KITECH 생산기술 전문지

혈액 접촉형 의료기기(blood-contacting device, BCD)는 정맥 내 약물 투여, 조직 공학, 체외 순환, 질병 관리 등 다양한 임상 분야에서 중요한 역할을 한다(그림 1(a))[1]. 카테터, 스텐트, 심박 조율기, 혈관 우회 이식편과 같은 BCD는 특히 세계 주요 사망 원인인 심혈관 질환 치료에 널리 사용된다. 2010년부터 2030년까지 심혈관 질환 관련 의료비용은 직접 비용만 8,180억 달러에 이를 것으로 예측된다[2]. 그러나 BCD가 체내에 삽입되면, 표면에 단백질, 혈액 세포, 세균 번식 등으로 표면의 생물 오염이 발생할 수 있다. 이러한 반응은 면역 체계를 자극하여 응고 연쇄 반응(coagulation cascade), 보체 시스템(complement activation), 세포 염증 반응, 혈소판 활성화가 유발되어 혈류 감염, 혈전증(thrombosis complications), 조직 손상과 같은 심각한 합병증을 초래할 수 있다. 예를 들어, 미국에서는 중심 정맥 카테터로 인해 매년 약 25만 건의 혈류 감염이 발생하며, 이로 인한 사망률은 12~25%에 달한다[3]. 국내 질병관리청의 전국 의료관련감염 감시체계(KONIS)에 의하면 2022년 기준 기구 사용 1,000일당 2.45건으로 지속적인 혈류 감염 사례가 발생하였다(그림 1(b))[4]. 관상동맥 스텐트의 경우 스텐트 혈전증이 발생할 위험이 있어 심근경색과 최대 80%에 이르는 높은 사망률로 이어질 수 있다. 이러한 이유로 관상동맥 스텐트, 인공 심장 판막, 좌심실 보조기를 사용하는 환자는 혈전 합병증을 예방하기 위해 만성적인 항혈소판제 또는 항응고제 사용이 요구된다[5]. 헤파린의 전신 항응고 요법이 혈전증을 줄이는데 도움이 되지만, 출혈 위험을 증가시키고 헤파린 유도 혈소판 감소증(HIT)과 같은 부작용도 발생할 수 있다[6]. 이러한 부작용을 해소하고 안전한 시술을 위해 국부적으로 의료기기 표면의 항혈전, 항균 기능성 코팅에 대한 지속적인 연구가 이루어지나 여전히 해결해야 할 과제들이 많이 남아 있다. 세계 의료기기 코팅 시장은 2024년 82억 달러에서 연평균 성장률 7.7%로 성장하여 2035년에는 180억 달러 규모를 형성할 것으로 예측되며(그림 1(c))[7], 의료용 표면 코팅제 및 코팅 서비스를 제공하는 해외 기업이 증가하고 있다. 대표적인 항혈전 코팅 제조업체는 Biointeractions, Edwards Lifescience, Maquet Getinge Group, W.L.Gore & Associations, Corline Systems AB, Medtronic, Surmodics, Perouse Medical, Sorin 등이 있다. 방오(antifouling) 및 친수성 저마찰 코팅 제조업체로는 Royal DSM, AST Products, Biocoat, Ension 등이 해외 시장을 선도하고 있다.

키워드 의료기기, 코팅, 항혈전, 항균, 생체소재