최근 들어 100세 시대라는 말이 있을 정도로 인간 수명이 크게 늘어나면서 보다 건강하고 행복한 삶을 추구하는 데 많은 노력을 기울이고 있다. 이와 더불어 소득이 늘어나고 의료기술이 발달하면서 인체의 여러 기능을 대신하는 인공장기들도 많이 사용되고 있다. 예를 들면 치아를 대신하는 임플란트, 뿌옇게 흐려 진 수정체를 대체하는 인공수정체, 넘어져 다친 골반에 이식하는 인공고관절, 아픈 무릎을 대신하는 인공무릎관절 등이 대표적이다. 인공심장이나 인공신장 등 인체의 중요한 기관을 대신하는 인공장기도 개발되어 있으며, 심지어는 더 예뻐지기 위한 미용 용도로 인공코뼈와 인공유방 삽입 등도 행해지고 있다.

그렇다면 현재 사용되고 있는 인공장기 기술은 어디까지 왔을까? 또 이러한 인공장기들은 과연 인체의 장기와 동등한 성능을 가지고 있을까? 그렇다면 마치 자동차의 부품을 교환하는 것처럼 인체의 장기도 인공장기로 교환하는 세상이라고 이야기할 수 있는가? 그러나 현재 시점에서 인공장기는 거의 모두 인체를 단순히 기계적으로 지지하는 기능을 할 뿐이다. 간, 췌장처럼 복잡한 생리학적 기능을 인공재료로 모방하는 것은 여전히 불가능하다. 따라서 세포의 기능을 빌려와 재료와 융합한 ‘바이오융합형 인공장기’ 개발이 이루어지고 있는데, 이러한 바이오융합형 인공장기는 인공재료의 한계를 뛰어넘는 중요한 연구 발전 방향이 되고 있다.

인체의 기능은 우리가 상상하는 것 이상으로 정교하고 다단계에 걸쳐 정확하게 자동적으로 조절되고 있다. 인공장기를 개발하기 위하여 인체의 구조와 기능을 들여다볼수록 그 정교함과 견고함에 다시금 경탄하고 만다. 게다가 인체는 모든 인공장기와 재료들을 단순히 밖에서 들어오는 해로운 박테리아처럼 인식하여 파괴하고 제거하려고 하므로 인공장기를 개발하고 사용하는 데 걸림돌이 되고 있다. 이러한 인체의 거부 반응은 매우 복잡한 반응들이 연속적으로 서로 연결되어 일어난다.
이 책에서는 인공장기의 개발과 현황에 대해 살펴보고, 그 특성과 기능, 반응 등에 대해 알아보려고 한다. 인공장기에 사용되는 재료들, 특히 플라스틱은 그 종류가 많아서 일반인들이 이해하기에는 어려울 수 있으므로, 재료들의 종류와 특성을 최소한으로 설명하여 독자들의 궁금증을 해결하려고 노력하였다. 또한 인공장기의 기능 및 반응을 설명할 때 생명과학 및 의학 분야의 전문용어들이 불가피하게 언급될 수밖에 없는데, 가능하면 이 부분도 일반인들이 보다 쉽게 이해할 수 있도록 쓰려고 노력하였다.

인공장기 분야는 미래에 가장 중요한 분야로 계속 발전할 것이다. 따라서 독자들이 이 책에 설명된 내용들에 대하여 보다 많은 흥미를 느껴서 자연과학기술 에 관심을 가질 수 있는 좋은 계기가 되기를 바란다. 아울러 첨단 생명과학의 한 분야로서 빠르게 발전하고 있는 인공장기들에 대한 이해를 높이는 기회가 되기를 기대한다.
이 책은 오랫동안 의료용 고분자를 연구해 오면서 배운 지식을 정리하고 보충 하여 쓰게 되었다. 그동안 나를 많이 이끌어 주신 선배님들에게 감사드리고, 나 와 같이 연구를 수행한 한국과학기술연구원과 광주과학기술원의 동료 및 공동 연구자들과 제자들에게 충심으로 감사의 마음을 전한다. 또한 같이 연구할 기회가 있었던 의사들에게도 감사드린다.
끝으로 이 책의 저술을 지원하여 준 한국과학기술한림원과 출판을 맡아 애써 준 자유아카데미에게도 깊은 감사를 드린다.