KR20160050345A - 혈액필터용 부직포의 제조방법 - Google Patents

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권순택
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한국섬유개발연구원
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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 수지를 멜트블로운 방식으로 방사하여 부직포를 제조하고 이를 적층 및 열압착하여 혈액필터용 부직포를 제조하는 방법 및 이러한 방법으로 제조되는 부직포에 관한 것이다.
본 발명에 따른 부직포는 혈액 내 성분분리에 최적화된 다층구조로 이루어지고 적층 겹수를 용도에 따라 선택적으로 적용할 수 있어서 평균기공크기를 용이하게 조정가능하므로, 혈액필터의 용도뿐만 아니라 심폐용 준비액 여과필터, 투석용 주사제 여과필터, 의약품 주입필터, 심폐순환기 내 산화기 필터 등으로의 적용이 가능하여 그 활용범위가 넓은 장점이 있으며, 또한 인장강도가 우수하므로 장시간 연속사용하여도 파손되지 않으며, 세포독성, 용혈성 및 혈액적합성이 혈액정화용 필터에 적합하고 혈구회수율과 혈장투과율이 우수하여 종래의 혈액필터 제품을 대체할 수 있다.

Description

혈액필터용 부직포 및 이의 제조방법{Non-woven Fabric for Blood Filter, and Method for Manufacturing the Same}
본 발명은 폴리프로필렌 수지를 멜트블로운 방식으로 방사하여 부직포를 제조하고 이를 적층 및 열압착하여 혈액필터용 부직포를 제조하는 방법 및 이러한 방법으로 제조되는 부직포에 관한 것이다.
의료용 필터에는 크게 혈액 필터와 이를 제외한 기타 필터로 나눌 수 있으며, 혈액필터에는 혈구·혈장 분리필터, 수혈제재용 혈액필터, 인공신장용 혈액필터, 심폐용 혈액필터 등이 있고 기타 필터에는 심폐용 준비액 여과필터, 투석용 주사제 여과필터, 의약품 주입필터 등이 있다.
종래의 혈액투석 개념은 소분자량의 요독성 물질(BUN 등)을 제거하는 혈액투석에 그쳤으나 2000년대에 들어 혈액투석여과, 혈액정화의 개념이 도입되면서 그 개념이 확대되고 있으며, 혈액정화는 중·대분자량의 면역성 물질을 효과적으로 제거해 주기 때문에 혈액을 맑고 깨끗하게 정화시키는 기능을 하는 해독요법에 사용하고 그 효용이 점차 확대되고 있다.
뿐만 아니라 최근 심혈관수술에서의 현저한 기술 발전에도 불구하고 출혈과 이에 따른 다량의 수혈로 인한 합병증 즉, 수혈에 의한 과민반응, 응혈이상증, 특히 최근 발생빈도가 증가하고 있는 간염이나 후천성 면역결핍증후군과 같은 바이러스성 질환의 감염 등은 중요한 문제로 남아있다.
수술수기(手術手技)의 개선 및 성분수혈, nonblood pump priming, normovolemic hemodilution법의 사용 등은 수혈량의 감소를 가져왔으나 수혈의 필요성은 여전히 배제할 수 없는 상황이며 따라서 자가수혈의 필요성이 증가하고 있다.
이처럼 타인으로부터의 수혈이 아닌 자가수혈시 사용하는 자가혈액회수기(cell saver)의 적용이 점차 증가하고 있으나 자가혈액회수기에 사용되는 혈구·혈장 분리필터의 단점은 혈장을 제거한 혈구성분의 회수율이 현저히 낮다는 문제가 있어서 이에 대한 개선이 요구되고 있는 실정이다.
한국등록특허공보 제1151139호 한국등록특허공보 제1342883호 한국등록특허공보 제1361452호 한국공개특허공보 제2014-0004571호
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 혈액 정화용 필터가 혈액여과에 요구되는 적정 기공크기를 가지면서 필터에 걸리는 압력을 충분히 견딜 수 있도록 하여 혈구와 혈장의 분리효율과 혈구회수율 및 내구성을 모두 만족할 수 있는 혈액필터용 부직포 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 용융흐름속도 1000~2000 g/10 min의 폴리프로필렌 수지로 이루어진 부직포가 4~12 겹 적층되어 열압착된 형태로서, 평균기공크기 3 ㎛ 이하, 인장강도 40 N 이상 및 단위면적당 인장강도 4 ㎫ 이상인 혈액필터용 부직포를 제공한다.
또한, 본 발명은 폴리프로필렌 수지를 방사온도 210~240 ℃, 분출공기온도 210~250 ℃, 분출공기속도 0.5~2.0 N㎥/min, DCD 100~300 ㎜, 컬렉터 속도 1~3 mpm의 멜트블로운 방식으로 방사하여 부직포를 제조하는 단계; 상기 부직포를 4~12 겹 적층하는 단계; 및 상기 적층된 부직포를 온도 110~130 ℃, 압력 6~25 ㎫에서 60~180 초간 열압착하는 단계;를 포함하는 혈액필터용 부직포의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 부직포는 혈액 내 성분분리에 최적화된 다층구조로 이루어지고 적층 겹수를 용도에 따라 선택적으로 적용할 수 있어서 평균기공크기를 용이하게 조정가능하므로, 혈액필터의 용도뿐만 아니라 심폐용 준비액 여과필터, 투석용 주사제 여과필터, 의약품 주입필터, 심폐순환기 내 산화기 필터 등으로의 적용이 가능하여 그 활용범위가 넓은 장점이 있다.
또한, 인장강도가 우수하므로 장시간 연속사용하여도 파손되지 않으며, 세포독성, 용혈성 및 혈액적합성이 혈액정화용 필터에 적합하고 혈구회수율과 혈장투과율이 우수하여 종래의 혈액필터 제품을 대체할 수 있다.
도 1은 열압착하지 않은 부직포의 전자현미경 사진이다.
도 2는 겹수별 열압착한 부직포의 전자현미경 사진이다.
도 3 내지 도 5에는 6~12겹 적층하여 열압착한 부직포의 전자현미경 사진이다.
도 6은 6~12겹 적층하여 열압착한 다른 부직포의 전자현미경 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 부직포의 세포독성시험을 CCK를 통해 분석한 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 부직포의 세포독성시험을 MTT assay를 통해 분석한 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 부직포의 세포독성시험에서 48 시간 처리군에 대한 정성분석결과를 보여주는 전자현미경 사진이다.
도 10은 본 발명의 부직포를 pleated type으로 성형한 모습을 보여주는 사진이다.
도 11은 본 발명의 부직포가 장착된 혈액필터 모듈을 보여주는 사진이다.
본 발명의 혈액필터용 부직포는 혈액 내 독소(노폐물) 등을 제거하기 위한 목적으로 사용되며, 이를 위하여 혈구성분 분리용도와 혈구-혈장 분리용도에 모두 적용가능하도록 인장강도가 우수해야 하고 용이한 기공도 조절과 더불어 기공크기의 제어가 가능해야 한다.
종래의 혈액필터 제조용 섬유소재는 기계적 안정성이 우수한 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 폴리설폰(polysulfone), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile)과 같은 합성고분자를 주로 사용하고 있고 중공사 형태가 대부분인데, 이러한 중공사형 필터소재는 소분자량 물질에 대한 여과에 많이 사용되나 기공크기 및 기공도 조절이 어려워서 중·고분자량 물질의 선택적 여과성능에는 한계가 있다.
이에 따라 본 발명에서는 내약품성과 기계적 성질, 열적 성질 및 전기적 성질이 우수한 폴리프로필렌(polypropylene) 수지를 소재로 멜트블로운(melt-blown, MB) 방식으로 혈액필터용 부직포를 제조하며, 멜트블로운 방식은 낮은 점도의 용융성(melt base) 고분자 수지를 용융시켜 노즐을 통해 방사하고 고온·고압 공기에 의해 연신 및 냉각시켜 웹 형성 장치에 적층함으로써 부직포 형태를 갖도록 하는 제조법이다.
멜트블로운 방식의 부직포는 노즐의 크기, 토출량, 공정조건에 의해 다양한 굵기의 섬유 제조가 가능하고 평량 10~수백 gsm(gram per square meter)의 부직포 웹 생산뿐만 아니라 섬유분포에 따라 기공도를 달리함으로써 다양한 구조의 부직포 웹 형성이 가능하기 때문에 필터와 같은 여과매체의 제조에 매우 적합하며, 비교적 간단한 공정관리로 인해 다른 종류의 부직포 제조방법보다 가격 경쟁력이 우수한 장점이 있다.
특히, 수많은 미세기공에 의한 높은 흡액성능, 균제도가 높은 섬유 분산성, 기체 및 수증기에 대한 높은 투과성, 유연하고 벌키(bulky)한 소재 특성, 우수한 화학적 가공성을 인하여 혈액필터에 유용하게 적용될 수 있다.
매우 가는 굵기의 섬유는 매우 작은 물질을 분리할 수 있도록 하고 단위중량 당 넓은 표면적을 가지므로, 혈액필터용 부직포를 구성하는 섬유가 세섬도를 갖도록 하는 것이 바람직한데, 이를 위하여 높은 용융흐름속도(melt flow rate, MFR)인 1000~2000 g/10 min의 폴리프로필렌 수지를 용융방사하여 단사섬도 0.5~3.0 ㎛의 실이 평균기공크기 3 ㎛ 이하의 웹을 형성하도록 한다.
이때, 상기의 용융흐름속도를 갖는 폴리프로필렌의 융점은 150~155 ℃ 부근이므로 멜트블로운 부직포 제조공정의 중요 영향인자로서 방사온도 210~240 ℃, 분출공기온도 210~250 ℃, 분출공기속도 0.5~2.0 N㎥/min, DCD(die to collector distance) 100~300 ㎜, 컬렉터 속도(collector speed) 1~3 mpm(meter per minute)으로 설정하는 것이 바람직하다.
그런데 상기와 같이 세섬도의 섬유로 부직포를 형성하면 평균기공크기가 8~12 ㎛ 정도로 커서 혈액을 구성하는 각 성분의 정밀한 분리가 어렵고, 섬유의 강력이 낮아서 혈액을 대량으로 처리할 때 내압성의 부족으로 인하여 부직포가 파손될 우려가 있으므로, 이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 상기 제조된 부직포를 4~12 겹 적층 형성시켜 평균기공크기를 작게 조절하면서 내압성을 향상시킨다.
상기와 같은 세섬도의 실로 웹을 형성하고 이를 적층하면 부직포의 평균기공크기를 3 ㎛ 이하로 형성시키면서 기공도(air porosity) 75 % 이상을 달성할 수 있어서 혈구회수율 65 % 이상, 혈장투과율 80 % 이상의 성능을 발휘하며, 또한 인장강도 40 N 이상 및 단위면적당 인장강도 4 ㎫ 이상의 부직포의 제조가 가능하여 혈구와 혈장, 또는 각 혈구성분(백혈구, 적혈구, 혈소판) 간의 분리가 가능하고 분리율이 우수함과 더불어 혈액 처리량을 증가시킬 수 있다.
이때, 멜트블로운 부직포의 단사섬도, 평균기공크기 및 기공도가 상기 범위를 가지도록 하기 위해서는 부직포의 적층 가공조건을 정밀하게 설정하는 것이 중요하며, 적층된 부직포를 온도 110~130 ℃, 압력 6~25 ㎫의 조건으로 60~180 초간 압착가공함으로써 상기 성능을 만족시킬 수 있다.
상기 압착가공 온도, 압력 및 시간이 상기 범위 미만이면 적층 형성된 각 층의 접착력이 부족하여 서로 분리될 우려가 있으며, 상기 범위를 초과하면 부직포 간의 융착이 발생하여 기공크기와 기공분포가 균일하게 형성되지 못하고 이로 인해 여과효율이 저하되므로 바람직하지 않다.
상기와 같이 제조되는 혈액필터용 부직포는 인장강도가 40 N 이상이고 단위면적당 인장강도는 4 ㎫ 이상이며, 높은 흡액성능, 균제도, 기체 투과성, 유연성, 벌키성, 가공성으로 인하여, 혈액정화, 혈액투석 분리막 등의 용도뿐만 아니라 수술용 소재, 창상피복재, 인공혈관 보강재, 삼출물 흡액소재 등으로의 활용이 가능하다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 시험예에 의거하여 좀더 상세하게 설명한다.
단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
<실시예 1>
혈액필터용 부직포 제조를 위한 적정 방사온도와 열풍조건 등을 확인하기 위하여, 일반 폴리프로필렌 수지(융점 165 ℃)를 소재로 하기 표 1과 같이 토출량(기어펌프 회전속도), 방사온도, 열풍온도 및 유속, 컬렉터의 속도 등을 달리하면서 멜트블로운 방식으로 부직포를 제조하고 그 상태를 육안으로 관찰하였다.
기어펌프의 토출량은 rpm당 0.3 ㏄의 수지가 토출되도록 하였으며, 이하 동일한 조건으로 운전하였다.
방사조건
구분 T1-1 T1-2 T1-3 T1-4 T1-5 T1-6 T1-7 T1-8 T1-9 T1-10 T1-11
Gear pump rpm 5 5 5 5 5 5 8 2 2 3 3
Spinning temp. ℃ 240 240 240 240 240 240 240 240 240 290 210
Blowing air temp. ℃ 230 230 230 230 230 230 230 230 280 280 185
Blowing air flow rate. N㎥/min 2 3 1 1 1 0.5 1 1 1 1 1
DCD ㎜ 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
Collector speed mpm 5 5 5 3 8 3 3 3 3 3 3
T1-1, T1-2, T1-3의 방사조건에서는 기어펌프의 회전속도를 5 rpm으로 고정하고 방사온도 240 ℃, 열풍온도 230 ℃의 조건에서 열풍의 유속을 각각 1~3 N㎥/min의 범위로 변화시켰으며, 이렇게 제조된 부직포를 육안관찰한 결과 유속이 2 N㎥/min 이상일 경우 부직포의 표면이 불균일해지는 것을 관찰할 수 있었다.
이에 따라 T1-4, T1-5, T1-6,의 방사조건에서는 열풍의 유속을 1~0.5 N㎥/min 수준으로 변화시키고 컬렉터의 속도를 3~8 mpm으로 조절하였으며, 시험결과 열풍의 유속을 0.5 N㎥/min로 조정하면 설비의 작동이 중단되는 기기 조작상의 문제가 발생하였다.
컬렉터의 속도는 부직포의 중량과 강도유지 등에 중요한 인자로서 컬렉터의 속도를 증가하는 것은 부직포의 강도를 현저히 낮추고 균일성을 떨어뜨리게 되어 컬렉터의 속도를 3 mpm 미만으로 낮게 유지하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.
T1-7, T1-8, T1-9의 방사조건에서는 기어펌프의 속도를 8 rpm으로 높였다가 2 rpm 수준으로 낮추어 시험하였는데, 토출량을 8 rpm으로 높일 경우 부직포의 제조속도 면에서는 유리하나 세섬화와 평균기공크기 감소에는 불리하게 작용하였으며, 속도를 2 rpm으로 낮출 경우 부직포 중량이 감소하면서 세섬화와 평균기공크기 감소에 유리하나 알갱이가 지속적으로 발생(shot 현상)하여 열풍온도를 280 ℃로 증가시켜도 이러한 현상이 해결되지 않았다.
T1-10과 T1-11의 방사조건에서는 방사온도를 290 ℃까지 올렸다가 210 ℃까지도 낮추었는데, 290 ℃의 높은 온도에서는 냉각(quenching)이 불량하여 부직포가 원활히 생성하지 않았으며 오히려 210℃ 수준의 낮은 온도에서 부직포 생성이 안정적임을 알 수 있었다.
<실시예 2>
실시예 2에서는 peroxide free type의 폴리프로필렌 수지 중에서 상대적으로 용융질량흐름(MFR)이 중간 정도인 1200 g/10 min 수준의 원료(융점 155 ℃)를 이용하여 멜트블로운 방식으로 부직포를 제조하였다.
하기 표 2와 같이, 주로 기어펌프의 토출량을 조절하여 고중량의 시료와 저중량의 시료를 제작 후 비교하였으며, 방사온도는 상기 실시예 1과 같이 240 ℃ 조건에서 시험하였고 열풍의 온도는 220 ℃와 230 ℃, 유속은 1 N㎥/min으로 고정하였으며, 방사구금과 컬렉터 간의 거리(DCD)를 실시예 1보다 좁은 250 ㎜로 유지하고 컬렉터의 속도를 2~7.5 mpm으로 달리 실시하였다.
방사조건
구분 T2-1 T2-2 T2-3 T2-4 T2-5 T2-6
Gear pump rpm 10 2.5 5 5 7.5 3
Spinning temp. ℃ 240 240 240 240 240 240
Blowing air temp. ℃ 230 220 220 220 220 220
Blowing air flow rate N㎥/min 1 1 1 1 1 1
DCD ㎜ 250 250 250 250 250 250
Collector speed mpm 3 3 5 7.5 7.5 2
상기 표 2의 조건으로 제조된 부직포의 상태를 육안으로 관찰한 결과, T2-3, T2-4, T2-5의 경우 컬렉터의 속도를 각각 5~7.5 mpm으로 하였을 때 육안상으로 부직포의 외관이 불균일하였으며, 따라서 이들을 제외하고 나머지 부직포의 중량, 두께 및 평균기공크기를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
방사결과 부직포의 물성
구분 T2-1 T2-2 T2-6
중량 g/㎡ 33.0 6.8 12.9
두께 ㎛ 450 100 120
평균기공크기 ㎛ 34.2 13.6 11.3
기어펌프의 토출량을 10 rpm으로 높게 설정한 T2-1의 중량은 33.0 gsm이고 두께는 450 ㎛이었으며, T2-2의 경우에는 토출량을 2.5 rpm으로 낮추고 컬렉터의 속도는 3 mpm을 유지하였으며, T2-6은 토출량을 3 rpm, 컬렉터의 속도 2 mpm로 더욱 낮추어 시험하였는데, T2-2의 중량과 두께는 각각 6.8 gsm과 100 ㎛이고 T2-6의 중량과 두께는 12.0 gsm과 120 ㎛로 측정되어, 멜트블로운 방식을 이용한 부직포 제조시 중량 및 두께에 큰 영향을 미치는 인자는 컬렉터의 속도보다 토출량인 것으로 판단되었다.
다음은 상기 3종의 부직포(T2-1, T2-2, T2-6)를 이용하여 특정조건에서의 적층 열압착시 적층 겹수에 따른 평균기공크기의 변화와 열압착 조건에 따른 강도변화를 시험하였다.
상기 3종의 부직포를 각각 1겹에서 7겹으로 적층하고 온도 120 ℃, 압력 6 ㎫에서 2 분간의 열압착시킨 후 평균기공크기를 측정하였고, T2-1 부직포를 대상으로 인장강도의 변화를 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
적층 열압착된 부직포의 겹수별 물성
구 분 평균기공크기(㎛) 두께(㎜) 인장강도(N) 단위면적당 인장강도(㎫)
T2-1 T2-2 T2-6 T2-1
원 시료 34.2 13.6 11.3 0.45 8 0.4
열압착 Test 1겹 28.2 13.1 10.6 0.12 4 0.7
2겹 22.3 11.6 7.8 0.20 16 1.6
3겹 17.3 7.0 5.1 0.27 18 1.3
4겹 10.2 9.0 4.7 0.34 24 1.4
5겹 8.7 5.0 5.2 0.43 28 1.3
6겹 6.8 4.5 4.1 0.51 52 2.0
7겹 6.5 3.8 3.8 0.63 72 2.3
상기 표 4를 보면, 평균기공크기에 있어서, T2-1의 경우 5겹, T2-2는 3겹, T2-6은 2겹 열압착시 10 ㎛ 이하로 평균기공크기가 제어되었으며, T2-2와 T2-6은 5겹부터 평균기공의 크기가 서로 유사한 경향을 나타내었다.
인장강도는 부직포 자체의 인장강도(N)와 단위면적당 인장강도(㎫)로 구분할 수 있는데, 단위면적당 인장강도의 측정은 KSK ISO 9073-3의 컷스트립법을 이용하였으며, N값을 단위면적으로 나누어 도출할 수 있고 측정시 길이를 200 ㎜로 고정하고 폭 50 ㎜에 대한 두께 실측치를 단위면적(폭×두께)으로 하여 대입하였다.
부직포의 두께와 인장강도는 열압착 겹수에 비례하여 증가하나, 증가하는 두께만큼 단위면적당 인장강도 값은 완만하게 증가하는 것을 알 수 있으며 최대값은 7겹일 때 2.3 ㎫로 나타났다.
다음은 T2-1 부직포를 대상으로 열압착 겹수를 2겹으로 고정한 다음, 열압착 온도 및 압력조건을 달리하여 두께, 인장강도 및 단위면적당 인장강도를 비교하여 하기 표 5에 나타내었다.
실험은 압력을 20 ㎫과 30 ㎫의 2가지 조건으로 하고 온도를 90 ℃에서 130 ℃까지 변화시켜 2 분간 열압착하여 측정하였다.
2겹 적층 열압착된 부직포의 온도 및 압력별 물성
구 분 두께(㎜) 인장강도(N) 당위면적당
인장강도(㎫)
압력(㎫) 온도(℃)
20 90 0.13 20 3.1
100 0.13 19 2.9
110 0.13 18 2.8
120 0.13 16 2.5
130 0.13 19 2.9
30 90 0.11 21 3.8
100 0.11 20 3.6
110 0.11 19 3.5
상기 표 5의 결과, 동일한 압력조건에서는 온도증가에 따른 두께와 인장강도(N)의 변화가 크지 않아서 단위면적당 인장강도(㎫)는 유사하거나 오히려 감소하는 경향을 나타낸 반면에, 동일한 온도에서는 압력조건에 따라서 두께 감소효과에 따른 단위면적당 인장강도 증가효과가 관찰되었다.
또한, 20 ㎫의 압력조건에서는 130 ℃의 온도로 열압착시 일부 융착현상이 발견되었고, 30 ㎫의 압력조건에서는 120 ℃와 130 ℃에서 융착현상이 심하여 분석에서 제외하였다.
<실시예 3>
실시예 3에서는 peroxide free type의 폴리프로필렌 수지 중에서 상대적으로 용융질량흐름(MFR)이 높은 1800 g/10 min 수준의 원료(융점 153 ℃)를 사용하여 하기 표 6과 같이 멜트블로운 방식으로 부직포를 제조하였다.
섬유의 세섬화 조건을 도출하기 위해 방사구금 조립시 노즐의 간격(gap)을 기존 1.0 ㎜에서 0.6 ㎜으로 낮추고 DCD를 170 ㎜로 최소화하였으며, 방사온도를 220 ℃로 고정하고 방사조건은 토출량을 각각 3 rpm과 2.3 rpm으로 달리하였으며, 컬렉터의 속도 역시 2 mpm과 1.5 mpm 수준으로 최소화하였다.
방사조건
구분 T3-1 T3-2
Gear pump rpm 3 2.3
Spinning temp. ℃ 220 220
Blowing air temp. ℃ 230 230
Blowing air flow rate N㎥/min 1 1
DCD ㎜ 170 170
Collector speed mpm 2 1.5
상기 2종의 부직포(T3-1, T3-2)를 각각 1겹에서 4겹으로 적층하고 온도 120 ℃, 압력 6 ㎫에서 2 분간의 열압착시켜서 적층 겹수에 따른 평균기공크기를 측정하고 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
적층 열압착된 부직포의 겹수별 평균기공크기
구 분 평균기공크기(㎛)
T3-1 T3-2
원 시료 11.24 5.88
열압착 Test 1겹 8.72 5.55
2겹 4.46 3.72
3겹 3.55 3.05
4겹 2.78 2.53
열압착 전의 원 시료의 T3-1과 T3-2 부직포의 평균기공크기 비교시 토출량이 적고 컬렉터의 회전 속도가 보다 낮은 T3-2가 T3-1에 비해 1/2 수준으로 나타났으며, 4겹으로 열압착시 양 부직포의 평균기공크기가 3 ㎛ 이하로 형성되면서 서로 근사한 값을 나타내었다.
도 1에는 열압착하지 않은 T3-1과 T3-2 부직포 원 시료의 전자현미경 사진이 도시되어 있으며, 상기 표 7에서의 결과와 같이 T3-1 부직포가 T3-2 부직포에 비하여 기공이 크게 형성됨을 관찰할 수 있다.
또한, 도 2에는 열압착한 부직포의 전자현미경 사진이 도시되어 있는데, 적층 수가 많아질수록 기공이 촘촘하게 배치되고 T3-1 부직포에 비하여 T3-2 부직포의 기공이 더 작게 형성됨을 알 수 있다.
다음은 T3-1 부직포를 6, 8, 10, 12겹 적층하고 각각 압력 6, 10, 20, 30 ㎫, 온도 120 ℃, 130 ℃ 및 140 ℃에서 2 분간 열압착한 후 표면상태를 육안관찰하고 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
T3-1 부직포의 적층 열압착 후 육안관찰 결과
No. 온도(℃) 겹수 압력(㎫) 육안관찰
1-1 120 6 6 양호
1-2 10 양호
1-3 20 양호
1-4 30 불량
1-5 8 6 양호
1-6 10 양호
1-7 20 양호
1-8 30 불량
1-9 10 6 양호
1-10 10 양호
1-11 20 양호
1-12 30 불량
1-13 12 6 양호
1-14 10 양호
1-15 20 양호
1-16 30 불량
1-17 130 6 6 양호
1-18 10 양호
1-19 20 불량
1-20 30 불량
1-21 8 6 양호
1-22 10 양호
1-23 20 불량
1-24 30 불량
1-25 10 6 양호
1-26 10 양호
1-27 20 불량
1-28 30 불량
1-29 12 6 양호
1-30 10 양호
1-31 20 불량
1-32 30 불량
1-33 140 6 6 불량
T3-1 부직포를 6~12겹 적층하여 열압착한 결과, 120 ℃에서 각각 6, 10, 20 ㎫의 압력으로 열압착한 경우 외관상태가 양호한 반면에, 30 ㎫에서는 부분적인 융착현상이 관찰되어 상태가 불량하였으며, 130 ℃에서는 6 ㎫과 10 ㎫에서는 외관이 양호하나 20 ㎫과 30 ㎫에서는 융착이 발생하였다.
140 ℃에서 열압착한 경우는 가장 약한 조건인 6겹, 6 ㎫에서조차 융착이 심하여 열압착 시험을 중단하였다.
또한, 상기의 6~12겹 적층하여 열압착한 T3-1 부직포의 평균기공크기를 측정하여 하기 표 9에 나타내었다.
T3-1 부직포의 겹수, 압력 및 온도별 평균기공크기
구분 평균기공크기(㎛) 구분 평균기공크기(㎛)
겹수 압력((㎫) 120 ℃ 130 ℃ 겹수 압력((㎫) 120 ℃ 130 ℃
6 6 2.54 2.35 10 6 1.78 1.53
10 2.46 2.36 10 1.77 1.45
20 2.34 - 20 1.50 -
30 1.92 - 30 1.29 -
8 6 2.42 1.91 12 6 1.72 1.32
10 2.18 1.68 10 1.61 1.28
20 1.99 - 20 1.10 -
30 1.68 - 30 1.05 -
상기 표 9를 보면, 적층된 겹수가 증가할수록, 열압착 압력이 증가할수록, 또한 열압착 온도가 높을수록 평균기공의 크기가 감소하였으며, 130 ℃에서 20 ㎫과 30 ㎫로 열압착한 부직포는 융착현상으로 인해 측정에서 제외하였다.
120 ℃ 열압착시 6겹에서는 30 ㎫에서 평균기공크기가 2 ㎛ 이하의 값을 나타내었고 8겹에서는 20 ㎫에서부터, 10겹과 12겹에서는 6 ㎫에서부터 2 ㎛ 이하의 평균기공크기를 나타내었다.
다음은 상기 T3-1 부직포의 적층 겹수 및 열압착 온도와 압력에 따른 두께, 인장강도, 단위면적당 인장강도의 변화를 측정하여 하기 표 10에 나타내었다.
T3-1 부직포의 겹수, 압력 및 온도별 물성
No. 온도
(℃)		 겹수 압력
(㎫)		 두께
(㎜)		 인장강도
(N)		 당위면적당 인장강도
(㎫)
1-1 120 6 6 0.21 42 4.0
1-2 10 0.16 46 5.8
1-3 20 0.15 50 6.7
1-4 30 0.14 54 7.7
1-5 8 6 0.23 61 5.3
1-6 10 0.21 65 6.2
1-7 20 0.20 69 6.9
1-8 30 0.19 71 7.5
1-9 10 6 0.29 79 5.4
1-10 10 0.28 81 5.8
1-11 20 0.26 86 6.6
1-12 30 0.24 92 7.7
1-13 12 6 0.39 90 4.6
1-14 10 0.34 101 5.9
1-15 20 0.30 112 7.5
1-16 30 0.26 105 8.1
1-17 130 6 6 0.18 51 5.7
1-18 10 0.16 52 6.5
1-19 8 6 0.20 79 7.9
1-20 10 0.19 88 9.3
1-21 10 6 0.27 93 6.9
1-22 10 0.24 102 8.5
1-23 12 6 0.32 109 6.8
1-24 10 0.30 116 7.7
시험결과, 두께는 적층 겹수가 증가할수록 커지고 열압착 압력이 증가할수록 작아짐을 알 수 있으며, 인장강도(N)는 적층 겹수와 열압착 압력에 비례하고 단위면적당 인장강도(㎫)는 열압착 압력에 비례하여 커지나 적층수가 증가하여도 비교적 유사한 범위 내에 분포함을 알 수 있다.
또한, 130 ℃에서의 열압착은 120 ℃에 비하여 두께가 감소하나 인장강도와 단위면적당 인장강도가 증가하는 것으로 나타났다.
도 3 내지 도 5에는 상기의 6~12겹 적층하여 열압착한 T3-1 부직포의 전자현미경 사진이 도시되어 있는데, 적층 겹수가 많아질수록, 열압착 압력이 커질수록, 동일 겹수와 열압착 압력에서는 온도가 높을수록 기공이 촘촘하게 형성됨을 알 수 있다.
다음은 T3-2 부직포를 6, 8, 10, 12겹 적층하고 각각 압력 6, 10, 20, 30 ㎫, 온도 120 ℃, 130 ℃ 및 140 ℃에서 2 분간 열압착한 다음 접합된 상태를 육안관찰하고 그 결과를 하기 표 11에 나타내었다.
T3-2 부직포의 적층 열압착 후 육안관찰 결과
No. 온도(℃) 겹수 압력(㎫) 육안관찰
2-1 120 6 6 양호
2-2 10 불량
2-3 20 불량
2-4 30 불량
2-5 8 6 양호
2-6 10 불량
2-7 20 불량
2-8 30 불량
2-9 10 6 양호
2-10 10 불량
2-11 20 불량
2-12 30 불량
2-13 12 6 양호
2-14 10 불량
2-15 20 불량
2-16 30 불량
2-17 130 6 6 불량
2-18 10 불량
2-19 20 불량
2-20 30 불량
2-21 8 6 불량
2-22 10 불량
2-23 20 불량
2-24 30 불량
2-25 10 6 불량
2-26 10 불량
2-27 20 불량
2-28 30 불량
2-29 12 6 양호
2-30 10 불량
2-31 20 불량
2-32 30 불량
2-33 140 6 6 불량
T3-2 부직포의 경우, T3-1과 달리 기본적으로 중량대가 낮고 두께가 얇아서 120 ℃에서는 단지 6 ㎫에서만 부직포의 상태가 양호하고 10, 20, 30 ㎫에서의 부직포는 융착으로 인하여 부직포의 상태가 상당히 불량하였으며, 130 ℃ 및 140 ℃에서는 대부분의 부직포에서 융착이 발생하였다.
이에 따라 T3-2 부직포에 대해서는 120 ℃ 온도조건 중 각 겹수별 6 ㎫ 및 10 ㎫의 압력조건하에서 제조한 부직포 8종에 대해 평균기공크기를 측정하고 그 결과를 하기 표 12에 나타내었다.
T3-2 부직포의 열압착 조건별 평균기공크기(열압착 온도:120 ℃, 열압착 시간:2분)
구분 평균기공크기(㎛)
겹수 압력(㎫)
6 6 1.9
10 1.6
8 6 1.4
10 1.4
10 6 1.5
10 1.2
12 6 1.3
10 1.3
T3-2 부직포 또한 T3-1 부직포와 같이 겹수가 증가하거나 열압착시 압력이 증가할수록 평균기공의 크기가 점차 감소하는 것을 알 수 있으며, 전체 조건범위 내에서 2 ㎛ 이하의 결과를 나타내었다.
다음은 상기 T3-2 부직포에 대한 120 ℃에서의 겹수 및 열압착 압력에 따른 인장강도 및 단위면적당 인장강도의 변화를 하기 표 13에 나타내었다.
T3-2 부직포의 열압착 조건별 인장강도 및 단위면적당 인장강도(열압착 온도:120 ℃, 열압착 시간:2분)
No. 겹수 압력
(㎫)		 두께
(㎜)		 인장강도
(N)		 당위면적당 인장강도
(㎫)
2-1 6 6 0.20 36 3.6
2-2 10 0.18 39 4.3
2-5 8 6 0.24 47 3.9
2-6 10 0.24 52 4.3
2-9 10 6 0.28 52 3.7
2-10 10 0.28 68 4.9
2-13 12 6 0.30 67 4.5
2-14 10 0.30 77 5.1
T3-2 부직포에 대한 측정결과 T3-1 부직포와 유사한 결과를 보이는데, 두께는 적층수가 증가할수록 커지고 인장강도(N)는 겹수와 열압착 압력에 비례하여 커지며, 단위면적당 인장강도(㎫)의 경우 겹수에는 비례하나 열압착 압력에는 유의적인 차이점을 나타내지 않아서 T3-1과 비교적 유사한 경향을 나타내고 있다.
또한, T3-2 부직포의 강도는 T3-1 부직포와 비교하여 동일한 열압착 조건에서 상대적으로 작은 값을 나타내는데, 이는 상대적으로 토출량이 적어 중량대가 낮은 T3-2의 특성이 반영된 결과로 판단되며, 이러한 결과로부터 T3-2 부직포보다는 T3-1 부직포가 강도 면에서 우수한 특성을 보임을 알 수 있다.
상기 표 13의 T3-2 부직포의 전자현미경 사진을 도 6에 도시하였으며, T3-1 부직포에서와 같이 적층 겹수가 많아질수록, 열압착 압력이 커질수록 기공이 촘촘하게 형성됨을 관찰할 수 있다
<시험예 1> 세포독성시험
상기 실시예 3에서 제조된 T3-1 부직포를 4겹 적층하고 120 ℃, 6 ㎫의 조건에서 2 분간 열압착하여 제조된 부직포를 시료로 하여 L-929 마우스 섬유아세포(ATCC CCL1, NCTC Clone 929)를 대상으로 세포독성시험을 실시하였다.
시험은 ISO 10993-5: 2009(E) Tests for in vitro cytotoxicity Test on extracts method 시험방법으로 진행하였으며, 내부에 RPMI 배지를 채우고 양끝을 막아 37 ℃에서 24 시간 동안 용출시킨 용출액을 시험액으로 사용하였다.
시험액을 L-929 세포에 48 시간 동안 처리한 후 세포관찰 및 정량·정성분석을 실시하였으며, 분석조건은 하기 표 14와 같다.
검액제조 및 시험계
세 포 주 L-929(ATCC#CCL-1) 최초접종농도 1×105 cells/㎖
2㎖/plate
증식배양액 10% FBS Supplemented RPMI
대조물질 양성 ZDBC Polyurethane film (RM-B)
음성 High-density polyethylene film (RM-C)
용출시료 용출비율 내부에 용출용매를 채우고 양끝을 막음
용출용매 RPMI with 10 % FBS
용출조건 (37±1) ℃/(24±2) h
시험물질 조제 용출액을 시험액으로 사용
시험물질 노출시간 시험물질에 48 시간 노출시킨 후 세포관찰 및 정량·정성분석
용출액 100 %에 대한 희석농도 50 %, 25 %, 12.5 %에 대하여 관찰하고 각각 CCK(Cell Counting Kit)와 MTT{3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide} assay를 통해 분석하였으며, 48 시간 처리군에 대한 정량분석결과를 도 7(CCK를 통한 분석) 및 도 8(MTT assay 통한 분석)에 나타내었다.
산출방법은 하기의 식과 같이 추출액의 희석농도(%)에 대한 각 흡광도로 relative cell viability를 산출하였다.
* Relative Cell Viability(%)=(OD of test group)/(OD of control medium group)×100
또한, 48 시간 처리군에 대한 정성분석을 실시하였으며, 정량분석과 동일하게 용출액 100 %에 대한 희석농도 50 %, 25 %, 12.5 %에 대하여 관찰하고 하기 표 15의 점수표(ISO 10993-5:2009)에 의거하여 평가하였다.
점수표
Grade Reactivity Conditions of all Cultures
0 None Discrete intracytoplasmic granules ; No cell lysis, no reduction of cell growth.
1 Slight Not more than 20% of the cells are round, loosely attached, and without intracytoplasmic granules ; or show changes in morphology; occasional lysed cells are present; only slightly growth inhibition obsevable.
2 Mild Not more than 50% of the cells are round, devoid of intracytoplasmic granules, no extensive cell lysis; not more than 50% growth inhibition obsevable.
3 Moderate Not more than 70% of the cell layers contain rounded cells or are lysed; cell layers not completely destroyed, but more than 50% growth inhibition obsevable.
4 Severe Nearly complete destruction of the cell layers.
48 시간 처리군에 대한 정성분석결과는 하기 표 16 및 도 9와 같다.
정성분석결과
구분 시험액 대 조 액
용매대조 음성대조 양성대조
반응성 0 0 0 4
세포독성시험을 수행한 결과, 정량분석에서는 Relative Cell Viability(RCV%)에서 세포증식억제가 관찰되지 않았으며, 정성분석에서는 시험물질을 처리한 농도군에서 1 % 이하의 cell rounding이 관찰되었고 세포에서 과립이상과 세포용해(cell lysis)는 관찰되지 않았다.
따라서 세포독성시험에서의 용출물은 세포독성이 없는 것으로 판별되고 ISO 10993-5:2009의 세포독성 판단기준에 따른 세포독성 반응성은 0등급으로 분류되며, 이러한 결과를 근거로 본 시험물질의 용출물은 의료기기의 세포독성 판단기준에 적합한 것으로 판단된다.
<시험예 2> 용혈성 시험
상기 시험예 1에서 사용된 부직포와 동일한 부직포를 대상으로 용혈성 시험을 실시하였다.
용혈성 시험은 ASTM F756-00 Standard Practice for Assessment of Hemolytic Properties of Materials 및 ISO 10993-4: 2002(E) Selection of tests for interactions with blood 중 Evaluation of haemolytic properties of medical device and their components 항의 방법으로 진행하였으며, 분석조건과 실험대상동물은 하기 표 17에 나타내었고 평가표는 하기 표 18과 같다.
시험에 사용된 토끼 심장혈의 혈장 헤모글로빈 농도는 0.854 ㎎/㎖로서 시험에 사용하기에 적합하였으며, 양성 및 음성대조군의 시험결과는 유효한 결과를 나타내었다.
검액제조, 시험계 및 실험대상동물
음성대조 : 0.9 % 멸균생리식염수(Saline) 혈장헤모글로빈(Hct.) : 0.854 ㎎/㎖(2 ㎎/㎖ 이하)
용출용매 : 0.9 % 멸균생리식염수(Saline) 총헤모글로빈(Hgb.) : 10.914 ㎎/㎖(10±1 ㎎/㎖)
양성대조 : 멸균증류수 (1) 용출법
용출비율 : 120 ㎠/㎖
용출온도/시간 : (37±1) ℃/(24±2) h

(2) 직접법
접촉방법 : 120 ㎠/㎖
혈액직접접촉 후 3 시간 반응
시험혈액 : Rabbit Whole Blood
측정파장 : 540㎚
실험대상동물 : New Zealand White, 5 마리, Male, 2.0~2.2 ㎏
평가표
용혈지수 용혈등급
0 ~ 2 Nonhemolytic
2 ~ 5 Slight hemolytic
> 5 Hemolytic
시험물질은 검액조건에 따라 용출한 용출물과 부직포 시료를 희석된 혈액에 직접 적용하였으며, 보정된 토끼혈에 섞어 37 ℃에서 3 시간 동안 방치한 후 원심분리하여 얻은 상층액을 540 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.
측정한 흡광도 값을 이용하여 용혈지수(Hemolytic index)를 구하고 용혈등급을 평가하였으며, 양성대조액, 음성대조액, BLANK(PBS) 및 시험액에 대한 분석을 3 회 반복실시하고 용혈지수(%) 값을 하기 식으로 계산하여 그 결과를 표 19에 나타내었다.
* 용혈지수(%)=(As-AB)/(0.844×AT-AB)×100
- AS : 시험군의 헤모글로빈 측정흡광도 값
- AT : PBS 보정된 total 혈액의 헤모글로빈 측정흡광도 값
- AB : Blank의 헤모글로빈 측정흡광도 값
용혈지수 측정결과
항목
 시험관
No.		 측정흡광도 값 평균흡광도 값 % Hemolysis
(㎖당)		 Blank 보정값(%) 용혈지수
(%)
양성대조액 1 0.175 0.1723 92.4194 90.3272 90.293
2 0.173
3 0.169
음성대조액 1 0.042 0.0413 22.1664 0.6843 0.684
2 0.040
3 0.042
BLANK(PBS) 1 0.041 0.0403 21.6301 0.0000 0.000
2 0.040
3 0.040
시험액 용출법 1 0.040 0.0400 21.4513 0.0000 0.000
2 0.040
3 0.040
직접법 1 0.042 0.0413 22.1664 0.6843 0.684
2 0.042
3 0.040
상기 측정결과를 보면, 용출물의 평균 용혈지수는 0.000%(Nonhemolytic)로 나타났고 직접 부직포를 적용하였을 때의 평균 용혈지수는 0.684%(Nonhemolytic)로 측정되어, 본 발명의 부직포는 비용혈성으로서 혈액필터 용도에 적합한 것으로 판단된다.
<시험예 3> 혈액적합성 시험
상기 시험예 1에서 사용된 부직포와 동일한 부직포를 대상으로 항응고, 혈소판 점착, 면역학 시험을 실시하였다.
항응고 시험은 PT(프로트롬빈 시간, Prothrombine Time) assay와 APTT(활성화 부분 트롬보플라스틴 시간, Activated Partial Thromboplastin Time) assay로 분석하였으며, 그 결과를 하기 표 20 및 표 21에 나타내었다.
PT assay 분석결과
구분 sec 정상치 % 정상치 INR 정상치
본 발명의 부직포
(T3-1)		 10.2 10~14 sec 104.6 80~120 %
(100 %에 가까울수록 정상)		 0.98 0.85~1.5
(1에 가까울 수록 정상)
기허가 제품주1 ) 11.4 82.1 1.10
NTC 10.1 106.8 0.97
주1) 기허가 제품은 Asahi KASEI사의 혈액필터 제품
APTT assay 분석결과
구분 sec 정상치
본 발명의 부직포
(T3-1)		 26.1 20~40 sec
기허가 제품주1 ) 25.7
NTC 25.6
주1) 기허가 제품은 Asahi KASEI사의 혈액필터 제품
시험결과, PT assay 및 APTT assay 모두 정상범위 안에 들었으며, 기존의 NTC 및 기허가 제품과 비교해도 거의 차이가 없었다.
의료용구나 생체재료에 노출시 혈액의 혈소판 수가 심각히 떨어지는 것은 혈소판 점착(유착), 혈소판 응집 또는 혈소판 격리(예, 지라) 등으로 일어날 수 있으므로 혈소판 점착을 최소화하는 것이 혈액적합성을 높이는 방법으로써, 본 혈소판 점착시험은 기허가 제품과의 비교를 통해 상대적인 혈소판 점착률을 관찰하였고 그 결과를 하기 표 22에 나타내었다.
혈소판 점착률 측정결과
구분 시험횟수 평균 표준편차 기허가 기준
1 2 3
본 발명의 부직포
(T3-1)		 0.392 0.383 0.393 0.389 0.0055 20 %
기허가 제품주1 ) 2.062 1.768 1.919 1.916 0.1470 100 %
NTC 0.42 0.403 0.424 0.416 0.0112 22 %
PC 0.456 0.435 0.441 0.444 0.0108 23 %
주1) 기허가 제품은 Asahi KASEI사의 혈액필터 제품
본 발명의 부직포는 기허가 제품에 비해 낮은 혈소판 점착률을 보였는데, 기허가 제품 대비 약 20 % 수준으로 나타나 혈소판 회수율이 기허가 제품에 비해 매우 우수한 것으로 분석되었다.
C3a, C5a, TCC, Bb, iC3B, C4d, Sc5b-9 보체계(complement system)가 활성화되면 이들 성분 중에서 어느 것이라도 증가하게 되며, 특정물질은 보체를 활성화하고 활성화된 보체는 백혈구를 활성화시켜 응집반응을 일으키도록 한 후 폐에서 분리되도록 한다.
24, 48, 72 시간에 걸쳐 면역학(C3a) 실험을 진행하고 기허가 제품과의 비교를 통해 상대적인 수치를 하기 표 23에 표시하였다.
C3a 활성도 분석결과
구분 24 h 48 h 72 h
본 발명의 부직포
(T3-1)		 102 % 102 % 99 %
기허가 제품주1 ) 100 % 100 % 100 %
주1) 기허가 제품은 Asahi KASEI사의 혈액필터 제품
24, 48, 72 시간에 걸쳐 실험을 진행한 결과, 시간에 따른 C3a 활성도 차이는 거의 없는 것으로 나타내 본 발명의 부직포는 종래 제품을 대체 가능할 것으로 판단된다.
<시험예 4> 혈구회수율 및 혈장투과율
상기 실시예 3의 T3-1 부직포를 8겹 적층하고 압력 10 ㎫, 온도 120 ℃에서 2 분간 열압착하여 혈액필터용 부직포를 제조하였으며(No.1-6), 이를 지지대와 함께 접고 열고정하여 pleated type의 필터여재를 제조하였다(도 10 참조).
상기 필터여재를 케이스 내에 장착시켜 혈액필터 모듈을 제조하였으며, 상기 모듈은 측면으로부터 전혈을 공급하여 혈액필터를 통과한 혈장성분과 통과하지 못한 혈구성분으로 나누어지도록 설계되었다(도 11 참조).
혈액필터의 성능평가에 있어서 가장 중요한 것은 전혈(whole blood)을 필터링 전과 후로 비교하여 필터링 전(전혈) 성분 대비 혈구성분부의 혈구회수율과 혈장성분부의 혈장분리율이라 할 수 있다.
이러한 성능평가를 위하여 먼저 혈액필터 모듈에 infusion pump를 이용한 순환계 장치를 구비한 다음, 돼지혈액(pig blood) 전혈을 생리식염수(saline solution)로 4배 정도 희석한 혈액샘플을 혈액필터 모듈에 공급하였으며, 이 결과, 120 ㎜Hg 미만의 압력에서는 혈장성분부로의 이동이 관찰되지 않다가 120 ㎜Hg 이상에서 혈장성분부로의 투과가 시작되었다.
혈액필터 모듈 투과 전 혈액샘플의 일반혈액검사(complete blood cell count, CBC)를 실시하고 혈액필터를 통해 전혈을 여과한 뒤 혈구성분부로 회수된 혈액의 성분을 분석하였으며, 분석결과를 바탕으로 혈구회수율을 계산하여 하기 표 24에 나타내었다.
혈구회수율
구분 Volume
(㎖)		 RBC
(106/㎖)		 Hb
(g/㎗)		 Hct
(%)		 WBC
(103/㎖)		 Platelet
(103/㎖)		 혈구회수율
(%)
전혈
성분부		 1,000 1.58 3.4 9.9 1.10 67 67.2
혈구
성분부		 380 2.74 6.0 17.5 0.40 56
* 전혈성분에서 적혈구가 차지하는 양 : 1,000 ㎖×9.9 %=99 ㎖
* 혈구성분부에서 적혈구가 차지하는 양 : 380 ㎖×17.5 %=66.5 ㎖
* 혈구성분부의 혈구회수율: 66.5/99×100=67.2 %
혈액필터 투과 전후를 비교하면, 적혈구(RBC), 헤모글로빈(Hb) 및 헤마토크릿(Hct) 수치 모두 동반 증가하는 것으로 나타났으며, 헤마토크릿 수치를 근거로 계산한 결과 혈구회수율은 67.2 %로 확인되었다.
백혈구(WBC)와 혈소판(Platelet)은 투과 전후에서 다소 감소하는 경향을 나타내어 혈액필터에서 일부 여과된 것으로 추측된다.
다음은 혈장투과율 분석을 위해 혈액필터 모듈 투과 전 혈액샘플과 혈장성분부로 투과된 혈액의 plasma 성분분석을 실시하였으며, 분석결과를 바탕으로 혈장투과율을 계산하여 하기 표 25에 나타내었다.
혈장투과율
구분 Volume
(㎖)		 TP
(g/㎗)		 Albumin
(g/㎗)		 A/G Urea
(㎎/㎗)		 Bun
(㎎/㎗)		 Creatinine
(㎎/㎗)		 혈장투과율
(%)
전혈
성분부		 1,000 1.73 1.21 2.3 0.12 1.18 0.35 82.1
혈장
성분부		 620 2.29 1.67 2.7 0.08 1.29 0.35
* 전혈성분에서 total protein이 차지하는 양 : 1,000 ㎖×1.73 g/㎗=17.3 g
* 혈장성분부에서 total protein이 차지하는 양: 620 ㎖×2.29 g/㎗=14.12 g
* 혈구성분부의 혈구회수율: 14.12 g/17.3 g×100=82.1 %
혈액필터 투과 전후를 비교하면, 총 단백량(Total Protein, TP), 알부민(Albumin) 및 알부민·글로불린 비(A/G ratio)가 증가하였고, 요소(urea), 요독성 물질(Bun) 및 크레아티닌(Creatinine) 수치는 큰 변화 없이 그대로 투과된 것으로 나타났다.
이들 성분 중 총단백량으로 혈장투과율을 계산한 결과 82.1 %로 측정되었으며, 이와 같이 혈액필터 투과시험을 통하여 혈구회수율과 혈장투과율을 분석함으로써 본 발명의 혈액필터용 부직포의 우수한 혈액정화능력을 확인할 수 있었다..
상기와 같이, 본 발명에서는 혈액필터 용도에 최적화된 부직포를 제조하기 위하여 최적의 소재와 멜트블로운 방사조건을 도출하였으며, 제조된 부직포를 적층형성하고 열압착하여 외관, 평균기공크기, 인장강도 및 단위면적당 인장강도를 검토하여 가장 우수한 성능을 발휘하는 열압착 조건을 확립함으로써 혈액정화 용도에 적용가능한 부직포를 제조할 수 있도록 하였다.
또한, 제조된 멜트블로운 부직포의 적층 겹수를 용도에 따라 선택 적용함으로써 혈액필터 용도뿐만 아니라 심폐용 준비액 여과필터, 투석용 주사제 여과필터, 의약품 주입필터, 심폐순환기 내 산화기 필터 등으로의 적용도 가능하므로 그 활용범위의 확대적용이 가능하며, 세포독성, 용혈성 및 혈액적합성이 혈액필터 용도에 적합하여 종래의 혈액필터 제품을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (7)

  1. 용융흐름속도 1000~2000 g/10 min의 폴리프로필렌 수지로 이루어진 부직포가 4~12 겹 적층되어 열압착된 형태로서, 평균기공크기 3 ㎛ 이하, 인장강도 40 N 이상 및 단위면적당 인장강도 4 ㎫ 이상인 혈액필터용 부직포.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적층되어 열압착된 부직포의 혈구회수율은 65 % 이상이고 혈장투과율은 80 % 이상인 것을 특징으로 하는 혈액필터용 부직포.
  3. 폴리프로필렌 수지를 방사온도 210~240 ℃, 분출공기온도 210~250 ℃, 분출공기속도 0.5~2.0 N㎥/min, DCD 100~300 ㎜, 컬렉터 속도 1~3 mpm의 멜트블로운 방식으로 방사하여 부직포를 제조하는 단계;
    상기 부직포를 4~12 겹 적층하는 단계; 및
    상기 적층된 부직포를 온도 110~130 ℃, 압력 6~25 ㎫에서 60~180 초간 열압착하는 단계;를 포함하는 혈액필터용 부직포의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지는 용융흐름속도가 1000~2000 g/10 min인 것을 특징으로 하는 혈액필터용 부직포의 제조방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 부직포를 구성하는 실의 단사섬도는 0.5~3.0 ㎛인 것을 특징으로 하는 혈액필터용 부직포의 제조방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 적층하여 열압착된 부직포는 평균기공크기가 3 ㎛ 이하이고 인장강도가 40 N 이상이며, 단위면적당 인장강도는 4 ㎫ 이상인 것을 특징으로 하는 혈액필터용 부직포의 제조방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 적층되어 열압착된 부직포의 혈구회수율은 65 % 이상이고 혈장투과율은 80 % 이상인 것을 특징으로 하는 혈액필터용 부직포의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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