"독성물질 사용 無" 심혈관 수술 부작용 없앤다

- 전북대·생기원·경북대, 물 기반 고성능·다기능성 코팅기술 확보

제안된 코팅 기술이 적용된 혈관 카테터의 다기능 성능 시너지 효과.[전북대학교 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 인체에 유해한 독성 유기용매 사용없이 부작용 없는 수술을 가능케할 첨단 의료기기 코통기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국연구재단은 전북대학교 유승화 교수, 한국생산기술연구원 최동윤 박사, 경북대학교 이동윤 교수 공동 연구팀이 생분해성 천연고분자인 키토산 유도체 단일소재 코팅층을 형성, 고성능‧다기능성 표면을 갖는 심혈관 의료기기 코팅 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

기존 카테터 다기능화 기술은 고분자로 구성된 카테터 표면에 혈관벽 손상 방지를 위해 친수성 코팅으로 저마찰성을 부여, 동시에 항균 및 항혈전성 도입을 위해 항생제, 은 이온 및 헤파린과 같은 제재들을 코팅층에 복합화하고 있다.

하지만 코팅층으로 부터 용출되는 첨가제들에 의해 항균 및 항혈전성 성능이 서서히 감소하여 장기간 사용이 어렵고, 합성 제조된 친수성 코팅제의 체내 박리에 의한 합병증 유발, 항생제 내성 등의 부작용이 발생할 수 있다.

특히 기존 코팅법은 고분자 표면에 코팅층을 강하게 결합시키기 위해 인체에 잠재적 위협이 되는 독성, 휘발성 유기용매를 활용한다.

연구팀은 물 기반 친환경적 제조공정 하에 키토산 유도체 코팅층 및 의료기기 표면에 강한 결합을 유도하는 전자빔 그래프트 중합법과 체내 분해 특성을 갖는 딥코팅법을 융합시켜 혈관 내 카테터를 제조했다.

특히 코팅층의 다기능성을 극대화하기 위해 코팅층을 다공성 스펀지 형상의 구조로 디자인하여 초친수성 표면을 제조, 이 구조는 혈관 내 미생물과 혈소판의 쌓임을 방지하는 부착억제 효과를 보였다.

연구팀이 개발한 코팅방식을 실제 카테터에 적용해 인공 모사혈관 추적력 평가를 수행한 결과, 적은 힘으로 쉽게 모사혈관을 통과, 우수한 저마찰 특성을 검증함으로써 현재 시술에 사용되는 카테터로의 적용가능성을 확인했다.

유승화 교수는 “전자빔 그래프트 중합법을 딥코팅법과 함께 활용하면 카테터 뿐만 아니라 혈관 필터, 혈관 이식편, 페이스 메이커, 소프트 로봇 등과 같은 다양한 의료기기들에 적용 할 수 있는 실마리를 제공할 수 있을 것으로 기대된다”고 전했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구성과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’ 1월 7일 온라인 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com