KR100953466B1

KR100953466B1 - 생명을 위협하는 심각한 출혈에 사용되는 상처 드레싱 제조방법

Info

Publication number: KR100953466B1
Application number: KR1020097001826A
Authority: KR
Inventors: 켄톤 더블유. 그레고리; 시몬 맥카티
Original assignee: 프로비던스 헬스 시스템-오레곤; 켄톤 더블유. 그레고리
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2010-04-16
Also published as: US9004918B2; CA2450668A1; CA2450668C; US7820872B2; DK1401352T3; NO325688B1; AU2002312493B2; BR0210406A; NZ530399A; NO20035569L; JP4332030B2; WO2002102276A2; EP1401352A4; JP2005503197A; EP1401352A2; KR100953465B1; NO20035569D0; KR20040027519A; US20080064998A1; US7482503B2

Abstract

본 발명은 향상된 지혈 제어 상처 드레싱 및 이를 만드는 방법에 관계한다. 본 상처 드레싱은 심각한 출혈을 제어하기 위해 포유류가 아닌 원료 물질을 이용하여 만든다. 드레싱은 심각한 출혈 제어 목적으로 키토산으로 구성된 생물질로 만들어진다. 본 발명에서 고려하는 생명을 위협하는 심각한 출혈은 일반적으로 상처에 통상의 거즈를 이용하였을 경우에 지혈이 안 되는 경우를 말한다. 드레싱은 상처부위에 부착시켜 상처로부터 생명을 위협하는 심각한 출혈을 지혈시키고, 상처를 봉합하고, 상처부위에서 혈액 응고를 가속시키고, 상처부위에서 응혈 덩어리 형성을 강화시키고, 상처부위로부터 혈액이 밖으로 흐르는 것을 방지한다.

Description

생명을 위협하는 심각한 출혈에 사용되는 상처 드레싱 제조 방법{A method for preparing a wound dressing useful for secere, life-threatening bleeding}

본 발명은 생명을 위협하는 출혈을 제어하기 위한 구급용 또는 1차 처치용 드레싱에 관계한다.

향상된 출혈 제어 붕대와 이를 이용하는 방법은 실질적으로 지혈 방법을 보강시킬 수 있다. 현재까지, 가제 붕대를 이용하여 지속적으로 압박하는 방법이 간(幹) 혈류, 특히 심각한 출혈 상처에 이용되는 적절한 1차 방법으로 사용되고 있다. 그러나, 이와 같은 방법은 효과적으로나 안전하게 심한 출혈 상처를 지혈시킬 수 없다. 이는 상처에서 생명을 위협할 수 있는 출혈의 경우에 주요 생존 문제가 되어왔다.

또한, 심각한 출혈은 전장에서의 부상으로 인한 주요 사망 원인이 된다는 것이 인정되었고, 수치상으로 사망의 50%에 다다른다는 것이다. 이와 같은 사망의 1/3은 개선된 출혈 제어 방법 및 장치를 이용할 경우에 방지할 수 있을 것이다. 이와 같은 개선된 출혈 조절 방법은 시민에서도 가장 유용하게 이용될 수 있다는 것을 증명할 수 있는데, 일반 시민의 경우에 외상에 따른 출혈로 인한 사망이 두 번째로 많다.

외과 부분에 한정된 현재 이용할 수 있는 지혈 붕대인 콜라겐 상처 드레싱 또는 건조 피브린 트롬빈 상처 드레싱은 혈액의 이동이 많은 경우에 용해에 대해 충분한 저항성을 가지지 못하고, 심각한 출혈의 지혈을 목적으로 사용하고자 할 경우에 충분히 강력한 접착성을 가지지도 못한다. 이와 같은 현재 이용할 수 있는 외과적인 지혈 붕대는 약하고, 따라서 압력을 받거나 구부릴 경우에 쉽게 손상될 가능성이 있다.

키토산 및 키토산 드레싱과 관련된 선행기술이 있다. 가령, 미국 특허4,394,373에서는 키토산을 액상 또는 분말형으로 이용하여(㎍/㎖ 양으로) 혈액을 응고시켰다. 또한, 미국 특허 4,452,785에서는 혈관에 키토산을 직접 주사함으로써 치료요법적으로 혈관을 차단시키는 방법에 대해 설명하고 있다. 미국 특허 4,532,134는 지혈과 관련된 것으로써, 키토산 용액 또는 물에 용해된 키토산을 상처 조직에 접촉시켜 섬유증식증을 저해시키고, 조직 재생을 촉진시켰다. 키토산은 출혈을 방해하는 코아굴룸(coagulum)을 형성한다.

또한, 미국 특허 5,858,350은 규조에서 얻은 생의학적 등급의 고순도 키틴 및 키틴 유도체(특허에서 분석에 의해 설명되지는 않았지만, 소위 단백질이 없는)를 만드는 과정에 관계한다. 소위 단백질이 없는 키틴, 키토산 물질의 장점은 현재 새우 및 게에서 유리한 키틴 물질보다는 훨씬 항원성이 약하다는 것이다.

Mi, FL, et al., Fabrication and Characterization of a Sponge-Like Assymetric Chitosan Membrane as a Wound Dressing, Biomaterials, 22(2):165- 173(2001)에서는 상 역전 방법으로 만들어진 비대칭 키토산 막의 직조 및 상처 치유 기능에 대해 설명한다.

Chan, MW, et al., Comparison of Poly-N-acetyl Glucosamine (P-GlcNAc) with Absorbale Collagen (Actifoam), and Fibrin Scalant (BoIheal) for Achieving Hemostasis in a Swing Model of Splenic Hemorrhage, J. Trauma, Injury, Infection, and Critical Care, 48(3):454-458(2000)에서는 적당한 혈류하에 키틴/키토산 지혈 패치의 테스트 및 돼지 비장 캡슐 스트리핑 테스트의 삼출을 테스트하는 것에 대해 설명하고 있다.

Cole, D.J., et al, A Pilot Study Evaluating the Efficacy of a Fully Acetylated poly-N-acetyl glucosamine Membrane Formulation as a Topical Hemostatic Agent, Surgery 126(3):510-517(1999)에서는 돼지 비장 캡슐 스트리핑 테스트에서 지혈 물질을 테스트하는 것에 대해 설명하고 있다.

Sandfor, Steinnes A., "Biomedical Applications of High Purity Chitosan" in Water Soluble Polymers, Synthesis, Solution Properties and Applications, ACS Series 467, Shalaby WS. McCormick CL. Butler GB. Eds. ACS, Washington, DC 1991, Ch 28, 431-445는 키토산 스펀지와 관련하여 키토산의 용도를 설명하는 리뷰 논문이다.

Mallette, W.G., et al, Chitosan: A New Hemostat, The Annals of Thoracic Surgery, 36(1). 55-58(1993). Malette 특허에서 언급한 내용을 참고한다.

Olsen, R., et al, In Chitin and Chitosan, Sources, Chemistry, Biochemistry, Physical Properties and Applications, Elsevier Applied Science, London and New York, 1989, 831-828은 키토산의 응집 효과에 관계하는 논문이다.

일본 특허 60142927에서는 점성이 개선된 키토산 의료 붕대에 대해 설명한다. 일본 특허 63090507A2에서는 불용성인 2% 아세트산 불용성 키토산 스펀지를 외상 출혈이 이용하거나 또는 상처 보호에 이용하는 것에 대해 설명하고 있다.

미국 특허 5,700,476에서는 동결 건조 기술을 이용하여 적어도 한가지 제약학적 물질과 적어도 한가지 기질로 만들어진 상처 드레싱으로 또는 이식물을 위한 콜라겐 기초한 구조적으로 비-균질성 스펀지에 대해 설명하고 있다.

미국 특허 2,610,625는 혈류 또는 다른 유체의 흐름을 중단시키는데 매우 효과적이고, 일정시간 후에 신체에 흡수될 수 있는 동결 건조된 스펀지 구조물에 관한 것이다. 이 특허는 콜라겐 스펀지 조제물을 설명하고 있다.

미국 특허 5,836,970에서는 키토산 및 알긴산염 혼합물로 구성된 상처 드레싱으로 구성된다.

본 발명의 상처용 드레싱은 대게 상대적으로 비용이 저렴하다. 현재는 생명을 위협하는 출혈을 제어하는데 적절한 임의 상처용 드레싱이나 저가의 드레싱이 없다. 생명을 위협할 수 있는 출혈은 총상이나 심각한 동맥 파열의 경우에는 치명적일 수 있다. 전장에서는 이와 같은 형태의 드레싱이 절실히 필요한데, 전장의 경우 죽음의 50%정도가 심각한 출혈을 즉시 막지 못하여 발생된다.

생명을 위협하는 출혈을 제어하기 위한 향상된 상처 드레싱은 다음의 성질을 가진다;

i) 포장에서 꺼낸 후에 한번에 쉽게 그리고 빠르게 사용할 수 있고;

ii) 신속하고 강력한 혈액 응고;

iii) 신속하고 강력하게 조직에 흡착;

iv) 강한 내부 결합성질;

v) 신속하고 강력한 상처 치유성;

vi) 강력한 혈류하에 용해에 저항성;

vii) 부주위하게 다루어도 효과에 영향이 없다.

본 발명은 향상된 지혈 상처 드레싱 및 이를 이용하고 만드는 방법에 관한다. 본 발명의 상처 드레싱은 심각한 출혈을 제어하기 위한 포유류에서 취한 물질이 아닌 재질로 만들어진다. 적절한 포유류이외에서 유도된 재질은 폴리[β-(1→ 4)-2-아미노-2-데옥시-D-글루코피라노즈], 흔히 키토산으로 알려진 물질이다.

일반적으로 본 드레싱은 심각한 출혈을 제어하기 위한 키토산으로 구성된 생물질로 형성된다. 적절직하게는 생물질은 포유류이외에서 수득한 물질로 구성된다. 본 발명에서 고려하고 있는 생명을 위협하는 심각한 출혈의 종류는 상처에 통상의 압력으로 흔히 사용되는 거즈 드레싱을 이용하였을 때 지혈을 할 수 없는 경우를 말한다. 또는, 생명을 위협하는 심각한 출혈은 상처에 통상의 압력으로 흔히 사용되는 거즈 드레싱을 이용하였을 때 지혈을 할 수 없는 경우를 말하고, 다른 수단으로 제어되지 않는 경우에 저혈압 상태가 될 수 있다. 다른 방법으로 말하자면, 생명을 위협하는 심각한 출혈은 일반적으로 상처에 통상의 압력으로 흔히 사용되는 거즈 드레싱을 이용하였을 때 지혈을 할 수 없는 경우를 말하고, 다른 수단으로 제어되지 않는 경우에 심장 수축시의 혈압이 90㎜Hg 미만으로 떨어질 수 있는 경우를 말한다.

생명을 위협하는 심각한 출혈은 분당 혈액 손실량이 90㎖이상인 일정한 출혈을 말하고, 이 상태는 약 20분간의 출혈이 체중이 70㎏인 사람의 경우에 전체 혈액의 약 40%이상을 상실한다는 것을 말한다. 혈액 손실량은 사람의 생존율을 실제 감소시킨다. 대부분의 많은 경우에, 총상 또는 관통상 또는 둔기로 인한 최상에 의해 심각한 출혈이 발생될 수 있다. 다른 경우로는 응혈이상증 또는 내부 충격 또는 외과술로 인한 외상에 의해 심각한 출혈이 발생될 수 있다.

상처 드레싱은 실질적인 동맥 상처 또는 혈류가 분당 약 90㎖인 정맥 상처와 같은 심각한 출혈을 치혈시킬 수 있다. 상처 드레싱은 또한 5분이내에 상처 드레싱을 바로 압박하여 상처부위에 부착시킬 수 있다. 상처 드레싱은 상처를 신속하게 감싸기에 적합하다. 상처 드레싱은 또한 상처 부위에서 실제 응혈시켜, 응고되도록 할 수 있고, 상처 드레싱을 바로 압박하여 일시적으로 심각한 출혈을 지혈시킬 수 있다.

상처 드레싱은 높은 혈류에서 용해에 강한 저항성을 가진다. 상처 드레싱은 양호한 내부 응집성을 가지고, 조심하게 다루지 않아도 되도록 충분한 탄성과 거침성을 가지고 있다.

상처 드레싱은 키토산 생물질에서 일반적으로 생산되고, 중간 구조 또는 형태 생성 단계를 이용하여 스펀지형 또는 엮어진 모양으로 형성된다. 이와 같은 구조 또는 형태 생성 단계는 일반적으로 용액을 이용하는데, 냉동(상분리의 원인이 됨), 비-용매 염료 압출(섬유를 만들기 위함), 전자-방사(섬유를 만들기 위함), 상 역전 및 비-용매를 이용한 침전(일반적으로 투석 및 여과 막을 만드는데 이용) 또는 형성된 스펀지형 또는 직조된 생성물 상에 용액 피복등의 기술을 이용하여 실행할 수 있다. 냉동의 경우에, 두 개 이상의 별개 상이 냉동에 의해 형성되는데(일반적으로 별개의 고형 상으로 키토산 생물질이 확산되면서 물은 얼음으로 냉동된다), 또 다른 단계를 이용하여 냉동된 용매(일반적으로 얼음)를 제거하고, 그 다음 냉동 구조를 흩트리지 않고 상처용 드레싱을 만든다. 이는 냉동-건조 및 냉동 치환 단계를 이용하여 이루어진다. 필라멘트는 부직포 방사 공정을 이용하여 부직포 스펀지형 망으로 만들어질 수도 있다. 또는, 필라멘트는 통상의 방사 및 직조 공 정을 이용하여 펠트형 직물로 만들어질 수도 있다. 상기 생물질 스펀지형 생성물을 만드는데 이용할 수 있는 다른 공정에는 고형 키토산 매트릭스에서 얻은 첨가된 포로겐(porogens)을 용해시키거나 매트릭스에서 물질을 보링(boring)시키는 것이 포함된다.

상처 드레싱은 바람직하게는 서로 연결된 개방형 다공성 구조로 구성된 생물질로 만들어지거나 지향성 개방형 박판 구조로 만들어지거나 또는 개방형 튜브 구조 또는 개방형 벌집 구조 또는 필라멘드성 구조로 만들어질 수 있다. 상처 드레싱 서로 연결된 공간이 없는 도메인 또는 구멍의 직경이 적어도 약 15미크론, 좀더 바람직하게는 약 30미크론, 가장 적절하게는 약 35미크론, 최고 100미크론, 더 바람직하게는 최고 125미크론 및 최고 150미크론까지 구멍 구조를 가진다.

상처 드레싱의 면적당 이용할 수 있는 혈액 접촉면이 적어도 100㎠ per ㎠ 바람직하게는 200㎠ per gram per ㎠, 가장 바람직하게는 적어도 300㎠ per gram per ㎠이 된다. 상처 표면적당 키토산의 이용가능한 양은 적절하게는 적어도 약 0.02g/㎠ , 바람직하게는 적어도 0.04g/㎠, 가장 바람직하게는 적어도 0.06g/㎠이 된다.

또한, 상처 드레싱은 상처 부위에 부착하였을 경우에 드레싱 표면적당 평균 용해율이 37℃에서 0.008 grams per minute per ㎠미만이고, 바람직하게는 0.005 grams per minute per ㎠이고, 가장 바람직하게는 0.002 grams per minute per ㎠을 넘지 않는다.

본 상처 드레싱은 바람직하게는 적어도 0.05g/㎤의 밀도, 절절하게는 적어도 0.07g/㎤ 밀도, 가장 바람직하게는 0.11g/㎤ 밀도를 가진다. 드레싱은 0.05g/㎤의 압착 밀도를 가지고, 좀더 바람직하게는 0.07g/㎤의 압착 밀도를, 가장 바람직하게는 0.095g/㎤의 압착 밀도를 가지고, 0.14g/㎤미만의, 바람직하게는 0.12g/㎤미만의, 가장 바람직하게는 0.10g/㎤을 넘지 않는다.

본 발명의 상처 드레싱은 일반적으로 평균 분자량이 50kda, 좀더 바람직하게는 약 75kda, 더욱 바람직하게는 100kda, 가장 바람직하게는 150kda의 분자량(Gel Permeation Chromatography, 폴리에틸렌 글리콜 표준이용, pH 5.5, 0.01M 아세테이트 나트륨 이용하여 분자량을 측정)을 가지는 키토산을 함유한다. 키토산의 평균 분자량은 적어도 100kDa, 좀더 바람직하게는 150kDa, 가장 적절하게는 300kDa(Gel Permeation Chromatography, 폴리에틸렌 글리콜 표준이용, pH 5.5, 0.01M 아세테이트 나트륨 이용하여 분자량을 측정)이다. 상처 드레싱에 있는 키토산은 25℃에서 1% 용액 및 1% 아세트산(AA)에서 Brookfield LV DV-Ⅱ+점성과 스핀들 LV1(30rpm)을 가지고, 바람직하게는 100미만의 센티포아즈(점성도의 단위), 더 바람직하게는 125 센티포아즈, 가장 바람직하게는 150미만의 센티포아즈를 가진다. 상기에서 언급하는 분자량 및 점성도는 실질적으로 순수한 키토산 상처 드레싱에 관한 것이고, 상처 드레싱은 흡착된 키토산 표면층을 가질 수도 있다. 공유 결합된 키토산 표면층을 포함하는 상처드레싱의 경우에 점도가 적고 분자량이 낮은 키토산을 이용하는 것이 바람직할 수도 있다.

본 발명의 상처 드레싱은 조직 흡착 및 조직 봉합을 촉진시키기 위한 양이온 키토산 염으로 구성될 수도 있다. 적절직하게는 양이온 키토산은 키토산 포름산 염, 키토산 아세트산염, 키토산 락테이트, 키토산 아스코르브산 및 키토산 시트르산염에서 선택될 수 있다. 키토산은 일반적으로 70%, 바람직하게는 75%, 좀더 바람직하게는 약 80%, 가장 바람직하게는 약 85%의 디아세틸화 정도를 가진다.

본 발명의 적절한 형태에서, 상처 드레싱은 취급시에 또는 기계적인 성질이 개선된 잘 접착될 수 있는 후면 지지층을 가진다. 이와 같은 후면 층은 상층 키토산과 바로 흡착하여 드레싱에 부착되거나 결합될 수 있다. 또는, 3M 9942 아크릴레이트 피부 접착제와 같은 접착제, 또는 피브린 접착제 또는 시아노아크릴레이트 접착제를 이용할 수도 있다. 이와 같은 후면층은 실제 혈액에 불용성이다. 또한 후면 층은 실제 혈액 불투성이 바람직하다. 후면 층은 실제 생분해가능한 것이 바람직하다. 후면층은 사용하는 동안에 밴드를 안정적으로 다룰 수 있고, 밴드를 붙이고난 후에는 손에 끈적이지 않는 물질이 바람직하다.

바람직하게는 후면층을 형성하는 물질은 고분자 물질층이다. 적절한 후면층 물질의 예로는 낮은 모듈의 망, 필름, 천연 또는 합성 고분자로 직물을 포함할 수 있다. 합성 생분해가능한 재료에는 폴리(글리콜산), 폴리(락트산), 폴리(e-카프로락탄), 폴리(β-하이드록시길초산, 폴리디옥산온, 폴리(에틸렌 테르프탈레이트), 폴리(말르산), 폴리(타르트론산), 폴리포스파젠, 상기 언급한 고분자를 합성하는데 이용되는 단량체 공중합체등이 포함된다. 천연 생분해성 고분자에는 키틴, 알긴, 덱스트란, 콜라겐, 알부멘등이 포함된다. 일시적으로 외용 상처에 이용할 수 있는 생분해되지 않는 고분자에는 폴리프로필렌, 플로에틸렌, 메날로센 고분자, 폴리우레탄, 염화폴리비닐 고분자, 폴리에스테르 및 폴리아미드가 포함된다.

본 발명의 상처 드레싱은 상처 부위에 약 40kPa 흡착력을 가지는데, 바람직하게는 60kPa, 가장 바람직하게는 100kPa의 흡착력을 가진다. 또한, 상처 드레싱은 약 3.0㎜이상, 바람직하게는 3.5㎜, 가장 바람직하게는 4.0㎜이상에서 8.0㎜미만, 바람직하게는 7.0㎜미만, 가장 바람직하게는 6.5㎜미만의 두께를 가진다.

본 발명의 상처 드레싱(2.5㎝ 폭)은 적절하게는 1㎏미만의 장력, 좀더 바람직하게는 약 1.5㎏, 가장 바람직하게는 적어도 2.25㎏의 장력을 가진다. 이와 같은 드레싱은 최고 신장력이 적어도 70%, 좀더 바람직하게는 90%, 가장 바람직하게는 110%의 신장력을 가진다. 드레싱의 영 모듈은 5MPa 미만, 좀더 바람직하게는 3MPa미만, 가장 바람직하게는 1MPa미만이 된다.

상처 드레싱은 바람직하게는 상처 부위의 표면에 상당량의 혈액이 있는 경우에 상처 드레싱을 사용할 때 유용할 수 있는 정지 마찰면(traction surface)이 포함되고, 정지 마찰면은 적어도 한 개의 외측 표면으로 구성되고 상처 부위를 붙잡아, 사용하는 동안에 상처 부위에서 이탈하지 않게 상처 드레싱이 흘러내리지 않도록 하는 기능을 한다. 이와 같은 정지 마찰면은 디딤형 구조로 되어 있는 것이 바람직하다.

본 상처 드레싱은 바람직하게는 상처 드레싱과 혈액 사이에서 상처로부터 흐르는 혈액과 복합하여 흡착 물질을 형성할 수 있다. 이 경우에, 상처가 봉해질 경우에 흡착 물질은 적절하게는 pH가 5.5, 좀더 바람직하게는 4.5, 가장 바람직하게는 4가 된다. 상처 드레싱의 pH를 조절하는 목적으로 이용되는 전형적인 산으로는 다음의 것이 이용될 수 있다; 아세트산, 포름산, 락트산, 아스코르브산, 염화수소 산, 구연산. 상기에서 설명하는 pH 수준으로 pH를 조절하기 전에 키토산 양이온/음이온에 있는 글루코자민 기능기에 대한 산성 음이온의 몰비율은 약 0.90, 좀더 바람직하게는 0.75, 가장 바람직하게는 0.60이 된다.

상처 드레싱은 상처 모양에 순응할 수 있어, 상처를 속박하고, 생명을 위협하는 심각한 출혈을 지혈시킬 수 있다. 좀더 특별하게는, 상처 드레싱은 상처 틈에 넣을 수도 있다. 좀더 적절하게는 상처 드레싱은 관 모양에 맞게 할 수도 있다. 따라서, 재성형된 상처 드레싱을 상처내에 삽입시킬 수도 있다.

본 발명은 개인의 상처 부위에서 상처로부터 생명을 위협할 정도의 출혈을 제압하는 방법에 대해 설명한다. 이 방법은 키토산으로 만들어진 생물질로 형성된 상처 드레싱을 제공하고, 상처 드레싱을 상처 부위에 부착시키고, 상처로부터 생명을 위협하는 심각한 출혈을 지혈시키는 단계로 구성된다. 바람직하게는 상처가 봉해지고, 상처 부위로부터 출혈을 막는 것이다. 또한 출혈 및 다른 유체가 상처 안팎으로 흐르는 것을 적절하게 방지할 수 있다.

드레싱은 일반적으로 출혈 부위에서 적혈구 세포를 응혈시켜 강한 혈병을 신속하게 만들 수 있다는 것을 확인하였다. 정상적인 혈소판 응혈 과정을 가속시킴으로써 응혈을 촉진시킬 수도 있다.

개인의 상처 부위에서 상처로부터 생명을 위협하는 심각한 출혈을 조절할 수 있는 상처 드레싱을 만들 수 있는 방법을 제공한다. 이 방법은 상기에서 설명하는 것과 같은 키토산 생물질을 제공하는 단계로 구성된다.

바람직하게는 키토산 생물질은 가스를 제거한 것이다. 일반적으로, 키토산 생물질에서 충분한 잔류 기체를 제고하는 것은 탈기하는 것으로, 기체는 연속되는 냉동 과정상에서 탈기되지 않으면, 상처 드레싱 상에 불필요한 공간이나 기포를 형성하게 된다. 일반적으로 용액형태의 키토산 생물질을 가열하고, 진공을 가하여 기체를 제거한다. 가령, 키토산 용액을 60℃로 가열하고, 즉시 용액을 교반시키면서 동시에 1분간 500 mTorr압력에서 진공을 가하여 기체를 제거할 수 있다.

그 다음, 일반적으로 용액 형태의 키토산 생물질을 냉동시키다. 냉동은 키토산 생물질 용액을 냉각시키고, 용액의 온도를 실온에서 어는점이하로 낮춤으로써 이루어진다. 이와 같은 방식에서, 상처 드레싱 생성물의 적절한 구조를 준비해야 한다. 최종 냉동 온도는 약 -10℃이상이 되지 않고, 적절하게는 -20℃, 가장 적절하게는 -30℃가 된다. 바람직하게는 예정된 시간동안 점진적으로 온도를 낮춘다. 가령, 키토산 생물질 용액의 냉동 온도를 90분재지 160분 동안 분당 -0.4℃/min 내지 -0.8℃/min로 일정한 냉각 램프를 이용하여 -45℃까지 낮출 수 있다.

바람직하게는 냉동 키토산 생물질로부터 냉동 물질내에 있는 물을 제거한다. 이와 같은 수분을 제거하는 단계는 냉동된 키토산 생물질의 구조상의 일체성을 파괴하지 않고 실시해야 한다. 일반적으로 최종 상처 드레싱의 구조적 배열을 파괴할 수 있는 액체를 만들지 않고 실시할 수 있다. 따라서, 적절하게는 키토산 생물질이 고형상 냉동 상에서 기체 상으로 상전환시에 중간단계의 액체상이 생성되지 않도록 한다.

수분을 제거하는 적절한 방식은 냉동 건조 과정을 이용하는 것이다. 냉동된 키토산 생물질을 추가 냉동시킴으로써 냉동된 키토산 생물질의 냉동 건조를 실행할 수 있다. 일반적으로 진공을 사용하기도 한다. 그 다음, 공기가 빠진 냉동된 키토산 물질을 가열한다. 그 다음, 가열된, 공기가 빠진, 냉동된 키토산 물질을 건조하는 것이 적절하다.

좀더 구체적으로는 냉동된 키토산 생물질은 -15℃에서 연속하여 냉동시키고, 좀도 바람직하게는 -25℃에서, 가장 바람직하게는 -45℃에서 1시간 또는 바람직하게는 2시간, 가장 바람직하게는 적어도 3시간 냉동시킨다. 그 다음 콘덴서를 냉각시켜 온도를 -45℃, 바람직하게는 -60℃, 가장 바람직하게는 -85℃로 냉각시킨다. 그 다음, 150mTorr, 좀더 바람직하게는 100mTorr, 가장 바람직하게는 50mTorr의 진공을 제공한다. 그 다음, 공기를 제거한 냉동 키토산 물질은 약 -25℃에서, 적절하게는 -15℃에서, 가장 바람직하게는 -10℃에서 적어도 1시간, 바람직하게는 적어도 5시간, 가장 바람직하게는 적어도 10시간 가열시킨다. 최종적으로 20℃에서, 바람직하게는 15℃에서, 가장 바람직하게는 10℃에서 적어도 36시간동안, 적절하게는 42시간동안, 가장 바람직하게는 약 48시간동안 건조시킨다.

연속하여, 상기와 같이 처리된 키토산 생물질을 가열된 압반을 이용하여 압착시켜, 두께를 줄이고, 상처 드레싱의 밀도를 증가시킨다. 압착 온도는 60℃미만, 바람직하게는 75℃미만, 85℃미만이 되도록 한다. 그 다음, 압착된 키토산 생물질을 최고 75℃, 좀더 바람직하게는 최고 80℃까지, 가장 바람직하게는 85℃까지 가열시켜 선처리할 수 있다. 선처리는 일반적으로 약 0.25시간동안, 바람직하게는 0.35시간동안, 좀더 바람직하게는 0.45시간동안, 가장 바람직하게는 0.50시간동안 실행시켜, 상기에서 설명하는 것과 같은 흡착 강도 및 용해 저항성을 증가시킬 수 있다.

처리된 상처 드레싱을 멸균시킨다. 드레싱은 다양한 방법을 통하여 멸균시킬 수 있다. 예를 들면, 적절한 방법으로는 감마 조사와 같은 조사에 의해 멸균시키고, 이 방법은 드레싱의 혈액 용해 저항성, 장력, 흡착력을 강화시킨다. 조사는 적어도 5kGy, 좀더 바람직하게는 10kGy, 가장 바람직하게는 15kGy에서 실행할 수 있다. 멸균된 상처 드레싱은 아르곤 또는 질소 기체로 불순물을 제거한 열에 의해 봉합된 주머니에 넣고 포장하고 보관한다.

상처 드레싱은 상처 부위에 드레싱을 접착시켜 상처에서 생명을 위협하는 심각한 출혈을 지혈시킬 수 있는 키토산 물질로 만든다. 상처 부위에 드레싱을 부착시켜 응혈 및 출혈을 응고시켜 상처 부위를 봉하고, 상처부위로부터 출혈이 있는 것을 방지한다. 이와 같은 상처 드레싱은 상처주변에서 적혈구세포를 응혈 및 응고시키는 동안에 처음 사용 5분간 적절한 압력을 사용하여, 상처 부위에 강하게 부착하는 것이 바람직하다. 본 발명의 한 형태에서, 장치는 사용하는 동안에 환자가 숙련자의 도움으로 처치를 받을 수 있을 때까지 비숙련자가 사용하더라고 일시적인 드레싱이 될 수 있도록 만든다.

특정 부분에서 본 상처 드레싱의 용해 속도는 응고 속도와 비교하였을 때 상대적으로 느리고, 이와 같은 균형은 양호한 결과(용해를 중단시킬 수 있는 충분히 높은 속도에서의 응고)를 얻을 수 있다. 또한, 상처 드레싱의 내부 및 표면 균일성이 중요하다고 설명하고 있다. 상처 드레싱에 실제 결점이 있는 경우 예를 들면 잡티에 의한 경계 및 사소한 갈라짐으로 인한 홈등의 결점이 있는 경우에, 상당량 의 혈액이 흠을 따라 이동하게 되고, 응혈이 형성된 부분에서 점성이 다소 적은 부분으로 혈액이 빠져나오는 것과 같은 바람직하지 못한 출혈 상황을 만들 수 있다. 물 표면위로 압력하에 상당량의 혈액이 이동하게 되면 기존의 상처 드레싱이 상처 부위에 부착되는데 악영향을 주게 되는 것을 볼 수 있으나, 본 발명의 상처 드레싱의 상처 부위 흡착에는 별 영향이 없다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 상처 드레싱의 주요 기여도는 혈액과 키토산이 복합되는 수단이며, 생성된 "혈액 덩어리"의 양호한 일체성 및 상처에 인접한 표면에 혈병이 양호하게 결합된다. 본 발명의 상처 드레싱은 적절하게는 상처 부위에서 혈액 덩어리 형성을 가속화시켜, 상처 부위에서 혈액 덩어리 형성을 강화시키고, 상처부위로부터 출혈을 막고, 실제 상처부위 안팎으로 혈액의 이동 및 다른 유체의 이동을 방지한다.

본 발명의 상처 드레싱은 상기에서 설명하는 것과 같이 상처 부위에 응혈 및 흡착을 할 수 있는 두 가지 기능을 유지하면서, 동시에 외부 환경에 대해 높은 수준의 탄성을 보인다. 본 상처 드레싱의 예외적인 탄성은 여기에서 설명하는 것과 같은 포름아미드의 물리적인 성질로 이루어질 수 있다. 상기에서 설명한 선행 기술의 드레싱과는 달리 본 발명의 상처 드레싱은 또한 구조적인 탄성을 유지하면서 상처 부위의 모양에 맞게 변형될 수 있는 뛰어난 능력을 가진다. 이와 같은 구조적 탄성은 기계적인 손실없이 변형후에 적절한 모양을 취할 수 있는 능력을 말한다.

상기 설명한 기존의 드레싱과는 달리 본 발명의 상처 드레싱은 또한 우수한 구조적 형상 기억력을 가진다. 형상 기억이란 상처 드레싱이 실제 변형후에도 이전의 모양으로 복원되는 능력을 말하는 것이다.

표 1은 지혈 조절 테스트를 위해 수득한 주요 키토산 물질의 목록을 보여주는 것이다. Gelfoam^TM + 트롬빈, 돼지 비장 실험을 위한 Surgical^TM 대조, 돼지 동맥 관통에 이용하기 위한 Johnson and Johnson 4X4를 제외하고는 드레싱 재질은 모두 키토산을 이용한 것이다.

깨끗하게 멸균된 1ℓ파이렉스 플라스크(Ametek UF)에 물과 건조된 키토산으로 된 수용액(2.00% w/w)을 준비한다. Carbomer의 경우에-Primex 및 Genis 키토산 물질- 1.0% 또는 2.0w/w% 빙초산(Aldrich 99.99%)을 수용성 혼합물에 첨가한다. 40℃에서 12 내지 48시간동안 교반하여 용해시킨다. 실온에서 500mTorr 진공을 용액에 제공하여 진공을 만들고 바로 냉동시킨다.

2% 키토산 수용액을 Teflon^TM 피복된 알루미늄 또는 폴리스티렌 주형에 적어도 1.5㎝ 깊이로 붇고, -45℃에서 3시간동안 Revco freezer를 이용하여 -80℃로 냉동시켜 상처 드레싱을 만든다. 또는 냉동은 Virtis Genesis 35EL 냉동 건조기를 이용하여 실시한다. 약 10% 정도 상처 드레싱이 수축되며, 최종 냉동-건조된 상처 드레싱의 밀도는 거의 0.033g/㎤정도가 된다. 성형된 상처 드레싱의 두 가지 형태(상이한 냉동 속도)의 횡단면을 도 1과 2에 나타내었다. 관찰된 구조(도 3)로 보면 용적과 상이한 표면에서의 냉각 속도에 영향을 받는 것을 알 수 있다. 결과 적으로, 상처 드레싱의 구조는 조성물, 주형(크기 및 모양) 및 냉동 조건등을 이용하여 조절할 수 있다. 최적의 상처 드레싱 구조는 직경이 50 미크론에 근접한 균질한 상호연결된 구멍으로 구성되거나 박층으로 구성된 것, 냉각면에 대해 6각형 구조등이 된다. 이와 같은 구조를 조절하여, 매우 효과적이고, 신속한 지혈을 위한 표면적이 크고, 유연하나 강력한 상처 드레싱을 만들 수 있다. 일반적으로 이와 같은 구조의 특정 표면적은 500㎠/g이상이 된다. 도 5에서 전자 현미경 스캔 사진에서는 상처 드레싱의 기저면에 개방형 셀 구조를 볼 수 있다. 상처 드레싱을 30분간 80±1℃에서 대류 오븐 안에서 가열시키면 아세트산 농도의 분포와 구조를 최적화시킬 수 있다. 이 단계는 출혈 분야에서 상처 드레싱의 접착성을 최적화시키는데 필수적인 과정이다(일반적으로 피부에 흡착은 >40kPa이 된다).

상처 드레싱은 80±5℃에서 50kPa(0.03±0.005g/㎤ to 0.12±0.02g/㎤) 하적으로 17㎜두께에서 5.5±0.5㎜로 즉시 압착시킨다. 도 4에서는 가열 및 압착후에 출혈 제어를 위한 전형적인 적절한 키토산 상처 드레싱의 바닥 외면을 나타낸다.

지혈용 상처 드레싱을 준비하는 적절한 방법은 다음과 같다;

a) 85%이상의 디아세틸화가 되고, 금속 성분이 26ppm이하이고, 건조 고형이 90%이상인 건조 키토산 분말 또는 플레이크를 40℃에서 2 또는 1% 아세트산(w/w)을 함유한 2% 수용액(w/w)으로 만들고;

b) 상기 a)의 키토산 용액을 적어도 5분간 교반하에 최고 500mTorr의 감압하에서 탈기하고, 1.7㎝ 깊이로 주형에 주입한다. 특정 저밀도, 기포 구조는 출혈 분야에서 용해와 관련하여 문제가 나타났다. 이와 같은 문제점들은 일반적으로 용 액에 기체를 제거함으로써 해결할 수 있다.

c) 탈기된 키토산 용액을 포함하는 주형을 실온에서 -45℃로 냉각시켜 얼린다. 선형 냉각 램프를 90분 이상 이용하고, 온도는 적어도 추가 1시간동안 -45℃에서 유지시킨다.

d) 냉동된 키토산은 -70℃이하의 온도에서, 100mTorr의 진공에서 콘덴서를 이용하여 냉동 건조시킨다. 선반 온도는 -45℃ 내지 -15℃가 되고, 약 10시간 동안 이 수준을 유지시킨다. 10℃에서 추가 36-48시간동안 냉동 건조시킨다. 냉동 건조는 원래 냉동된 플라크 양의 약 2.8%가 될 때까지 실시한다.

e) 원래양의 2.8%에서, 공정을 중단시키고, 냉동 건조된 상처 드레싱을 주형에서 떼어낸다.

f) 생성된 산물은 산 완충된, 물에 용해 가능한 높은 특이 표면적을 가진 상처 드레싱으로 처음 냉동 용적보다는 10% 줄어들어 있다. 상처 드레싱의 구조는 50 내지 80미크론 직경의 상호 연결된 구멍을 가지는 균질한 개방형 다공성 구조가 일반적이다. 슈퍼-냉각이 영향을 받지 않는 약간 상이한 냉각 방법을 이용하면, 박층/6각구조(약 5미크론 두께의 균질한 박층 키토산 쉬트, 쉬트간의 떨어진 거리는 50미크론정도)를 얻을 수 있다.

g) 유연한 압반과 평편한 압반(80±2℃로 가열된 상태)사이에 60±20kPa 압력을 제공하여 상처 드레싱을 압착시킨다(1.7㎝에서 0.5㎝두께로).

h) 그 다음, 드레싱을 30분간 80±5℃에서 오븐(대류)을 이용하여 가열함으로써 조건화시킨다.

I) 각 드레싱을 라벨을 붙인 Kapak 530 열봉합된 펀치를 이용하여 보관한다.

j) 생성된 압착된 드레싱을 튼튼하고, 유연성 있고, 지혈성이 있으며, 젖은 조직에도 부착될 수 있고, 흐르는 혈액에 의해 용해되는 것에도 저항성이 있었다.

k) 드레싱을 질소 대기하에서 15kGy gamma 조사시키면, 용해도, 흡착강도를 개선시키면서 멸균도 시킬 수 있다.

* 납, 구리, 비스무트, 안티몬, 주석, 카드뮴, 은, 구리, 몰리브덴의 수용 한계 미만. NA = not available.

다양한 조성과 구조의 후보 출혈 조절 드레싱의 In vivo 지혈 평가는 하기에 밝힌 출혈의 도전적인 동물 모델에서 실시하였다. 단일 재현가능 모델에서 다수의 후보 드레싱을 선별하고 이들을 통상적인 물질과 비교하는데 비장 열상 모델을 활용하였다.

이런 모델이 최소의 도전적인 출혈 모델(약한 스며나오는 출혈 ca. 2-5 ㎖/min)이긴 하지만, 대부분의 초기 상처 드레싱 조성물은 이 검사를 통과하지 못하였다. 모든 키토산 겔, 분말 역시 이 검사를 통과하지 못하였고, 피막은 불량하였다.

중증도 출혈 모델에서 검사에 앞서, 돼지는 전신 정맥내 헤파린으로 혈액응고를 방지하고, 좀더 효과적인 물질은 피포된 비장 스트리핑 모델(강한 스며나오는 출혈 ca 10-20㎖/min)에서 시험하였다. 이 검사를 통과한 물질은 이후, 혈액응고가 방지된 돼지의 경동맥 열상 모델(ca 50㎖/min)에서 평가하였다. 이 검사를 통과한 후보 물질의 상처 드레싱 조성물은 이후, 흉곽이나 복부 대동맥에 4 ㎜ 직경 천공을 실시한 돼지 대동맥절개 모델에서 시험하였다. 이들 중증도 혈관 출혈(100㎖/min을 초과하는 출혈율)의 도전적인 모델을 통과하는 물질은 간 외상의 중증도(V 등급) 모델에서도 시험하였다.

본원에서 밝힌 시험은 앞서 절차를 거치고 평가 목적으로 희생시킬 예정인 건강한 동물에서 실시하였다. 모든 실험은 1996 Nation Research Council, "Guide for the Care and Use of Laboratory Animal" 및 적용가능한 연방 규정에 따라 실시하였다. 동물의 확인후, Telazol 4-9㎎/㎏ I/M으로 마취를 유도하였다. 이소플루란을 마스크로 제공하고, 동물에 관을 삽입하였다.

열상과 피막 스트리핑 실험용 키토산 패치는 37㎜ 직경 상처 드레싱으로부터 동등한 크기의 1/4 조각 또는 좀더 큰 상처 드레싱으로부터 1.5㎝ x 1.5㎝ 상처 드레싱 조각이다.

Gelfoam^TM + 트롬빈 또는 Surgicel^TM의 대조 물질은 1.5㎝ x 1.5㎝ 조각으로부터 준비하였다. 흡수가능 젤라틴 상처 드레싱인 Gelfoam^Tm 사이즈 100은 Pharmacia, Oxidized cellulose에서 공급하였고, Surgicel^TM은 Ethicon에서 공급하였다. 국소 트롬빈(소(bovine) 기원) 10,000 U.S. unit는 Jones Pharma에서 공급하였다. Gelfoam^TM + 트롬빈은 1.5㎝ x 1.5㎝ x 0.8㎝ 상처 드레싱을 30분동안 트롬빈에 침지(soaking)하여 사용에 앞서 준비하였다.

중선 복부 개복술을 실시하였다. 비장의 위쪽 절반은 복부에서 끄집어냈다[겸자(towel clamp)로 외과적 상처를 병치한다]. 표면은 축축한 랩 패드로부터 무균 식염수의 도포로 촉촉하게 유지시켰다.

혈액응고 방지를 위하여, 우대퇴동맥은 외과적으로 분리하고 6F 금속 보호관(sheath)을 연결하여 혈액 시료를 수집하였다. 활성 응고 시간(ACT)은 5000 unit 헤파린의 정맥내 투여에 앞서, 헤파린 투여 10분후, 이후 매 20분마다 측정하였다. ACT 수준이 200초 미만이면 2000 unit 헤파린을 투여하고, 10분후 ACT를 재측정하였다. 동물에서 혈액응고 방지를 담보하기 위하여 ACT>200초까지 이를 반복하였다.

비장 검사 부위는 분리하고, 겸자와 축축한 패드를 이용하고 가장 당면한 비검사 표면만을 노출시킴으로써 촉촉하게 유지시켰다.

검사 패치의 부착에 앞서, 다음과 같이 단일 손상을 발생시켰다:

(i) 열상 모델에서는 오른쪽으로 각진 겸자에 위치된 a#11 외고용 메스를 이용하여 4 ㎜ 메스가 돌출되도록 손상(8㎜ 길이 x 4㎜ 깊이)을 발생시켰다.

(ii) 피막 스트리핑 모델에서는 고정된 #11 메스와 외과용 가위를 이용하여 손상(5㎜ x 5㎜ x 4㎜ 깊이)을 발생시켰다.

손상을 발생시킨 이후, 30초동안 출혈시켰다. 표면 혈액은 거즈로 제거하고, 이후 검사 패치는 30초동안 일정한 지압을 가하여 손상 부위에 부착하였다. 그 다음, 지압을 제거하고 패치를 2분동안 관찰하였다. 이 단계에서, 시험 번호를 기록하였다. 관찰가능한 재-출혈이 발생하면, 재-출혈 시간을 기록하고 다음 시험(30초 출혈, 거즈로 혈액 제거, 30초 지압, 최대 2분간 관찰)을 개시하였다. 검사 패치에 대한 시험은 2분간의 관찰 기간동안 재-출혈이 발생하지 않거나 6번의 시험에서 재-출혈이 관찰되면 완결하였다. 상처가 6번의 시험 기간동안에 지속적으로 재-출혈하면, 패치는 떼어내고 Gelfoam + 트롬빈 패치를 붙였다. 새로이 손상을 발생시키고, 다른 패치를 시험하였다.

경동맥 열상 모델의 경우에, 키토산 패치(37㎜ x 25㎜)는 37 ㎜ 직경 압착된 상처 드레싱 또는 이보다 큰 상처 드레싱으로부터 잘라냈다. 부착을 용이하게 하기 위하여, 상처 드레싱의 일부는 3M 9942 피부 접착제로 키토산에 접착되는 3M 9781 의료용 폼 테이프의 상층부를 보유하였다. Gelfoam^TM + 트롬빈은 대조로 사용되었다.

수직 절개를 실시하여 10 ㎝ 길이로 경동맥을 노출시켰다. 근막(fascia)은 수축시키고, 주변 연조직은 동맥이 조직의 편평 기부에서 지지될 때까지 절개하였다. 타이-오프(tie-off) 봉합사는 노출된 동맥의 근부와 원부에 위치시켰다. 이들은 고정시키고, 동맥에 1,5 ㎝ 세로 절개를 실시하였다.

혈액응고를 방지하기 위하여, 우대퇴동맥을 외과적으로 분리하고 6F 금속 보호관(sheath)을 연결하여 혈액 시료를 수집하였다. 활성 응고 시간(ACT)은 5000 unit 헤파린의 정맥내 투여에 앞서, 헤파린 투여 10분후, 이후 매 20분마다 측정하였다. ACT 수준이 200초 미만이면 2000 unit 헤파린을 투여하고, 10분후 ACT를 재측정하였다. 동물에서 혈액응고 방지를 담보하기 위하여 ACT>200초까지 이를 반복하였다.

절개한 이후, 동맥은 2초동안 출혈시키고 1분동안 압착하였다. 압착은 제거하고, 타이(tie)는 재-고정시켰다. 절개 부위는 식염수로 씻었다. 타이는 패치의 부착 2초전에 고정을 풀었다. 3분동안 패치에 균일한 압력을 가하였다. 출혈이 가압후 30분이내에 관찰되면, 추가로 3분동안 압력을 가하였다. 패치가 부착되지 않으면, 새로운 패치로 교체하였다. 각각의 재가압, 또는 동일 유형 패치의 교체는 이런 패치 유형에 대한 시험 기간으로 처리되었다. 특정 상처 드레싱의 시험은 30분동안 패치로부터 출혈이 관찰되지 않으면 완결된 것으로 간주하였다. 물질은 30분 지혈(상처로부터 관찰가능한 출혈 없음)을 달성하는데 소요된 시험 회수로 평가하였다.

돼지 대동맥 천공의 경우에, 2.5㎝ 직경 조각으로 절단된 압착된 키토산 상처 드레싱의 샘플 패치 또는 4"x4" 수술 거즈의 대조가 사용되었다.

복부와 흉곽 대동맥은 전자의 경우에 중선 복부 개복술로, 후자의 경우에 흉골 절개술(sternotomiy)로 노출시켰다. 근막(fascia)과 흉골(sternum)은 고정시키고, 타이는 절개 부위의 근부와 원부에 위치시켰다. 타이-오프 클램프를 고정시키면서, a#11 외과용 메스로 대동맥 벽을 3 ㎜ 절개하고 4㎜ 직경 Medtronic^TM 혈관 펀치를 절개 부분에 삽입하여 대동맥에 4㎜ 직경 구멍을 만들었다. 펀치는 떼어내고, 구멍에 지압을 가하면서 타이-오프 클램프는 고정을 풀었다.

중지로 대동맥 구멍에 압력을 가하면서 패치를 엄지와 약지 사이에 유지시켰다. 중지로부터 압력은 출혈 부위에 상처 드레싱의 부착 1초전에 해제하였다. 상처 드레싱은 대동맥 구멍위의 패치에 약지를 통하여 가해진 압력에 의해 유지되었다. 패치의 부착동안 상처에서 흘러나온 혈액은 흡입으로 제거하였다. 3분간 지압후, 손가락을 떼고 패치에서 연속적인 출혈과 불량한 부착의 흔적을 관찰하였다.

연속적인 출혈이나 재-출혈이 패치 부착후 첫 30분내에 관찰되면, 추가로 3분동안 압력을 가하였다. 지혈이 완결되지 않으면 동일한 상처 드레싱의 다른 패치를 준비하고, 이전 패치는 떼어내고 새로운 시험을 개시하였다. 시험은 30분동안 패치로부터 출혈이 관찰되지 않으면 완결된 것으로 간주되었다. 물질은 30분 지혈(상처로부터 관찰가능한 출혈 없음)을 달성하는데 소요된 시험 회수로 평가하였다.

대조 거즈 시료는 시험동안 키토산 상처 드레싱과 동일한 방식으로 부착하였다.

모든 동물은 마취하에 귓바퀴 정맥을 통한 바르비투르염(Euthasol, 1㎖/10 Ib)의 주사로 안락사시켰다. 동물은 실험 과정의 종결시점에, 또는 동물에서 원치않는 부작용이 나타나면 종결 시점이전에 안락사시켰다.

시험물은 출혈 조절이 달성되기에 앞서 필요한 시험 회수 및 재출혈 시간(비장 시험의 경우에만 해당)에 따라 0.0 내지 6.0으로 평가되었다. 1번의 시험만 필요하고 재출혈이 없는 검사는 0.0으로 평가되었다. 2번의 시험을 요구하고 1차 실험의 재출혈 시간이 90초인 시험물은

1.0+

=1.25(비장의 경우에) 또는 1.0(다른 모델에서)으로 평가되었다.

지혈을 달성하는데 4번의 시험을 요구하고 3차 시험에서 비장 재출혈 시간이 30초인 시험물은

3.0+

=3.75(비장의 경우에) 또는 3.0(다른 모델에서)으로 평가되었다.

급속한 분해, 접착 부재 또는 조절되지 않은 출혈로 인해 완전히 실패한 샘플은 6.0+로 평가되었다.

요약하면, 지혈이 늦어질수록 다음과 같이 정의되는 등급이 높아지게 된다:

R=Γ+Λ

여기서, Γ= 출혈을 멈추기 위한 시험 회수-1

Λ=(A-이전 시험에서 재출혈 시간)/A

A= 시험 시간

비장 연구의 결과는 표 2,3,4에 요약한다.

표 2에서는 조성과 구조에서 최적화되지 않은 키토산 검사 샘플의 성질을 도시한다. 이들 비-최적화된 물질은 Surgicel^TM 네거티브 대조(표 4)보다 열등하거나, 이와 동등하거나 또는 이보다 부분적으로 우등하다. 인산완충액이 존재하면 Surgicel^TM보다는 약간 더 효과적이지만 접착이 불량하고 지혈이 더딘 패치가 만들어졌다. 키토산 피막은 접착성이 적당하여 출혈에 적절한 봉합을 제공하지만, 투명면 아래 혈액의 더딘 회복(welling)에서 입증된 바와 같이 지혈이 매우 느리게 진행되었다. 이전의 시험에서, 성형된 상처 드레싱의 상부면에 저밀도 거품의 흔적이 나타났다. 이런 저밀도 거품은 분해에 취약하고 상처 드레싱의 상부면이 출혈 부위에 부착되면 붕괴되는 것으로 밝혀졌다. 이에 더하여, 이런 거품 효과는 동결에 앞서 용액의 탈기(degassing)에 의해 피할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 저분자량 키토산 상처 드레싱(상대적 1% 용액 점도<50cps)은 출혈 부위에서 분해에 매우 민감하여 패치 용도로 부적합한 것으로 밝혀졌다. 글루타메이트 상대 음이온에서는 좀더 부드럽긴 하지만 심한 출혈 부위에서 쉽게 분해되는 상처 드레싱이 만들어졌다. 아세테이트 상대 이온을 보유하는 저밀도(0.05g/㎤ 미만) 상처 드레싱 역시 분해와 붕괴에 의해 쉽게 약화되는 것으로 밝혀졌다.

표 3에서는 바람직한 조성과 구조의 최적화된 키토산 상처 드레싱의 등급 결과를 도시한다. 이들 상처 드레싱은 높은 분자량(100 cps 이상의 상대적 1% 용액 점도)의 키토산으로 구성되고 0.12 g/㎤에 근접하는 상처 드레싱 밀도를 보유하였다. 중등도 출혈 비장 시험물에서, Wilcoxon Rank Sum W 검증을 이용한 최적화된 상처 드레싱의 결과는 Surgicel^TM + 트롬빈의 파지티브 대조(Z=-0.527, p=0.598)에서와 구별되었다. 동일한 통계학적 방법으로, 본 발명의 상처 드레싱은 효과가 불량한 Surgicel^TM 대조(Z=-3.96, p=.0001)와 유의하게 상의한 것으로 밝혀졌다.

도 6에서는 최적화된 키토산 상처 드레싱 패치의 비장 표면에 밀접한 부착 및 손상 부위의 근처에 적혈구의 응집(agglutination)을 도시한다(H&E 염색된 조직 절편을 통하여).

경동맥 손상 모델에서 등급은 표 5에 요약한다. 상기 모델에서, 최적화된 키토산 패치는 3차, 5차, 6차 시험에서 매우 효과적으로 작용하였다. 1차와 2차 시험에서 효능의 향상은 상처 드레싱의 직접 상층면에 지지체(3M 9781 거품 붕대)의 부착에 기인하였다. 이런 지지체는 상처 드레싱에 좀더 균일한 압력이 가해지도록 하고 드레싱을 부착하는 사람이 접착이나 상처 부위로부터 패치 이탈없이 패치로부터 손가락을 쉽게 떼어낼 수 있도록 한다. 경동맥 모델은 비장 손상 모델에서보다 좀더 심한 동맥 출혈 상황을 조사하는데 사용되었다.

Gelfoam^TM + 트롬빈은 가능 파지티브 대조로 조사되었지만, 높은 출혈 부위에서 분해되는 것으로 밝혀졌다.

표 6에서는 대동맥 손상 모델의 결과를 요약한다. 거즈 붕대(4" x 4")는 대조 붕대로 사용되었다. 대조는 모든 시험 기간에서 심한 출혈을 중지시키지 못하는 반면, 최적화된 키토산 대동맥 패치는 패치의 1-2회 부착후 이런 상처에서 관찰되는 매우 높은 수준의 출혈을 신속하게 중지시키고 응고시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다. 샘플과 대조의 등급 사이에 차이가 없을 가능성에 대한 정확한 유의성(양쪽-꼬리 p=0.002)을 측정하였다. 평균적으로, 상처가 1차 시도에서 지혈되면 패치 부착후 혈액 손실은 최소(<50㎖)이었다. 2차 시도가 필요하면, 패치 부착후 혈액 손실은 100 ㎖ 내지 300 ㎖이었다. 평균적으로, 키토산 상처 드레싱의 경우에 패치 부착후 150 ㎖의 혈액이 손실된 반면, 3가지 거즈 대조 연구의 경우에 각 동물에서 1 ℓ 이상의 혈액이 손실되었다. 키토산 상처 드레싱 연구의 경우에 생존은 100%인 반면, 거즈 연구의 경우에 동물의 생존은 0%이었다. 키토산 패치는 30분 시험 기간 및 동물이 희생될 때까지(일반적으로, 1시간이나 2시간후) 지속적인 지혈 효능을 보였다. 도 7에서는 심한 흉곽 상처를 봉합하는 전형적인 키토산 패치를 도시한다. 도 7에서 패치에 의해 밀봉되는 절개된 대동맥의 내강면(상처입은)은 도 8에 도시한다. 도 9에서는 도 7과 8의 손상 부위에서 채취한 염색된 조직학적 절편의 현미경사진을 도시한다. 손상 부위에서 강한 혈액응고의 증거는 희생된 동물에서 대동맥의 분리와 검사에서 확인되었고(도 9), 16차 시험에서 살아있는 동물에서 패치를 제거한 이후(30분이상 부착후) 후속적인 재-출혈은 없었다.

적절하게는, 전술한 출혈 조절 드레싱은 상처 부위를 꽉 움켜쥠으로써 사용동안 드레싱의 미끄러짐을 실질적으로 예방하는 표면을 보유한다. 전형적으로, 드레싱의 이런 비-미끄러짐 표면은 정지 마찰면으로 구성된다. 본원의 출혈 조절 드레싱은 효과적인 비-미끄러짐 표면, 예를 들면 정지 마찰면으로부터 도움을 얻는다. 본원의 출혈 조절 드레싱은 부드러운 면과 거친 면을 보유할 수 있다. 거친 면은 좀더 우수한 접착 특성을 보이기 때문에, 조직이나 출혈 표면이 된다.

정지 마찰면은 매우 미끄러운 표면(예, 심한 출혈의 경우에 나타나는 표면)에 표면 접촉의 증가된 안정성(좀더 우수한 정지 마찰)을 제공함으로써 급격한 동맥 출혈을 조절하는 드레싱 능력을 향상시킨다. 이런 정지 마찰면은 부착 동역학에 부정적인 영향없이 혈액을 전달하는데 도움이 되고, 드레싱 부착 기간동안 좀더 조절되고 안정적인 조직 접촉을 가능하게 한다. 가령, 붕대의 조직 표면은 디딤판 설계의 형태로 정지 마찰면을 보유할 수 있다. 이는 상처에 부착된 드레싱이 상처 부위로부터 이탈하게 되는 정지 마찰 상실이 발생하지 않도록 예방할 수 있다.

출혈 조절 드레싱의 비-미끄러짐 표면은 서로 연결되지 않은 리지(ridge)로 만들 수 있다. 따라서, 리지 사이에 형성된 채널은 서로 완전히 또는 부분적으로 무관하고, 따라서 상처 부위 내외로 조절된 혈류를 제공하는 제어된 연결을 제공한다. 드레싱 부착 부위에서 조절된 혈류는 출혈 조절 드레싱에서 리지 또는 특정 유형의 반응 게이트에 의해 유지될 수 있다. 출혈 조절 드레싱을 만들기 위한 주형 바닥에서 리지는 예로써 본원 드레싱에서 리지 등과 같은 정지 마찰 조절의 형태로 비-미끄러짐 표면을 가능하게 하는 일종의 함몰(depression)을 보유한다.

따라서, 출혈 조절 드레싱은 정지 마찰면과 같은 적어도 하나의 비-미끄러짐 표면을 갖도록 만들 수 있다. 또한, 이런 드레싱을 만드는 방법을 제공할 수 있다. 최종적으로, 전술한 바와 같은 출혈 조절 드레싱을 생산하는 주형을 제조할 수 있다.

접착 기부와 상부면이 유리한 심한 출혈을 치료하기 위하여, 필요한 경우 부착 및 혈액응고가 양 표면에서 요구될 때 쉽게 벗겨질 수 있도록 지지체를 설계하는 것이 가능하다.

광범위한 범위의 출혈성 상처를 해결하기 위한 다수의 출혈 조절 형태의 드레싱이 존재한다. 상처입은 사람이 첫 번째 응답자에 의해 또는 상처입은 사람 자신에 의해 치료될 수 있도록 서로 다른 형태의 여러 붕대를 휴대해야 하는 상황(예, 전시)이 있다. 본 발명의 드레싱은 튼튼하고 상당한 물리적 공격을 견뎌내며 활성 출혈 조절 플랫폼을 유지할 수 있다.

이런 드레싱은 국소 혈관 출혈 및 국소적인 작은 상처를 치료하는데 이상적이다. 또한, 출혈 부위가 쉽게 압착될 수 없는 복합적인 엔트리 상처에 붙이는데 매우 적합하다.

본 발명으로 출혈 조절이 달성되면, 극심한 상처를 안정화시키고 창연(wound edge)을 접합하며 오염 예방과 확실한 회복을 위하여 손상의 평가가 가능한 내구성 드레싱을 제조하는 것이 일반용과 군용 출혈 조절 드레싱의 주요 요구사항이다.

출혈 조절 드레싱의 한가지 구현 형태는 말단 주변에 단단하게 부착되고 피막 후면을 통하여 영구적인 접착성 아교와 같은 고정 탭으로 안정될 수 있는 유연하고 탄력적인 지지체를 갖는 10"x18" 드레싱이다. 이런 장치 형태는 상처 표면을 접합하고, 혈류를 약화시키지 않으면서 말단에 출혈 조절면을 추가한다. 이런 드레싱은 첫 번째 응답자에 의해 또는 일부 경우에 상처입은 군인에 부착될 수 있는데, 보행중에 또는 수송동안 극도의 움직임에서 안정적이다. 이 붕대는 상처나 피부에 유해한 접착없이, 절단함으로써 제거할 수 있다.

US Army Science and Technology Objective(STO) A, Hemorrhage Control은 전장에서 출혈 조절 요구를 진전시키기 위하여 2000년에 설립되었다. STO의 포괄적 전략 목표는 전시 사상자에서 출혈로 인한 사망자수를 줄이는 산물과 방법의 개발로 요약할 수 있다. 출혈 조절 산물과 방법의 요구사항은 다음과 같이 진술되었다:

이들 산물과 방법은 다음과 같은 병원(兵員)에 의해 실용될 수 있어야 한다: 자가(부상입은 전투병), 동료(부상입은 군인을 보조하는 동료 비-간호병), 전투 구조대원, 위생병, 의사보조원, 군의관. 이들은 울퉁불퉁한 지역, 제한된 시야, 극한의 환경을 비롯한 최전방 환경에서 실용될 수 있어야 한다. 산물과 방법은 외부 전원을 요구하지 않아야 한다. 모든 장치는 휴대가능하고 내구적이어야 한다. 최전방에서 사용가능한 산물과 방법은 좀더 높은 관리 단계에도 사용될 것으로 기대된다. STO의 구체적인 전략 목적은 최전방 환경에서 압착가능한 출혈에 사용되는 신규하거나 향상된 지혈제의 개발이다. 압착가능한 부위와 압착불가능한 부위에 모두 사용되는 단일 산물이 바람직하다.

STO의 일부인 US-Army Institute of Surgical Research(ISR)(Fort Sam Houston, San Antonio, Texas)에서는 본 발명의 출혈 조절 붕대를 이용하여 돼지 간 모델에서 간 출혈 조절을 연구하였다. 이 연구는 돼지에서 심한 정맥 출혈과 간 손상의 표준 모델에서 혈액 손실과 생존에 대한 키토산 출혈 조절 붕대의 효과를 확인하기 위하여 실시하였다. 상기 모델은 US-Army ISR에서 다른 많은 지혈 붕대를 연구하는 데에도 사용되었다.

상업적인 잡종 돼지가 이 연구에 사용되었다. 동물은 Association for Assesment and Accreditation of Laboratory Animal Care, International.에 의해 인가된 시설에서 사육되었다. 이 연구는 Institutional Animal Care and Use Committee of the US Army Institute of Surgical Research, Fort Sam Houston, Texas의 승인을 받았다. 동물은 Guide for the Care and Use of Laboratory Animals (National Institutes of Health publication 86-23, revised 1996)에 따라 사람의 관리를 받았다.

동물은 키토산 붕대 또는 거즈 스펀지에 무작위로 지정하였다(표 7). 외과적 준비는 다음과 같이 구성되었다:

동물은 외과적 과정에 앞서 36-48시간동안 굶겼지만, 물은 자유롭게 마실 수 있도록 하였다. 글리코피롤레이트 및 틸레타민 HCl과 졸라제팜 HCl의 혼합물(Telazol, Fort Dodge Laboratories, Fort Dodge, IA)로 전(前)투약(premedication)후, 5% 이소플루란을 이용하여 마스크로 마취를 유도하였다. 돼지는 관을 삽입하고 통풍기에 위치시키며 이소플루란을 지속하였다. 경동맥과 경정맥 카테터는 외과적으로 위치시켰다. 개복술을 실시하고 비장절개와 방광 카테터 배치를 완결하였다. 추가 실험 과정에 앞서, 37.℃ 내지 39.0℃의 온도 및 15분의 안정적인 평균 동맥압력(MAP)이 요구되었다. 혈압과 심장 박동은 연속 데이터 수집 시스템(MicroMed　, Louisville, KY)으로 전체 연구 기간동안 10-초 간격으로 기록하였다. 각 동물로부터 기준 동맥혈압 샘플을 수집하여, 각 동물이 정상적인 혈소판수, 프로트롬빈 시간, 활성화된 부분 트롬보플라스틴 시간, 혈장 피브리노겐 농도를 보이는 지를 확인하였다.

간 손상은 앞서 보고된 바와 같이 유도하였다. 이런 방법은 다음의 단계를 수반하였다. 간은 적절히 노출되도록 좌측과 우측 내측엽(medial lobe)을 수동으로 상승시켜 수축시켰다. 이후, 'X' 형태로 배열된 2개의 4.5 ㎝ 예리한 가지(tine)가 달린 특수하게 설계된 클램프는 간의 횡경막 표면에 좌측과 우측 내측엽의 교점에서 등쪽으로 대략 2-3 ㎝ 지점에 중심하도록 위치시켰다. 상기 장치의 기판은 내장 표면에서 방형엽(quadrate lobe) 아래에 위치시켰다. 손상은 상기 장치의 가지를 두 내측엽의 연조직(parenchyma)과 기초 혈관(underlying vessel)을 통하여 고정시킴으로써 이들 가지가 상기 장치의 기판에서 상응하는 홈에 정주하도록 하여 유도하였다. 간의 첫 번째 관통후, 상기 장치는 개봉하고 가지는 회수하여 동물의 왼쪽에 재배치시킴으로써 2차 부착이 1차 부착과 50% 정도 중복되도록 하였다. 이런 재배치이후, 간은 두 번째로 관통시켰다. 간 손상의 상세한 자료는 실험 종결 시점에서 간의 절개와 검사로 얻었다. 손상은 조직의 작은 섬(island)이 중심에 존재하는 큰 방사선 모양의 상처로 나타났고, 대략 10 x 8 x 4㎝로 측정되었다. 손상은 좌 내측 뇌엽 정맥, 우 뇌측 뇌엽 정맥, 문맥성 간 정맥중 하나이상의 열상으로 발생하였다.

손상 30초후, 모든 동물에서 따뜻한(38℃) 젖산염 링거액으로 소생을 개시하였다. 소생의 목적은 기준 MAP로의 복귀이었다. 액체는 260 ㎖/min으로 투여하였다. 이런 소생 섭생은 전체 60분 연구 기간동안, 목적이 달성될 때까지 지속하고 MAP가 감소하면 재개하였다. 소생의 개시(수술 30초후)와 동시에, 다음과 같이 처리하였다. 1개의 드레싱은 방형엽의 표면에 부착하여 관통 손상을 덮고, 다른 2개의 드레싱은 횡경막 측면으로부터 손상 부위를 메웠다. 배-복부 방향으로 60초동안 압착하였다. 60초후, 손상 부위는 검사하여 지혈이 달성되었는지를 확인하였다. 이후, 부착자(applicator)의 손을 재배치시키고 측방-내측 방향으로 60초동안 압력을 가하고, 지혈을 관찰하였다. 이런 순서는 총 4번의 60초 압착동안 반복하였다. 압착후 지혈이 완결되면, 압착은 추가적으로 실시하지 않았다. 지혈은 손상 부위로부터 가시적으로 검출가능한 출혈의 부재로 정의되었다.

처리의 완결후, 복부는 봉합하고 동물은 손상후 60분동안 또는 폐사 때까지(이들중 빠른 시점 선택) 모니터하였다. 60분이전의 폐사는 0의 심장 박동수로 정의되었다. 60분에, 생존한 동물은 과량의 펜토바르비탈로 안락사시켰다.

손상의 도입 직후. 처리의 개시 때까지 복강으로부터 혈액을 연속으로 흡입하였다. 용적을 측정하고 처리전 혈액 손실로 명명하였다. 연구 기간의 종결 시점에서, 각 복부는 개봉하고 액체와 응고된 복막내 혈액을 흡입하고 측정하였다. 이는 처리후 혈액 손실로 명명하였다. 이에 더하여, 전체 소생 액체 사용을 기록을 기록하였다. 손상전 동물 혈액 용적은 다음의 방정식을 이용하여 산정하였다: 산정된 혈액 용적(㎖)=161.4751(체중^-0.2197)(체중)(Pusateri,2001).

체중, 산정된 혈액 용적, 열상된 혈관의 개수, 기준 MAP, 생존 시간, 손상전 MAP, 처리전 혈액 손실, 붕대 부착 스코어는 SAS의 GLM 절차를 이용한 분산분석법으로 분석하였다. 데이터는 최소 입방 평균 ± 최소 입방 평균의 표준 오차로 기록한다. 데이터는 분산의 불균질성 및 비-정규성을 검사하였다. 이들 조건은 처리후 혈액 손실과 액체 사용 데이터에서 발견되었다. 따라서, 혈액 손실과 액체 사용 데이터는 분석에 앞서 로그 변환시켰다. 변환된 데이터는 분산분석법으로 분석하였다. 이들 데이터는 역변환된 데이터 평균 및 95% 신뢰 수준(95% CI)으로 표시한다. 여성과 남성의 분포, 지혈, 생존 데이터는 SAS의 FREQ 절차를 이용한 Fishers Exact 검증으로 분석하였다. 데이터는 백분율 또는 비율로 보고한다. 모든 비교에는 양측 검증이 이용되었다.

동물 체중, 산정된 혈액 용적, 동물 성별의 분포, 기준 MAP, 손상전 MAP, 간 손상으로 열상된 주요 혈관의 개수, 또는 처리전 혈액 손실에서 처리군간 차이가 없었다(표 8과 9).

처리후 혈액 손실은 거즈 상처 드레싱 대조와 비교하여 키토산 군에서 감소하였다(p=.01). 액체 사용에서 유의한 차이는 관찰되지 않았다. 생존 비율은 키토산 군에서 증가하였다(p=.04). 지혈은 손상후 3분과 4분에 키토산 군에서 좀더 빈번하게 발생하였다(p=.03). 생존 시간은 키토산 군에서 높은 수준의 생존으로 통계학적으로 비교할 수 없었다(표 10)

독립적으로 실시한 US-Army ISR 연구(Pusateri et al 2002)에서 표준 4"X4" 거즈보다 상당히 성능이 개선된 키토산 상처 드레싱을 설명하였다. US-Army ISR은 본 발명의 드레싱의 경우와 적십자가 개발한 건조된 피브린 트롬빈 상 상처용 드레싱의 경우에 심각한 출혈을 지혈시키는데 4"X4" 거즈보다 상당히 성능이 개선되었다는 것만 설명할 수 있었다. 적십자 붕대는 비용도 비싸고, 상당히 민감하여 부서지기가 쉽다.

아이슬란드산 새우 원료를 이용하여 3M 9781 다공성 기포 후면을 가진 분자량이 큰 4"X4" 키토산 출혈 제어 드레싱을 만들었다(Genis Lot# SO1115-1). 냉동 건조 회사를 이용하여 2% 아세트산과 2% 키토산 용액으로 다량의 키토산 붕대를 멸균하였다(Lot# OMLC_2SM114). 밴드에 15kGy를 질소하에서 조사(照射)하였다. 연속하여, 일방 장력과, 파열 강도 및 혈액 흡수, 수분 흡수 및 멸균성에 대해 테스트를 하였다. 복부와 흉부 상처에서 감마-조사(照射)안된 샘플을 이용하여 돼지 동맥 천공을 실시하였다. 7가지 패치를 이용하였다. 패치 사용후에 평균 혈액 손실양이 50㎖미만이었다. 처음 사용에서 모든 패치는 흡착성이 있었고, 상처 봉합 및 지혈을 작용을 하였다(7 x 0 rankings). 모든 동물이 생존하였다.

감마-조사된 붕대와 조사(照射)안된 붕대(Lot#OMLC_2SM114)를 Protland Oregon에 있는 Oregon Medical Laser Center에서 개발한 in vitro 파열 압력 테스트를 받았다. 파열 테스트를 실행하기 위해, 붕대 25㎜ 직경의 원형 테스트 조각을 구연산처리된 혈액에 10초간 담근다. 테스트 조각을 중앙에 위치시키고, 3분간 50㎜직경의 PVC 파이프 측면에서 4㎜ 직경 천공에 손으로 누르면서 단단히 고정시킨다. 처음 부착후 3분후에 파이프 내부의 유체 압력은 0.1ch 간격으로 시간과 압력을 기록하였을 때, 4.5±5kPa.s^-1이었다. 파열직전에 기록된 최대 압력을 파열 압력으로 기록한다. 테스트 부위에 붕대의 상대적인 흡착을 평가하여 흡착 실패 순위를 매긴다. 순위 매김 시스템은 3가지 별개의 방식으로 나눈다. 순위 1은 부착된 잔류 키토산이 없는 PVC 표면에서 분리한 테스트 조각에 부여한다. 2 순위는 테스트 조각이 바로 떨어지지 않고, 일부 키토산이 테스트 부위에 부착된 채로 남아있는 경우가 된다. 3순위는 상처 드레싱이 PVC 표면에 단단하게 고정되어 기저 구조로부터 드레싱을 분리하기 위해서는 접착제를 이용할 경우만 제거될 수 있는 조각에 부여한다.

가습 매체로 혈액을 이용하여 PVC 기질상에 감마 조사된 키토산 붕대와 조사안된 붕대의 평균 파열 압력(평균±SD, n=6)은 각각 122±1.9kPa 및 86±20kPa이었다. 결과는 T-검증(p=0.007)를 이용하여 통계적으로 분석하였다. 가습 매체로 혈액을 이용하여 PVC 기질상에 감마 조사(照射)된 키토산 알파 붕대와 조사(照射)안된 붕대의 평균 접착 실패율(평균±SD, n=6)은 모두 3±0이었다. 도 10에서는 실패 순위가 높은 상을 나타내었는데, 이의 접착 실패는 키토산 구조내에서 발생하였다.

드레싱의 혈액 및 물의 흡수 성질(Lot#OMLC_2SM114)은 30초간 물 또는 혈액에 작은 시험 조각(ca. 0.02)을 침지하여 측정하였다. 침지 전과 후에 양의 차이를 기록하였다.

가습 매체로 혈액을 이용하여 감마 조사된 키토산 붕대와 조사(照射)안된 붕대(n=4)의 1g당 3초안에 흡수되는 평균 매체의 양을 결정하였다(도 1). 결과는 ANOVA와 Tukey-HSD 검증, p=0.001을 이용하여 통계학적으로 분석하였다. 조사(照射)안된 재질의 경우에 과량의 물 흡수에서 감마 조사(照射)가 상당히 감소되었다. 이와 같은 초과량의 물 흡수는 연속 흡착과 구조적 부족함으로 인하여 상처 드레싱이 붕괴(겔상태로)되게 한다.

키토산 드레싱(Lot#OMLC_2SM114)의 장력 테스트는 5kg 적하 셀이 갖추어진 단축 Chatillon Materials Tesing Vitrodyne V1000을 이용하여 실행하였다. 샘플은 작게 절단하고(15±1㎜ x 6.5±.5㎜ x 5±.5㎜ - 가우지 x 두께 x 폭) 2개의 클램프 사이에 고정시킨다. 크로스헤드 스피드는 10㎜.s^-1이다. 0.1초 간격으로 적하 및 이동을 기록하였다.

표 11에는 장력 테스트 결과를 나타내었다. 스트레스와 균주에 있어서 감마 조사(照射)된 샘플과 조사(照射)안된 샘플간에 유의한 차이는 없었다. 15kGy에서 조사한 샘플의 경우에 Young 모듈이 소폭 증가되었다.

샘플	Youngs모듈(Map)	최종 하적(kg)*	최종 신장
조사안함(n=5)	1.8±1.2	2.2±0.2	0.9±0.1
감마조사(n=0)	4.4±2.7	2.3±0.2	0.85±0.15

*2.5㎝ 붕대로 계산함

52개의 4"X4" 키토산 상처 드레싱(Lot#OMLC_2SM114)을 깨끗하게 준비하였다. 이와 같은 4"x4"드레싱중 46개는 이중 포장으로 하고, 캐나다 온타리오에 있는IsoMedix facility에 보내서 14-15kGy양으로 감마-조사(照射)시킨다. 이들 샘플 박스는 상처 드레싱으로 상처 드레싱 2SM114#1에서 절단한 8개의 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococus aureus)(ATCC 29213)를 첨가한 키토산 상처 드레싱 조각(1" x 0.21" x 0.21")이다. 이 조각에 100㎕ 0.5 MacFarlane 접종물로 접종시켰다. 스타필로코커스 아우레우스는 증명할 수 있는 활성 대조 배양물에서 구한 것이다. 스타필로코커스가 없는 4개 대조 세트는 작은 멸균 용기(열 봉합된)에 실온, 암상태로 보관하였다(표 12, 대조 요약).

로트번호#	대조 #	조각	투약	감마
OMLC_2SM114	61	4	No	No
OMLC_2SM114	55	4	No	No
OMLC_2SM114	65	4	Yes	No
OMLC_2SM114	77	4	Yes	No
OMLC_2SM114	74	4	No	Yes
OMLC_2SM114	71	4	Yes	Yes
OMLC_2SM114	58	4	Yes	Yes

멸균실에서 멸균상태로 46개 조사(照射)된 상처 드레싱 포장을 개방하고, 산화 에틸렌 멸균된 접착제 피복된 포말 포장(3M 9781 테이프)을 부착하고, 각 상처 드레싱 및 후면에서 작은 전면절단(off-cut) 조각(ca. 1.2" x 0.2 x 0.12")을 떼어내 개별 상처 드레싱 멸균 테스트를 하고, 상처 드레싱은 열 봉합을 이용하여 원 내부 포장에 다시 재포장하였다. 이들중 40개는 로트 번호와 드레싱 번호를 붙이고 평가하였다. 전면절단 조각과 대조 조각은 St Vincent's PHS의 미생물실로 보내 멸균 테스트를 하였다.

전면절다 조각 및 대조 조각은 라벨된 샘플 용기(0.6" diam. x 5")-티오글로콜레이트 생장 배지가 포함됨-에 멸균하에 넣고, 35℃에서 배양시켰다. 배양 배지는 TSA W/5% 양 혈액으로 계대배양시키고, 35℃에서 배양시키고, 48시간후에 생장을 검사하였다.

개별 배양물은 탁도 테스트로 분석하고, 계대 접종하였다. 7일, 14일, 21일경에 모든 배양물 및 계대 배양물에서 생장의 징후는 조사안된 배양물과 스타필로코커스 아우레우스가 제공된 배양물에서도 확인되었다. 특정 배양물의 그램 포지티브 염색은 이들 결과를 뒷받침하였다.

도 1은 초기 압착되지 않은 상처 드레싱의 횡단 디지털 영상자료이다.

도 2는 압착안된 상처 드레싱에서 지향성 박판 구조의 횡단 디지털 영상자료이다.

도 3은 서로 연결된 다공성 키토산 상처 드레싱의 광 현미경 사진 단면도이다.

도 4는 가열 및 압착후에 키토산 생물질 상처 드레싱의 사진이다.

도 5는 압착된 키토산 상처 드레싱의 전형적인 기저 표면의 전자 광 현미경 스캔이다. 고배율의 확대 삽입 사진(bar=100micron)

도 6은 키토산/비장 손상 부위와 인접한 비장 표면을 통한 조직 착색 단면이다. 피브린/혈소판 혼합물을 이용한 응혈 반응(A)와 패치와 비장사이에 응혈사진이다. 비장과 키토산간에는 매우 양호한 흡착이 형성된다.

도 7은 키토산 패치를 이용하여 봉해진 흉부 대동맥 손상 부분의 사진이다.

도 8은 키토산 패치로 봉해진 흉부 대동맥을 보여주는 것이다.

도 9는 흉부 대동맥 손상부의 착색된 조직 단면을 보여주는 것이다.

도 10은 강하게 흡착된 드레싱에서 in vitro 파열 압력 부족에 대한 사진을 보여주는 것이다.

도 11은 감마 방사된 샘플과 방사안된 샘플의 물과 혈액의 흡수 결과를 막대 그래프로 나타낸 것이다.

Claims

키토산 상처 드레싱을 만드는 방법에 있어서,

키토산 생물질을 포함하는 수용액을 만들고;

몰드에 수용액을 붓고;

몰드내에 냉동된 키토산 구조를 형성할 수 있도록 미리 정한 조건하에 몰드와 수용액을 냉각시켜, 몰드내에 수용액을 냉동시키고;

동결-건조 과정에 따라 냉동된 키토산 구조에서 물을 제거하여, 최소 0.05g/㎤의 밀도를 가지는 키토산 스폰지 구조를 형성하고;

키토산 스폰지 구조에 열과 압력을 가하여, 밀도가 0.5g/㎤ 내지 0.14g/㎤의 조밀한 키토산 구조가 되도록 밀도를 증가시키고;

출혈이 심한 상황에서 용해 저항성과 흡착 강도를 가지는 상처 드레싱을 만들기 위해 조밀한 키토산 구조를 가열하여 조밀한 키토산 구조로 사전처리하는 단계로 구성된 키토산 상처 드레싱을 제조하는 방법.
청구항 1항에 있어서, 수용액을 냉동시키기 전에 수용액에서 기체를 빼내는 단계가 추가 포함되는 방법.
삭제
청구항 1항에 있어서, 조밀화된 키토산 구조의 선처리의 조건은 최고 75℃까지 온도로 조밀화된 키토산을 가열하는 것으로 구성된 방법.
청구항 1항에 있어서, 조밀화된 키토산 구조의 선처리의 조건은 0.25시간동안 처리되는 것으로 구성된 방법.
청구항 1항에 있어서, 압착 과정동안 열은 60℃ 내지 85℃ 사이의 압착 온도로 구성된 방법.