한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
카테터연관 요로감염 (catheter-associated urinary tract infection)은 병원내 환자 관리에서 발생하는 모든 감염 중 가장 흔하게 발병하고 있으며, 전체 요로감염 중 약 80%의 비중을 차지하고 있습니다. 또한, 전세계적으로 초고령화 사회에 접어든 만큼, 요도카테터의 사용 또한 매년 증가하고 있으며, 이로 인해 발생하는 카테터연관 요로감염으로 유발된 이환율, 사망률, 병원비 등의 증가에 대해 지속적인 관심이 필요한 상황입니다. 카테터연관 요로감염이 발생하는 주된 요인은 요도 카테터가 체내에 유지될 때, 관내/관외경로를 타고 침입하는 여러가지 ‘세균’과 이로인해 발생하는 균막형성 (biofilm formation) 때문입니다.
따라서, 카테터연관 요로감염의 치료는 세균을 효과적으로 처리해주는 항생제를 이용하게 됩니다. 하지만, 지속적인 항생제처리는 시간이 지날수록 내성이 생기게 되고, 내성균 또한 증가할 수 있습니다. 의료기기에서 재료공학 등이 발전하면서 카테터연관 요로감염을 예방하기 위해 카테터 재질 및 디자인의 연구와 항생제 및 항균제 코팅을 통해 카테터 자체에서 항박테리아 작용을 할 수 있는 방법에 대한 연구들이 제시되었으나, 유의미한 효과는 미미한 실정입니다. 그 중 항균작용을 하는 은이온을 이용한 은합금 코팅 카테터가 코팅되지 않은 일반 카테터에 비해 요로감염을 예방하는데 유리한 측면이 있음을 확인하였고, 싱가폴을 포함한 몇 개의 나라에서 상용화 되어있습니다. 하지만, 코팅된 은이온이 초기의 과도한 방출과 카테터 근처의 죽은 박테리아 찌꺼기 층으로 인한 항균효과의 저해 등으로 인해 장기간 유지 (30일 이상)가 어렵다는 연구 결과가 보고되었습니다. 따라서, 저희 연구진들은 기존 은코팅 카테터를 이용하여 비 특이적 요로관련 병균체에 대한 신속한 살균력을 달성시키면서, 일정하고 지속적인 항균제 방출을 통해 요도카테터의 장기간(30일 이상) 유치할 수 있는 방법에 대해 고민하였습니다. 저희 연구실은 그 중 은코팅 카테터위에 아연층을 코팅하여, 이중 코팅층을 만들어 아연은 빠르게 방출되어 초기 살균작용을 하고, 은나노 입자는 아연층 아래에서 천천히 지속적으로 방출되어 장기 항균작용을 할 수 있도록 설계하였습니다. 그 결과 생체외 실험을 통해 두달 동안 항균제의 방출이 유지됨을 확인할 수 있었고, 생체 내 실험에서 단일 은나노 코팅 카테터에 비해서도 한달동안 이중 코팅층이 벗겨지지 않은 채로, 우수한 항균작용을 하는 것으로 밝혀졌습니다. 향후 임상적용까지 나아가야 할 단계가 많지만, 본 기술이 적용이 된다면 와상환자, 수술환자 중 장기간 요도카테터의 거치가 필요한 환자들에게 부작용을 최소화하며 원활한 배뇨의 기능을 할 수 있도록 도와주는 의료기기가 될 것이라고 전망됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구를 위해 한국과학기술연구원의 옥명렬 박사님 팀에서 스퍼터링 기법을 이용하여 아연층을 코팅해 주셨습니다.
또한, 단면분석, 이온방출 분석, 단기 항균 실험, 세포독성 실험은 한양대학교 정현도 교수님 팀에서 진행해 주셨습니다.
마지막으로 은나노 코팅, 표면분석, 장기 항균실험, 세포독성 실험, 생체내 실험은 제가 속해 있는 서울아산병원, 울산의대 박정훈 교수님 팀에서 진행하였습니다. 저희 연구실은 주로 의료기기 기반 생체내 실험에 중점을 두고 있습니다. 다른 연구실과 달리 본 연구실에서는 소동물부터 대동물까지 (마우스, 렛드, 토끼, 비글, 돼지) 실무연구자가 직접 다양한 실험을 맡으며, 석사과정에서부터 논문작성을 도맡아 진행하고 있습니다. 또한 연구실 내 다른 연구원들이 작성한 논문을 자체적으로 검토 및 첨삭하는 authorship conference를 매주 진행하고 있어 논문작성에 대해 더 많이 노출되어 있습니다. 따라서, 저희 연구실 내 모든 선생님들은 대학원 과정을 막론하고 주체적으로 실험 및 논문작성을 진행할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 또한, 박정훈 교수님께서 자유로운 발제를 통해 개념의 확장 및 현실화를 추구하는 스타일이어서 잘 구성된 개념은 논문을 넘어 특허진행, 연구과제진행까지 이루어집니다. 아직 학생들이 발제한 연구 주제 중 상용화된 제품은 없지만, 시간이 지나면 제품화까지 가능할 것으로 생각이 되어지고, 본 연구실에서 연구 개발된 의료기기가 임상 수요가 있는 곳, 실질적으로 필요한 환자들에게 도움을 줄 수 있을 것이라고 생각하면 그보다 보람찬 일은 없을 것이라고 생각됩니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
본 연구의 시작은 어머니와의 맥주한잔에서 시작되었습니다. 어머니께서 요양병원에서 간호조무사로 근무하고 계시는 중에 요도카테터로 인한 여러가지 합병증, 그 중에서도 요로감염에 대한 여러 사례를 말씀해 주시며 안타까워하셨습니다. 이로 인해 고령환자들이 겪는 고통과 추가적인 관리로 인한 원내 상황을 설명해 주셨습니다. 한국은 초고령 사회로 접어드는 동시에 의료인력 부족이 심하며, 이 현상은 시간이 지날수록 더 심해질 것으로 예상됩니다. 그렇기 때문에, 본 현상은 현재에서 그치는 것이 아니라 앞으로 미래에 우리에게 닥칠 문제라고 인식되었고, 본 연구에 대해 고민하게 된 계기가 되었습니다. 쉽게 지나칠 수 있는 상황에서 예기치 않게 얻게 된 연구주제가 좋은 결실을 맺어 이번 논문이 저에겐 더욱 의미가 큰 것 같습니다. 어떤 연구주제를 시작할지 막막하다면, 평소에 접할 수 있는 간단한 의료기기에 대한 관심이나 주변의 의료종사자들과 소소한 대화가 때로는 방법이 될 수도 있을 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
연구는 인내와 고뇌의 연속인 것 같습니다. 어느 해는 성과가 손에 잡히지도, 눈에 보이지도 않지만, 계속하다 보면 어느 해는 많은 성과와 현저히 성장한 자신의 모습을 보게 되는 것 같습니다. 사실 연구원들은 성과가 좋지 않던 해에도, 좋은 해에도 언제나 묵묵히 하던 일을 똑같이 했을 뿐인데 말이죠. 앞으로 어느 세부 분야에서든 진학하시는 분들께서도 긴 시간이 되겠지만, 조금씩 전진하다 보면 어느새 발전해 있는 자신의 모습을 볼 수 있을 것이라 생각합니다. 그 시간이 어렵고 막막하겠지만, 저도 마찬가지고 모두들 목표하신 곳까지 힘내시길 바라겠습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
앞으로의 목표는 좋은 연구책임자가 되어 의료계에 이바지할 수 있는 의료기기를 연구개발하고, 저희 교수님들께서 저를 양성해 주셨듯이 후학을 양성하는 것이 목표입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
본 연구를 시작할 수 있도록 소스를 주신 어머니께 감사드리고, 늘 응원해주는 가족들께 감사의 말씀을 올리고 싶습니다. 그리고 본 연구를 실질적으로 진행할 수 있게 도와주시고 지지해주신 박정훈 교수님께 감사드립니다. 또한 본 연구를 위해 함께 힘써주신 동료 선생님들, 정현도 교수님, 옥명렬 박사님께 감사하다는 말씀을 전해드리고 싶습니다.
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# 나노공학기반 표면개질
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