국제 학술지 Polymers 표지논문으로 선정

고려대학교 안암병원 소화기내과 전한조, 최혁순 교수팀이 서울대학교 바이오시스템공학부 정종훈 교수팀과 함께 세계최초로 소화기 내시경 치료에 키토산 하이드로겔 적용 가능성을 제시했다.

치료내시경의 대표적인 시술인 내시경점막하박리술(Endoscopic Submucosal Dissection)에서는 조기 위암의 병변 부위의 바로 아래에 위치한 점막에 주사제를 주입하여 부풀린다. 주사제가 점막하층을 부풀림으로써 병변과 점막아래 근육층과의 완충구역을 만들면 병변부위만 안전하게 제거하는 내시경치료다. 현재는 주사제로 생리식염수가 사용되고 있는데 식염수는 체내에 주입하면 빠르게 흡수되거나 조직에 넓게 퍼져서 내시경점막하박리술의 쿠션으로 활용하는데 일부 한계점이 있었다.

생리식염수가 가진 한계점을 극복하기 위한 여러 가지 소재들에 대한 연구가 세계적 화두인데, 최근까지 연구된 소재들은 체내에 주입하기 부적합하거나 시술 후 용액을 제거하는 수술을 해야하는 등 현실적으로 적용하기 어려웠다. 이번에 전한조, 최혁순 교수팀의 연구로 개발된 키토산 하이드로겔은 기존 생리식염수의 한계를 보완하면서도 안정성과 안전을 확보할 수 있도록 개발에 성공한 세계 최초의 주사제다.

연구팀이 개발한 키토산 하이드로겔 주사제는 온도에 따라 용액의 점도가 변한다. 실온에서는 액체상태로 주입하기 용이하며, 체온에서는 점도가 높아져 쉽게 흡수되거나 형태를 잃지 않는다. 따라서 주사제 주입후 내시경점막하박리술을 시행하는데에 충분한 공간과 시간을 확보할 수 있다. 또한 시술 후 체내에 서서히 흡수되며 생체내에서 매우 안전한 물질이기 때문에 치료내시경시 주사제로 뛰어난 성질을 가지고 있다.

전한조, 최혁순 교수팀은 이번 연구를 통해 키토산 고분자 수용액에 온도 민감성 글리세로포스페이트를 확장하여 온도에 따른 점도 변이 현상을 규명했으며, 고려대학교 실험 연구지원 센터의 주사전자현미경을 이용하여 3차원계 고분자 모습을 촬영하는데 성공했다. 또한 임상적 내시경 점막하 박리술에 적합한 최적의 농도를 명확하게 규명하여 키토산 하이드로젤의 소화기 치료 내시경 분야로의 확장을 보여주며 기존 단일화되어 있는 치료 내시경에 사용되는 점막하 주입액 시장에 키토산 도입 및 이용가능성을 제시했다.

최혁순 교수는 “이번 연구는 조기 식도암, 조기 위암, 조기 대장암의 위장관 내시경 치료가 급격히 증가하는 가운데, 고려대학교 안암병원의 지속적인 강점을 보이고 있는 소화기내과의 치료 내시경 분야에서 연구 결과를 보였다는 점에서 의미가 있다”고 강조했다. 전한조 교수는 “현재 주목받고 있는 내시경 치료 분야의 발전에 조금이나마 보탬이 됐으면 좋겠다. 앞으로도 내시경 치료와 관련한 다양한 현상 및 원리를 더욱 심도 있게 연구하고자 한다”고 말했다.

소화기내과장 진윤태 교수는 “고려대 안암병원에서 위암/대장암의 치료 내시경 분야를 선도했던 연장선상에서 금번 연구는 의미 있으며, 안암병원을 방문하는 환자들에게 큰 도움이 되는 연구로 발전할 수 있을 것”이라고 말했다. 소화기센터장 전훈재 교수는 “실제 임상 현장에서 사용할 수 있는 새로운 여러 연구들을 진행하고 있는 가운데 이런 의미 있는 결과가 고려대 안암병원 뿐 아니라 국내 소화기학의 발전에 기여할 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 논문 '내시경 점막하 박리술 최적 점막하 쿠션의 온도민감성 키토산 용액(Injectable Thermosensitive Chitosan Solution with β-Glycerophosphate as an Optimal Submucosal Fluid Cushion for Endoscopic Submucosal Dissection)'으로 세계적 국제 학술지인 Polymers의 표지논문으로 선정되며 국제적인 주목을 받고 있다.