中 연구진, 3D 프린팅 인공 음경…동물서 발기·번식 성공

중국 연구진이 3D 프린팅 기술로 만든 인공 음경을 이식해 동물의 발기 기능을 회복시키는 데 성공했다.

10일 중국 매체 바이오온(bioon) 등에 따르면 화남이공대학 시슈타오, 왕잉쥔 교수와 미국 컬럼비아대학 량진룽 교수가 공동으로 진행한 이 같은 연구 결과가 국제 학술지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)'에 게재됐다.

연구진은 하이드로겔 기반의 물질을 이용해 실제 음경의 핵심 구조인 '음경해면체(corpus cavernosum)'를 3D 프린터로 제작했다. 이 인공 해면체는 혈액 유입으로 팽창과 경도를 유지하는 복잡한 혈관망 구조와 형태를 유지하는 '백막(tunica albuginea)'까지 정교하게 모방했다.

연구진은 음경해면체에 결손이 있는 토끼와 돼지 모델에 내피세포를 코팅한 인공 해면체를 이식하는 동물실험을 진행했다. 그 결과, 해면체 신경에 전기 자극을 주자 정상적인 발기 기능이 회복되는 것을 확인했다.

특히 이식 몇 주 후에는 자발적인 발기 기능까지 회복됐으며, 이를 통해 동물들이 교미하고 번식하는 데까지 성공했다. 이는 단순히 기계적인 기능 회복을 넘어 생물학적 기능 복원 가능성을 시사한다.

발기부전(ED)은 혈액이 해면체로 원활히 유입되지 못하거나, 유입되더라도 정맥을 통해 너무 빨리 빠져나가는 '정맥폐쇄(veno-occlusive)' 기능 이상으로 발생한다. 이번에 개발된 인공 해면체는 이 정맥폐쇄 메커니즘을 효과적으로 재현했다.

발기부전은 40~70세 남성의 52%가 경험할 정도로 흔한 질환이며, 페이로니병(PD) 등 음경 구조 손상으로 인한 질환도 남성 건강의 주요 문제로 꼽힌다. 현재까지는 생체 장기 연구에 제한이 있어 발기 메커니즘에 기반한 시각적 모델 구축이 어려웠다.

연구진은 "이번 연구는 3D 프린팅 기술을 이용해 혈관이 풍부한 기능성 인공 장기를 개발하고 이식할 수 있음을 보여준 사례"라며 "발기부전 및 페이로니병 등 질환에 대한 새로운 치료법 개발의 길을 열었다"고 평가했다.