초록 ▼

대체 혈액의 개발은 현재 크게 분류하여, 혈액 중 적혈구의 역할을 대신할 수 있는 산소운반체와 혈소판 관련 치료를 위한 인공혈소판의 개발 정도가 진행 중이며, 산소운반체에 관련된 연구는 이미 선진국에서는 30년이 넘는 연구결과의 축적 끝에 상용화를 목전에 두고 있다. 이 산소운반체의 개발에는 크게 두 가지로 나뉘어져 진행되고 있는데, 그 하나는 적혈구내에 과량 존재하며 실제 산소운반을 하는 헤모글로빈을 추출하여 그것을 변형시켜 만드는 경우와 산소의 운반이 가능한 화합물인 과불화탄소 유제를 이용하여 만드는 방법으로 구분된다.
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대체 혈액의 개발은 현재 크게 분류하여, 혈액 중 적혈구의 역할을 대신할 수 있는 산소운반체와 혈소판 관련 치료를 위한 인공혈소판의 개발 정도가 진행 중이며, 산소운반체에 관련된 연구는 이미 선진국에서는 30년이 넘는 연구결과의 축적 끝에 상용화를 목전에 두고 있다. 이 산소운반체의 개발에는 크게 두 가지로 나뉘어져 진행되고 있는데, 그 하나는 적혈구내에 과량 존재하며 실제 산소운반을 하는 헤모글로빈을 추출하여 그것을 변형시켜 만드는 경우와 산소의 운반이 가능한 화합물인 과불화탄소 유제를 이용하여 만드는 방법으로 구분된다.
대체 혈액을 개발하기 위한 기초 연구로써, 현재 수혈을 이용한 치료의 문제점과 대체혈액의 필요성 및 그 가능성을 조사하여 정리하였고, 현재 개발되고 있는 대체 혈액의 문제점을 조사하여 연구의 배경을 삼을 수 있도록 하였으며, 현재 개발의 주류를 이루고 있는 헤모글로빈 고분자 캡슐화하는 방법을 채택하여 대체혈액에 사용될 수 있는 제제 개발의 기초 실험을 시행하였다.
헤모글로빈은 그 자체로 인체에 치명적인 독성을 가지고 있으며, 혈액 내에서 반감기가 매우 짧아 화학적 혹은 유전공학적인 처리가 필요하다본 연구에서는 인간의 헤모글로빈을 1-ethyl-3-(3-dimethylaminoprophyl)carbodimide)(EDC)로 가교하여 대체 혈액으로 사용이 적절한 조건을 확립하고, 다시 천연고분자인 알지네이트(alginate) 등으로 캡슐을 만들어서 가교된 헤모글로빈을 담지하는 실험을 진행하였다. 이를 통해서 헤모글로빈의 체내 주입시 반감기를 증가시키고 원활한 산소의 이탈착을 유도하고자 하였다. 또한, 고분자캡슐의 혈액적합성을 향상시키기 위하여 고분자 캡슐 표면을 heparin으로 코팅하였고, 헤모글로빈 내의 헴철의 $Fe^{2+}가 Fe^{3+}$로 변환되는 시간을 측정하여 그안정성을 측정하였다.

Abstract ▼

The main goal of this project is to develope the improved blood substitutes for the upcoming blood shortage situation. Blood substitutes means safe injectable preparations capable of effectively delivering $O_{2}$to tissues and removing $CO_{2}$ and appears to be within reach o

The main goal of this project is to develope the improved blood substitutes for the upcoming blood shortage situation. Blood substitutes means safe injectable preparations capable of effectively delivering $O_{2}$to tissues and removing $CO_{2}$ and appears to be within reach of approval by FDA. Several types of modified or encapsulated hemoglobin(Hb) products and perfluorocarbon(PFC) emulsion series, are currently completing the last stages(PhaseIII) of clinical evaluation or have entered the regulatory review process for marketing approval. There is, therefore, hope that safe and effective commercial products will become available within the next few years.
In this study, we review the blood transfusion and blood substitutes, and prepare encapsulated cell-free Hb. Human hemoglobin was cross-linked by EDC for the improvement of half life time and safety in vivo. Then, the cross-linked EDC was encapsuled by natural polymers such as alginic acid (sodium salt) and gelatin (from bovine). To reform the surface of the polymer bead for the blood compatibility, the polymer bead containing cross-linked Hb was coated by two kind of heparins(lowmolecular and regular).
As a result, Hb was effectively cross-linked by using EDC. The bead of gelatin and alginic acid was manufactured by using Pronovadrop generator and mineral oil. The diameter of the bead was different depending on the method or material. The diameter of alginic acid using Pronova drop generator, mineral oil and gelatin/mineral oil were 22±3.2, 37±5 and 51±2 um respectively. To improve the blood compatibility, heparin was coated on the surface of the beads. The amount of the heparin on the surface was measured by toluidin blue colormetric method.
The measurement of partial oxygen pressure and animal test of beads containing cross-linked Hb are subjected to further study.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...3
• 요약문...4
• SUMMARY ...9
• 목차...10
• 제1장 서론...11
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성...11
• 제2절 연구개발의 내용 및 범위...12
• 제2장 국내.외 기술개발 현황...13
• 1. 국외현황...13
• 2. 국내현황...14
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...15
• 제1절 혈액, 수혈, 대체혈액...15
• 제2절 산소운반체...27
• 제3절 헤모글로빈 유도 산소운반체...33
• 제4절 대체 혈액 합성 실험...45
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...55
• 제5장 연구개발결과의 활용성과 및 계획...56
• 가. 계량적 성과...56
• 나. 성과냉용기술...56
• 다. 활용계획...56
• 제6장 기타 중요변경사항...57
• 제7장 참고문헌...58
• 연구과제(세부과제) 요약서...63