혈액은행
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1. 개요
혈액은행은 수혈에 사용되는 혈액 제제를 보관하고 관리하는 시설을 의미한다. 수혈은 전혈, 적혈구 제제, 혈소판 수혈, 혈장 수혈 등 다양한 종류로 나뉘며, 각 제제는 빈혈, 혈소판 감소증, 간부전 등 특정 질환 치료에 사용된다. 수혈 기술은 19세기 후반 항응고제의 개발과 냉장 보관 기술의 발달로 발전했으며, 제1차 세계 대전을 거치면서 획기적인 발전을 이루었다. 혈액은 헌혈을 통해 채집되며, 채집된 혈액은 검사 및 처리를 거쳐 안전하게 보관된다. 혈액 보관 기간은 혈액 제제에 따라 다르며, 적혈구 제제는 냉장 보관 시 최대 42일, 혈소판은 7일, 냉동 보존된 적혈구는 최대 10년까지 보관 가능하다.
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| 혈액은행 | |
|---|---|
| 혈액은행 | |
| 유형 | 의료 시설 |
| 전문 분야 | 수혈의학 |
| 상세 정보 | |
| 목적 | 혈액 및 혈액 성분을 수집, 보관 및 제공 |
| 주요 활동 | 혈액 수집 및 검사 혈액 성분 분리 및 보관 혈액 제제 공급 |
| 관련 법규 | 혈액관리법 (대한민국) 관련 법규 (해당 국가별 상이) |
| 역사 | |
| 기원 | 1937년, 최초의 혈액은행 설립 (미국) |
| 발전 | 혈액 보존 기술 발전 혈액형 발견 및 교차반응 검사 도입 HIV 등 혈액 매개 감염 검사 도입 |
| 주요 기능 | |
| 혈액 수집 | 헌혈자로부터 혈액을 안전하게 수집 |
| 혈액 검사 | 혈액형 검사, 감염병 검사 등을 실시 |
| 혈액 제제 제조 | 전혈, 농축 적혈구, 혈소판, 혈장 등 제조 혈액 성분 분리 및 제제화 |
| 혈액 보관 | 혈액 제제를 적절한 온도와 환경에서 보관 |
| 혈액 공급 | 수혈이 필요한 환자에게 혈액 제제를 공급 의료기관에 혈액 공급 |
| 윤리적 고려 사항 | |
| 헌혈 동의 | 자발적인 헌혈 동의 확보 |
| 개인 정보 보호 | 헌혈자의 개인 정보 보호 |
| 혈액 안전 | 혈액 매개 감염 위험 최소화 |
| 공정한 분배 | 필요에 따른 공정한 혈액 분배 |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 헌혈 수혈 혈액형 혈액관리법 |
2. 수혈의 종류
수혈은 수혈되는 혈액 제제에 따라 여러 종류로 나뉜다.
- 전혈: 분리 없이 수혈되는 혈액이다.
- 성분 수혈: 환자에게 필요한 특정 혈액 성분만을 선택적으로 수혈하는 방법이다.
2. 1. 성분 수혈
성분 수혈은 환자에게 필요한 특정 혈액 성분만을 선택적으로 수혈하는 방법이다. 전혈과 달리 적혈구 제제, 혈소판 제제, 혈장 제제 등을 수혈한다.2. 1. 1. 적혈구 제제 수혈
적혈구 제제 또는 농축 적혈구는 빈혈/철분 결핍 환자에게 수혈된다. 또한 혈액의 산소 포화도를 개선하는 데 도움이 된다. 농축 적혈구(Packed RBC)는 2°C~6°C에서 35~45일 동안 보관할 수 있다.[21]2. 1. 2. 혈소판 제제 수혈
혈소판 수치가 낮은 사람에게 혈소판 수혈을 한다.[1] 혈소판은 실온에서 최대 5~7일 동안 보관할 수 있다.[1]2. 1. 3. 혈장 제제 수혈
혈장 수혈은 간부전, 심각한 감염 또는 심각한 화상을 앓고 있는 환자에게 적합하다. 신선 동결 혈장은 -30°C의 매우 낮은 온도에서 최대 12개월 동안 보관할 수 있다. 공여자의 혈액에서 혈장을 분리하는 것을 혈장분리반출술이라고 한다.3. 수혈의 역사
수혈의 역사는 혈액 응고를 막는 방법과 혈액을 보존하는 기술의 발전과 함께한다. 초기에는 혈액 응고 전에 기증자에게서 수혜자에게 직접 수혈이 이루어졌지만, 항응고제를 첨가하고 냉장 보관하는 기술이 개발되면서 혈액 은행이 발전할 수 있었다.
3. 1. 초기 역사
최초의 수혈은 혈액 응고가 일어나기 전에 기증자에게서 수혜자에게 직접 이루어졌으나, 항응고제를 첨가하고 혈액을 냉장 보관하면 며칠 동안 보관할 수 있다는 사실이 밝혀지면서 혈액 은행 개발의 길이 열렸다. 19세기 후반, 존 브랙스턴 힉스는 세인트 메리 병원 (런던)에서 인산나트륨을 사용하여 혈액 응고를 막기 위한 화학적 방법을 처음으로 실험했지만, 성공하지 못했다.
최초의 비직접 수혈은 1914년 3월 27일 벨기에 의사 알베르 쥐스탱이 시행했지만, 이는 희석된 혈액 용액을 사용한 것이었다. 아르헨티나 의사 루이스 아고테는 같은 해 11월에 훨씬 덜 희석된 용액을 사용했다. 이 둘은 모두 항응고제로 구연산나트륨을 사용했다.[1]
3. 2. 제1차 세계 대전
제1차 세계 대전은 혈액 은행과 수혈 기술의 급속한 발전을 촉진하는 계기가 되었다. 공여자가 없는 상황에서 부상당한 병사들에게 수혈해야 할 필요성이 컸기 때문이다.[2] 록펠러 대학교(당시 록펠러 의학 연구소)의 프랜시스 페이턴 루스는 동료인 조셉 R. 터너와 함께 두 가지 중요한 발견을 했다. 첫째, 혈액 응고(응집)를 피하기 위해 혈액형 검사가 필요하다는 것과 둘째, 화학적 처리를 통해 혈액 샘플을 보존할 수 있다는 것이다.[3]1915년 6월, 그들은 ''미국 의학 협회 저널''에 혈액 적합성 검사의 중요성을 보고했다. 구연산 나트륨을 사용하여 혈액 샘플을 희석하고, 수혜자와 공여자의 혈액을 섞어 응집 여부를 확인하는 방법을 개발했다. 이들은 카를 란트슈타이너가 발견한 혈액형을 인지하고는 있었으나, 당시 수혈은 응고 위험이 커서 잘 이루어지지 않았다.[6]
1916년 2월, 실험 의학 저널에 혈액 보존의 핵심 방법을 보고했다. 젤라틴 대신 구연산 나트륨과 포도당(덱스트로스) 용액 혼합물을 사용하여 혈액을 약 4주 동안 보존할 수 있음을 발견했다.[7] 이 발견은 루스-터너 용액으로 알려졌으며, 혈액 보존 방법과 혈액 은행 개발의 길을 열었다.[9][10]
캐나다 육군 중위 로렌스 브루스 로버트슨은 야전 병원에서 수혈을 사용하도록 영국 육군 의무대(RAMC)를 설득했다. 1915년 10월, 주사기를 사용하여 최초의 전쟁 수혈을 실시했고, 이후 성공적인 수혈 사례는 월터 모리 플레처 경에게 보고되었다. 1916년 ''영국 의학 저널''에 연구 결과를 발표하고, 1917년 봄 서부 전선 (제1차 세계 대전)의 야전 병원에 최초의 수혈 장치를 설립했다.[11]
오스왈드 호프 로버트슨은 1917년 RAMC에 배속되어 파스샹달 전투를 대비해 최초의 혈액 은행을 설립했다. 구연산나트륨을 항응고제로 사용하고, 혈액을 병에 보관했으며, 분리된 적혈구를 얼음 병에 보존하는 실험도 했다.[11] 제프리 케인스는 혈액을 저장할 수 있는 휴대용 기계를 개발하여 수혈을 더 쉽게 만들었다.
3. 3. 발전 과정
영국 적십자사의 비서인 퍼시 레인 올리버는 1921년에 세계 최초의 혈액 공여 서비스를 설립했다.[14] 자원봉사자들은 혈액형을 확인하기 위해 일련의 신체 검사를 받았다. 런던 혈액 수혈 서비스는 무료였으며 빠르게 확장되어, 1925년까지 거의 500명의 환자에게 서비스를 제공했고, 1926년 영국 적십자사의 구조에 통합되었다. 셰필드, 맨체스터, 노리치를 포함한 다른 도시에도 비슷한 시스템이 구축되었으며, 프랑스, 독일, 오스트리아, 벨기에, 호주, 일본에서도 유사한 서비스가 설립되었다.[15]소비에트 연방의 블라디미르 샤모프와 세르게이 유딘은 최근 사망한 기증자로부터의 시체 혈액 수혈을 개척했다. 유딘은 1930년 3월 23일 처음으로 이러한 수혈을 성공적으로 수행했으며, 9월 하르키우에서 열린 우크라이나 외과 의사 제4차 학술 대회에서 시체 혈액을 이용한 첫 7건의 임상 수혈을 보고했다. 또한 1930년 유딘은 니콜라이 스클리포소프스키 연구소에 세계 최초의 혈액 은행을 조직했는데, 이는 소비에트 연방과 다른 국가의 다양한 지역에 더 많은 혈액 은행을 설립하는 데 본보기가 되었다. 1930년대 중반까지 소비에트 연방은 최소 65개의 대형 혈액 센터와 500개 이상의 부속 센터 시스템을 구축했다.
스페인 내전 중이던 1936년, 프레데릭 두란-호르다는 바르셀로나에 혈액 은행을 설립했다. 스페인 공화군 보건부의 지원을 받아 부상당한 군인과 민간인을 위한 혈액 은행을 설립, 30개월 동안 거의 30,000명의 기증자를 등록하고 9,000리터의 혈액을 처리했다.[16]
1937년, 시카고의 쿡 카운티 병원 치료 책임자인 버나드 판투스는 미국 최초의 병원 혈액 은행 중 하나를 설립하면서 '혈액 은행'이라는 용어를 만들었다.[17] 몇 년 안에 병원 및 지역 사회 혈액 은행이 미국 전역에 설립되었다.[18]
프레데릭 두란-호르다는 1938년 영국으로 도망쳐, 해머스미스 병원의 왕립 대학원 의학 학교에서 자넷 본과 함께 런던에 전국적인 혈액 은행 시스템을 구축했다.[19] 1938년에 제2차 세계 대전 발발이 임박하자, 육군성은 라이오넬 휘트비가 이끄는 브리스톨에 육군 혈액 공급 창고(ABSD)를 만들었고, 전국에 4개의 대형 혈액 창고를 관리했다. 전쟁 기간 동안 700,000명 이상의 기증자가 채혈되었다. 이 시스템은 1946년에 설립된 국립 혈액 수혈 서비스로 발전했는데, 이는 최초로 시행된 국가 서비스였다.[20]
4. 혈액의 채집 및 처리
right에서 이루어진 헌혈]]
현대의 혈액 은행은 안전하고 효율적인 혈액 공급을 위해 엄격한 기준에 따라 혈액을 채집, 검사, 처리한다. 미국에서는 혈액 제제 수집 및 처리에 대한 표준이 설정되어 있다.[25][26]
헌혈된 혈액은 환자의 혈액형을 결정하고 적합한 혈액 제제를 식별하기 위한 검사뿐만 아니라, 질병 검사 및 백혈구 여과와 같은 추가적인 처리를 거친다.
혈장은 냉동된 시점과 사용 목적에 따라 신선 냉동 혈장, 회수 혈장, 혈장 분획용 혈장 등으로 다르게 표기된다. 냉동 침전물은 다른 혈장 성분에서 만들 수 있다. 이러한 혈장 성분들은 약 -17.8°C 이하, 주로 약 -30.0°C에서 보관된다. 버피 코트는 적혈구와 혈장 사이의 층으로, 혈소판 수혈을 위해 제거되기도 한다. 혈소판은 실온(22°C)에서 보관되며, 박테리아 증식 위험이 높아 보관 기간이 짧다.
일부 혈액 은행에서는 아페레시스(성분 채혈)를 통해 혈장, 적혈구, 혈소판을 수집하기도 한다.
4. 1. 채집
대부분의 국가에서 수혈용 혈액은 자원 헌혈자로부터 채집된다. 헌혈자는 헌혈에 앞서 건강 상태, 병력, 여행력 등을 확인하는 문진 과정을 거친다.[25][26] 채집된 혈액은 전혈 또는 성분 헌혈(혈장, 혈소판 등) 방식으로 수집된다.right에서 이루어진 헌혈]]
미국에서는 수혈용 혈액의 대부분은 자원봉사자로부터 얻지만, 다른 목적으로 사용되는 혈장은 유료 헌혈자로부터 수집되기도 한다. 수혈용 혈액의 대부분은 전혈로 채집되지만, 자가 수혈은 때때로 추가적인 변경 없이 수혈되기도 한다. 전혈은 일반적으로 원심 분리를 통해 성분으로 분리되며, 용액 상태의 적혈구가 가장 일반적으로 사용되는 제품이다. 전혈 및 적혈구 단위는 모두 약 1.0°C에서 냉장 보관되며, 각각 35일 및 42일의 최대 허용 보관 기간을 갖는다.
일부 혈액 은행에서는 아페레시스를 통해 혈장, 적혈구, 혈소판을 수집하기도 한다.
4. 2. 검사
채집된 혈액은 혈액형 검사를 통해 환자에게 적합한 혈액 제제인지 확인한다. 또한, 질병 감염 여부를 확인하는 검사도 함께 진행된다.[25] 미국의 경우, 수혈 관련 합병증 치료 비용이 혈액 구매, 검사 및 수혈에 드는 총비용보다 더 많이 발생하기도 한다.[26]4. 3. 처리
전혈은 원심 분리를 통해 적혈구, 혈소판, 혈장 등 여러 성분으로 분리된다.[25] 각 성분은 적절한 온도와 조건에서 보관된다.- 적혈구: 1.7°C에서 6°C에서 냉장 보관되며, 최대 보관 기간(유통 기한)은 35일 또는 42일이다. 글리세롤로 완충 처리하여 냉동 보관할 수도 있으며, 이 경우 최대 10년 동안 -65°C에서 보관 가능하다.
- 혈장: -18°C 이하, 일반적으로 -30°C에서 냉동 보관된다. 냉동 시점에 따라 신선 냉동 혈장 등으로 표기된다.
- 혈소판: 실온(22°C))에서 보관해야 하며, 흔들거나 교반해야 한다. 유통 기한은 5~7일 또는 채집 시설에서 검사 완료 후 3일이다.
백혈구 여과와 같은 추가적인 처리를 통해 혈액 제제의 품질을 높이기도 한다.[26]
5. 혈액의 보관 및 관리
일반적인 혈액 보관 기간은 저장된 농축 ''적혈구''(StRBC 또는 pRBC라고도 함)의 경우 42일(6주)이며, 냉장 보관이 일반적이다. 그러나 "오래된" 혈액이 수혈 후 합병증 위험을 증가시키는지에 대한 논란이 있다.[27][28] 이와 관련한 연구 결과는 일관성이 없는데,[29] 어떤 연구에서는 오래된 혈액이 덜 효과적이라고 보고하는 반면, 다른 연구에서는 차이가 없음을 보여준다. 그럼에도 불구하고, 현재로서는 보관 기간이 혈액의 품질 상태를 추정할 수 있는 유일한 방법이기 때문에 ''선입선출'' 방식의 재고 관리가 표준으로 사용되고 있다.[30] 또한, 다양한 기증자에게서 얻은 혈액의 보관 결과가 크게 다를 수 있고, 품질 검사 방법도 제한적이어서 혈액 제제 및 보관 시스템의 품질을 신뢰성 있게 평가하기 어렵다는 점도 고려해야 한다.[31]
''혈소판''은 오염 가능성이 높아 보관 기간이 7일로 짧다.[32]
5. 1. 보관
일반적인 혈액 보관 기간은 저장된 농축 '''적혈구'''(StRBC 또는 pRBC라고도 함)의 경우 42일 또는 6주이며, 이는 가장 일반적으로 수혈되는 혈액 제제이다. 보관은 냉장 상태로 이루어지지만, 일반적으로 냉동 보관은 하지 않는다. 주어진 제품 단위의 연령이 수혈 효능에 영향을 미치는지, 특히 "오래된" 혈액이 합병증의 위험을 직접 또는 간접적으로 증가시키는 지에 대한 논란이 커지고 있다.[27][28] 이 질문에 대한 연구 결과는 일관성이 없으며,[29] 일부는 오래된 혈액이 실제로 덜 효과적이라고 나타내는 반면, 다른 연구에서는 그러한 차이가 없음을 보여준다. 그럼에도 불구하고 보관 시간은 혈액의 품질 상태 또는 손실을 추정할 수 있는 유일한 방법으로 남아 있으므로, 현재 ''선입선출'' 재고 관리 방식이 표준으로 사용된다.[30]
'''혈소판''' 수혈은 비교적 훨씬 적지만 고유한 보관/관리 문제를 제시한다. 혈소판은 주로 오염 가능성이 더 크기 때문에 7일 동안만 보관할 수 있으며,[32] 이는 더 높은 보관 온도에 기인한다.
혈액 제제의 "장기" 보관은 일상적인/단기 보관에 비해 상대적으로 드물다. 냉동 보존된 적혈구는 희귀 혈액을 최대 10년까지 보관하는 데 사용된다.[47] 세포는 세포 내 극저온 보호제("부동액") 역할을 하는 글리세롤 용액에서 배양된다. 그런 다음 혈액 제제는 매우 낮은 온도에서 냉동고의 특수 멸균 용기에 보관된다.
5. 2. 관리
혈액 제제는 유효 기간 만료로 인한 폐기를 최소화하기 위해 선입선출(FIFO) 방식으로 재고를 관리한다.[30] 일반적인 농축 적혈구의 보관 기간은 42일(6주)이다.[27] 그러나 신생아 교환 수혈과 같은 경우에는 5일 이내의 신선한 혈액 제제를 사용해야 한다.[44]혈소판은 보관 온도가 높아 오염 가능성이 크기 때문에 보관 기간이 7일로 짧다.[32]
5. 2. 1. 저장 중 변화 (적혈구 저장 손상)
저장 기간 동안 적혈구는 생화학적, 생체역학적 변화를 겪으며, 이를 '저장 손상'이라고 한다. 적혈구 저장 손상은 생존 능력과 조직 산소 공급 능력을 감소시킬 수 있다.[33] 일부 생화학적 변화는 수혈 후 가역적이지만,[34] 생체역학적 변화는 그렇지 않으며,[35] 회춘 제품으로도 이 현상을 되돌릴 수 없다.[36]현재 적혈구 저장 손상을 최소화하기 위한 규제 조치가 시행 중이다. 여기에는 최대 보관 기간(현재 42일), 최대 자가 용혈 임계값(현재 미국에서 1%), 수혈 후 24시간 생체 내 적혈구 생존 최소 수준(현재 75%)이 포함된다.[37] 그러나 이러한 기준은 제품 단위 간 차이를 고려하지 않고 일괄 적용된다.[31]
적혈구 변형성[39] 및 적혈구 취약성(기계적)과 같은 적혈구 막 특성을 기반으로 하는 관련 검사에 대한 연구가 진행 중이다.[40]
혈소판 저장 손상은 적혈구 저장 손상과는 매우 다른 현상이다. 이는 제품의 기능, 수혈 목적, 처리 문제, 재고 관리 고려 사항 등이 다르기 때문이다.[43]
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