광주과학기술원(GIST) 연구진이 말기 신부전증 환자의 신장 역할을 하는 혈액 여과기의 핵심 부품인 '혈액 투석용 중공사(中空絲·hollow fiber) 분리막'(이하 중공사막) 성능을 개선하는 데 성공했다.

혈액 여과기는 말기 신부전 환자들의 신장을 대신해 주는 의료기기이다.

매우 얇은 막(膜) 형태인 멤브레인을 이용해 혈액에서 요독 물질과 노폐물 등을 걸러주는 기능을 한다.

현재 사용되는 혈액 여과기는 분자량이 1천 이하인 저분자 요독 물질의 제거에는 효과적이지만, 중분자 요독과 단백질 결합 요독(PBUT) 제거 효과는 한계가 있다.

29일 GIST에 따르면 지구·환경공학부 김인수 교수팀과 전남대 의대 신장내과 김수완 교수팀은 생체 적합성이 우수한 소재인 폴리에테르술폰(Polyethersulfone·PES)을 이용해 이같은 단백질 결합 요독의 제거 원리를 규명하고 새로운 혈액 투석용 중공사막을 제작했다.

연구팀이 개발한 2종의 중공사막은 저분자-중분자 요독을 수월하게 제거할 수 있고, 체내 필수 단백질 유출 방지가 가능한 수준의 분획분자량도 중공사막 2종 모두 확보했다.

또 해당 중공사막을 이용한 히푸르산, 인독실 황산염, p-크레졸 요독의 제거율은 이전에 보고된 세계적 수준의 연구 성과와 비교해도 훨씬 우수한 성능을 보였다.

김 교수는 자신의 창업기업인 '이노셉'을 통해 혈액 투석용 중공사막의 100% 국산화를 추진하고 있어, 이번 연구 성과가 전량 수입에 의존하고 있는 혈액 여과기의 국산화에도 이바지할 것으로 기대된다.

연구진은 혈액 여과기 시제품을 양산하기 위한 '파일럿 단계'(양산 조건을 갖춘 예비시험 단계)를 준비하고 있다.

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

해당 논문은 분리막 분야의 세계적 권위를 가지고 있는 국제학술지 'Journal of Membrane Science' 2022년 10월 5일자 온라인판에 게재됐다.