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▲ 등체적 과냉각 시스템의 일러스트. Credit: Anthony Consiglio, UC Berkeley)
이런 이유로 과학자들은 냉동인간의 가능성을 작게 보지만, 조직이나 장기를 냉동하거나 혹은 냉장 상태라도 오래 보존할 수 있게 만드는데 도전하는 과학자들이 있다. 이들의 목적은 간단하다. 귀중한 이식 장기를 얼려서 오래 보존하는 것이다. 이식 장기와 조직을 오래 보존할 수 있다면 이송과정 중에 못쓰게 되는 사고를 예방하고 더 많은 장기를 안전하게 이식할 수 있다.
캘리포니아 대학의 보리스 루빈스키가 이끄는 연구팀은 지난 16년간 냉동이 가장 어려운 장기인 심장 냉동에 도전했다. 움직이지 않는 장기도 냉동했다 살아있는 상태로 해동하기 힘들지만, 계속해서 움직이는 심장을 복원이 가능한 상태로 냉동한다는 것은 매우 어려운 과제다.
연구팀에 따르면 살아있는 세포를 냉각할 때 생기는 가장 큰 문제는 얼음 결정이다. 세포 내 액체가 영하의 온도에서 얼어붙으면 얼음 결정이 생기면서 부피가 커지고 세포 내 기관에 손상을 입힌다.
조직 역시 같은 이유로 얼음 결정에 의한 손상을 입을 수 있다. 연구팀은 냉각 과정에서 부피가 일정하게 압력을 가하는 등체적 과냉각 (isochoric supercooling) 기술을 이용해 얼음 결정 생성을 최대한 억제했다.
연구팀은 인간 줄기 세포로 만든 심장 조직을 이용해 이 기술을 검증했다. 영하 3도에서 냉동시킨 조직을 24시간, 48시간, 72시간 후 다시 섭씨 37도로 온도를 높여 해동한 결과 60-85%의 조직에서 정상적인 수축이 관찰할 수 있었다. 물론 심장 전체를 냉동했다 복원하는 단계까지는 한참 멀었지만, 한 걸음 더 현실로 가까워진 것이다.
냉동장기나 조직이 가능해지면 장기 이식 외에도 여러 분야에 활용될 수 있다. 예를 들어 사고로 신체 일부가 절단된 경우에도 환자의 상태가 당장 접합 수술을 할 수 없는 위중한 상황에서는 얼렸다가 나중에 더 안전한 상태에서 진행할 수 있다.
그리고 궁극적으로는 냉동인간도 더 이상 꿈이 아니게 될 수 있다. 앞으로 조직 및 장기 냉동 기술이 어디까지 발전할지 주목된다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
