덱스트란

3. 생성 방법

덱스트란은 현재 락토바실러스속의 특정 젖산균에 의해 수크로스로부터 생성된다. 류코노스톡 메센테로이데스(''Leuconostoc mesenteroides'') 및 충치균(''Streptococcus mutans'') 등이 사용된다.^[26] 생성된 덱스트란의 구조는 세균의 종류와 균주에 따라 달라진다. 덱스트란은 단백질이 없는 추출물로부터 에탄올을 사용한 분별 침전에 의해 분리된다. 일부 세균은 프럭탄을 함께 생성하는데, 이는 덱스트란 분리를 복잡하게 할 수 있다.^[26]

3. 1. 산업적 생산

4. 의학적 용도

덱스트란은 의학적으로 혈액의 점성을 낮추기 위한 항혈전제로 사용되며, 저혈량증에서 혈액량을 늘리는 증량제로 사용된다.^[27] 덱스트란 70은 WHO 필수 의약품 목록에 등재되어 있다.^[28]

분자량이 큰 덱스트란은 혈관 밖으로 잘 빠져나가지 않는 강력한 삼투제이므로 저혈량증 치료에 사용되어 왔다. 덱스트란 사용으로 혈액량이 증가하면 혈류가 개선되어 미세봉합기술의 개방성을 더욱 향상시키고, 혈전증을 감소시킨다. 덱스트란은 3,000 Da ~ 2,000,000 Da 범위의 다양한 분자량으로 이용 가능하다. 큰 덱스트란(60,000 Da 이상)은 콩팥에서 제대로 배설되지 않으므로 대사될 때까지 몇 주 동안 혈액에 남아있게 된다. 결과적으로 덱스트란은 항혈전 및 콜로이드 효과를 연장시킨다. 덱스트란 40(분자량: 40,000 Da)은 항응고 요법에 가장 많이 사용되었다. 정맥 내 주입 후 24시간 이내에 덱스트란 40의 70% 가까이가 소변으로 배설되고 나머지 30%는 몇 일 더 체내에 잔류한다.

제2차 세계 대전 중 스웨덴의 아르네 빌헬름 카우만 티셀리우스 연구팀은 혈장의 동결건조 연구를 진행했다. 당시 대용 혈장으로는 아라비아 고무 등이 사용되었지만 면역 반응을 유발하는 등 문제가 있었다.^[20] 같은 시기 티셀리우스는 제당 회사로부터 사탕무 추출물에 포함된 점성 불순물 때문에 정제용 여과기가 막힌다는 의뢰를 받았다. 조사 결과 불순물은 혼입된 세균에 의해 생성된 덱스트란이라는 것이 밝혀졌고, 연구 목적으로 토끼에게 주사하여 항혈청을 만들려 했지만 성공하지 못했다.^[20] 덱스트란은 생체 친화성이 뛰어나 면역 반응을 유발하지 않았으므로 대용 혈장으로서 유망했다.^[20] 1951년에 파르마시아 사(Pharmacia AB)에서 대용 혈장제 Macrodex로서 상품화되었다.^[20]

4. 1. 미세수술

4. 2. 기타 의학적 용도

5. 실험실적 용도

• 덱스트란은 생물학적 분자에 삼투압을 가하는 삼투 스트레스 기술에 사용된다.^[32]
• 세파덱스와 같이 일부 크기 배제 크로마토그래피 매트릭스에도 사용된다.^[32]
• 바이오리엑터 활용을 돕기 위해 비드 형태로 사용되어 왔다.^[32]
• 바이오센서 고정에 사용된다.^[32]
• 초기 엔도솜에 우선적으로 결합하며, 형광 표지된 덱스트란을 사용하여 형광 현미경으로 이들 엔도솜을 시각화할 수 있다.^[32]
• 산화로부터 금속 나노입자를 보호하고 생체 접합성을 개선하기 위한 안정화 코팅으로 사용될 수 있다.^[32]
• 플루오레세인 아이소싸이오사이아네이트와 같은 형광 분자와 결합한 덱스트란은 영상화를 위한 확산성 분자의 농도 기울기를 형성하고, 농도 기울기의 특성화를 허용하는 데 사용될 수 있다.^[32]
• 형광 표지된 덱스트란 용액은 혈관 투과성을 분석하기 위해 조작된 혈관을 통해 관류될 수 있다.^[32][11]
• 산업적 세포 배양을 위한 마이크로캐리어를 만드는 데 사용된다.^[32]
• 경구 투여되는 덱스트란 황산나트륨은 염증성 장 질환 동물 모델에서 대장염을 유도하는 데 사용된다.^[12]
• 세포 간 경로를 통해 장 흡수를 용이하게 하는 약물 제제의 잠재력을 시험하는 일반적인 모델 화합물이다.^[13]

6. 부작용

덱스트란 사용과 관련된 부작용은 비교적 적지만, 부작용이 일어나면 매우 심각할 수 있다. 이러한 부작용으로는 아나필락시스^[33], 혈액량 과부하, 폐부종, 뇌부종, 혈소판 기능 이상 등이 있다.

덱스트란 삼투 효과의 드물지만 중요한 합병증은 급성 신부전이다.^[34] 이러한 신부전의 발병 기전은 사구체에 대한 직접적인 독성 효과가 제안된 메커니즘의 일부로서 많은 논쟁의 주제이다. 당뇨병, 만성 신부전, 혈관 장애 병력이 있는 환자가 가장 위험하다. 브룩스(Brooks) 및 다른 이들은 만성 신부전 환자에서 덱스트란 요법을 피할 것을 권장한다.

7. 연구 동향

변형된 덱스트란 중합체를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다. 이 중 하나는 변형된 하이드록시기를 가진 아세탈을 가지고 있는데, 물에는 녹지 않지만 유기 용매에는 녹는다. 이러한 특성 덕분에 용매 증발 및 유화액과 같은 공정을 통해 PLGA와 같은 여러 폴리에스터와 동일한 방식으로 가공할 수 있다. 아세탈화 덱스트란은 아세틸화 덱스트란과는 구조적으로 다르다. 2017년을 기준으로 약물 전달을 위한 여러 용도가 시험관 내에서 연구되었으며, 일부는 동물 모델에서도 테스트되었다.^[35][16]

8. 기타 용도

덱스트린과 유사한 물질이다. 치아에 생기는 치태(플라크)에도 포함되어 있으며, 의약품, 화장품, 사진 필름 등 다양한 용도로 사용된다.^[21]

8. 1. 덱스트란 종류 (일본 자료 기반)

• 고분자 덱스트란: 사진용 필름 첨가제, 시약 등
• 일반용 덱스트란: 공업용 원료 (X선 필름 첨가제 등)
• 덱스트란 70: 의약품 (대용혈장), 의약 첨가제 (산소 안정화제)
• 덱스트란 40: 의약품 (대용혈장·혈류 개선제), 화장품 첨가제 (보습제)
• 기타 용도: 체외순환 관류액^[21], 혈액 증량제, 증점 안정제, 보습제, 엿, 래커 등

참조

_[1] 서적 The IUPAC Compendium of Chemical Terminology
_[2] 논문 Functional Polymers Based on Dextran
_[3] 논문 On the viscous fermentation and the butyrous fermentation
_[4] 논문 Detection and preliminary studies on dextranase-producing microorganisms from human dental plaque
_[5] 논문 Dextrans
_[6] 웹사이트 19th WHO Model List of Essential Medicines (April 2015) https://www.who.int/[...] WHO 2015-04-00
_[7] 서적 Medical Surgical Nursing Elsevier - Health Sciences Division
_[8] 웹사이트 Tears Naturale - Summary of Product Characteristics (SmPC) - (eMC) http://www.medicines[...]
_[9] 웹사이트 Allene Rosalind Jeanes http://humantouchofc[...] Human Touch of Chemistry 2014-05-13
_[10] 서적 The biographical dictionary of women in science https://archive.org/[...] Routledge 2000
_[11] 논문 Engineering anastomosis between living capillary networks and endothelial cell-lined microfluidic channels http://pubs.rsc.org/[...]
_[12] 논문 Treatment of dextran sulfate sodium-induced murine colitis by intracolonic cyclosporin https://link.springe[...]
_[13] 논문 Improved paracellular uptake by the combination of different types of permeation enhancers https://www.scienced[...] 2005-01-00
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_[15] 논문 Low molecular weight dextran: A continuing cause of acute renal failure
_[16] 논문 Acetalated Dextran: A Tunable and Acid-Labile Biopolymer with Facile Synthesis and a Range of Applications 2017-02-00
_[17] 서적 広辞苑第七版 岩波書店 2018-01-12
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