생체접착제는 의료용 조직 접착제로 상처 봉합에 편리하고 봉합사나 스테이플러에 비해 2차적인 상처가 적으며 외관적인 상처도 줄일 수 있어 수요가 급증할 것으로 예상된다.
이상적인 생체접착제는 생분해, 비독성·비알러지, 접착시간 조절, 강도, 전처리시간 단축, 낮은 팽윤지수, 보관 안정성, 육안 식별, 무첨가제 등이 요구되고 있다.
하지만, 생체접착제는 장점과 단점이 분산돼 있어 봉합사나 스테이플러를 대체하기에는 한계가 있는 것으로 나타나 제한된 용도에 사용됨으로써 전략적 마케팅 개선이 요구되고 있다.
국내에서는 생체접착제 생산에 주로 사이아노아크릴레이트(Cyanoacrylate)와 피브린 글루(Fibrin Glue)를 사용하고 있으며 시아노아크릴레이트는 전량 수입에 의존하고 있고 피브린 글루는 녹십자가 생산해 시장을 장악하고 있다.
국내 연구는 홍합에서 추출한 단백질을 원료로 친환경 접착제 생산에 집중하고 있으며 상용화가 임박한 것으로 알려졌다.
하지만, 천연 소재로 가격이 높아 시아노아크릴레이트와 피브린 글루가 시장 장악을 계속할 것으로 예상된다.

생체접착제, 봉합사 대체하기에는 “아직”
생체접착제는 천연접착제, 합성접착제, 반합성접착제 등 3가지로 구분하고 있다.
천연 접착제는 피브린 글루, 콜라겐 접착제 등이 있으나 자가조직 물질로 이루어져 가격이 비싸고 공급량이 한정돼 있는 것으로 알려졌다.
피브린 글루는 인장강도와 접착강도가 약한 것으로 알려졌으며 분말 타입으로 전처리가 필요했으나 젤(Gel) 타입으로 개선돼 전처리가 필요없는 것으로 나타나고 있다.
피브린 글루는 인간 혈액에서 추출한 트롬빈(Thrombin)과 피브리노겐(Fibrinogen)으로 이루어져 정확한 스크리닝(Screening)이 이루어지지 않으면 인간 면역결핍 바이러스(HIV: Human Immunodeficiency Virus), 간염(Hepatitis) 등에 감염될 가능성도 나타나고 있다.
합성 및 반합성 접착제는 시아노아크릴레이트를 중심으로 젤라틴 레졸시놀 포름알데히드(GRF: Gelatin Resorcinol Formaldehyde), 우레탄 프리폴리머(Urethane Prepolymer) 등의 R&D가 계속되고 있다.
시아노아크릴레이트는 생체흡수가 되지 않으나 독성이 높고 수분이 많은 표면에 접착력이 낮은 것으로 알려졌다.
GRF 접착제는 포름알데히드(Formaldehyde), 방향성 디아민(Aromatic diamine) 등이 분해물질로 방출돼 만성염증이나 암을 유발할 가능성이 나타나고 있다.
우레탄 프리폴리머는 높은 접착력을 보유하고 있으나 가교 시간이 길어 짧은 시간에 접착력을 요구하는 수술에는 사용이 어려운 것으로 알려졌다.
하지만, 생체접착제는 피부 이외의 용도로 사용하면 감염이나 조직 괴사를 유발할 수 있고 내부조직 수술에는 접착력이 부족하고 독성문제가 발생해 천연 소재 개발이 필요한 것으로 나타나고 있다.

시아노아크릴레이트, 외부 봉합으로 사용 “계속”
시아노아크릴레이트는 순간접착제로 대부분 사용되고 있으며 시장 비중은 가정용 20%, 공업용 75% 수준으로 의료용은 5% 수준에 그치고 있다.
시아노아크릴레이트는 가정용품, 자동차, 건설 등에 적합한 순간 접착제로 개발됐고 1960년대에 상처 봉합용 접착제로 사용됐다.
액상 시아노아크릴레이트 단분자는 반응성이 매우 높고 상온에서 촉매나 부가적인 열 또는 압력 없이 수 초 내에 고분자화되며 단분자가 생체접착용으로 사용되고 있다.
의료용으로 처음 사용된 시아노아크릴레이트는 메틸-2-시아노아크릴레이트(Methyl-2-cyanoacrylate)와 에틸-2-시아노아크릴레이트(Ethyl-2-cyanoacrylate)로 복부와 안과용 상처 봉합용으로 사용됐다.
하지만, 고분자들이 가수분해되면 시아노아세테이트(Cyanoacetate)와 포르알데히드를 생성해 독성이 발현되는 문제가 발생해 사용이 금지됐다.
시장 관계자는 “고분자가 빠르게 분해돼 조직에 축적됨으로써 세포독성과 염증 반응을 일으켜 에틸· 이소부틸(Isobutyl)· 이소프로필(Isopropyl) 시아노아크릴레이트로 대체됐다”고 밝혔다.
개선된 시아노아크릴레이트는 1980년대부터 캐나다와 유럽을 중심으로 사용이 허가돼 판매되고 있으며 봉합사를 사용하지 않는 상처 봉합과 수술 절개봉합에 사용되고 있다.
하지만, 기계적 강도가 떨어져 길이가 긴 상처에 접착력을 나타내기 어려운 것으로 파악되고 있다.
미국 식품의약국(FDA)은 1998년 2-옥틸(Octyl) 시아노아크릴레이트 「Dermabond」를 피부 상처봉합용으로 허가했다.
「Dermabond」는 고분자 분해속도를 늦추어 상처가 아무는 7-10일 이내에 세포독성을 일으키는 분해물이 형성되지 않아 안전성을 인정받은 것으로 알려졌다.
N-부틸(Butyl) 시아노아크릴레이트 제품인 「Indermill」은 세포 배양액에 10배로 희석하면 세포독성이 현저히 감소해 세포를 사용한 독성실험에서 70% 이상의 생존력을 보인 것으로 나타났다.
특히, 봉합사의 상처 봉합력을 비교한 일부 연구에서 미관, 봉합 터짐, 감염 방지 등에서 결정적인 차이가 없다는 연구결과가 발표되기도 했다.
하지만, 시아노아크릴레이트는 콜라겐 재형성, 상처이유를 방해하고 췌장암을 유발시켜 인체 내부조직에는 사용이 어려운 것으로 알려졌다.

국내시장, 보험급여 혜택 없어 수요 미미
국내 생체접착제 시장은 50억원 수준으로 파악되고 있다.
대부분 시아노아크릴레이트계가 차지하고 있으며 글로벌기업인 B.Broun, Johnson and Johnson 등이 국내시장에 진입해 판매하고 있다.
국내시장은 생체접착제를 5cm 이하의 상처에만 대부분 적용하고 대부분 봉합사를 사용하고 있어 수요가 늘어나지 않고 있다.
시장 관계자는 “국내시장은 의료인들의 손기술이 좋아 봉합사를 활용함으로써 생체접착제의 필요성을 느끼지 못하고 있다”고 밝혔다.
시아노아크릴레이트계 접착제는 유럽 등 일부 국가에서 약국 판매가 가능해 시장이 성장하고 있으나 국내시장은 의료기기 4등급에 해당돼 의사들만 처방할 수 있어 수요 증가가 어려운 것으로 파악된다.
일부 의사들이 생체접착제 사용을 권장하고 논문을 발표하고 있으나 국내시장은 보험급여 기준에 따라 수요가 결정되고 있어 시장이 성장하려면 보험 급여가 필수적인 것으로 나타나고 있다.
시아노아크릴레이트는 국내 석유화학기업도 충분히 개발이 가능해 시장진입이 가능할 것으로 예상되고 있으나 약국 판매가 가능한 국가에 수출을 겨냥해야 매출을 확보할 수 있을 것으로 판단되고 있다. ▶ 다음호에 계속

<허웅 기자: hw@chemlocus.com>