이식형 장치, 오피오이드 과용으로 인한 사망 예방 가능

미국에서는 오피오이드 유행병으로 매년 70,000명 이상이 사망하고 있으며 생명을 구하는 개입이 시급히 필요합니다. 일반의약품인 비강 스프레이나 주사제로 판매되는 나록손은 과다복용 시 정상적인 호흡을 빠르게 회복시켜 생명을 구하지만, 이 약을 투여하려면 지식이 풍부한 사람이 필요하므로 생명을 구하는 잠재력이 제한됩니다.

세인트루이스의 워싱턴 대학교 의과대학과 시카고의 노스웨스턴 대학교의 한 팀이 구경꾼의 도움 없이 과다복용에서 사람들을 구출할 수 있는 장치를 개발했습니다. 동물 연구에서 연구자들은 이식형 장치가 과다복용을 감지하고, 빠르게 나록손을 전달하여 사망을 예방하고, 응급 구조대원에게 경고할 수 있다는 것을 발견했습니다.

이 연구 결과는 10월 23일 Science Advances 에 발표되었습니다.

"날록손은 많은 생명을 구했습니다." 마취과 Seymour 및 Rose T. Brown 교수이자 WashU Medicine Pain Center 소장인 Robert W. Gereau 박사의 말입니다. "하지만 과용 시 사람들은 종종 혼자이고 자신이 과용하고 있다는 것을 깨닫지 못합니다. 다른 사람이 있는 경우, 그들은 날록손(Narcan이라고도 함)에 접근할 수 있어야 하며 몇 분 안에 사용하는 방법을 알아야 합니다. 우리는 인간의 개입 없이 위험에 처한 개인에게 날록손을 빠르게 투여하는 장치를 개발하여 더 많은 생명을 구할 수 있는 기회를 발견했습니다."

옥시코돈과 같은 처방 오피오이드는 사람들이 매일 겪는 극심한 통증의 신체적, 정신적 어려움을 관리하는 데 도움이 되었습니다. 그러나 진통제의 중독성으로 인해 오용과 남용으로 이어질 수 있으며, 이는 오피오이드 유행의 원동력 중 하나입니다. 또한 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 합성 약물(예: 펜타닐)이 불법 시장에 넘쳐났습니다. 이러한 초강력 약물은 미국에서 과다복용으로 인한 사망이 급증하는 것을 가속화했으며 2023년 이러한 사망의 약 70%를 차지했습니다.

연구원들은 노스웨스턴 대학교의 재료 과학 및 공학, 생물의학 공학 및 신경외과 교수인 John A. Rogers 박사가 이끄는 공학 및 재료 과학 분야의 전문가들과 협력하여 산소 수치의 감소를 잠재적 과용 신호로 사용하는 장치인 Naloximeter를 개발했습니다. 오피오이드를 과용하면 호흡이 느리고 얕아집니다. 약물이 호흡 기능에 영향을 미치기 시작한 지 몇 분 후에 호흡이 멈춥니다. 피부 아래에 이식된 Naloximeter는 주변 조직의 산소를 감지하여 수치가 임계값 아래로 떨어지면 모바일 애플리케이션에 경고 알림을 보냅니다. 사용자가 30초 이내에 구조 프로세스를 중단하지 않으면 장치에서 저장된 나록손이 방출됩니다.

연구자들은 이 장치를 소형 및 대형 동물의 목, 가슴 또는 등에 이식했습니다. 이 장치는 산소 수치가 떨어진 지 1분 이내에 과용의 징후를 감지했고, 모든 동물은 이 장치에서 나록손을 투여받은 지 5분 이내에 완전히 회복되었습니다.

나록손은 뇌 세포 표면의 수용체에서 해로운 오피오이드를 대체하여 세포의 활동을 변화시킵니다. 하지만 이 약물은 지속되지 않습니다. 오피오이드가 수용체를 다시 점유하고 재활성화하면 과다복용 증상이 다시 나타날 수 있습니다. 추가 지원을 제공하기 위해 이 장치는 응급 대응자에게 비상 경보를 전달합니다.

"응급구조대원에게 전화하는 것의 또 다른 이점은 사람들이 의료 서비스 제공자와 다시 교류하는 데 도움이 된다는 것입니다."라고 WashU Medicine의 마취학과 Henry E. Mallinckrodt 교수이자 이 연구의 저자인 Jose Moron-Concepcion 박사가 말했습니다. "우리는 사람들이 과다복용으로 죽는 것을 막고, 사람들이 미래의 과다복용을 예방할 수 있는 자원과 치료법에 접근할 수 있도록 함으로써 오피오이드로 인한 피해를 줄이고 싶습니다."

연구자들은 WashU의 기술 관리 사무소의 도움을 받아 장치의 지적 재산을 보호하기 위한 특허를 받았습니다. 그들은 기술을 발전시키는 동시에 대규모 배포를 준비하고 사람들을 대상으로 임상 시험에서 장치를 테스트하기 위해 업계 파트너를 찾고 있습니다.

"날록시미터는 오피오이드 위기에 국한되지 않는 개념 증명 플랫폼입니다." 로저스 연구실의 대학원생인 조안나 시아티가 말했습니다. "이 기술은 아나필락시스나 간질과 같은 다른 응급 의료 상태로 위협받는 사람들에게 광범위한 영향을 미칩니다. 저희 연구는 미래의 임상적 전환을 위한 중요한 토대를 마련합니다. 저희는 이 분야의 다른 사람들이 이러한 결과를 바탕으로 자율 구조 장치를 현실로 만드는 데 도움을 줄 수 있기를 바랍니다."

Ciatti JL, Vazquez-Guardado A, VE, Park J, Ruyle B, Ober RA, McLuckie AJ, Talcott MR, Carter EA, Burrell AR, Sponenburg RA, Trueb J, Gupta P, Kim J, Avila R, Seong M, Slivicki RA, Kaplan MA, Villalpando-Hernandez B, Massaly N, Montana MC, Pet M, Huang Y, Morón JA, Gereau IV RW, Rogers JA. 오피오이드 과다복용으로 인한 사망을 예방하기 위한 자율 이식형 장치입니다. Science Advances. 2024년 10월 23일.

이 연구는 Helping to End Addiction Long-Term (HEAL) Initiative(보조금 번호 UG3DA050303 및 UH3DA050303)를 통해 National Institutes of Health(NIH)에서 지원했습니다. National Science Foundation Graduate Research Fellowship(보조금 번호 DGE-2234667), North Carolina State University(보조금 번호 201473-02139), NIH(보조금 번호 T32GM108539). 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 NIH의 견해를 나타내는 것은 아닙니다.

Ciatti JL, Vazquez-Guardado A, Brings VE, Ruyle B, Morón JA, Gereau IV RW, Rogers JA는 이 원고에 설명된 연구를 기반으로 특허(번호: WO2022261492A1)를 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241023141809.htm