의료용 섬유의 기술개발 동향
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작성자 화섬협회 작성일07-07-19 09:33 조회4,118회관련링크
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International Fiber Journal
현재 일회용 가운, 천, 마스크, 소독용 붕대시장은 사용확대 및 수요증가를 예상할 수 있는 근거가 충분하다. 특히, 동 제품의 사용이 지속되는 이유는 감염/오염물질에 대한 예방차원에서 관심이 증가하고 있으며, 최근 조류인플루엔자, 항생물질에 내성을 지닌 박테리아 병원균 등 신종 전염병이 등장했기 때문이다.
이와 함께 평균연령 증가에 의한 노령화는 의료용섬유 수요확대 및 노년층에서 요구되는 특수제품의 설계측면에서 충분한 이유로 제시되고 있다.
현재 의료용 섬유제품은 직물기반의 형태로서 널리 사용되고 있다. 그 중 대부분은 응급처치용 분야와 관련이 높다. 아래는 부직포기반 의료용 섬유의 개발현황을 자세히 소개하고 있다.
- 이식재료 및 그물조직 제품
최신 의료용 섬유제품중 대표적인 것으로는 탈장수술에 사용되는 혈관用
그물조직 이식재료이다. 부직포 제품은 그동안 펠트형태로 함몰된 격벽상처를 치료하기 위해 사용되었다. 동 기술을 진일보시킨 제품으로는 Concordia가 개발한 혈관이식用 흡수성 펠트제품인 "Bio Felt"이 있다.
일반적으로 혈관이식용 폴리에스터 니트제품과는 달리 부직포 형태는 예비성형품에 적합하며, 부피에 비해 표면적이 매우 크고, 재생과정에서 세포조직의 유입을 도울 수 있는 細孔형태를 취하고 있다. 부직포제품은 특수형태로 고안되어 일종의 구성요소로 활용이 가능하다. 이는 퇴행성 척추디스크의 치료를 위해 보철용 조직재료로서 임상실험 중이다.
나노기술이 지속적으로 발전하면서 이를 이용한 인텔리전트 섬유는 전기전도성 직물에서부터 특정자극에 반응하여 확장/수축되는 전기반응성 섬유, 전장에서 화학/생화학무기의 탐색을 위해 고안된 통합시스템用 섬유 등에 이르기까지 전방위적으로 사용되고 있다.
이와 같은 스마트 직물이 사용되는 생물의학분야는 기타 분야에 비해 다소 뒤쳐진 감이 있으나, ‘08년에는 270백만불에 달하는 제 2시장으로 확대될 가능성이 높다.
- 부직포 분야의 기술혁신
생산기술, 섬유화학, 제품디자인의 혁신은 현재 정번품 및 특수 제/편직제품이 주류를 이루고 있는 분야에서 부직포 제품의 성공적인 진입을 위한 토대를 제시할 것으로 보인다.
일례로 부직포 업체 Medline이 개발한 rayon/polyester 부직포 스펀지인 “Avant Deluxe"는 개선된 상처치료用 제품으로 기존 면제직 거즈와 비교해 린트발생이 적다. 또한 제품의 특성이 일정하게 유지되므로 동 제품을 상처치료用으로 사용시 더욱 편리해질 것으로 예상된다.
- 수술용 가운
외부층에 스펀본드를 사용하고 내부층에 통기성 필름을 배치함으로서 착용자에게 편안함을 제공하면서도 보호능력을 높인 수술용 가운이 개발되었다. 사용된 필름재료는 신축성이 있는 일체형 필름형태이며, 착용자의 신체로부터 수분을 배출하고 외부환경 변화로부터 신체를 보호할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 특히 외부의 보호층은 미세기공이 아닌 solid 필름형태로 되어 있기 때문에 AAMI 기준중 Level 4에 해당하는 우수한 항바이러스 특성을 가지고 있다.
Kimberly Clark의 “MicroCool" 및 ”Conventors SmartGown"제품은 이와 같은 수술용가운의 제품혁신의 일례이다. 이밖에 미국의 Gore는 내구성 제품군으로 세탁가능한 멤브레인을 사용, AAMI level 4 수준의 재활용 가운제품인 “Medline"을 최근 발표했다.
- 요실금用 제품
미국은 베이비붐 세대가 노년층에 진입하면서 독립적인 형태로서 부위파괴율이 낮은요실금 제품수요가 증가하고 있다. 또한, 대다수 노년층은 자녀와 함께 여생을 보내고 있어 제품 선택시 기능저하, 사용편의성, 비용, 일회성여부 등의 사항이 가장 중요하다.
노년층의 경우 피부보호가 매우 중요하기 때문에 욕창 등 조직손상이 소변에 포함된 암모니아 및 수분 등에 의해 더욱 심화될 수 있다. 이에 따라 표층이 매우 부드러우며 미생물의 번식을 방어할 수 있고 치료를 진전시킬 수 있는 직물소재에 대한 관심이 매우 증가하고 있다.
일례로 Sage Products Inc.의 “Comfort Shield"이라는 성인용 세정용품이 각광받고 있다. 요실금용 기저귀 등 장시간 착용시 나타나는 발진방지를 위해 클렌징, 수분공급, 냄새제거를 위한 특수 클렌징제와 함께 디메티콘 크림(화장품 재료일종)을 동 클렌징 제품에 함침하고 있다.
- 상처관리用 제품
기존의 상처관리用 제품분야는 최근들어 기술혁신이 강하게 요구되고 있다. 은이나 구리입자의 코팅을 통한 표면처리에 대한 관심이 직물형 운반체제품을 중심으로 증가하고 있다. 그동안 잘 알려진 것처럼 동 금속의 항균특성은 직물디자인 및 코팅법을 통해 진일보하여 금속코팅의 상처치료用 드레싱시장의 기술혁신을 뒷받침하고 있다.
Cupron Inc는 산화구리를 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리우레탄, Nylon 등 합성섬유에 접목하는 데 성공했다. 이밖에 Argentum Medical도 銀입자를 상처 및 화상치료용 드레싱제품에 도입함으로서 동 제품사용시 상처치료에 도움을 주는 것으로 알려졌다. 표면에 금속이온을 전달할 수 있는 능력이 상처치료用 드레싱분야에서 성공여부를 판가름하고 있다.
- 고성능 상처관리用 제품
위에서 언급한 상처관리用 제품과 비교하여 가장 큰 차이점은 동 제품의 활동력 수준이라고 볼 수 있다. 고성능 상처관리用 제품은 욕창과 같은 만성적인 상처에 직접작용하거나 치료과정에서 적극적으로 작용할 수 있다.
현재 알려진 바에 따르면, 습하고 삼출물이 생성되는 환경으로부터 상처부위를 격리시키게 되면 치료에 가장 효과적이다. 따라서 상처부위의 재생을 촉진시키기 위한 환경요인을 포함하여 제품의 설계가 혁신되고 있다.
일례로 J&J Medical의 욕창用 드레싱제품인 “Promogran Matrix”가 있다. 동 제품은 레이온섬유와 콜라겐 물질을 조합한 복합재료로서 상처치료에 도움이 되는 물질을 함유하고 있다.
이밖에도 상처치료의 향상을 위하여 직물설계 분야에 관심이 높다. 이는 상처 치료과정에서 생물학적 약제를 표면에 접촉시킬 수 있도록 3차원형상의 섬유상으로 상처치료용 구조를 형성하게 된다. 스위스의 Tissupore가 이같은 아이디어를 활용, 제품을 출시하고 있다. 동 제품은 외부를 다층의 고밀도 부직포로 설계하였고, 내부에는 삼출물의 흡수를 위한 압축된 재료층으로 구성했다.
- 특수 침구류
대다수 의료용 침구류는 내구성을 높이고 있으나 건강관리에 초점을 두기보다는 공공시설의 일부라는 개념이 강하다. 그러나 일부 특수분야에서는 건강관리에 관련하여 기존의 섬유재료를 통한 혁신적인 제품을 내놓고 있다.
일례로 Texel이라는 기능성 니들펀치부직포 업체가 신규 1회용 목욕수건을 출시했다. 동사는 요실금관련 제품의 판매액이 100백만불에 달하는 대형업체로서 간호용 제품과 가정용 설치제품에 집중하고 있다.
한편, 기존에는 수술전/후 환자가온용 제품은 섬유를 이용한 제품이 대부분 사용되어 왔다. 이에 따라 Arizant Healthcare는 “Bair Raws"를 발표하면서 환자가온용 제품시장에 적극적으로 대응하고 있다.
동사는 DuPont의 Softesse를 이용한 1인용 가운제품을 발표하였으며, 동 제품은 개인용 가온시스템과 함께 제공되며, 재사용 장비와 내구성강한 특수 담요로 구성되어 있다. 동 시스템은 담요가 불필요하며, 간호사가 미리 데워진 직물형 담요를 주기적으로 교체해야하는 불편함을 제거할 수 있다.
- 시장에서의 요구사항
현재 미국 병원에서는 전체의 61%가 환자간호사업에서 적자를 보거나 현 수준에 그치고 있어 코스트 문제가 가장 중요시되고 있다. 고용인력을 제외하면 필요물품의 구매 및 관리가 가장 중요해지면서 각 병원에서는 제품코스트의 조정 및 비용절감이 매우 중요한 상황이다. 따라서 생산업체에서는 제품설계시 신규재료를 사용한 기능적 중요성보다는 코스트 및 마진조절이 더욱 세심하게 판단되어야 할 것으로 보인다.
- 결론
의료용 섬유제품 시장에서 직물제품은 기능적 요구도에 따라 응용범위가 다양하다. 다만, 일개 분야에서도 사용량이 많다고 하더라도 단일규격으로서 모든 용도를 만족시키기는 어려운 상황이다.
따라서 기술혁신에 성공하기 위해서는 제품개발업체 스스로 그동안 제시되지 않았던 요구에 대응하고 향후 시장의 가능성을 인지하여 직물이 가진 독특한 구조내지는 보조적인 특수기술을 응용, 다양한 기능을 실현할 수 있어야 할 것으로 예상된다.
현재 일회용 가운, 천, 마스크, 소독용 붕대시장은 사용확대 및 수요증가를 예상할 수 있는 근거가 충분하다. 특히, 동 제품의 사용이 지속되는 이유는 감염/오염물질에 대한 예방차원에서 관심이 증가하고 있으며, 최근 조류인플루엔자, 항생물질에 내성을 지닌 박테리아 병원균 등 신종 전염병이 등장했기 때문이다.
이와 함께 평균연령 증가에 의한 노령화는 의료용섬유 수요확대 및 노년층에서 요구되는 특수제품의 설계측면에서 충분한 이유로 제시되고 있다.
현재 의료용 섬유제품은 직물기반의 형태로서 널리 사용되고 있다. 그 중 대부분은 응급처치용 분야와 관련이 높다. 아래는 부직포기반 의료용 섬유의 개발현황을 자세히 소개하고 있다.
- 이식재료 및 그물조직 제품
최신 의료용 섬유제품중 대표적인 것으로는 탈장수술에 사용되는 혈관用
그물조직 이식재료이다. 부직포 제품은 그동안 펠트형태로 함몰된 격벽상처를 치료하기 위해 사용되었다. 동 기술을 진일보시킨 제품으로는 Concordia가 개발한 혈관이식用 흡수성 펠트제품인 "Bio Felt"이 있다.
일반적으로 혈관이식용 폴리에스터 니트제품과는 달리 부직포 형태는 예비성형품에 적합하며, 부피에 비해 표면적이 매우 크고, 재생과정에서 세포조직의 유입을 도울 수 있는 細孔형태를 취하고 있다. 부직포제품은 특수형태로 고안되어 일종의 구성요소로 활용이 가능하다. 이는 퇴행성 척추디스크의 치료를 위해 보철용 조직재료로서 임상실험 중이다.
나노기술이 지속적으로 발전하면서 이를 이용한 인텔리전트 섬유는 전기전도성 직물에서부터 특정자극에 반응하여 확장/수축되는 전기반응성 섬유, 전장에서 화학/생화학무기의 탐색을 위해 고안된 통합시스템用 섬유 등에 이르기까지 전방위적으로 사용되고 있다.
이와 같은 스마트 직물이 사용되는 생물의학분야는 기타 분야에 비해 다소 뒤쳐진 감이 있으나, ‘08년에는 270백만불에 달하는 제 2시장으로 확대될 가능성이 높다.
- 부직포 분야의 기술혁신
생산기술, 섬유화학, 제품디자인의 혁신은 현재 정번품 및 특수 제/편직제품이 주류를 이루고 있는 분야에서 부직포 제품의 성공적인 진입을 위한 토대를 제시할 것으로 보인다.
일례로 부직포 업체 Medline이 개발한 rayon/polyester 부직포 스펀지인 “Avant Deluxe"는 개선된 상처치료用 제품으로 기존 면제직 거즈와 비교해 린트발생이 적다. 또한 제품의 특성이 일정하게 유지되므로 동 제품을 상처치료用으로 사용시 더욱 편리해질 것으로 예상된다.
- 수술용 가운
외부층에 스펀본드를 사용하고 내부층에 통기성 필름을 배치함으로서 착용자에게 편안함을 제공하면서도 보호능력을 높인 수술용 가운이 개발되었다. 사용된 필름재료는 신축성이 있는 일체형 필름형태이며, 착용자의 신체로부터 수분을 배출하고 외부환경 변화로부터 신체를 보호할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 특히 외부의 보호층은 미세기공이 아닌 solid 필름형태로 되어 있기 때문에 AAMI 기준중 Level 4에 해당하는 우수한 항바이러스 특성을 가지고 있다.
Kimberly Clark의 “MicroCool" 및 ”Conventors SmartGown"제품은 이와 같은 수술용가운의 제품혁신의 일례이다. 이밖에 미국의 Gore는 내구성 제품군으로 세탁가능한 멤브레인을 사용, AAMI level 4 수준의 재활용 가운제품인 “Medline"을 최근 발표했다.
- 요실금用 제품
미국은 베이비붐 세대가 노년층에 진입하면서 독립적인 형태로서 부위파괴율이 낮은요실금 제품수요가 증가하고 있다. 또한, 대다수 노년층은 자녀와 함께 여생을 보내고 있어 제품 선택시 기능저하, 사용편의성, 비용, 일회성여부 등의 사항이 가장 중요하다.
노년층의 경우 피부보호가 매우 중요하기 때문에 욕창 등 조직손상이 소변에 포함된 암모니아 및 수분 등에 의해 더욱 심화될 수 있다. 이에 따라 표층이 매우 부드러우며 미생물의 번식을 방어할 수 있고 치료를 진전시킬 수 있는 직물소재에 대한 관심이 매우 증가하고 있다.
일례로 Sage Products Inc.의 “Comfort Shield"이라는 성인용 세정용품이 각광받고 있다. 요실금용 기저귀 등 장시간 착용시 나타나는 발진방지를 위해 클렌징, 수분공급, 냄새제거를 위한 특수 클렌징제와 함께 디메티콘 크림(화장품 재료일종)을 동 클렌징 제품에 함침하고 있다.
- 상처관리用 제품
기존의 상처관리用 제품분야는 최근들어 기술혁신이 강하게 요구되고 있다. 은이나 구리입자의 코팅을 통한 표면처리에 대한 관심이 직물형 운반체제품을 중심으로 증가하고 있다. 그동안 잘 알려진 것처럼 동 금속의 항균특성은 직물디자인 및 코팅법을 통해 진일보하여 금속코팅의 상처치료用 드레싱시장의 기술혁신을 뒷받침하고 있다.
Cupron Inc는 산화구리를 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리우레탄, Nylon 등 합성섬유에 접목하는 데 성공했다. 이밖에 Argentum Medical도 銀입자를 상처 및 화상치료용 드레싱제품에 도입함으로서 동 제품사용시 상처치료에 도움을 주는 것으로 알려졌다. 표면에 금속이온을 전달할 수 있는 능력이 상처치료用 드레싱분야에서 성공여부를 판가름하고 있다.
- 고성능 상처관리用 제품
위에서 언급한 상처관리用 제품과 비교하여 가장 큰 차이점은 동 제품의 활동력 수준이라고 볼 수 있다. 고성능 상처관리用 제품은 욕창과 같은 만성적인 상처에 직접작용하거나 치료과정에서 적극적으로 작용할 수 있다.
현재 알려진 바에 따르면, 습하고 삼출물이 생성되는 환경으로부터 상처부위를 격리시키게 되면 치료에 가장 효과적이다. 따라서 상처부위의 재생을 촉진시키기 위한 환경요인을 포함하여 제품의 설계가 혁신되고 있다.
일례로 J&J Medical의 욕창用 드레싱제품인 “Promogran Matrix”가 있다. 동 제품은 레이온섬유와 콜라겐 물질을 조합한 복합재료로서 상처치료에 도움이 되는 물질을 함유하고 있다.
이밖에도 상처치료의 향상을 위하여 직물설계 분야에 관심이 높다. 이는 상처 치료과정에서 생물학적 약제를 표면에 접촉시킬 수 있도록 3차원형상의 섬유상으로 상처치료용 구조를 형성하게 된다. 스위스의 Tissupore가 이같은 아이디어를 활용, 제품을 출시하고 있다. 동 제품은 외부를 다층의 고밀도 부직포로 설계하였고, 내부에는 삼출물의 흡수를 위한 압축된 재료층으로 구성했다.
- 특수 침구류
대다수 의료용 침구류는 내구성을 높이고 있으나 건강관리에 초점을 두기보다는 공공시설의 일부라는 개념이 강하다. 그러나 일부 특수분야에서는 건강관리에 관련하여 기존의 섬유재료를 통한 혁신적인 제품을 내놓고 있다.
일례로 Texel이라는 기능성 니들펀치부직포 업체가 신규 1회용 목욕수건을 출시했다. 동사는 요실금관련 제품의 판매액이 100백만불에 달하는 대형업체로서 간호용 제품과 가정용 설치제품에 집중하고 있다.
한편, 기존에는 수술전/후 환자가온용 제품은 섬유를 이용한 제품이 대부분 사용되어 왔다. 이에 따라 Arizant Healthcare는 “Bair Raws"를 발표하면서 환자가온용 제품시장에 적극적으로 대응하고 있다.
동사는 DuPont의 Softesse를 이용한 1인용 가운제품을 발표하였으며, 동 제품은 개인용 가온시스템과 함께 제공되며, 재사용 장비와 내구성강한 특수 담요로 구성되어 있다. 동 시스템은 담요가 불필요하며, 간호사가 미리 데워진 직물형 담요를 주기적으로 교체해야하는 불편함을 제거할 수 있다.
- 시장에서의 요구사항
현재 미국 병원에서는 전체의 61%가 환자간호사업에서 적자를 보거나 현 수준에 그치고 있어 코스트 문제가 가장 중요시되고 있다. 고용인력을 제외하면 필요물품의 구매 및 관리가 가장 중요해지면서 각 병원에서는 제품코스트의 조정 및 비용절감이 매우 중요한 상황이다. 따라서 생산업체에서는 제품설계시 신규재료를 사용한 기능적 중요성보다는 코스트 및 마진조절이 더욱 세심하게 판단되어야 할 것으로 보인다.
- 결론
의료용 섬유제품 시장에서 직물제품은 기능적 요구도에 따라 응용범위가 다양하다. 다만, 일개 분야에서도 사용량이 많다고 하더라도 단일규격으로서 모든 용도를 만족시키기는 어려운 상황이다.
따라서 기술혁신에 성공하기 위해서는 제품개발업체 스스로 그동안 제시되지 않았던 요구에 대응하고 향후 시장의 가능성을 인지하여 직물이 가진 독특한 구조내지는 보조적인 특수기술을 응용, 다양한 기능을 실현할 수 있어야 할 것으로 예상된다.