뿌리면 1초 내 지혈…전투원 생존성 높이는 차세대 기술 개발[과학을읽다]

전쟁과 재난 현장에서 인명 피해를 키우는 가장 큰 원인인 과다출혈을 획기적으로 줄일 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 한국과학기술원(KAIST) 연구진이 상처 부위에 뿌리기만 하면 약 1초 이내에 출혈을 차단하는 파우더형 지혈제를 개발하며, 전투원 생존 가능성을 크게 높일 수 있는 차세대 응급 지혈 기술을 선보였다.

연구팀이 개발한 지혈제 이미지. 연구팀 제공(AI 생성)

KAIST는 신소재공학과 스티브 박 교수와 생명과학과 전상용 교수 공동연구팀이 극한 전투 환경에서도 즉시 작동하는 초고속 파우더 지혈제(AGCL 파우더)를 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 연구에는 육군 소령 연구진이 직접 참여해 실제 전투 상황을 고려한 실전 적용성을 크게 높였다.

기존 의료 현장에서 널리 사용되는 패치형 지혈제는 평면 구조로 인해 깊고 불규칙한 상처에는 적용이 어렵고, 온도·습도에 민감해 전투나 재난 현장에서 운용에 한계가 있었다.

혈액 이온 반응 활용…1초 내 하이드로겔 장벽 형성

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 깊고 복잡한 상처에도 자유롭게 적용할 수 있는 파우더 형태의 지혈제에 주목했다. 특히 기존 파우더 지혈제가 혈액을 물리적으로 흡수하는 방식에 그쳤던 점에서 벗어나, 혈액 속 이온과의 화학 반응을 활용한 새로운 접근법을 제시했다.

AGCL 파우더 개발 전략과 제작 개략도. 연구팀 제공

이번에 개발한 AGCL 파우더는 알지네이트와 겔란검이 혈액 속 칼슘 등 양이온과 반응해 초고속 겔화되며 상처를 즉각 밀봉하고, 키토산이 혈액 성분과 결합해 화학적·생물학적 지혈 효과를 강화하는 구조다. 이로 인해 파우더는 상처 부위에 뿌리는 즉시 강력한 하이드로겔 장벽을 형성해 출혈을 차단한다.

또한 파우더 내부에 형성된 3차원 구조는 자체 무게의 7배 이상(725%)에 달하는 혈액 흡수 능력을 갖췄으며, 손으로 강하게 눌러도 견딜 수 있는 40kPa 이상의 접착력을 보여 상용 지혈제보다 우수한 밀폐 성능을 나타냈다.

생체 안전성 평가에서도 용혈률 3% 미만, 세포 생존율 99% 이상, 항균 효과 99.9%를 기록했으며, 동물실험에서는 빠른 상처 회복과 혈관·콜라겐 재생 촉진 효과가 확인됐다. 외과적 간 손상 수술 실험에서도 출혈량과 지혈 시간이 크게 감소했고, 수술 2주 후 간 기능은 정상 수준으로 회복됐다.

특히 이 지혈제는 실온·고습 환경에서도 2년간 성능이 유지돼 군 작전 지역이나 재난 현장 등 열악한 조건에서도 즉각 사용할 수 있다는 점이 강점으로 꼽힌다.

상단 왼쪽부터 스티브 박 교수, 전상용 교수, 하단 왼쪽부터 이광형 KAIST 총장, 손영주 석박통합과정, 박규순 박사과정. KAIST 제공

이번 기술은 국방 목적을 염두에 두고 개발됐지만, 재난 현장, 의료 취약 지역, 개발도상국 응급의료 등 민간 영역으로의 확장 가능성도 크다. 전투 현장의 응급 처치부터 체내 수술 지혈까지 적용할 수 있어 국방 과학기술이 민간으로 확장되는 대표적 스핀오프 사례로 평가된다.

연구에 참여한 박규순 KAIST 박사과정생(육군 소령)은 "현대전의 핵심은 인명 손실을 최소화하는 것"이라며 "군인을 한 명이라도 더 살리겠다는 사명감으로 연구를 시작했다"고 말했다.

이번 연구는 2025 KAIST Q-Day 총장상과 2024 KAIST?KNDU 국방 학술대회 국방부 장관상을 수상하며 과학적 혁신성과 국방 활용성을 동시에 인정받았다. 연구 결과는 "초고속 지혈과 상처 치유를 위한 이온 겔화 파우더(An Ionic Gelation Powder for Ultrafast Hemostasis and Accelerated Wound Healing)"라는 제목으로 국제 학술지 'Advanced Functional Materials'에 지난 10월 28일 온라인 게재됐다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr
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