육안으로 혈액 응고 여부 식별 가능한 인체 내부 출혈 방지용 광학 이방성 액정 지혈제 개발
육안으로 혈액 응고 여부 식별 가능한 인체 내부 출혈 방지용 광학 이방성 액정 지혈제 개발
  • 이웃집과학자
  • 승인 2021.12.22 19:23
  • 조회수 4972
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기존의 임상 환경에서 만성으로 혈액 응고 장애를 갖는 환자들(선천적인 혈우병, 당뇨병 등)은 외과적 수술 혹은 최소 침습적인 시술 중에 과도한 내부 장기 출혈, 지연되는 지혈, 지혈 이후에도 발생할 수 있는 재출혈로 고통받아왔습니다.

 

상용화된 지혈 제재들은 내재적 혈액 응고를 촉진하는 원리로 작동하기 때문에 다양한 환자군에서 지혈 효과를 기대할 수 없습니다. 또한 낮은 조직 접착력으로 내부 출혈시 국소적으로 도포하기 어려운 문제점 등이 야기되어 왔습니다. 지혈 이후에도 재출혈에 대한 지속적인 모니터링을 위해 빛과 초음파 기반 고가 장비의 활용이 요구되는데, 어둡고 움직임이 제한된 수술 환경에서 이러한 출혈과 지혈을 조기에 명확하게 식별하는 것은 여전히 어렵습니다.

 

이에 성균관대학교(총장 신동렬) 글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수 연구팀은 광학 이방성을 갖는 콜레스테롤 액정을 이용하여 최소 침습적인 시술․수술의 어두운 환경에서도 육안으로 지혈 및 출혈 여부를 식별할 수 있는 국소 지혈코아세르베이트(Hemostatic coacervate)를 개발했는데요.

 

연구팀이 개발한 지혈제는 광학 이방성을 갖는 콜레스테롤 액정과 식물 유래 폴리페놀 중 하나인 탄닌산으로 구성됐습니다. 콜레스테롤 액정을 코어로, 탄닌산을 쉘로 하는 ‘코어-쉘 콜로이드 입자’ 형태를 갖는데요. 우수한 조직 접착력을 갖는 탄닌산 쉘이 과도한 출혈에서도 우수한 지혈능을 가지며, 거즈 등 다양한 의료용 소모품에 효과적으로 코팅할 수 있습니다. 뿐만아니라 그 자체로 글루 형태를 가질 수도 있어 지혈 기능성을 갖는 다양한 제형을 확보할 수 있었습니다.

 

해당 지혈 코아세르베이트는 탄닌산과 혈액 내 구성성분들과 강한 응집력, 강한 조직 접착력에 의해, 출혈 부위에서 혈액과 즉각적으로 반응하여 ‘탄닌-혈액 장벽’을 조직 위에 형성할 수 있었습니다. 동시에 콜레스테롤 액정의 광이방성이 육안으로 식별 가능하여 혈액 응고 과정을 시각화할 수 있었습니다. 이를 이용하여 내시경과 같은 최소 침습적이고 시야가 제한된 환경에서도 육안으로 지혈을 모니터링도 가능했습니다.

지혈 코아세르베이트의 혈액 응고 과정의 시각화 메커니즘 및 간이 내시경으로 관찰 가능한 지혈 과정과 지혈 코아세르베이트의 편광 방출. 출처 : 성균관대학교
지혈 코아세르베이트의 혈액 응고 과정의 시각화 메커니즘 및 간이 내시경으로 관찰 가능한 지혈 과정과 지혈 코아세르베이트의 편광 방출. 출처 : 성균관대학교

신미경 교수는 “기존의 지혈제가 단순히 출혈을 방지하는 역할로서 사용되었던 과는 달리, 혈액 응고 과정을 효과적으로 식별할 수 있는 진단 기능성을 갖는 차세대 기능성 지혈제를 개발한 것으로, 위급한 사고 현장, 움직임과 빛이 제한된 의료 현장 등에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다”고 연구 의의를 설명했습니다. 

 

연구결과는 국제 학술지인 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 (Advanced Functional materials, IF:18.808)에 12.19(일) 게재되었습니다.
논문명 : Optically Anisotropic Topical Hemostatic Coacervate for Naked-Eye Identification of Blood Coagulation


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