화학뉴스

일본 DKS가 의료기기 코팅재용 생체적합성 수계 폴리우레탄수지(Polyurethane Resin)를 개발했다.
수계 우레탄수지의 구조를 최적화해 우레탄수지 특유의 강인성 및 유연성을 유지하면서 항혈전성은 기존 코팅재와 같은 수준 유지에 성공했다.
DKS는 항혈전성 뿐만 아니라 생체적합성을 활용해 단백질 흡착제 및 세포배양 기재로 응용 가능할 것으로 예상하고 있으며 주력인 라이프 사이언스 분야에서 사업을 확대할 계획이다.
혈액과 직접 접촉하는 의료기기는 혈액과 소재가 접촉했을 때 혈전이 생기는 것을 방지하는 항혈전 기능이 필수적이다.
생체 베이스 항혈전 응고제로 사용하는 헤파린(Heparin)은 동물의 장으로부터 채취하기 때문에 품질안전성과 바이러스 감염 문제 우려로 최근 합성 폴리머를 이용한 항혈전성 소재 개발의 중요성이 확대되고 있다.
뿐만 아니라 당뇨병 환자가 늘어남에 따라 인공투석도 증가하고 있어 혈액에 접촉하는 의료기기에 대한 항혈전성 개선이 과제로 떠올랐다.
항혈전성 코팅재로는 PEMA(Poly 2-Methoxyethyl Acrylate), PMPC(Poly 2-Methacryloxyethyl Phosphoryl Choline) 등이 사용돠고 있으나 혈액 접합성이 우수함에도 불구하고 PEMA는 유리 전이점이 낮아 성형이 어렵고, PMPC는 수용성이라 의료기기에 코팅할 때 다른 폴리머와의 공중합이 필요하다.
DKS는 공업용 수계 우레탄수지 분야에서 축적한 기술과 노하우를 살려 폴리올(Polyol), 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate) 등을 조합해 수계 폴리우레탄수지를 개발했다.
개발제품은 생체적합성과 밀접한 관계가 있는 것으로 예상되는 중간수를 보유하고 있으며 테스트 결과 PEMA, PMPC와 동등한 항혈전성을 지닌 것으로 확인됐다.
항혈전성 뿐만 아니라 단백질 흡착량에 있어서도 혈액에 가장 많이 포함된 단백질인 알부민(Albumin)과 혈전형성에 관여하는 단백질인 피브리노겐(Fibrinogen) 흡착량이 PEMA·PMPC와 같은 수준을 기록했다.
단백질은 표면에 달라붙으면 세균이 번식하고 바이오필름을 형성하며 오염 원인으로 작용하기 때문에 신제품의 응용범위가 확대될 것으로 예상된다.
세포배양용으로도 검토를 추진해 개발제품을 코팅한 샬레에 정상적인 인간 섬유아세포(NHDF)를 접종한 결과 샬레의 세포가 접착하지 않았으며 세포의 3D 집합체인 스페로이드(Spheroid)가 확인됐다.
세포는 인체 내에서 3차원으로 조직화히기 때문에 체외 배양에서도 3D화하면 상대적으로 생체와 더 근접한 기능을 지니는 것으로 알려졌다.
스페로이도 형성을 위해서는 세포가 샬레에 접착되지 않는 환경이 필요해 신제품이 세포배양 기재로 응요될 수 있을 것으로 기대된다. (윤)