전 세계적으로 인구 고령화 현상이 진행되면서 말기신부전(End-Stage Renal Disease, ESRD) 질환이 주목받고 있다. 

말기신부전 환자는 일주일에 3회씩 투석이 필요해 환자는 물론 환자 가족과 보호자에게도 많은 부담이 따르는 게 현실.

말기신부전 환자에게 투석은 신장 기능을 대체하는 만큼 필수다. 이 때문에 혈액투석의 핵심인 인공신장기용 혈액여과기도 관심이 집중받고 있다. 인공신장기용 혈액여과기의 기능과 재질에 따라 아웃컴이 달라지기 때문이다.  

최근 본지와 만난 프레제니우스메디칼케어 파스칼 코퍼슈미트 박사(혈액투석 치료 알고리듬 개발 및 설계 전문가)는 인공신장용 혈액여과기의 혁신이 곧 환자 생존율 개선시킬 수 있는 만큼 향후 사용편의성을 높이는 방향으로 개발을 이어나가겠다고 했다. 

- 혈액투석 환자에게 인공신장기용 혈액여과기의 역할이 궁금하다. 

혈액투석 치료를 위해서는 투석기기, 인공신장기용 혈액여과기(Dialyser), 블러드라인(Bloodling) 등 다양한 제품이 필요하다. 모든 것이 조화롭게 작동할 때 환자가 높은 효율의 투석 치료를 받을 수 있기 때문이다. 

이 가운데 인공신장기용 혈액여과기는 혈액투석의 핵심이라고 할 수 있다. 

인공신장용 혈액여과기는 환자 혈액이 지나가는 부분과 투석액이 지나는 두 부분으로 구성돼 있다. 이 사이에는 미세 섬유(fiber)가 있으며, 미세 섬유의 미세한 구멍(pore)이 존재한다. 이를 반투과성 투석막이라고 한다. 이를 통해 노폐물과 과다한 수분이 혈액으로부터 투석액으로 빠져나가고 혈액세포와 단백질과 같은 우리 몸에 필요한 성분들은 크기 때문에 구멍을 통과하지 못하고 그대로 남게 된다. 

- 인공신장기용 혈액여과기의 종류가 다양하다. 다양한 옵션이 필요한 이유가 있나. 

인공신장기용 혈액여과기는 크게 고유량 치료, 저유량 치료로 달라진다. 저유량 인공신장기용 혈액여과기는 구멍 사이즈가 작다. 반면 고유량 인공신장기용 혈액여과기는 모든 크기의 다양한 요독물질을 제거하기 위해 사용되며, 콩팥과 비슷한 투과성을 지닌다. 

이외에 혈류 속도, 혈액투석(HD) 또는 혈액투석여과(HDF) 등 치료법 종류, 나이 등에 따라 투석치료가 달라지는 만큼 인공신장기용 혈액여과기의 옵션은 다양해야 한다.

- FX Dialyser가 다른 혈액여과기와의 차별점은 무엇인가. 

우리는 그동안 인공신장기용 혈액여과기를 개선시켜왔다. 생체적합성이 높은 소재를 적용하고자 노력했고, 미세 섬유를 고르게 배열할 수 있도록 개선했다. 또 인공신장기용 혈액여과기에 포함된 섬유의 구멍 사이즈를 실제 콩팥과 최대한 유사하게 만들고자 했다. 

이와 함께 투석기기에 탈착하는 과정을 간소화해 의료진의 업무 부담을 줄이고 사용 편의성도 높였다. 

특히 FX Dialyser는 생체적합하며, 광범위한 요독 물질을 제거하고 효과적으로 엔도톡신을 저류한다. 최근 개발된 FX Dialyser의 기능에는 첨단기술이 적용됐다. 이 같은 기술은 유익한 임상결과를 보일뿐더러 간편한 사용법, 잠재적인 비용을 절감한다는 측면에서 다른 제품과의 차별점이라고 할 수 있다. 

FX dialyser 중 고유량 혈액여과기와 다량의 대류 여과를 이용한 혈액투석여과(HighVolumeHDF) 치료법은 베타투마이크로글로불린, 미오글로빈과 같은 중분자 물질을 효과적으로 제거해 고지혈증, 빈혈, 아밀로이드증과 같은 심혈관 질환의 위험 요인에 긍정적인 영향을 주고, 심혈관질환으로 인한 사망률을 감소시키는 한편, 투석 환자의 생존률을 개선시킬 수 있다는 점은 다수의 임상 연구를 통해 입증됐다.  

- 적용된 기술을 보다 자세히 설명하자면. 

FX Dialyser는 우선 Nano Controlled Spinning(NCS) 기술을 활용해 매우 섬세한 막(membrane) 구조를 가진 미세 섬유를 개발했다. 미세섬유는 3차원 극초단파 구조로 구성했다. 

내부 하우징은 방사형으로 설계해 투석액이 고르게 분포될 수 있도록 했는데, 이는 헤더 내에서 혈액을 나선형으로 분포시켜 속도 저하에 따른 정체를 방지했다. 아울러 헤더 부분의 혈액 주입구를 측면 방향으로 설계, 혈액 라인이 꺾일 수 있는 위험을 감소시켰다. 

특히 INLINE steam 멸균법을 이용해 개별적으로 멸균 가능하며, 뜨거운 스팀으로 헹구는 과정을 거치기 때문에 세포 독성이나 발암성 잔류 물질 위험이 있는 화학 물질이나 방사선 조사가 필요하지 않고, 안전한 멸균을 가능하게 한다.

- 앞으로의 투석 치료의 방향성을 어떻게 전망하나.

투석환자는 앞으로도 계속 증가할 것이며, 이에 따른 의료비 부담도 상당할 것으로 전망된다. 앞으로는 경제성, 의료진의 편의성, 보다 향상된 치료 결과 등을 종합적으로 고려하는 가치기반의 헬스케어가 정착되는 방향으로 나아갈 것으로 예상한다. 

투석 분야도 빅데이터 인공지능(AI) 등 디지털 헬스케어와 함께할 것이라 생각한다. 이는 우리도 새로운 변화를 받아들이고 적용할 수 있는 사고의 전환이 필요한 시기가 됐다는 것을 의미한다고 할 수 있다. 

사용자 입장에서 기기 작동의 오류를 줄이고, 사용 편의성을 높인 간편한 기기를 개발하는 등 복잡한 요소를 줄여나가는 방향성을 가져야 한다. 물론 환자를 최우선으로 고려하고 치료 결과를 향상시켜야 한다. 

- 인공신장기용 혈액여과기 개발자이자, 혈액투석 환자이기도 하다. 

프레제니우스메디칼케어에서 투석기기와 인공신장기용 혈액여과기의 안전성 및 치료 결과를 개선하기 위한 알고리즘 개발을 책임지고 있다. 

특히 혈액투석 환자로서 제품이 개발되고 임상 결과를 기반으로 허가를 받으면 사용을 해보는 입장이다. 엔지니어로서, 그리고 환자로서 혈액투석기기를 경험해볼 수 있다는 게 특별한 경험이다.