인공혈액 Hempharmin-16

프롤로그: 절박한 현실

[응급실 - 2027년 여름]

간호사: "구급차 들어옵니다! 교통사고 환자, 복부 외상!"

응급의학과 의사: "바이탈은?"

구급대원: "의식 잃은 상태로 발견, 혈압 60, 맥박 120 이상! 수액 연결해서 왔습니다!"

의사: "쇼크다. 침대 3번으로! 간호사님, 혈액 채취 즉시! 혈액형 크로스매치 stat!"

간호사: "네! 혈관 확보 어려워요!"

의사: "복부 팽만 심하네. 내출혈 의심돼. 혈액원에 연락! 모든 혈액형 재고 확인!"

혈액담당: "응급실입니다! 지금 전체 혈액 보관량이 심각하게 부족해요! A형 1팩, O형 2팩뿐이에요!"

의사: "뭐라고? 환자 혈액형 언제 나와?"

간호사: "혈액형 결과 나오려면 최소 20분 더 걸려요!"

의사: "이 상태로는 못 기다려! 인공혈액(Hempharmin) 준비!"

레지던트: "인공혈액으로 괜찮을까요?"

의사: "지금 상황에선 선택의 여지가 없어. 혈량 확보가 우선이야! 2팩 연결!"

간호사: "인공혈액 연결 완료! 중심정맥 라인 준비됐습니다!"

의사: "지속 수혈 시작! 혈압 모니터링 계속!"

간호사: "혈압 상승해요! 95까지 올라왔습니다!"

의사: "인공혈액 효과 나타나고 있어! 환자분! 들리세요?"

환자: "여...여기가..."

의사: "병원이에요. 지금 치료 중이니 걱정 마세요!"

간호사: "진단검사의학과에서 연락! B형 Rh+ 나왔는데... 혈액원에 B형 보관분 없다고 합니다!"

의사: "다른 병원에 긴급 요청!"

혈액원: "인근 대학병원에서 B형 4팩 확보했습니다! 30분 후 도착 예정!"

의사: "그때까지 인공혈액으로 버텨야 해. Hempharmin 더 준비하고 계속 모니터링! 수술실 준비!"

외과 레지던트: "인공혈액 수혈 상태에서도 응급 개복 가능합니다!"

의사: "간 파열 의심돼. 인공혈액 추가 확보하고 수술실 올라가자!"

1장: 혁신의 시작

인공혈액에 대한 연구는 1960년대부터 시작되었다. 과학자들은 과불화탄소를 이용한 인공혈액부터 헤모글로빈 기반 산소 운반체(HBOC)까지 다양한 접근을 시도했다. 하지만 기존의 HBOC는 체내에 있는 화학물질(free hemoglobin)이기 때문에 외부 물질로 인식한 인체 시스템에 의해 체외로 급속 제거되고 뇌졸중 등의 부작용이 발견되었다.

이후 과불화탄소를 이용하는 PFBOC 대신 생체에서 유래한 헤모글로빈을 이용하는 HBOC가 개발되었다. 이 제품은 남아프리카공화국과 러시아에서 수술 전후 급성 빈혈 치료용으로 각각 2001년, 2014년 판매 승인을 받았다. 하지만 부작용으로 타국가에서 승인받지 못하고 사용되지 못하였다.

2장: 새로운 돌파구

2008년 미국 국립보건원 연구팀의 헤모퓨어를 포함한 5개의 HBOC를 분석한 결과, HBOC를 수혈한 환자가 실제 혈액을 수혈한 환자보다 사망할 확률이 30% 더 높게 나타났다. 이러한 위험성을 근거로 미국 식품의약국(FDA)에서는 아직까지 HBOC의 사용을 승인하지 않고 있다.

그러던 중 일본 나라의대 연구팀은 헤모글로빈을 리포솜 캡슐로 감쌌다. 리포솜은 인지질 이중층으로 이뤄진 공 모양 구조로 세포 내에서 물질을 효율적으로 운반할 수 있어 의약품에도 많이 쓰이는 물질로 의약물질을 이용한 인공혈액 개발에 길이 열리고 있었다.

3장: 파미셀의 도전

파미셀은 2015년부터 혈액학을 전공한 대표이사의 의지에 힘입어 일찍부터 인공혈액 개발에 뛰어들었다. 하지만 세포기반의 인공혈액 기술은 탈핵이나 생산성 문제에 있어 많은 실패를 겪고 있었다.

그러던 중 2020년, 파미셀의 연구진들은 기존의 세포기반의 혈액 생산을 버리고 새로운 접근법을 시도했다. 그들의 목표는 단순했지만 혁신적이었다. 혈액 생산 프로젝트 16차를 알리는 Hempharmin-16이라는 이름의 인공혈액 프로젝트는 다음과 같이 진행되었다.

연구팀은 먼저 기초적인 준비 단계로 Mal-PEG와 헤모글로빈, 알부민의 결합 여부를 테스트했다. 혈액 내 산소전달역할은 헤모글로빈이, 체내 재순환 효과는 알부민이 담당하는 구조였다.

혁신적인 기술적 접근

파미셀 연구진의 핵심 아이디어는 이중 기능 PEG 합성(Mal-PEG-SC(5k))이었다.

생체 친화적 증가: 수용성이 높아 단백질 결합 시 독성 조절에 유리
신 독성 감소: 혈관내 반감기 증가
혈압 안정성 확보: 혈압상승효과 완화

재료 준비: 알부민(혈장 단백질)과 헤모글로빈(산소 운반 단백질) 확보
화학적 결합: Mal-PEG-SC(5k)를 통한 헤모글로빈/알부민 교차결합
안정성 검증: GPC와 HPLC를 통한 신규 생성물 확인

4장: 실험실에서의 기적

연구진의 노력은 결실을 맺기 시작했다. 분석을 통해 Mal-PEG와 헤모글로빈, 알부민이 성공적으로 합성된 인공혈액의 결합이 확인되었다.
더욱 고무적인 것은 CO-Oximeter 검사 결과였다

측정 항목	Whole Blood	Hempharmin-16	의미
Total Hemoglobin	16.1 g/dL	13.8 g/dL	적정 수준
산소 포화도	96.6%	97.1%	거의 동일
이산화탄소 헤모글로빈	2.5%	2.3%	정상 범위

이는 Whole Blood와 인공혈액 샘플이 대체로 정상적인 혈액 성분을 보이며, 산소 운반 능력과 이산화탄소 노출 측면에서 문제가 없음을 의미했다.

5장: 기능성 검증의 순간

가장 중요한 순간이 왔다.
혈액가스분석 테스트에서

                  CO2 주입 시: pCO2가 즉시 상승하고 일정 수준을 유지
O2 주입 시: pO2가 증가하며 정상적인 가스 교환 능력 확인
전해질 안정성(Osmolality): 297mOsm/L - 4℃, 25℃, 40℃에서 장기적 안정성으로 혈액과 동일하게 유지

                

이는 Hempharmin-16이 실제 혈액과 유사한 기능을 수행할 수 있음을 보여주는 결정적 증거였다.

6장: 미래를 향한 발걸음

한국 정부는 2023년 4월부터 세포기반 인공 혈액기술개발사업단을 출범해 본격적으로 줄기세포를 활용한 인공혈액 개발을 지원하고 나섰다.

이런 시기에 파미셀의 Hempharmin-16 개발 스토리는 단순한 과학 연구를 넘어서는 의미를 담고 있다. 이는 전 세계가 직면한 혈액 부족 문제에 대한 해답이 될 수 있다.

인구 고령화에 따른 각종 문제는 물론 냉전으로 치닫고 있는 이 시기에 실용적인 인공혈액 개발은 필수 불가결한 국가 과제로 자리 매김하였다. 그리고 그 과제는 반드시 실행 가능해야 하고 경제적이어야만 한다.

이는 단순 연구에서 끝나는 것이 아닌 상용화를 위한 파미셀 연구진들의 한 명의 환자라도 더 구할 수 있는 기술로 이어지기를 바라는 간절한 마음에서 시작되었고, 실험실에서 보낸 수많은 밤들, 실패와 성공을 반복하며 쌓아온 데이터들, 그리고 마침내 확인한 Hempharmin-16의 가능성을 통해 새로운 인공혈액 시대의 가능성을 열게 되었다.

그리고 이제 대량생산 기술 개발과 동물 실험 등 임상을 목전에 두고 있다.

에필로그: 그날까지

2025년 지금도 전 세계 연구진들은 완벽한 인공혈액 개발을 위해 노력하고 있다.
Hempharmin-16은 그 긴 여정의 중요한 이정표가 될 것이다.
가까운 미래의 어느날 응급실에서 "혈액이 부족합니다"라는 절망적인 순간, "인공혈액으로 환자를 살릴 수 있습니다"라는 희망의 메시지가 들리는 날을 향해 파미셀의 여정은 계속 될 것이다.

그날까지, 파미셀 연구진들의 도전은 계속된다.

R&D

Hempharmin-16 새로운 희망을 향한 여정