일본 도레이(Toray)가 호흡부전을 유발하는 활성화 백혈구 및 염증성 사이토카인(Cytokine)을 선택적으로 제거할 수 있는 혈액 정화용 섬유 흡착체를 개발했다.
칼럼 1개만으로 동시에 제거하는 방식은 세계 최초이며, 2종류 이상의 폴리머로 방사해 바다(海) 안에 섬(島)이 떠 있는 형태로 배치한 해도(海島) 복합섬유의 바다 부분에 형성한 요철이 세포인 활성화 백혈구를 흡착하고 섬유 표면에 도입한 리간드(Ligand)가 단백질인 사이토카인을 포착하는 방식이다.
해도 구조를 나노 수준으로 제어할 수 있는 특수 방사기술 나노디자인(Nano Design)을 채용해 기능성과 강도를 양립시켰으며 유효한 치료방법이 없는 호흡부전을 대상으로 실용기술 개발에 박차를 가하고 있다.
도레이는 패혈증의 원인인 내독소(Endotoxin)를 리간드로 제거하는 혈액 정화용 정화기 브랜드 Tremixin을 공급하고 있는 가운데 내독소 뿐만 아니라 다양한 병인물질을 동시에 제거하기를 원하는 현장의 요구에 대응해 연구개발을 시작했다.
이후 의류 분야의 첨단기술인 나노디자인을 활용해 구조 변화 및 화학수식이 용이한 반응성 폴리머(바다 부분), 섬유 강도를 유지하는 역할을 담당하는 안정성 폴리머(섬 부분) 배치를 나노 수준으로 최적화하는데 성공했다.
이에 따라 섬유 강도가 비약적으로 향상됐으며 바다 부분에 대한 요철 형성 및 반응성이 높은 리간드 도입이 가능해졌다.
기존 해도복합섬유는 동시 제거가 가능한 섬유 구조를 형성하는데 강도가 부족한 단점이 있으며 시장에는 한쪽만 제거하는 칼럼밖에 없어 염증이 전신에 순환하는 문제가 나타나고 있다.
그러나 칼럼 1개만으로 동시 제거가 가능해지면 전신으로 염증이 확산되는 것을 막을 수 있을 뿐만 아니라 환자에게 가해지는 부담을 경감할 수 있는 이점이 있다.
개발제품은 섬유 표면에 대장균, 황색포도구균과 비슷한 마이크로 크기의 요철 구조를 형성해 활성화 백혈구만 흡착하는 것으로 파악되고 있다.
나노 크기의 염증성 사이토카인은 표적 단백질에 친화성을 발휘하는 독자 리간드를 도입함으로써 수십 종류를 단번에 흡착하며 활성화 백혈구 흡착에 따라 발생하는 염증성 사이토카인도 즉시 흡착할 수 있는 것으로 알려졌다.
패혈증, 인플루엔자 등 중증 감염증 및 암 치료에 따른 면역 활성화로 폭주한 활성화 백혈구 및 염증성 사이토카인을 동시에 제거하며 유용한 세포 및 단백질에는 반응하지 않는 등 선택 흡착성이 뛰어나 폐에 대한 병인물질 도달을 막아 호흡부전을 방지하는 것으로 나타나고 있다.
도레이는 현재 대규모 동물실험을 진행하면서 2019년 임상시험 개시를 목표로 하고 있으며 급성 혈액 정화요법으로 시장규모가 패혈증의 약 2배에 달하는 호흡부전을 대상으로 실용화할 계획이다.