KR101959025B1

KR101959025B1 - 방사선에 의한 세포 또는 조직 손상 완화용 섬유소재 조성물 또는 이를 포함하는 섬유시트

Info

Publication number: KR101959025B1
Application number: KR1020180077247A
Authority: KR
Inventors: 장범수; 강정애; 박상현; 변의백
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2019-07-04
Also published as: KR20180081687A

Abstract

본 발명의 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 조성물, 상기 조성물이 도포된 의류용 섬유시트는 감마선 조사로 유도된 손상 랫드의 간 세포 및 조혈 면역계 손상에 대하여 완화 효과를 나타내고, 산화적 스트레스에 의한 조직 손상을 회복하는 효과를 나타내므로, 상기 조성물 및 상기 조성물을 함유하는 의류용 섬유시트를 방사선 피폭시 방사선 방호제로서 유용하게 이용할 수 있다.

Description

방사선에 의한 세포 또는 조직 손상 완화용 섬유소재 조성물 또는 이를 포함하는 섬유시트{Composition or the textile sheet containing the same for mitigating cellular or tissue damage by radiation}

본 발명은 방사선에 의한 세포 또는 조직 손상 완화 기능을 갖는 조성물 또는 이를 포함하는 섬유시트에 관한 것이다.

최근 일본 대지진으로 인한 후쿠시마 원자력발전소 사고로 인해 인체의 방사선 피폭에 대한 우려가 증가하고 있을 뿐 아니라, 항공 여행 증가 등으로 인한 우주 방사선을 비롯한 자연방사선에 대한 노출과 방사선 치료 및 방사성동위원소의 의학적 이용의 증가에 의한 방사선 피폭으로 인한 인체장애나 인체방어에 관하여 사람들의 관심이 집중되고 있다(Meister 2005). 현재 우리나라 역시 방사선 노출에 대한 불안감이 커진 가운데 '생활주변 방사선 안전관리법'이 시행되어 생활주변에서 발생할 수 있는 방사선에 불필요하게 노출되는 것을 방지하고자 하고 있다.

방사선은 암 세포를 제거하거나 이의 성장을 저해하여 여러 조직의 암 치료와 암환자의 삶을 연장하는 목적 등으로 널리 사용되고 있으나, 장기 암 생존자들의 정상 조직에 손상을 유발하여 2차 암으로 발전될 수 있다(Dormand et al. 2005). 방사선은 직접적인 조직 손상과 생체 물질의 이온화 현상에 의한 간접 손상을 유발하게 되며, 방사선에 의해 생성된 활성산소(reactive oxygen species, ROS)는 간접적으로 DNA, 단백질 및 세포막 등에 손상과 세포사멸을 유도한다(Halliwell and Gutterige 1999). 따라서 방사선 피폭시 정상세포를 보호하면서 부작용이 없고 생체손상의 예방 및 세포 보호를 위한 방사선보호제에 대한 연구가 시도되어 왔다(Phillips 1981).

방사선보호제에 대한 연구는 WR-2721(amifostine) 등의 티올(thiol)기를 갖는 합성물질, 사이토카인(cytokines), 면역조절제(immunomodulator) 등에 대해서 연구가 많이 이루어져 있다. 그러나 합성물질은 독성이 강하며, 면역조절제의 경우 부작용이 많고 고가여서 사용에 한계를 나타내고 있어 생체에 안정적이고 값이 싸며 효과적인 방사선보호제의 개발 필요성이 제기되고 있다.

이에, 본 발명자들은 독성이 없고 방사선에 의한 생체 손상을 완화시키는 소재를 찾기 위해 노력한 결과 감마선 조사로 유도된 조직 손상 랫드(rat)에 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 조성물이 도포된 섬유를 착용시킨 군의 체중, 혈구 수치, 간 조직의 항산화 물질 및 항산화 효소가 유의적으로 증가하고, 혈장의 AST(aspartate aminotransferase) 및 ALT(alanine aminotransferase), 간 조직의 지질과산화 및 XO(xanthine oxidase)가 유의적으로 감소하는 것을 확인함으로써, 상기 조성물을 방사선에 의한 세포 또는 조직 손상의 완화용 조성물 또는 상기 조성물을 이용한 기능성 의류로 유용하게 사용할 수 있음을 밝힘으로써 본 발명을 완성하였다.

대한민국 특허출원 제10-2012-0107163 호 (2012.09.26) 대한민국 특허출원 제10-2005-0105345 호 (2005.11.04) 대한민국 특허출원 제10-2009-0121800 호 (2009.12.09)

Meister, R. T. (ed), "Corp Protection Handbook", 2005, vol. 91. Dormand et al., "Radiotherapy and wound healing", Int Wound J. 2005 Jun;2(2):112-27. Review. Halliwell and Gutterige, "Antioxidants in health and disease", J Clin Pathol. 2001 Mar; 54(3): 176-186.

본 발명의 목적은 방사선에 의한 세포 또는 조직 손상 완화 기능을 갖는 조성물 또는 이를 포함하는 섬유시트를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 산화규소(SiO₂), 마그네슘(Mg), 알루미나(Al₂O₃), 나트륨(Na), 칼슘(Ca) 및 산화철(Fe₂O₃)을 유효성분으로 함유하는 방사선 조사에 의한 세포 또는 조직 손상 완화용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 산화규소(SiO₂), 마그네슘(Mg), 알루미나(Al₂O₃), 나트륨(Na), 칼슘(Ca) 및 산화철(Fe₂O₃)을 포함하는 조성물 및 바인더의 혼합물이 도포된, 방사선 조사로 인한 세포 또는 조직 손상 완화용 섬유시트를 제공한다.

아울러, 본 발명은 산화규소(SiO₂), 마그네슘(Mg), 알루미나(Al₂O₃), 나트륨(Na), 칼슘(Ca) 및 산화철(Fe₂O₃)을 포함하는 조성물 및 바인더의 혼합물이 도포된 섬유시트를 유효성분으로 함유하는, 방사선 방호용 섬유소재 조성물을 제공한다.

본 발명의 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 조성물, 상기 조성물이 도포된 섬유시트는 감마선 조사로 유도된 손상 랫드의 간 세포 및 조혈 면역계 손상에 대하여 완화 효과를 나타내고, 산화적 스트레스에 의한 조직 손상을 회복하는 효과를 나타내므로, 상기 조성물 및 상기 조성물을 함유하는 섬유시트를 방사선 피폭시 방사선 방호제로서 유용하게 이용할 수 있다.

도 1은 산화규소(SiO₂), 마그네슘(Mg), 알루미나(Al₂O₃), 나트륨(Na), 칼슘(Ca) 및 산화철(Fe₂O₃)으로 구성된 조성물 및 바인더의 혼합물이 도포된 섬유시트를 나타낸 도이다.
도 2는 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 착용으로, 감마선 조사로 유도된 조직 손상 랫드의 혈장 중 AST(aspartate aminotransferase) 및 ALT(alanine aminotransferase)의 활성 변화를 나타낸 도이다:
Normal: 정상대조군으로, 감마선 조사 없이 7일 동안 미처리 조끼를 착용한 그룹;
Irradiation: 감마선 조사군 1로, 3 Gy의 감마선을 조사한 후 7일 동안 미처리 조끼를 착용한 그룹;
Irradiation + 10%: 감마선 조사군 2로, 3 Gy의 감마선을 조사한 후 7일 동안 본 발명의 조성물이 10% 도포된 조끼 착용한 그룹; 및
Irradiation + 30%: 감마선 조사군 1로, 3 Gy의 감마선을 조사한 후 7일 동안 본 발명의 조성물이 30% 도포된 조끼 착용한 그룹.
도 3은 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 착용으로, 감마선 조사로 유도된 조직 손상 랫드의 간 조직의 SOD(superoxide dismutase), 카탈라아제(catalase) 및 GPx(glutathione peroxidase) 변화를 나타낸 도이다.
도 4는 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 착용으로, 감마선 조사로 유도된 조직 손상 랫드의 근육 내 미토콘트리아 활성 변화 결과를 나타낸 도이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 산화규소(SiO₂), 마그네슘(Mg), 알루미나(Al₂O₃), 나트륨(Na), 칼슘(Ca) 및 산화철(Fe₂O₃)을 유효성분으로 함유하는 방사선 조사에 의한 세포 또는 조직 손상 완화용 조성물을 제공한다.

상기 방사선은 X선, α선, β선, γ선 및 중성자선으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

상기 세포는 조혈계 또는 간 세포인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않으며, 상기 조직은 조혈계, 간, 피부, 위장관 및 호흡기 조직으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 조성물은 방사선 노출 후 증가하는 아스파테이트 트랜스아미나제(aspartate aminotransferase, AST) 또는 알라닌 트랜스아미나제(alanine aminotransferase, ALT)의 활성을 감소시키는 것을 특징으로 하며, 감소된 SOD(superoxide dismutase), 카탈라아제(catalase) 또는 GPx(glutathione peroxidase)의 활성을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기 조성물은 방사선 노출 후 억제된 항산화 효소 활성 및 미토콘드리아 산소 활성을 회복시킨다.

이러한 본 발명의 조성물의 효과는 후술하는 구체적인 실시예를 통해 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명의 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 조성물은 감마선 조사로 유도된 손상 랫드의 간 세포 및 조혈 면역계 손상에 대하여 완화 효과를 나타내고, 산화적 스트레스에 의한 조직 손상을 회복하는 효과를 나타내므로 상기 조성물을 방사선 조사에 의한 세포 또는 조직 손상 완화용 조성물로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 산화규소(SiO₂), 마그네슘(Mg), 알루미나(Al₂O₃), 나트륨(Na), 칼슘(Ca) 및 산화철(Fe₂O₃)을 포함하는 조성물 및 바인더를 포함하는 혼합물이 도포된, 방사선 조사로 인한 세포 또는 조직 손상 완화용 섬유시트를 제공한다.

아울러, 본 발명은 산화규소(SiO₂), 마그네슘(Mg), 알루미나(Al₂O₃), 나트륨(Na), 칼슘(Ca) 및 산화철(Fe₂O₃)을 포함하는 조성물 및 바인더를 포함하는 혼합물이 도포된 섬유시트를 유효성분으로 함유하는, 방사선 방호용 섬유소재 조성물을 제공한다.

본 명세서에서 사용되는 '섬유시트'이라 함은 제직 또는 편직에 의해 제조되는 물품, 부직포 및 섬유상 웹 등을 모두 포함하는 의미로 사용한다.

상기 섬유시트는 의류용 또는 의료용인 것이 바람직하며, 일반 의류소재 또는 압박용 밴드, 수술포 등 인의용 및 수의용 의료기기에 적용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

상기 조성물은 산화규소 5 내지 15중량%, 마그네슘 5 내지 15중량%, 알루미나 5 내지 15중량%, 나트륨 5 내지 15중량%, 칼슘 5 내지 15중량%, 및 산화철 5 내지 15중량%로 구성되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

상기 섬유시트에 도포되는 혼합물에는 추가적으로 발포제, 발수제 또는 안료가 포함될 수 있다.

상기 발수제는 불소계 발수제, 실리콘계 발수제, 아크릴계 발수제, 폴리에틸렌계 발수제, 폴리프로필렌계 발수제, 폴리아미드계 발수제, 폴리에스테르계 발수제 폴리메틸계 중 어느 하나인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않으며, 상기 발포제는 실리콘 발포제, 폴리우레탄 발포제, 폴리스티렌 발포제, 폴리에틸렌 발포제, 폴리염화비닐 발포제, 폴리아크릴계 발포제 중 어느 하나인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 상기 바인더는 섬유제품에 사용되는 바인더라면 어느 것이나 사용할 수 있으며 아크릴계 바인더, 우레탄계 바인더, 불소계 바인더 또는 실리콘계 바인더인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않으며, 상기 안료는 일반 안료 또는 감온변색안료일 수 있다.

상기 추가적으로 첨가되는 발포제는 상기 조성물 100중량부에 발포제 150~250중량부, 상기 추가적으로 첨가되는 발수제는 상기 조성물 100중량부에 발수제 25~50중량부, 상기 추가적으로 첨가되는 안료는 상기 조성물 100중량부에 80~120중량부로 첨가될 수 있다. 또한 상기 바인더는 상기 조성물 100중량부에 바인더 250~350 중량부로 추가되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

또한 상기 섬유시트에 항균처리를 위해 제4급 암모늄계, 피리단계, 금속계 등의 항균제를 코팅, 프린팅, 패딩, 침지 등의 일반적인 방법으로 항균처리를 할 수 있다.

상기 도포는 섬유시트 일면에 표면적 10 내지 90%가 되게 도포될 수 있다. 상기 도포는 섬유시트 일면에 표면적 30 내지 90%가 되게 도포되는 것이 더욱 바람직하다. 섬유 시트 표면적 30% 미만이 되도록 도포되면 세포 또는 조직 손상 완화 기능성이 저하될 수 있으며, 섬유시트 표면적 90%를 초과하도록 도포되면 섬유시트의 촉감 및 물성을 저하시키고 코팅층이 박리될 수 있다.

따라서, 본 발명의 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 조성물은 감마선 조사로 유도된 손상 랫드의 간 세포 및 조혈 면역계 손상에 대하여 완화 효과를 나타내고, 산화적 스트레스에 의한 조직 손상을 회복하는 효과를 나타내므로 상기 조성물이 도포된 섬유시트는 방사선 조사에 의한 세포 또는 조직 손상 완화용 의류용, 의료용 또는 방호용 섬유소재로 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의하여 상세히 설명한다.

단, 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예 및 실험예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 방사선에 의한 조직 손상 완화용 조끼의 제작

산화규소 10중량%, 마그네슘 10중량%, 알루미나 10중량%, 나트륨 10중량%, 칼슘 10중량%, 산화철 10중량%, 제4급 암모늄계 항균제 40중량%를 혼합한 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물과 아크릴계 바인더를 1:1로 혼합하여 폴리에스테르 섬유로 제조되는 섬유시트 일면에 롤프린팅 방식으로 도포하여 조끼를 제작하였다.

상기 조끼는 도포되지 않는 조끼(미처리 조끼), 상기 혼합물이 10% 도포된 조끼 및 상기 혼합물이 30% 도포된 조끼로 제작하였다.

실시예 2. 방사선 조사에 의해 유도된 조직 손상 동물모델의 제조

본 발명자들은 상기 <실시예 1>에서 제작한 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼의 감마선 조사로 유도된 손상에 대한 완화 효과를 확인하기 위하여, 감마선 조사로 유도된 조직 손상 동물모델을 제조하였다.

구체적으로, (주)오리엔트바이오에서 구입한 6주령(180.0±10.0 g)의 SD 랫드 수컷을 23±2℃ 온도, 55±5% 습도, 명암순환은 12시간 단위로 유지되는 실험동물 사육장에서 1주일간 적응시켰으며, 고형사료와 물을 자유로이 공급하였다. 그 다음, 상기 SD 랫드를 5마리씩 4개 그룹으로 하기와 같이 구분하였다.

정상 대조군: 감마선 조사 없이 7일 동안 미처리 조끼를 착용한 그룹.

감마선 조사군 1: 3 Gy의 감마선을 조사한 후 7일 동안 미처리 조끼를 착용한 그룹.

감마선 조사군 2: 3 Gy의 감마선을 조사한 후 7일 동안 조성물이 10% 도포된 조끼 착용군

감마선 조사군 3: 3 Gy의 감마선을 조사한 후 7일 동안 조성물이 30% 도포된 조끼 착용군.

상기와 같이 감마선 조사는 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 내 Gammacell 40 exactor(MDS Nordion, Ottawa, Canada)을 사용하여 1.1 Gy/min 의 선량율이 되게 조사하였다. 정상 대조군을 제외한 Sprague-Dawley 랫드는 아크릴 케이스에 넣고 흡수선량이 3 Gy 가 되도록 랫드 몸 전체에 조사하였다. 조끼 착용은 감마선 조사 뒤 7일간 착용하였으며, 7일 후 분석 시료를 채취하고 경추 탈골하여 희생하였다.

실험예 1. 산화규소 , 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼의 감마선 조사로 유도된 조직 손상 완화 활성 확인

<1-1> 감마선 조사로 유도된 조직 손상 랫드의 체중, 비장 및 흉선 지수 변화 확인

동물 모델에서 방사선 조사로 인해 체중감소 및 식이 섭취량 감소가 나타남을 잘 알려져 있다(Linn et al. 1996; Pradeep et al. 2007). 방사선 조사 후 생체 내에서는 방사선에 민감한 조혈 면역계 기관인 비장 및 흉선이 방사선 장해를 받게 되고, 많은 수의 림프구 괴사가 일어나 비장 및 흉선의 부피 및 중량이 감소하는 것으로 알려져 있다(Gough et al. 1977). 따라서, 감마선 조사 후 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 적용이 감마선 조사로 유도된 랫드의 체중, 비장 및 흉선 지수 변화에 대한 완화 효과를 나타내는지 확인하기 위하여, 상기 <실시예 2>에서 실험군의 체중, 비장 및 흉선 지수를 측정하였다.

구체적으로, 감마선 조사 후 7일이 지난 4개의 대조군 및 실험군을 흡입 마취제로 전신 마취시키고 개복하여 후대정맥에서 혈액을 채취하고, 간, 흉골, 비장, 흉선을 적출하여 냉식염수로 세척한 후 건조시켜 무게를 측정하였다. 비장 및 흉선 지수는 (비장 및 흉선 무게/체중)×100에 의해 계산되었다. 실험 결과는 일원 분산분석(one-way ANOVA)을 이용하여 수행되었고, 내부 군 비교는 Tukey 다중비교분석(Tukey's multiple comparision test)를 이용하여 수행되었다. 수치는 각 군의 5마리에 대하여 평균±표준편차로 표현되었다. P 값<0.05인 경우 유의한 것으로 고려되었다.

그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 감마선 조사 7일 후에 정상대조군의 체중은 189.90±11.44로 나타났으며, 감마선 조사군 1의 체중은 172.93±7.57로 정상대조군에 비해 유의하게 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 감마선 조사군 3에서는 189.25±6.42로 감마선 조사군 1과 비교했을 때 체중이 유의적으로 높아진 것을 확인하였다.

또한, 감마선 조사 7일 후에 감마선 조사군 1의 비장 지수는 0.096±0.006로 정상대조군보다 유의적으로 감소하였으며, 감마선 조사군 3에서는 0.111±0.006으로 감마선 조사군 1에 비해 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다.

또한, 감마선 조사 1일 후에 감마선 조사군 1의 흉선 지수는 0.078±0.010로 정상대조군보다 유의적으로 감소하였으며, 감마선 조사군 3에서는 0.101±0.007로 감마선 조사군 1에 비해 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다.

따라서, 상기 결과를 통해 방사선 조사 후 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 적용이 방사선 조사에 의한 조혈 면역계 기관에 대해 예방 효과가 있음을 확인하였다(표 1).

그룹	체중(g)	비장지수	흉선지수
정상대조군	189.90±11.44	0.204±0.012	0.142±0.028
감마선 조사군 1	172.93±7.57^#	0.096±0.006^##	0.078±0.010^##
감마선 조사군 2	185.45±6.50	0.108±0.009	0.101±0.015^*
감마선 조사군 3	189.250±6.42^*	0.111±0.006^*	0.101±0.007^*

#p<0.05 및 ##p<0.01은 정상 대조군과 비교하여 중요한 차이를 나타냄.

*p<0.05 및 **p<0.01은 3 Gy 조사군과 비교하여 중요한 차이를 나타냄.

<1-2> 감마선 조사로 유도된 조직 손상 랫드의 혈구 성분 변화 확인

방사선 조사 후에는 말초혈액 내의 면역세포 수가 급격히 감소하며, 회복에 있어서 세포수의 회복이 중요한 요인이 된다는 연구가 보고되어 있다(Patchen et al. 1991). 따라서, 감마선 조사 후 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 적용이 감마선 조사로 인한 손상 완화 효과를 나타내는지 확인하기 위하여, 랫드의 혈액에서의 혈구 성분 분석을 수행하였다.

구체적으로, 상기 실험예 <1-1>에 기재된 방법으로 채취한 4개 실험군의 혈액을 혈액응고 방지제인 헤파린(heparin) 처리된 튜브에 채취하여 혈액 내 백혈구(white blood cell, WBC) 수를 혈액학적 분석기(HEMAVET HV950, Drew Scientific, Inc., USA)를 이용하여 측정하였다. 실험 결과는 일원 분산분석(one-way ANOVA)을 이용하여 수행되었고, 내부 군 비교는 Turkey 다중비교분석(Turkey's multiple comparision test)를 이용하여 수행되었다. 수치는 각 군의 7마리에 대하여 평균±표준편차로 표현되었다. P 값<0.05인 경우 유의한 것으로 고려되었다.

그 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이 감마선 조사 7일 후 감마선 조사군 1은 정상대조군에 비해 백혈구(white blood cell, WBC)가 유의적으로 감소하였으며, 감마선 조사군 3은 감마선 조사군 1과 비교했을 때 유의적으로 증가하는 것을 확인함으로써, 방사선 조사 후 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 적용이 방사선 조사에 의한 조혈 세포의 방호와 재생성을 촉진시키는 효과가 있음을 확인하였다(표 2).

그룹	백혈구수	적혈구수	혈소판수
정상대조군	5.87±1.29	8.38±0.27	1366.50±39.50
감마선 조사군 1	1.41±0.51^##	7.89±0.25^#	749.75±132.07^##
감마선 조사군 2	1.28±0.09	8.16±0.48	945.50±52.60
감마선 조사군 3	1.85±0.28	7.05±1.73	987.00±176.10^**

<1-3> 감마선 조사로 유도된 조직 손상 랫드의 혈장의 생화학적 변화 확인

AST와 ALT는 간세포 내에 존재하는 아미노기 전이효소로 주로 간세포가 손상을 받는 경우에 혈중으로 방출되어 활성이 증가하게 되므로 간독성 검사에 주로 사용된다. AST와 ALP의 경우 간 조직 이외에 신장, 근육, 심장 등에 분포하고 있어 간 손상에 직접적인 원인이 아닐 수 있지만 ALT의 경우는 간 조직에 대부분 분포하고 있기 때문에 ALT 수치가 상승하는 것은 간 손상과 직접적으로 연결되는 것으로 알려져 있다(Recknagel et al. 1989). 또한, 랫트에 감마선을 조사할 경우 혈중 AST와 ALT의 효소 활성이 급격히 증가되는 것으로 알려져 있다(Pradeep et al. 2008). 따라서, 감마선 조사 후 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 적용이 감마선 조사로 유도된 손상에 대한 완화 효과를 나타내는지 확인하기 위하여, 랫드의 혈액에서의 AST 및 ALT를 측정하였다.

구체적으로, 상기 실험예 <1-1>의 5개 실험군의 혈액이 보관된 채혈 튜브를 3000 rpm으로 20분 동안 원심분리하고 혈장을 분리하여 4℃에서 저장하였다. 상기 혈장 중 AST와 ALT 측정은 Bergmeye 등(1978)의 방법에 따라 측정하였다. AST와 ALT 기질액 1.0 ㎖를 각각 시험관에 가하여 37℃에서 5분간 방치한 다음 혈장 0.2 ㎖를 넣고 잘 혼합한 후 37℃에서 반응시킨 뒤 DNPH 1 ㎖를 첨가하여 잘 혼합하여 실온에서 20분간 방치하여 반응을 종료시켰다. 마지막으로 0.4 M 수산화나트륨 용액을 가하여 잘 혼합한 다음 실온에서 약 10분간 방치한 후, Multiskan FC 마이크로플레이트 광도계를 이용하여 540 nm에서 흡광도의 변화를 측정하였다. 실험 결과는 일원 분산분석(one-way ANOVA)을 이용하여 수행되었고, 내부 군 비교는 Tukey 다중비교분석(Tukey's multiple comparision test)를 이용하여 수행되었다. 수치는 각 군의 7마리에 대하여 평균±표준편차로 표현되었다. P 값<0.05인 경우 유의한 것으로 고려되었다.

그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이 감마선 조사 7일 후 감마선 조사군 1의 혈장 중 AST와 ALT는 정상대조군과 비교하였을 때 유의적으로 증가하여 간독성이 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 감마선 조사군 3에서 감마선 조사군 1에 비해 ALT와 AST가 유의적으로 감소하는 것을 확인하였다. 따라서, 방사선 조사 후 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 적용이 방사선 조사에 의한 간손상을 억제 또는 완화하여 혈장 내 간손상 지표 효소의 활성 상승을 유의적으로 억제하는 것으로 나타나 세포 손상을 예방하고 세포를 보호함을 확인하였다(도 2).

<1-4> 감마선 조사로 유도된 조직 손상 랫드의 간 조직의 항산화 물질 및 항산화 효소 변화 확인

방사선에 의해 생성되는 과도한 자유라디칼은 생체 내의 항산화 물질이나 항산화 효소에 의해 제거되거나 생성이 억제된다. 생체 내에 존재하는 항산화 효소에는 SOD(superoxide dismutase), 카탈라아제(catalase), GPx가 존재하며, SOD는 O₂ ^-를 H₂O₂로 전환시키고, 카탈라아제와 GPx는 이 H₂O₂를 물로 분해하여 세포내 라디칼을 제거하는 기능을 한다(Fridovich I. 1986). 동물에 감마선을 조사할 경우 항산화 물질인 GSH와 항산화 효소인 SOD, 카탈라아제, GPx가 산화적 손상으로부터 세포를 보호하기 위해 활성의 감소가 나타나는 것으로 알려져 있다(Pratheeshkumar and Kuttan 2010; Pradeep 2012). 따라서, 감마선 조사 후 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 적용이 감마선 조사로 유도된 조직 손상 마우스의 간 조직에서 항산화 물질인 GSH, 및 항산화 효소인 SOD, 카탈라아제 및 GPx의 변화에 미치는 영향을 측정하였다.

구체적으로, 상기 실험예 <1-1>의 4개 실험군의 간 조직에서 측정용 kit 시약(Biovision, USA)을 이용하여 제조사의 절차에 따라 SOD, 카탈라아제 및 GPx를 측정하였다. 간 조직의 단백질 함량 측정은 Bradford (1976) 방법에 따라 BSA (bovine serum albumin)을 표준품으로 사용하여 측정하였다. 실험 결과는 일원 분산분석(one-way ANOVA)을 이용하여 수행되었고, 내부 군 비교는 Tukey 다중비교분석(Tukey's multiple comparision test)를 이용하여 수행되었다. 수치는 각 군의 7마리에 대하여 평균±표준편차로 표현되었다. P 값<0.05인 경우 유의한 것으로 고려되었다.

그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이 감마선 조사 7일 후 감마선 조사군 1의 SOD, 카탈라아제 및 GPx는 정상 대조군에 비해 유의적으로 감소하는 반면, 감마선 조사군 3은 감마선 조사군 1에 비해 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다. 특히, SOD 및 카탈라아제의 경우 유의적으로 증가하는 것을 확인함으로써, 방사선 조사 후 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 적용이 방사선 조사에 따른 간조직 내 항산화 효소의 감소를 유의적으로 억제시켜 세포 손상을 예방하고 세포를 보호함을 확인하였다(도 3).

<1-5> 감마선 조사로 유도된 조직 손상 랫드의 근육 내 미토콘드리아 활성변화 확인

감마선 조사 후 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 적용이 감마선 조사로 유도된 세포 손상에 대한 완화 효과를 확인하기 위하여, 조직 손상 랫드의 등근육 내 미토콘드리아의 활성 분석을 수행하였다. 이온화 방사선에 의해 생성된 ROS는 미토콘드리아를 파괴하여 세포 사멸에 이르게 하는 것으로 알려져 있다.

구체적으로, 상기 실험예 <1-1>의 4개 실험군의 승모근 아래 근육을 채취하여 PBS로 3회 이상 세척 후, 액화 질소에 보관하였다. 미토콘드리아 산소 측정은 Frezza 등(14) 의 방법에 따라 측정하였다. 등 근육 조직은 3 ml MIB1 (KCl 180 mM, Na₂-EDTA 0.5 mM, Tris 10 mM, pH 7.4)을 가한 후 균질화기기인 Precellys 24-dual(Bertin, Villeurbanne, France)을 이용하여 균질화 용액으로 만들었으며, 4℃에서 10,000 g로 10분 동안 원심분리후 상층액 채취하였다. 채취한 상층액을 4℃에서 10,000 g로 10분 동안 원심분리후 상층액 채취하였다. 두 번째 채취한 상층액에 1 ml MIB2 (KCl 180 mM, Na₂-EDTA 0.5 mM, Tris 10 mM, BSA 1 g/L, pH 7.4)을 가한 후 4℃에서 10,000 g로 10분 동안 원심분리후 상층액 채취하였다. 미토콘드리아가 농축된 펠렛에서 산소 활성평가를 측정하였다.

그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이 감마선 조사 7일 후 감마선 조사군 1의 미토콘드리아 산소 활성은 정상대조군에 비해 유의적으로 감소하였다. 감마선 조사군 3은 감마선 조사군 1에 비해 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 따라서, 방사선 조사 후 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘 및 산화철을 포함하는 혼합물이 도포된 조끼 적용이 방사선 조사에 따른 미토콘드리아 손상을 회복시킨 것을 확인할 수 있었다 (도 4).

Claims

산화규소(SiO₂) 5 내지 15중량%, 마그네슘(Mg) 5 내지 15중량%, 알루미나(Al₂O₃) 5 내지 15중량%, 나트륨(Na) 5 내지 15중량%, 칼슘(Ca) 5 내지 15중량% 및 산화철(Fe₂O₃) 5 내지 15중량%를 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는, 방사선 조사에 의한 세포 또는 조직의 손상 완화 및 손상된 세포 또는 조직 회복용 섬유소재 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 방사선은 X선, α선, β선, γ선 및 중성자선으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 섬유소재 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 세포는 조혈계 또는 간 세포인 것을 특징으로 하는 섬유소재 조성물.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 조성물은 아스파테이트 트랜스아미나제(aspartate aminotransferase, AST) 또는 알라닌 트랜스아미나제(alanine aminotransferase, ALT)의 활성을 감소시키는 것을 특징으로 하는 섬유소재 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 조성물은 SOD(superoxide dismutase), 카탈라아제(catalase) 또는 GPx(glutathione peroxidase)의 활성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 섬유소재 조성물.
제1항의 조성물에 바인더를 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 혼합물을 섬유시트 일면에 도포하는 단계로 구성되는 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 방사선 조사에 의한 세포 또는 조직의 손상 완화 및 손상된 세포 또는 조직 회복용 섬유시트.
제 7항에 있어서, 상기 섬유시트는 의류용 또는 의료용인 것을 특징으로 하는, 섬유시트.
삭제
제 7항에 있어서, 상기 바인더는 아크릴계 바인더, 우레탄계 바인더, 불소계 바인더 또는 실리콘계 바인더인 것을 특징으로 하는 섬유시트.
제 7항에 있어서, 상기 도포는 섬유시트 일면에 표면적 10 내지 90%가 되게 도포되는 것을 특징으로 하는 섬유시트.
제 7항에 있어서, 상기 혼합물은 항균제, 발포제, 발수제 및 안료로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는 섬유시트.
삭제