Polymer(Korea), Vol. 40, No. 1, pp. 101-108 (2016) http://dx.doi.org/10.7317/pk.2016.40.1.101 ISSN 0379-153X(Print) ISSN 2234-8077(Online) 합성고무와카르복시메틸셀룰로오스 (CMC) 나트륨을이용한하이드로콜로이드형창상치료재의제조및평가 김원일 *, ** 이승욱 * 박재진 ** 고영광 * 박원호 *** 조동환 * 권오형 *, * 금오공과대학교고분자공학과, ** 원바이오젠, *** 충남대학교유기소재 섬유시스템공학과 (2015 년 8 월 26 일접수, 2015 년 10 월 15 일수정, 2015 년 10 월 17 일채택 ) Fabrication and Evaluation of Hydrocolloid Wound Dressing Using Synthetic Rubber and Sodium Carboxymethylcellulose (CMC) Won Il Kim*, **, Seung Wook Lee*, Jae Jin Park**, Young-Gwang Ko*, Won Ho Park***, Donghwan Cho*, and Oh Hyeong Kwon*, *Department of Polymer Science and Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi 39177, Korea **R&D Center, Wonbiogen Co., Ltd., Gumi 39372, Korea ***Department of Advanced Organic Materials and Textile System Engineering, Chungnam National University, Daejeon 34134, Korea (Received August 26, 2015; Revised October 15, 2015; Accepted October 17, 2015) 초록 : 본연구에서는합성고무와 sodium carboxymethylcellulose(cmc) 를서로다른조성비로혼합하여하이드로콜로이드형창상치료재를제조하였다. 얻어진창상치료재는 CMC 함량이높아질수록신장률과점착력은감소하는경향을나타내는반면에흡수도는높아지는것을확인할수있었다. 최적의조성으로판단된 40% 의 CMC 를함유하는하이드로콜로이드의신장률, 점착력, 흡수도및투습도는각각 400% 이상, 1.78 kgf/25 mm, 327% 및 547 g/m 2 / day 임을확인하였다. 제조된하이드로콜로이드의세포배양실험결과세포적합성이우수하였고, 동물실험결과대조군에비하여우수한창상치유효과를보였으며, 피부자극성시험결과자극이없는것으로나타났다. 따라서본연구에서제조한하이드로콜로이드는의료용창상치료재로서의적용가능성이높음을알수있었다. Abstract: In this study, hydrocolloid wound dressing was fabricated from synthetic rubbers and sodium carboxymethylcellulose (CMC) with different composition ratios. Hydrocolloid wound dressing fabricated in this study showed increased absorptivity, decreased elongation at break and adhesive forces with increasing content of CMC. Hydrocolloid with 40% of CMC is determined as the optimum composition and its elongation at break, adhesive force, water absorptivity and moisture vapor transmission rate were more than 400%, 1.78 kgf/25 mm, 327% and 547 g/m 2 /day, respectively. Fabricated hydrocolloid was found to have the best property on the in vitro cell culture test, and in vivo animal study showed excellent wound healing effect than control groups. Also there was no stimulation in the skin irritation test. Therefore, it is confirmed that hydrocolloid has the broad application possibility as wound healing materials. Keywords: hydrocolloid, synthetic rubber, CMC, natural polymers, wound healing, dressing material. 서 피부는크게외측으로부터표피층 (epidermis), 진피층 (dermis), 피하지방층 (subcutaneous layer) 의 3 층구조로이루어져있다. 표피는대부분각질세포로이루어져있으며, 표피지질이존재하여우리몸을외부로부터의충격이나외상으로 론 To whom correspondence should be addressed. E-mail: ohkwon@kumoh.ac.kr 2016 The Polymer Society of Korea. All rights reserved. 부터보호하는장벽으로서의역할을한다. 심한화상이나외상등으로인해심각한피부손상을초래하게되면피부이식수술을해야하거나때로는생명을잃게되는수도있다. 따라서피부는물리적자극에강해야하고탄력성을유지해야하며생명을유지하는동안그역할을충분히수행해야한다. 이러한상처에대한치료기술은기원전약 1700 년전부터동물기름이나벌꿀, 면화등을이용한원시적인처치를시작으로오랜역사가흐르면서많은연구와기술개발로다양한종류의창상피복재가개발되어왔다. 1 특히, 1962 년동물학자 Winter 가상처를습하도록유지하는것이창상치유에 101
102 김원일 이승욱 박재진 고영광 박원호 조동환 권오형 있어서도움이된다는논문을발표한이후로습윤상처처치의유용성이지속적으로입증되어왔고, 2 1970 년대초에는 Rovee 가습윤환경을유지하여가피를형성하지않는환경이상피세포를용이하게창상부로이동시키고상피재생을촉진시킨다는연구를발표하였다. 3 개방된창상의경우는상피세포의이동이가피층에서형성되는콜라겐에의해억압되고창상부삼출액이혈관신생과상피화를자극하는여러종류의성장인자 (growth factor) 를없앤다는연구결과가습윤환경상처처치의이론을더욱뒷받침하였다. 1 이러한습윤환경이론을이용한드레싱재중현재범용적으로사용되고있는것으로는크게반투과성필름드레싱재, 하이드로콜로이드 (hydrocolloid) 드레싱재, 하이드로겔 (hydrogel) 드레싱재, 폼 (foam) 드레싱재등이사용되고있다. 4,5 최근에는창상을치료하는데폐쇄치료법 (occlusive dressing) 이많이사용되는데이것은창상의 micro environment 를변화시키고습도를높여세포의생존및기능을유지시켜공기에노출시두꺼운가피로인해방해되는세포이동 (epithelial migration) 을가능하도록하여상피화를촉진시킬뿐아니라 1,3,6 말초신경을보호하여통증을감소시키며육아조직형성을촉진시킨다. 7 일반적으로하이드로콜로이드드레싱재는창상삼출액을흡수하고창상을깨끗이하여혈관화를촉진시키면서외부로부터세균침입을방지하고통증을감소시킴은물론창상치유기간을단축시켜주는것으로알려져있다. 7-9 또한하이드로콜로이드드레싱재를사용하는경우 1 주일에 1-2 번치료로충분하므로통원치료가가능하고간호하는시간을줄일수있다. 10 하이드로콜로이드드레싱재는물, 먼지, 박테리아로부터상처를보호하고삼출물을흡수하여빠른상처회복을돕는습윤환경을조성한다. 습윤환경하에서는상처에딱지가생기지않아흉터가최소화된다. 하이드로콜로이드드레싱재의장점은상처회복이빠르고상처부위를보호하며흉터를최소화하고사용하기에간편하다는것이다. 하이드로콜로이드드레싱재가의료업계에서널리사용되고있는이유는드레싱자체에접착력이있고, 상처에습윤환경을제공하며, 반투명하여붙인상태에서상처를관찰할수있다는특징때문이다. 11 본연구에서는천연고무에비해저렴하면서도일정한물성과우수한점착력을가지며가공성이용이한합성고무배합물과삼출물의흡수를담당하는카르복시메틸셀룰로오스 (CMC) 나트륨의배합조성비를달리하여창상치료용드레싱재로활용이가능하고, CMC 에의해삼출물을지속적으로흡수할수있으며삼출물을흡수한후에도우수한점착성을유지할수있는의료용하이드로콜로이드소재를제조하고그특성에대한연구를수행하였다. 이를위해합성고무와 CMC 의배합조성비를달리한하이드로콜로이드시트를제조한후각제품의기계적물성과모폴로지를관찰하였으며, 창상치료용드레싱재로서의활용가능성에대하여알아보기위하여 in vitro 세포배양, in vivo 동물실험및 in vivo 피부자극성시험을진행하였다. 실 하이드로콜로이드시트제조. 본연구에서제조한하이드로콜로이드시트는이소프렌 - 스티렌공중합체 (Kraton) 45 wt%, 이소부틸렌고무 (Exxon) 12 wt%, 점착부여제로로진 (Rosin) 22 wt%, 하이드로콜로이드시트의유연성을부여하기위하여오일로 Kaydol(Crompton) 20 wt%, 산화방지제로 I-1010(Ciba) 1wt% 를함유시킨고무배합물과 sodium carboxymethylcellulose (CMC, Sigma-Aldrich, USA) 를 Table 1 에서와같은조성비로배합하여합성하였다. 액상하이드로콜로이드는합성고무를반응기에넣은다음 heating mantle 을이용하여 150 o C 로가열하면서교반기를이용하여 3 시간동안충분히녹인후배합량에따라 CMC 를소량씩투입한후 500 rpm 으로 3 시간동안균일하게분산이되도록충분히교반하여제조하였다. 제조된하이드로콜로이드는상온에서실리콘으로코팅된이형지에도포하고투습방수능을가지는폴리우레탄필름 ( 두께 : 40 μm) 과의압착으로합지 ( 라미네이션 ) 시켜시트형태의하이드로콜로이드드레싱재를제조하였다. 12-15 하이드로콜로이드시트의특성분석. 배합조성비가각기다른하이드로콜로이드시트중특성이창상치료용드레싱재에적합한그룹을찾기위하여먼저 scanning electron microscope(sem, JSM-6380, JEOL, Japan) 를이용하여하이드로콜로이드시트의표면과단면의모폴로지를관찰하였다. 또한삼출물 (exudation) 을흡수할수있는정도를나타내는흡수도 (absorption) 를 EN 13726-1 을기준으로식 (1) 을이용하여계산하였다. 험 흡수도 %=(W 2 W 1 )/W 1 100 (1) (W 2 = 하이드로콜로이드의흡수후무게 (g), W 1 = 하이드로콜로이드의흡수전무게 (g)) 제조한하이드로콜로이드시트의기계적물성을측정하기위하여인장시험기를이용하여신장률과점착력을측정하였다. 측정조건은 1 kn(102 kgf) load cell 을이용하였고, cross head speed 는 300 mm/min 으로진행을하였으며, 신장률의경 Table 1. Blending Ratio of Hydrocolloid Dressing Component SC (wt%) 100-0 SC 90-10 SC 80-20 SC 70-30 SC 60-40 SC 50-50 Synthetic rubber mixture 100 90 80 70 60 50 CMC 0 10 20 30 40 50 폴리머, 제 40 권제 1 호, 2016 년
합성고무와카르복시메틸셀룰로오스 (CMC) 나트륨을이용한하이드로콜로이드형창상치료재의제조및평가 103 우는 gauge length 를 30 mm, 점착력실험의경우 gauge length 를 70 mm 기준으로시편의너비와길이는각각 25 와 100 mm 의규격으로만들어 stainless steel plate(sus 304) 를이용하여측정하였다. Table 1 에따른각각의배합비에따라시편을제조한후실험을진행하였으며, 신장률의시험방법은 JIS K 6401 규격, 점착력의시험방법은 JIS Z 0237 시험방법을기준으로하였다. 또한투습방수능폴리우레탄필름과합지된하이드로콜로이드드레싱재의투습도를알아보기위하여 EN 13726-2 규격에기준하여측정하였다. 시험조건은 40±2 o C, 상대습도 90±5% 의항온항습기 (SH-CTH150, 삼흥 ) 에방치하고 24 시간경과후미량저울을이용하여무게변화를측정하고식 (2) 에의하여투습도 (MVTR, moisture vapor transmission rate) 를계산하였다. 투습도 (MVTR) = (m/δt) 24/S (2) (S = 시편의투습면적 (m 2 ), m = Δt 동안의무게증가량 (g), Δt = time interval) 본연구에서투습도는피부에부착된기재가피부에서자연스럽게발생하는수분이나흡수한삼출물을얼마나외부로잘배출시키는지를알아보기위하여측정하였다. 세포독성평가. 제조된하이드로콜로이드시트중창상치료용드레싱재에적합한특성을가지는시편을선정하여배양세포에미치는독성정도를알아보기위하여세포배양실험을진행하였다. 실험방법은 ISO 10993 biological evaluation of medical devices- Part 5: test for in vitro cytotoxicity, test on extracts에제시된방법을활용하였다. 세포주는마우스섬유아세포 (L-929, 한국세포주은행 ) 를사용하였다. 대조군은특수표면처리된 tissue culture polystyrene(tcps) dish 위에 minimum essential medium(mem) 배지를 20 ml를넣고세포를배양하였고, 실험군은시편의표면적 25 cm 2 당 MEM 배지 20 ml를넣고 37 o C에서 24시간함침한추출용액에세포를배양하였다. 세포독성평가는 10% fatal bovine serum을포함한 MEM 배양액을사용하여 3-4차계대배양한후사용하였다. 세포를 1 10 5 개의농도로분주하여 MEM 배양액으로단층배양한후, 배지를제거하고추출액을처리한후 5% CO 2, 37 o C 배양기에서 1, 3, 5, 7일째배양한후현미경으로세포를관찰하였으며, MTT assay를통해세포의증식거동을살펴보았다. 동물실험평가. 제조된하이드로콜로이드시트의조성이창상치유에미치는영향과드레싱재로서의가능성을확인하기위하여체중 300-400 g의 Sprague-Dawly 종수컷백서를이용하여동물실험을진행하였다. 대조군은시판중에있는제품인다국적기업 C사의하이드로콜로이드형태의드레싱재인 c 제품과또다른다국적기업 C사의하이드로콜로이드 Table 2. Design for in Vivo Animal Study Groups Samples No. of Rats Synthetic rubber mixture 60% SC 60-40 + CMC 40% 12 Cc Product c of C company 12 Cd Product d of C company 12 형태의드레싱재인 d 제품을이용하여드레싱하였고, 실험군은앞서제조된하이드로콜로이드드레싱재로실험을진행하였으며자세한사항은 Table 2 에나타내었다. 모든동물실험용드레싱재는알루미늄파우치에밀봉한후 소야에의뢰하여 25 kgy 로방사선 γ(γ-radiation) 한 16 후사용하였다. 백서의등부위에직경 1cm 의원형형태의피부전층창상을만들어각각의창상에제조된시편을드레싱하여 5 일간격으로드레싱교환을하였으며, 시간경과별대조군과시험군의창상치료효과를비교하며살펴보았다. 4,17 피부자극성평가. 제조된하이드로콜로이드시트의피부자극성을확인하기위하여 ISO 10993 시험기준에따라시험하였다. 시험종은 7~8 주령된 New Zealand White(NZW) 계수컷의토끼로공급원은 ( 주 ) 샘타코 BIO KOREA 이며, 검역및순화기간은 5 일이상을부여한후적용하였다. 시험방법은시험물질적용약 24 시간전에토끼등부위의털을가로, 세로약 10 15 cm 2 이상이되도록제모한후, 크기 2.5 2.5 cm 2 의거즈에시험물질 0.5 ml 를제모한토끼등부위에적용하여, 테이프부착부위는탈락되지않도록비자극성테이프를이용하여고정한후탄력성이있는밴드를이용하여시험부위전체를고정하였다. 시험물질을 4 시간동안적용시킨후패취를제거하여주고시험물질부착부위는생리식염수를이용하여가볍게세정하여주었으며, 시험물질적용부위관찰을 1, 24, 48 시간째와 72 시간째에 Table 3 의피부반응평가기준에따라평가를하였다. 18 통계분석. 통계분석소프트웨어 (KyPlot version 2.0, KyensLab, Inc.) 를사용하여결과값의유의성평가를실시하였다. 각값은평균 ± 표준편차로표기하였으며 significance level 은 parametric Student s t-test 와 one-way ANOVA (analysis of variance) 의 Tukey s method 사후검증법으로판별하였다. 통계적유의성은 p<0.05 로설정했다. 결과및토론 기계적물성. Figure 1 은본연구에서제조된하이드로콜로이드시트에대한신장률과점착력을측정한결과를나타내었다. 인장강도측정결과 CMC 의함유량이높아질수록신장률이감소하는경향을보였다. CMC 의함량이 0 에서 40 wt% 까지는모든시편에서신장률이 400% 를초과하였다. 또한 CMC 의함유량이높을수록점착력또한신장률에서 Polymer(Korea), Vol. 40, No. 1, 2016
104 김원일 이승욱 박재진 고영광 박원호 조동환 권오형 Figure 1. Elongation at break (A) and adhesive force (B) of each hydrocolloid dressing. 와 같이 값이 다소 일정하게 소폭 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 실험결과 합성고무 60 wt%와 CMC 40 wt%의 하 이드로콜로이드의 점착력은 1.78±0.5 kgf/25 mm의 값을 나타 내었다. 이는 Figure 2의 주사전자현미경을 이용한 모폴로지 분석에서 확인할 수 있는 것처럼 합성고무보다 CMC가 투입 되는 양이 많아질수록 CMC의 뭉침현상이 나타나고 표면의 거칠기가 급격하게 증가함에 따라 점착력이 감소되는 것으로 판단된다. 그리고 CMC의 분산정도에 따라 점착력이 영향을 받아 측 정수치가 증감하는 것으로 예측될 수 있지만, 본 연구에서 제 조된 하이드로콜로이드 시편은 측정치가 일정하게 도출된 것 으로 보았을 때 합성고무에 CMC가 균일하게 분산되어 있는 것으로 생각할 수 있다. 모폴로지. SEM을 이용하여 제조된 하이드로콜로이드 시트 의 합성고무에 분산된 CMC의 분산정도를 확인하기 위하여 표면과 단면의 모폴로지를 관찰하였다(Figure 2). 시편의 단면분석을 위해 시편을 액체질소에 20분간 함침시 킨 후 파단하였으며, 측정에 사용한 모든 시편표면에 전도성 을 부여하기 위하여 준비된 시편의 표면을 백금(Pt)으로 약 5 분간 2회 코팅하였다. 폴리머, 제40권 제1호, 2016년 Figure 2. Photomicrographs of hydrocolloid sheets (SC with various composition ratios. -SC 100-0 ) 50-50 Figure 2에 나타내었듯이, CMC의 함량이 증가할수록 하이 드로콜로이드 시트의 시편에서 표면 거칠기(roughness)가 증 가하는 것을 확인할 수 있다. 파단면 측정결과에서 CMC의 함량이 증가할수록 매트릭스인 합성고무에 분산된 CMC가 다량 관찰되었으며, CMC의 함량이 40 wt%인 SC60-40의 경우 CMC가 매트릭스 내에 잘 분산되어 있는 것을 확인할 수 있
합성고무와카르복시메틸셀룰로오스 (CMC) 나트륨을이용한하이드로콜로이드형창상치료재의제조및평가 105 었다. 그러나 CMC 의함량이 50 wt% 인 SC 50-50 의경우과도한 CMC 의함량으로인해 CMC 덩어리가뭉쳐져있고분산이잘되어있지않은것을확인할수있었다. 이러한매트릭스내에 CMC 의분산정도는흡수성고분자를이용한하이드로콜로이드시트제조시제품의균일한품질을위하여매우중요하다고판단되며, 모폴로지분석결과 CMC 의함량이 40 wt% 인 SC 60-40 의경우균일하게분산되어있어흡수도가균일한값을나타낼수있고흡수후에도치수변화가일정하게나타날수있을것으로기대된다. 흡수도. 흡수도는삼출물 (exudation) 을흡수할수있는정도를나타내는척도로서일반적으로흡수도가높을수록삼출물을흡수하여드레싱재내부에저장할수있는능력이크다는것을의미한다. 제조된하이드로콜로이드의흡수도측정결과는 Figure 3 에나타내었다. 그결과 CMC 의함량이많아질수록흡수도가높아지는것을확인할수있었다. CMC 는화학적으로매우안정하며, 특히인체에무해 / 무독하고증점및증량제, 유화분산제, 접착제, 현탁제등의여러가지용도로사용되고있는물질이며, 수용성이라다른수용성고분자와같이용해과정에서팽윤되면서서서히용해된다. 이와같이 CMC 의우수한흡습성으로인해본연구에서는삼출물을흡수하는역할을부여하기위하여 CMC 를도입하였다. 실험결과합성고무 60 wt% 와 CMC 40 wt% 의배합비로제조된하이드로콜로이드드레싱재의흡수도는 327±14% 값이었으며 SC 50-50 의경우는흡수도가가장높았으나, 배합후액의점도가높아성형성이좋지않았으며, 제조된시편의두께가일정하지않았다. 또한모폴로지에서도확인할수있는바와같이 CMC 가뭉쳐져있고분산이일정하지않아팽윤후에치수변화가일정하지않기때문에창상치료용드레싱재로사용하기에는적합하지않을것으로판단하였다. 이상과같은결과를종합해볼때합성고무 60 wt% 와 CMC 40 wt% 로제조된하이드로콜로이드시트가창상치료용드레 싱재로사용하기에가장적합할것으로판단되었다. 투습도. 본연구에서는피부에부착된기재가피부에서자연스럽게발생하는수분이나흡수한삼출물을얼마나외부로잘배출시키는지를알아보기위하여투습도를측정하였다. 투습도는상처부위가피부에서발생하는수분이나삼출물에의하여상처부위가침연 (hydration) 이되는것을방지하고습윤환경조성에영향을미친다. 투습도가과도하게높게설정되면상처부위가마르게되고드레싱과창상부위에서새롭게자라나는신생조직간의접착이생겨오히려상처치유에해가될수있다. 따라서본연구에서는투습방수능폴리우레탄필름과합지된하이드로콜로이드드레싱재의투습도를측정하기위하여 EN 13726-2 규격에기준에의거하여실험을수행하였다. 측정결과 CMC 의함량이높아질수록투습도가일정하게높아지는것으로확인되었다. 이는하이드로콜로이드시트에분산된 CMC 자체의흡습성에기인하는것으로판단되며, SC 100-0 의시편에서는투습도가 30 g/m 2 day 로투습성이거의없는것으로확인되었다. 시판중에있는다른제품의투습도와비교하였을때 SC 60-40 과 SC 50-50 두종류의시편에서투습도가 500 g/m 2 day 이상으로비슷하게측정이되어습윤환경드레싱재로사용하기에적합할것으로판단되었다. 본연구에서흡수도및성형성등의특성이우수한 SC 60-40 하이드로콜로이드시트의투습도결과는 547 g/m 2 day 이었다. 세포독성평가. 제조된하이드로콜로이드가배양세포에미치는독성정도와창상치료재로서적합성을검토하기위하여세포배양실험을수행하였다. Figure 4 에나타낸바와같이 1 일차에서는대조군인 TCPS 에배양한세포가생존율이두배이상높다. 이는본래 TCPS 가세포배양및증식을위한최적의표면처리가되어있는제품이기때문이다. 창상치료용드레싱소재는세포독성은적어야하지만세포가드레싱표 Figure 3. Water absorption (%) ability of each hydrocolloid dressing (SC 100-0 -SC 50-50 ). Figure 4. Cell viability on control and SC 60-40 hydrocolloid dressing groups determined by MTT assay (*p<0.05, **p<0.01, NS; Not Significant). Polymer(Korea), Vol. 40, No. 1, 2016
106 김원일 이승욱 박재진 고영광 박원호 조동환 권오형 면에 과도하게 부착하게 되면 드레싱재를 상처표면으로부터 탈착할 시, 환자에게 심각한 고통을 초래하므로 오히려 초기 의 세포생존율은 높지 않은 소재가 선호된다. 반면, 3-5일차 의 세포생존율에서 대조군과 실험군의 세포생존율이 유의미 한 차이를 나타내지만 시간이 경과될수록 세포생존율은 두 그룹 모두 지속적으로 증가하는 경향을 보이며 평균값의 차 이가 좁혀지는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 제조된 하이 드로콜로이드 드레싱재는 상처가 치유되는 시간이 7일이 경 과함에 따라 세포독성이 감소하고 대조군과 비교하여 유의미 한 차이가 없음을 판단할 수 있다. 대조군과 비교하여 실험 군의 세포생존율은 1, 3, 5, 7일차에서 각 평균 38, 56, 72, 87%를 나타내었다. 이 수치는 식약청의 창상치료재 제품허 가기준 세포독성규격(ISO 10993-5 세포독성시험(용출법)에 의한 평가에서 Grade 2, 세포가 50% 이상으로 생존하고 세 포용혈 및 세포간 빈공간이 넓지 않은 경우에는 적합)을 만 족하는 Garde 1(세포생존율 80% 이상)이므로 창상부위에 적 용해도 안전하다고 할 수 있다. 동물실험 평가. 본 연구에서는 동물실험을 통하여 제조된 하이드로콜로이드 드레싱재의 창상치유효과를 확인하고자 하 였다. 창상치유의 궁극적인 목적은 반흔을 최소화하면서 가 능한 한 조기에 창상이 치유되도록 하는 것이라고 할 수 있 다. 우선 피부에 창상을 입게 되어 조직적인 손상을 입게 되 면 결손 두께에 따라 개인별 차이는 있으나 최소한 1-2주 혹 은 그 이상의 기간이 필요하며 치유되기까지 환자에게 불편 과 고통이 따르기 마련이다. 현재 부분적인 창상치료에는 대 표적인 건조 환경드레싱인 거즈를 이용한 드레싱 방법과 생 물학적인 재료(사체 및 돼지 등의 피부, 양막)를 이용하거나 합성된 고분자 물질로 이루어진 재료 등을 사용하고 있다. 무 엇보다도 상피화가 적절하게 이루어지기 위해서는 창상부위 에 습윤 환경 조성과 삼출물을 저장할 수 있는 능력, 투습도, 외부로부터의 박테리아 및 물 등의 침투 방지 등의 기능 및 외부로부터의 2차 감염 예방이 요구된다. 특히 창상부위에 적 당하게 습도가 유지되고 통증을 최소화시킬 수 있으며, 독성 이나 알러지 등이 없으면서도 취급이 용이하고 사용이 간편 해야 하는 조건 등을 들 수 있다. 본 연구에서 제조한 SC60-40 제품과 대조군인 C사 c 제품, C사 d 제품을 적용함에 있어서 초기 창상의 크기를 측정해 두고 5일마다 창상의 크기를 측정하며 창상의 크기 변화에 따른 시간경과별 회복률을 Figure 5에 나타내었다. 시간별로 창상의 크기를 관찰하여 본 결과 본 연구에서 제조한 SC60-40 제품은 15일 후의 창상회복률이 100%로 우수한 창상 치유 효과를 나타냄을 알 수 있었다. 또한 전층 창상에서 발생된 다량의 삼출물을 적절하게 흡수하였음을 확인할 수 있었고, 드레싱 교환시 상처면과 하이드로콜로이드 드레싱재가 들러 Figure 6. Macroscopic observation of wounds treated with SC hydrocolloid as a function of post-treatment time. 60-40 Figure 5. Wound size recovery rate (%) after treatment with control hydrocolloid ( C Co. c product, C Co. d product) and SC as a function of post-treatment time (***p<0.001). 60-40 폴리머, 제40권 제1호, 2016년 Figure 7. Macroscopic observation of wounds treated with C Co. c product as a function of post-treatment time.
합성고무와 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 나트륨을 이용한 하이드로콜로이드형 창상치료재의 제조 및 평가 107 Table 3. Scoring System for Skin Reaction Primary irritation score Reaction Erythema and eschar formation NO erythema 0 Very slight erythema (barely perceptible) 1 Well-defined erythema 2 Moderate erythema 3 Severe erythema to eschar formation preventing grading of erythema 4 Edema formation Figure 8. Macroscopic observation of wounds treated with C Co. d product as a function of post-treatment time. 붙는 현상이 없었음을 관찰하였다. 이는 본 연구에서 제조된 하이드로콜로이드 제품이 전술한 실험 결과와 같이 습윤 드 레싱으로서 갖추어야 할 필요 충분 요건을 확보하였기 때문 인 것으로 사료된다. Figures 6-8을 비교해보면 대조군 제품들에 비하여 본 연구 에서 제조된 하이드로콜로이드(SC60-40)가 우수한 창상 치유 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 본 연구에서 제조된 제품은 15일 경과 후 100%의 높은 상 처 회복률을 나타내었으며, 상처가 완벽하게 수복되는 현상 을 확인할 수 있었다. 이와 같이 본 연구에서 제조한 하이드 로콜로이드가 투습도, 흡수도, 세포적합성, 기계적 물성 등이 적절하여 대조군에 비하여 우수한 창상치유 효과를 나타낸 것으로 생각된다. 피부자극성 평가. 본 연구에서 제조된 하이드로콜로이드의 피부자극성 평가를 위한 실험 결과, 시험기간 중 시험물질 적 용에 의한 것으로 판단되는 임상증상의 특이한 변화를 나타 내는 개체는 관찰되지 않았으며 폐사한 개체도 관찰되지 않 았다. 또한 시험물질 도포에 따른 체중 변화의 특이성도 발 견되지 않았다. 피부 반응 평가는 Table 3을 이용하여 홍반과 부종을 평가 하였으며, 시험물질 적용 후 모든 적용부위는 특이한 변화를 나타내지 않았다. 각 토끼의 피부자극 시험에서 자극이 전혀 없는 것으로 확인되었다(데이터 생략). 결과적으로 본 연구를 통하여 제조된 하이드로콜로이드는 창상치료용 드레싱재로서 의 활용가치가 높음을 확인할 수 있었다. 결 론 본 연구에서는 합성고무 혼합물에 흡수성의 CMC를 혼합 하여 하이드로콜로이드 시트를 제조하였으며, 매트릭스내에 No edema 0 Very slight edema (barely perceptible) 1 Well-defined edema 2 Moderate edema 3 Severe edema 4 Total possible score for irritation 8 흡수성 물질의 분산 및 배합비는 고기능성 하이드로콜로이드 제조시 제품의 균일한 품질을 위하여 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 흡수성의 CMC 조성비를 조절하여 하이드로콜 로이드 시트를 제조하고 의료용 창상치료 습윤 환경 드레싱 재로의 활용가능성에 대한 연구를 진행하였으며, 원료배합 비 를 조정하여 최종적으로 제조된 하이드로콜로이드의 기계적 물성과 흡수도, 투습도, 모폴로지 등을 조절할 수 있었다. 본 연구에서 제조된 하이드로콜로이드의 세포배양 결과 세포적 합성이 우수하였고, 동물실험 결과 대조군에 비하여 현저한 창상치유 효과를 보였으며, 피부자극성 시험 결과 자극이 없 는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과를 종합적으로 판단해 볼 때, 본 연구에서 제조된 합성고무에 CMC가 분산된 하이드 로콜로이드 드레싱재는 창상치료용 소재로서 중요한 실마리 를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. 감사의 글: 본 연구는 산업통상자원부 광역경제권거점기관 지원 전자의료기기부품소재 산업화기반구축사업(A006100073) 과 한국연구재단 방사선융합기술개발사업(2015M2A2A6A 03044942)의 지원으로 수행되었습니다. 참고문헌 1. Korean Research Group for Wound Care, Advance in Wound Care, Korea Medical Book Publisher, Seoul, 2002. 2. G. D. Winter, Nature, 193, 293 (1962). 3. D. T. Rovee, C. A. Kurowsky, and J. Labun, Arch. Dermatol., 106, 330 (1972). 4. W. I. Kim, C. J. Kim, D. Y. Kim, O. K. Kwon, and O. H. Kwon, Polymer(Korea), Vol. 40, No. 1, 2016
108 김원일 이승욱 박재진 고영광 박원호 조동환 권오형 Polym. Korea, 34, 442 (2010). 5. T. S. Stashak, E. Farstvedt, and A. Othic, Clin. Tech. Equine Pract., 3, 148 (2004). 6. C. D. Hinman and H. J. Maibach, Nature, 200, 377 (1963). 7. T. K. Hunt, Ann. Emerg. Med., 17, 1265 (1988). 8. N. P. Gamborg, M. S. Munk, and L. Stromberg, Acta Derm. Venereol. Suppl. (Stockh), 152, 1 (1989). 9. S. Kata, K. McGinley, and J. J. Leyden, Arch. Dermatol., 122, 62 (1986). 10. A. Alm, A. M. Hornmark, P. A. Fall, L. Linder, B. Bergstand, M. Ehrnebo, S. M. Madsen, and G. Setterberg, Acta Derm. Venereol. Suppl. (Stockh), 149, 1 (1989). 11. S. Dumitriu, Polymeric Biomaterials, Marcel Dekker, New York, 1994. 12. H. M. Jeong, B. K. Ahn, S. M. Cho, and B. K. Kim, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys., 45, 3009 (2000). 13. H. M. Jeong, B. K. Ahn, and B. K. Kim, Polym. Intl., 49, 1714 (2000). 14. J. C. Lee, J. H. Kim, and B. K. Kim, Polym. Sci. Tech., 12, 731 (2001). 15. D. Queen, J. D. S. Gaylor, J. H. Evans, J. M. Courtney, and W. H. Reid, Biomaterials, 8, 367 (1987). 16. G. Khang, J. H. Lee, and H. B. Lee, Polym. Sci. Technol., 8, 175 (1997). 17. D. H. Park, J. M. Jung, S. J. Lee, and C. H. Song, Biomater. Res., 10, 17 (2006). 18. B. H. More, S. N. Sakharwade, S. V. Tembhurne, and D. M. Sakarkar, Int. J. Toxicol. Appl. Pharm., 3, 10 (2013). 폴리머, 제 40 권제 1 호, 2016 년