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까칠한호저172
냉동인간 기술의 가장 큰 장애물은 무엇인가요?
냉동인간 기술은 현대에서 치료할 수 없는 환자를 얼렸다가 나중에 녹인 후 치료할 수 있습니다. 그렇지만 아직까지 상용화되지는 않았는데 냉동인간 기술의 가장 큰 장애물은 무엇인가요?
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
냉동인간 기술은 인체를 매우 낮은 온도로 보존했다가 훗날 다시 되살리는 개념인데요, 이 기술이 상용화되기 위해서 가장 핵심적인 장애물은 얼리는 과정과 녹이는 과정에서 발생하는 비가역적 세포 손상이라고 할 수 있습니다. 생체 조직의 대부분은 물로 이루어져 있기 때문에 온도가 내려가면 필연적으로 얼음 결정이 형성되는데요, 이 얼음 결정은 세포 내부와 세포막을 물리적으로 찢어버리며, 특히 신경세포나 모세혈관처럼 미세한 구조에서는 치명적인 손상을 일으킵니다. 냉동인간 연구에서는 이를 막기 위해 크라이오프로텍턴트라고 불리는 항동결 물질을 주입하여 물이 결정화되지 않고 유리처럼 굳는 유리화 상태를 만들려 하지만, 이 물질들은 고농도로 사용될 경우 강한 독성을 띠며 세포 대사와 단백질 구조 자체를 망가뜨릴 수 있습니다.
또한 조직을 다시 따뜻하게 만들 때 온도가 불균일하게 올라가면 열응력이 발생하고, 이로 인해 미세 균열이나 재결정화가 일어나 세포가 추가로 파괴되는데요, 특히 인체처럼 부피가 큰 대상에서는 모든 조직을 동시에, 균일한 속도로 녹이는 것이 거의 불가능에 가깝습니다. 실험실 수준에서는 작은 조직이나 배아, 정자나 난자 등은 성공적으로 냉동 및 해동이 가능하지만, 성인 인간 전체를 대상으로 하면 물리적 스케일의 문제가 급격히 커진다는 것이 난제입니다. 감사합니다.
채택된 답변사실 가장 큰 문제는 해동이지만, 크게는 세가지 정도로 큰 장애물이 존재합니다.
첫번째는 얼음 결정에 의한 세포 파괴입니다.
사람의 몸은 약 70%는 물입니다. 세포가 얼기 시작하면 물 분자가 뾰족한 얼음 결정을 형성하는데, 이 결정들이 날카로운 바늘처럼 세포막을 찢고 내부 구조를 파괴하게 됩니다.
이를 해결하기 위해 유리화 기술을 사용하는데, 혈액을 빼내고 그 자리에 부동액 역할을 하는 동결보호제를 주입해 액체 상태 그대로 고체처럼 굳히는 방식입니다. 그러나 이 동결보호제 자체가 화학적 독성을 가지고 있어, 세포를 보존하는 동시에 중독시키는 역설적인 상황이 발생하는 것입니다.
두번째는 먼저 말씀드린 해동문제인데, 해동 과정에서의 불균일한 팽창이 발생합니다.
즉, 몸의 바깥쪽과 안쪽이 녹는 속도가 다르면 조직 사이에 강력한 물리적 응력이 발생하고, 이 과정에서 장기가 유리가 깨지는 것처럼 미세한 균열이 생길 수 있습니다.
또한 세포가 녹으며 산소가 공급될 때 발생하는 화학적 쇼크와 염증 반응은 현재 기술로는 제어가 불가능합니다.
마지막으로 나노 수준의 복구 기술 자체가 없습니다.
결국 근본적인 문제이긴 한데, 나중에 해동에 성공하더라도 그 사람을 죽게 했던 원 질병이나 노화된 신체를 치료할 기술이 필요하고, 이를 위해 동결 과정에서 발생한 미세한 세포 손상들을 분자 단위에서 하나하나 복구할 수 있는 초정밀 나노 로봇 기술이 전제되어야 하지만 이런 기술 자체가 없습니다.
결론적으로 현재로서는 기술적인 문제가 많은 상황이라 할 수 있죠.
안녕하세요. 김홍준 전문가입니다.
1. 얼음 결정에 의한 세포 파괴 (Ice Crystal Formation)
우리 몸의 약 70%는 수분입니다. 물은 얼면 부피가 팽창하며 날카로운 결정 구조를 만드는데 이 얼음 결정들이 세포막을 찔러 터뜨리고 모세혈관 등 미세 조직을 완전히 파괴합니다. 꽁린 고기를 해동했을 때 핏물이 빠져나오고 식감이 푸석해지는 것과 같은 원리인데 인간의 뇌나 장기에서 이런 일이 발생하면 생명 기능을 영구적으로 상실하게 됩니다.
2. 항동결제(Cryoprotectants)의 치명적 독성
얼음 결정을 막기 위해 혈액을 빼내고 항동결제라는 화학 물질을 주입하는 유리화(Vitrification) 공법을 사용합니다. 물을 얼음이 아닌 유리 같은 고체 상태로 만드는 것인데 문제는 이 화학 물질 자체가 세포에 매우 독성이 강하다는 점입니다. 현재 기술로는 세포를 얼리지 않는 데는 성공하더라도 주입된 화학 물질 때문에 세포가 화학적으로 변형되거나 죽는 것을 막기 어렵습니다.
3. 해동 과정에서의 열팽창 균열 (Thermal Stress)
급속 동결된 신체를 다시 녹이는 과정도 큰 난관입니다. 신체 부위마다 해동되는 속도가 다르면 온도 차에 의한 열팽창 스트레스가 발생합니다. 마치 뜨거운 유리에 찬물을 부으면 깨지는 것처럼 해동 과정에서 장기나 혈관이 쩍쩍 갈라지는 물리적 손상이 발생할 수 있습니다. 뇌세포 사이의 미세한 시냅스가 단 하나라도 끊어지면 그 사람의 기억이나 인격이 보존되기 어렵습니다.
냉동인간 기술의 가장 큰 장애물은 해동 과정에서 발생하는 세포 손상과 조직 파괴입니다. 인체를 급속 냉동하더라도 세포 내부의 수분이 얼음 결정으로 변하면서 세포막을 찢거나 구조를 변형시키는 결빙 현상이 발생하며 이를 방지하기 위한 부동액 성분의 보호제가 독성을 지니는 경우도 많습니다. 현재 기술로는 손상된 세포를 복구하며 안전하게 해동하는 것이 불가능하며 뇌와 같은 복잡한 장기의 기능을 온전하게 보존하는 제어 기술이 부족하여 상용화에 어려움이 있습니다.