[질병치료의 신세계 줄기세포(12)] 무릎 관절 질환에 대한 줄기세포 치료 반월판(상)

무릎 관절은 허벅지뼈(대퇴골), 정강이뼈(경골), 슬개골 세 뼈가 만나 형성된다. 대퇴골과 경골의 끝은 미끄러운 관절 연골로 덮여 있어 다리를 구부리거나 펼 때 부드럽게 움직일 수 있다.

무릎 관절은 인체에서 퇴행성 골 관절염이 가장 잘 생기는 부위다. 다른관절의 도움 없이 거의 수직 방향의 힘을 견뎌야 하고 걸을 때 마찰 범위가 크기 때문에 해부학적으로 취약하다. 그중에서도 주로 무게가 실리는 대퇴골과 경골의 관절면에 기계적 손상이 발생할 경우 심한 통증을 유발한다.

무릎은 골 표면 외에도 반월 연골판이나 인대 구조의 보조적 역할도 중요하다. 그러나 다른 곳에서 문제가 발생하면 결국 연골면 손상으로 이어져 최종적으로는 걷지 못하는 상태에 이르게 된다.

무릎에는 관절 양쪽에 각각 하나씩 총 두 개의 반월판이 있다. 쐐기모양의 반월판 섬유 연골 조각들은 무릎 관절에서 '충격 흡수제' 역할을 한다. 반월판은 미끄러운 관절 연골과는 달리 질기고 고무같은 질감으로 관절을 완충하고 안정시키는 역할을 한다.
반월판의 주요 구성요소는 물, 콜라겐 및 프로테오글리칸이다. 콜라겐 섬유 성분이 다른 연골에 비해 많아 섬유연골이라고도 한다. 콜라겐 섬유와 단단한 젤리같은 프로테오글리칸은 반월판에 항인장, 압축, 전단응력 기능을 부여한다.

최근 연구에서는 반월상연골이 무릎 관절의 고유수용감각과 윤활작용을 설명한다는 이론이 나왔다. 고유한 생화학적 구성과 구조는 반월상연골이 무릎 관절에 가해지는 수직 하중을 원주형으로 분산시키는 역할을 한다. 이 힘은 다시 더 넓은 면적을 가진 구조로 전달된다.

반월상연골은 무릎 관절의 필수 구성 요소다. 이 때문에 제대로 기능을 못하면 힘이 고르게 분배되지 않고 불안정해지면서 연쇄 반응처럼 다른 문제도 일으킬 수 있다. 반월판이 심하게 손상되면 무릎을 보호하는 관절 연골이 서로 강하게 맞닿아 마모되기 시작한다. 이 골관절 면의 연골이 닳아 없어지면 통증과 장애가 생길 수 있다. 이를 퇴행성 골 관절염이라고 한다.

반월상연골은 혈액이 없어 한번 손상되면 자연적으로 회복하기 어렵다. 변연부의 10~30% 반월판만이 활액막으로부터 직접 혈액을 공급받아 회복될 수 있는 반면 관절액의 침투에 의해 영양분을 공급받는 중앙 반월판은 자가 치유 능력이 특히 부족하다.

반월판 부상은 주로 외상이나 퇴행성 질환으로 인해 발생한다. 주로 관절 통증, 부기 및 잠김을 포함한 여러 임상 증상이 나타난다. 매년 10만명당 66~70명 정도가 반월판 부상을 겪는다.

반월판이나 전방 십자인대가 파열된 환자 중 약 50%는 10~20년 안에 골관절염 또는 기타 관절 연골 퇴행성 질환에 걸릴 가능성이 있다. 반월판 절제술을 받은 환자의 경우 골관절염 발병률은 최대 7배까지 증가한다. 이는 결국 의료시스템에 상당한 부담을 주게 된다.

이전에는 반월판이 무릎 관절에서 큰 역할을 하지 않는다고 생각했다. 그래서 통증이 생기면 문제를 일으키는 반월판을 제거하는 반월판 절제술을 하기도 했다. 그러나 반월판 절제술이 관절 퇴화를 가속화한다는 사실이 밝혀지면서 최근에는 반월판을 재생하거나 수리, 교체해 본래의 기능을 회복하는 방법을 모색하고 있다.

특히 반월판에 다양한 소재를 사용하면서 폴리우레탄이나 콜라겐으로 만든 인공 반월판이 개발됐다. 시간이 지나면서 점차 기술이 발전하고 재료도 다양해지고 있다.

최근에는 줄기세포를 이용해 연골 조직을 재생하는 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이를 위해서는 줄기세포뿐만 아니라 줄기세포의 성장을 돕고 기계적 성능을 갖춘 지지체 연구가 병행되어야 한다. 이를 '조직 공학 치료'라고 한다.

어떤 사람들은 줄기세포와 조직 공학 치료가 다르다고 생각하기도 한다. 그러나 조직 공학 치료는 줄기세포의 성장과 분화를 위한 환경을 조성하는 것이므로 사실상 줄기세포 치료의 한 부분으로 보는 것이 옳을 것 같다.



이희영 대한줄기세포치료학회 이사장은 1991년 성형외과 전문의로 의료계에 발을 내디딘 후 지방 성형을 자주 접하면서 당시에는 흔하지 않던 대량 지방이식을 시작했다. 특히 전문의로서 지방조직을 연구하던 중 의대에서 배운 것과는 다소 다른 지방이식에 관한 시각을 갖게 되었다고 한다. 줄기세포치료의 발전과 보급을 위해 2007년 대한줄기세포치료학회를 설립, 동료 의사들과 함께 활발한 학술활동을 펼치고 있다.


이희영 대한줄기세포치료학회 이사장