 21일차에는 1.8배 이상의 높은 분화도를 확인할 수 있었다. 이렇게 만들어진 인공근육을 길이 15㎜ 정도의 근육이 손실된 실험쥐에 이식했다. 8주 후 이식 한 부위의 조직이 실제 근육과 같이 완벽히 재생됐다. 특히 프린팅된 인간 근육 전구세포는 기존 근육 구조체 보다 근섬유가 빠르게 형성돼 재생 및 기능 복구에 도움을 줬다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국인 과학자들이 인간의 세포가 들어간 바이오잉크를 이용해 3D프린팅으로 인공근육을 만들어냈다. 뒷다리 근육이 손실된 실험쥐에 이 바이오잉크로 만든 인공근육섬유를 이식한 결과 8주만에 90% 이상이 회복됐다. 성균관대 김근형 교수팀은 미국 웨이크 포레스트 재생의학연구소(WFIRM)의 이상진 교수, 전남대 연구진과 공동연구를 통해 근육 재생과 기능을 복원하는 3D프린팅 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. 김근형 교수는 "이 기술이 근육 조직 뿐만아니라 뼈 조직과 신경조직, 심장근육, 인대 등에 효과적으로 응용될 수 있을 것"이라고 전망했다. 연구진은 사람세포가 들어간 바이오잉크를 이용해 인공근육 원섬유를 만들어 실험쥐에 집어넣었다. 사람 세포를 실험쥐에 적용해 사람 세포가 근육으로 만들어졌는지, 쥐 근육 주변의 피하지방 세포가 성장한 것인지 살펴봤다. 분석결과 연구진이 넣은 사람 세포가 근육세포로 분화돼 근육이 만들어졌다. 이상진 교수는 "이번에 개발한 바이오프린팅 기술은 전임상시험을 통해 밝혀졌듯이 빠르게 신경조직이 재생될 수 있으며 정상근육의 무게와 기능을 회복할 수 있는 효과적인 치료법이 될 것"이라고 말했다. 먼저 바이오잉크를 만들기 위해 연구진은 돼지의 골격근에서 나온 탈세포화된 세포외기질-메티크릴레이트(dECM-MA)와 콜라겐을 폴리 비닐알코올(PVA) 미소섬유와 결합시켰다. PVA는 바이오잉크 속 분자들에게 신호를 줘서 원하는 조직으로 성장하도록 유도하고한 방향으로 정렬되도록 한다. 바이오잉크의 체적유량과 프린팅 속도 등을 조절해 바이오잉크 속 섬유화된 PVA 분자를 프린팅 방향으로 정렬시켰다. 이후 침출 방법으로 PVA를 제거해 구조체 내부의 세포들을 한 방향으로 배열했다. 이렇게 만든 인간근육전구세포는 90%가 넘는 높은 초기 세포생존율을 보였다. 연구진은 또 3D 인공근육이 기존 구조체(배열되지 않은 구조)와 세포 성장 및 성숙을 비교실험했다. 배양 7일차 이후부터 잘 배열된 구조체는 비교군에 비해 1.7배 이상 배열된 세포골격을 보였다. 또 배양 21일차에는 1.8배 이상의 높은 분화도를 확인할 수 있었다. 이렇게 만들어진 인공근육을 길이 15㎜ 정도의 근육이 손실된 실험쥐에 이식했다. 8주 후 이식 한 부위의 조직이 실제 근육과 같이 완벽히 재생됐다. 특히 프린팅된 인간 근육 전구세포는 기존 근육 구조체 보다 근섬유가 빠르게 형성돼 재생 및 기능 복구에 도움을 줬다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 뇌 신경세포와 닮은 인공신경섬유를 개발하고, 뇌 구조와 같은 뉴로모픽 컴퓨팅이 가능한 프로세서를 만들었다. 이 프로세서는 음성인식 머신러닝을 통해 88.9%의 인식률을 달성했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 광전소재연구단 임정아·주현수 박사팀이 뇌 신경세포망 같은 인공신경섬유 장치 개발했다고 3일 밝혔다. 임정아 박사는 "이 인공신경섬유 장치는 실제 뇌신경망과 유사한 대규모, 저전력, 고신뢰성 인공신경망을 실현할 수 있는 원천기술"이라고 말했다. 주현수 박사는 이번 연구결과가 "인공신경섬유소자의 유연한 특성을 바탕으로 인공지능 반도체소자의 웨어러블, 로보틱스 등의 활용으로 이어질 수 있을 것"이라고 전망했다. 컴퓨터 연산을 뇌와 같은 방식으로 처리하기 위해서는 뇌의 뉴런과 시냅스 역할을 할 수 있는 장치가 필요하다. 뇌 신경세포는 끝이 여러 가닥으로 갈라져 여러 자극을 한 번에 받아들일 수 있는 섬유 구조를 가지며 전기자극에 의한 이온 이동으로 신호전달이 이뤄진다. 연구진은 지난 2019년 이같은 구조로 개발한 섬유형 트랜지스터 장치를 활용해 인공신경섬유로 발전시켰다. 섬유형 트랜지스터의 전극으로 들어오는 전기 자극에 따라 반도체 소재와 절연막에 존재하는 이온 사이에 산화환원 반응이 일어나도록 설계해 시냅스처럼 전기신호의 강도를 기억해 전달할 수 있는 메모리 트랜지스터를 개발한 것이다. 개발된 인공신경섬유는 여러 개의 전극에서 다발적으로 들어오는 전기적 신호가 자연스럽게 하나의 소자에서 통합되는 뉴런과 동일한 특징을 보였다.  연구진은 이 장치들을 연결해 간단히 신경망 네트워크 시스템을 제작했다. 인공신경섬유를 엮어 100개 시냅스로 구성된 인공신경망을 제작, 안정적인 소자 특성을 확인했다. 제작된 인공신경섬유 소자들을 이용해 음성인식 학습을 진행한 결과 88.9%의 인식률을 달성했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스]#올해 79세 김 모 할머니는 6년 전 파킨슨병으로 진단받은 후 무거운 짐을 들다가 허리를 다쳤다. 흉추 압박골절로 스스로 거동하기 힘들어 2019년 요양병원에 입원해야 했다. 별다른 치료 없이 장기간 요양병원에 입원 중 흉추 압박골절은 호전됐으나 여전히 거동이 어려운데다 뜻밖에 인지장애를 겪었다. 기억력이 급속히 감퇴했고 급기야 자신을 돌보는 간병인에게 폭력을 휘두르게 됐다. 상황이 자꾸 나빠지자 가족들의 배려로 김 할머니는 지난해 1월 전문 재활치료를 하는 병원에 입원해 체계적인 재활치료를 받게 됐다. 매트·하네스(Harness)를 이용한 보행훈련을 통해 혼자 보행할 수 있게 됐다. 재활병원 입원 당시 횡설수설 하던 김 할머니는 인지조절 약물투여와 함께 작업 재활치료를 통해 치료사의 이름까지 외우는 등 지남력(Orientation)이 개선되고 일상대화가 가능해져서 입원 한 달만에 퇴원해 지금은 가족들과 함께 살아가고 있다. #퇴행성 무릎관절염으로 오랫동안 고생해온 박 모 할머니(71)는 지난해 11월 모 정형외과병원에서 인공무릎관절 수술 받은 뒤 제대로 된 재활치료없이 보름여 만에 퇴원했다. 수술만 하면 모든 게 순조로울 것이라고 여겼던 박 할머니는 퇴원 이후 무릎이 굳어지는 느낌과 수술 부위가 지속적으로 부어올라 고통스러웠다. 수술 전에는 비록 절뚝거리긴 해도 스스로 걸어 다닐 수 있었으나, 외려 수술하고 나니 무릎을 제대로 펼 수 없어 거동이 극도로 불편해졌다. 결국 박 할머니는 재활병원에 입원해야 했다. 정상인의 경우 무릎 관절이 135도까지 굽혀져야 하나, 재활병원 입원 당시 그는 100도에 그칠 만큼 나빴다. 특히 무릎 대퇴사두근의 위축증세까지 보였다. 재활병원에서 지속적 수동운동장치 (continuous passive motion)를 통해 무릎관절 가동범위를 조금씩 늘려 정상상태로 호전시켰다. 무릎을 지지해주는 근육인 대퇴 사두근육 강화훈련, 무릎 뼈 관절가동술 (patellar mobilization) 등으로 보행때 무릎 통증을 줄이고, 무릎 주변 근육을 강화함으로써 정상 보행을 도왔다. 동시에 냉각 치료(크라이오 테라피)와 통증 물리치료를 통해 무릎 통증 관리와 더불어 열감과 수술 부위 부종을 개선시켰다. 두 할머니의 사례처럼 수술 후 재활치료는 수술 부위 주변 근육의 스트레칭과 근력 강화로 통증을 줄이고 수술 부위의 빠른 회복을 통해 일상 회복에 매우 중요한 역할을 한다. 전문적으로 재활치료를 시행하는 부산의 '일어나걸어라온병원' 재활의학과 김태희 과장은 26일 "수술 환자들은 특히 적극적인 재활 치료를 통해 최대한 손상 이전의 기능을 회복하고 후유증 예방을 할 수 있도록 최선을 다해야 한다"고 강조했다. '수술 후 재활치료'의 적응증은 다양하다. 척추·관절, 근육 관련 질환 등의 수술 후에 주로 시행한다. 대표적으로 어깨·허리 수술, 인공관절 치환술 같은 고관절 수술, 전방십자인대 재건술 등 무릎 관절 수술 등을 받은 뒤 1∼3개월 전문적인 재활치료가 필요하다. 수술 후 재활프로그램은 재활 치료의 부작용으로 예상되는 합병증과 재손상 가능성을 철저히 고려해 기능 회복에 중점을 두고 수술 범위나 환자의 상태에 따라 프로그램의 양과 강도를 조절하는 단계별 재활 치료프로그램을 적용해야 한다. 재활 치료의 종류로는 크게 운동 치료, 통증 조절을 위한 물리치료, 냉각 치료 등이 있다. 대표적인 운동치료의 하나인 도수 치료는 신경·근골격계를 복합적으로 다루는 수기 치료법으로 신체 전반적인 기능을 회복시킨다. 근육과 근막, 인대 등을 이완시키며 혈액순환이나 림프순환을 도와 붓기를 가라앉힌다. 수술 후 제한되는 관절 가동범위를 최대한 빨리 정상범위로 확보하고, 약해진 수술 주변의 근육 강화를 통해 수술 후 일상생활 복귀를 돕는 대표적인 치료가 도수치료다. 복합 운동치료는 수술 후 스스로 관절 운동이 어려운 환자에게 수동적 지속운동 장치인 CPM(continous passive motion)을 이용해 관절 운동 상태에 따라 무릎, 어깨 관절을 적절한 각도로 굽혔다 폈다 할 수 있도록 도와주는 치료다. 이를 통해 정상적인 관절가동 범위와 회복 속도를 향상시키고, 수술 관절의 유착도 예방할 수 있다. 온열치료와 초음파 치료, 전기자극 치료 등 통증 조절을 위한 물리치료도 중요하다. 온열 치료는 핫팩(Hot Pack), 적외선 치료(infrared) 등이 있으며 혈액순환 촉진과 대사 작용의 증가를 통해 수술 부위 경직이나 통증을 완화한다. 초음파 치료는 체내에 금속물이 있어도 치료 가능하다. 근육 긴장을 완화시키고 부종이나 혈류를 개선하는데 효과적이다. 경피적 전기신경 자극치료(Transcutaneous electrical nerve stimulation)는 피부에 전극을 붙이고, 이를 통해 다양한 형태의 전기가 흐르도록 하는 재활치료 방법으로 급성과 만성 통증에 모두 효과가 있는 것으로 알려져 있다고 김 과장은 조언했다. 최근 인기있는 재활치료법은 냉각 치료(Cryotherapy)다. 치료 부위에 냉기를 분사해 수 초 이내에 피부 온도를 섭씨 0∼4도로 차게 해서 근섬유가 이완되거나 염증반응 유발효소의 분비를 줄임으로써 통증을 완화시킨다. 다양한 신체부위에 적용할 수 있으며, 냉기에 의한 치료여서 안전하고 시술 시간이 3분 이내로 짧은 게 이 치료의 장점이다. 김 과장은 "정형외과 수술이나 종양 수술 후 흉터 완화, 미세수술 등 수술 후 처치, 복합부위 통증증후군, 족저근막염 등 통증 질환, 테니스 엘보·골프 엘보·급성 염좌 등 스포츠의학, 만성 염증성 류마티스 질환·건초염·골막염·건염 등 류마티스 관절염 등의 재활치료에 크라이오테라피가 매우 뛰어나다"고 말했다. 이밖에 체외에서 통증 부위에 충격파 에너지를 전달해 근육의 긴장과 위축을 풀어 통증 감소와 혈류순환을 도와줌으로써 주변 조직의 재생효과를 촉진하는 체외충격파 치료(Extracorporeal shock wave therapy)도 최근 각광받고 있다. '일어나걸어라온병원' 김도연 병원장(재활의학과전문의)은 "대부분 외과적 수술 이후 제때 적절한 재활치료는 수술 부위의 빠른 기능회복에 도움 될 뿐 아니라 합병증과 후유증 예방에도 매우 효과적"이라며 수술 이후 재활치료 필요성을 강조했다.      roh12340@fnnews.com 노주섭 기자

[파이낸셜뉴스] 다시 강추위가 찾아온다. 기온이 내려가면 방광과 주변 근육이 수축해 평소보다 많은 양의 소변을 저장하지 못하고 화장실에 가고 싶은 느낌을 자주 갖게 된다. 평소 전립선이나 방광질환이 있으면 빈뇨 증세가 부쩍 심해질 수 있어 주의가 필요하다. 신장과 방광이 기능이 떨어진 데다 요즘은 코로나로 인해 운동과 활동이 위축돼 면역력까지 떨어져 있기 때문이다. 잦은 소변 증상에 시달리는 환자들은 화장실이 없는 야외활동이나 외출 시 극도의 심리적 불안을 느끼며, 집중력이 떨어져 생업이나 일상생활에 많은 지장이 있다고 호소한다. 겨울이 빨리 지나가기만을 바랄 뿐이다. 추운 겨울철, 전립선·방광질환자를 괴롭히는 잦은 소변 증상에 대한 치료와 생활 관리 요령을 일중한의원 손기정 원장(한의학 박사)으로부터 들어봤다. ■빈뇨, 한 시간도 채 안돼 화장실 일반적으로 성인은 낮 동안 4~6회, 야간 수면 중에는 한 번 정도 소변을 보는 것이 정상이다. 그러나 배뇨 횟수가 비정상적으로 늘어 하루 10회 이상 화장실을 들락날락 하면 빈뇨(頻尿)라고 하며, 주야간 거의 매시간 마다 화장실을 찾지만 막상 소변을 시원하게 배출하지는 못하는 상태다. 요실금과는 차이가 있는데, 요도 괄약근에 이상이 생겨 자신의 의지와 무관하게 소변이 흘러나오는 증상이 요실금이며, 빈뇨는 스스로 배뇨를 조절할 수 있으나 횟수가 많아지는 게 일반적이다. 빈뇨는 세균 감염 등 여러 원인에 의해 방광에 염증이 있는 경우 흔히 나타나며, 전립선 비대증, 만성전립선염 등 전립선 질환의 주요 증상이기도 하다. 특히 간질성 방광염 등 만성 염증으로 방광이 섬유화된 경우 통증과 잦은 소변 증세에 시달리며, 최근 20~30대 여성에도 많은 과민성방광은 염증이나 세균감염 없이도 과도하게 방광이 민감해져 빈뇨 증세가 심해지는 경우가 많다. 실제, 일중한의원 손기정 원장팀이 병원을 찾은 전립선·방광질환자 695명 대상으로 잔뇨, 세뇨, 주야간 빈뇨, 소변통증, 급박뇨, 탁한 소변, 혈뇨 등 9가지 주요 소변 증상을 조사한 결과, 전체 환자의 45%(313명)가 주간 빈뇨를, 35.4%(246명)가 야간 빈뇨로 고생을 하는 것으로 나타났다. 또한 잔뇨(소변 후에도 여전히 남아 있는 느낌)를 주증상으로 호소한 환자가 61.2%(425명)로 가장 많았는데, 이는 주야간에 걸쳐 화장실을 자주 가고도 소변을 시원하게 배출하지 못한다는 의미로 볼 수 있다. ■빈뇨 증세 심하면 커피, 술과 이별해야 정상 방광은 소변이 일정 수준(250~300ml 정도)으로 차오르면 뇌에 배출 신호를 보낸다. 하지만 전립선과 방광에 염증, 방광의 기능과 탄력성이 떨어진 상태, 스트레스 과로 등 심신의 면역력 저하가 겹치면 소변 배출 매커니즘에 이상이 생겨 수시로 요의를 느끼게 된다. 잦은 소변으로부터의 고통에서 벗어나려면 결국 만성전립선염과 방광염, 과민성방광 등 소변 관련 원인질환에 대한 근본적인 치료가 이뤄져야 한다. 섬유화된 방광 기능을 되살리고 자율신경 정상화, 면역력을 높이는 것이 관건이다. 소변을 개선하는 복분자와 오미자, 천연 항생제로 불리는 금은화, 포공영 등 자연 약재를 활용하는 한약 치료는 신장과 방광의 기능을 회복하는 데 도움을 준다. 남성들의 만성전립선염은 항생제나 배뇨제 같은 약물치료에 제대로 반응을 하지 않는 특성이 있다. 강력한 항염, 배농작용과 함께 열을 내리는 금은화(인동초 꽃), 패장근 등 순수 한약재를 활용하면 장기간 항생제 복용으로 인한 내성을 극복하며 전립선과 방광 기능을 개선하여 소변 증상을 정상으로 되찾을 수 있다. 생활 요법도 중요하다. 만성전립선염과 과민성방광, 방광염 등 질환자들이 추운 겨울철 빈뇨의 고통을 줄이려면 몸을 따뜻하게 해 회음부 주변과 복부, 골반 근육을 이완 상태로 유지해야 한다. 코로나로 온천이나 대중 목욕시설 이용에 제약이 있는 만큼 집에서 반신욕이나 온열 찜질이 도움이 될 수 있다. 특히 배뇨 작용과 관련이 깊은 물과 음식을 조절이 관건이다. 카페인이나 알코올은 소변에 직접 영향을 미친다. 최근 커피를 즐기는 인구가 급증했는데 이뇨작용이 강해 소변의 횟수를 급격히 늘린다. 술은 그 자체로 수분이 많기도 하며, 염증성 질환인 전립선염이나 방광염을 더 악화시킬 수 있어 자제가 필요하다. 이뇨를 촉진하는 발포성 포도주와 샴페인 등 탄산음료, 초콜릿, 매운 음식 및 인공 조미료를 가급적 줄여야 한다. 레몬, 감귤류, 식초 등 산미가 있는 음식 또한 방광 점막을 자극해 요의(尿意)를 촉진할 수 있다. 일중한의원 손기정 원장은 "특히 추운 날 잠들기 전에는 물, 음료, 커피, 술 등을 많이 섭취하면 야간에 배뇨활동이 일어나 수면을 방해하고 면역력이 떨어지는 악순환에 빠질 수 있다"며 "빈번한 배뇨는 습관성으로 발전하여 횟수가 더욱 증가할 수 있어 조심해야 한다"고 당부했다.  pompom@fnnews.com 정명진 기자