하이드로겔 장벽 즉시 형성… 군 전장부터 재난·응급의료까지 활용 가능성 입증
현대 전장에서 전투원의 생존을 좌우하는 가장 치명적인 요인은 과다출혈이다. 응급 처치가 지연되는 상황에서 출혈을 얼마나 빠르게 차단하느냐가 생존률을 결정한다. KAIST 연구진이 이러한 문제를 정면으로 겨냥한 차세대 지혈 기술을 개발하며, 군 전투 환경의 응급의료 패러다임 전환 가능성을 제시했다. KAIST는 신소재공학과 스티브 박 교수와 생명과학과 전상용 교수 공동연구팀이 상처 부위에 뿌리기만 하면 약 1초 이내에 강력한 하이드로겔 장벽을 형성해 출혈을 즉시 멈추는 파우더형 지혈제를 개발했다고 12월 29일 밝혔다. 이번 연구에는 육군 소령이 연구진으로 직접 참여해, 실제 전투 환경을 고려한 실전형 기술로 완성도를 높였다.
기존 의료 현장에서 널리 사용되는 패치형 지혈제는 평면 구조로 인해 깊고 불규칙한 상처에는 적용이 어렵고, 온도와 습도 변화에 민감해 전장이나 재난 현장과 같은 극한 환경에서는 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 제약을 극복하기 위해, 다양한 형태의 상처에 자유롭게 적용 가능한 파우더 형태의 지혈제 개발에 주목했다.
연구팀이 개발한 ‘AGCL 파우더’는 알지네이트와 겔란검, 키토산 등 생체적합성이 검증된 천연 소재를 결합한 구조다. 혈액 속 칼슘 등 양이온과 반응해 초고속으로 겔화되며, 상처 표면에 강력한 밀봉 장벽을 형성한다. 단순 흡수 방식에 의존하던 기존 파우더 지혈제와 달리, 이온 반응을 활용해 화학적·생물학적 지혈 효과를 동시에 강화한 것이 특징이다.
실험 결과 AGCL 파우더는 자체 무게의 7배 이상에 달하는 혈액을 흡수할 수 있었으며, 40kPa 이상의 압력에도 견딜 수 있는 접착력을 보였다. 이는 고압·과다출혈 상황에서도 혈류를 빠르게 차단할 수 있음을 의미한다. 또한 용혈률 3% 미만, 세포 생존율 99% 이상, 항균 효과 99.9%를 기록하며 안전성과 위생 측면에서도 우수한 성능을 확인했다.
동물실험과 외과적 간 손상 수술 모델에서도 효과는 입증됐다. 상용 지혈제 대비 출혈량과 지혈 시간이 크게 감소했으며, 수술 후 간 기능 회복과 조직 재생도 정상 수준으로 확인됐다. 전신 독성 평가에서도 이상 소견은 나타나지 않았다. 특히 이 지혈제는 실온·고습 환경에서도 2년 이상 성능을 유지해, 군 작전 현장이나 재난 지역과 같은 열악한 조건에서도 즉시 사용할 수 있다.
이번 기술은 국방 목적을 염두에 두고 개발됐지만, 활용 범위는 군에 국한되지 않는다. 재난 현장, 의료 인프라가 취약한 지역, 응급 수술 등 민간 의료 전반으로 확장 가능한 기술로 평가된다. 국방과학기술이 민간 의료로 이전되는 대표적인 스핀오프 사례로도 주목받고 있다.
연구에 참여한 박규순 KAIST 박사과정생(육군 소령)은 현대전의 핵심은 인명 손실 최소화라며, 군인을 한 명이라도 더 살리겠다는 사명감으로 연구에 임했다고 밝혔다. 그는 이번 기술이 군과 민간 의료 현장에서 실제로 생명을 살리는 데 쓰이길 기대한다고 덧붙였다. 이번 연구는 국제 학술지 ‘Advanced Functional Materials’에 게재됐으며, KAIST Q-Day 총장상과 KAIST–국방대학교 국방 학술대회 국방부 장관상을 수상하는 등 과학적 혁신성과 군 활용성을 동시에 인정받았다. 연구는 한국연구재단(NRF)의 지원을 받아 수행됐다.
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