말기 신부전 환자 위한 혈액 여과기 국산화 '성큼'

지스트 김인수· 전남대 김수완 교수 연구팀… 수입 의존 '혈액투석용 중공사막' 개발 성공

Nguyen Thanh-Tin 이노셉 수석연구원, 김창성 전남대 교수, 김수완 전남대 교수, 김인수 교수, 장경훈 박사과정생, 허남국 지스트 연구교수(하단 왼쪽부터 시계반대방향)(지스트 제공)/뉴스1

(광주=뉴스1) 조영석 기자 = 국내 연구진이 혈액 여과기의 핵심부품인 혈액 투석용 중공사 분리막(중공사막)의 새로운 성능 개선에 성공, 전량 수입 의존하고 있는 혈액 여과기의 국산화에 기여할 것으로 기대된다.

혈액 여과기는 말기 신부전 환자들의 신장을 대신해 주는 의료기기로 매우 얇은 막 형태인 멤브레인을 이용해 혈액에서 요독 물질과 노폐물 등을 걸러주는 기능을 한다.

지스트 지구·환경공학부 김인수 교수팀과 전남대 의대 신장내과 김수완 교수팀은 생체 적합성이 우수한 소재인 폴리에테르술폰(PES)을 이용, 혈액 투석 시 필수적으로 제거해야 하는 단백질 결합 요독의 제거 원리를 규명하고 새로운 혈액 투석용 중공사막을 제작했다고 29일 밝혔다.

현재 사용되는 혈액 여과기는 분자량이 1000 이하인 저분자 요독 물질의 제거에는 효과적이지만 중분자 요독과 단백질 결합 요독(PBUT)의 제거에는 효과가 제한적이다.

제거되지 않은 중분자 및 단백질 결합 요독 물질이 혈액 내에 쌓이면 심혈관계 합병증이 발생하고, 요독 물질의 제거율을 높이기 위해 중공사막의 기공 크기를 키우면 필수 단백질인 알부민이 함께 제거되는 문제가 발생한다.

때문에 혈액투석용 분리막을 제작할 때는 잔존분자량(MWRO)을 최대한 높이면서 분획분자량(MWCO)이 필수 단백질 분자량 이하가 되도록 만드는 것이 중요하다.

특히 단백질 결합 요독은 심혈관 질병의 발병 및 사망 위험 증가와 관련이 있어 제거 효율을 높이는 것이 중요하지만 기존 상용 제품을 이용한 임상 결과는 물론 단백질 결합 요독 제거를 위한 분리막 개발 연구도 거의 없는 실정이다.

연구팀이 개발한 2종의 중공사막은 각각 1만6773, 1만3998달톤(Da)의 잔존분자량으로 그보다 낮은 저분자-중분자 요독을 수월하게 제거했다.

동시에 체내 필수 단백질 유출 방지가 가능한 수준의 분획분자량을 중공사막 2종 모두 5만Da 내외의 수준으로 확보했다.

연구팀은 "이번에 개발한 중공사막의 히푸르산, 인독실 황산염, p-크레졸 요독의 제거율은 이전에 보고된 세계적 수준의 연구 성과와 비교해 훨씬 우수한 성능을 보였다"고 밝혔다.

김인수 교수는 "이번에 개발한 혈액투석용 중공사막이 국산 혈액 여과기 개발의 초석이 될 것으로 기대한다"며 "국산 혈액 여과기가 보급되면 해외수입 시 발생하는 유류비와 추가 비용을 절약하고 내수 경제 활성화는 물론 우리나라의 의료 강국 도약에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

연구팀은 이번 연구 성과를 바탕으로 혈액 여과기 시제품을 양산하기 위한 파일럿 단계(양산 조건을 갖춘 예비시험 단계)를 준비하고 있다.

이번 연구는 중소벤처기업부의 TIPS 프로그램(민간투자 주도형 기술창업 지원 사업)의 지원을 받아 수행됐다.

분리막 분야의 세계적 권위를 가지고 있는 국제학술지 'Journal of Membrane Science' (화학공학의 과학적 이론 및 방법 분야 JCI 상위 4%, 영향력 지수 10.530)에 10월 5일 온라인에 게재됐다.

kanjoys@news1.kr