관상동맥용 스텐트의 개발 동향 - CHERIC · 2015-08-11 · 관상동맥용 스텐트의 개발 동향 KIC News, Volume18, No.4, 2015 15 Figure 5. 약물방출스텐트의

10 공업화학 전망, 제18권 제4호, 2015

관상동맥용 스텐트의 개발 동향

최 창 용*⋅나 재 운*⋅박 준 규*,**,†

*순천대학교 공과대학 고분자공학과, **시지바이오

Development Trends of the Stent for Coronary Artery

Changyong Choi*, Jae-Woon Nah*, and Jun-Kyu Park*,**,†

*Department of Polymer Scinece and Engineering, Sunchon National University, Jeonnam-do 540-742, Korea**CGBio Co. Ltd., Seongnam, Korea

Abstract: 최근 고령화로 인하여 협심증, 심근경색증 등의 관상동맥 질환이 급증하고 있으며, 한국 성인의 사망률의

주요한 원인이 되고 있다. 이러한 관상동맥 질환을 치료하기 위하여 스텐트 삽일술이 주요 방법으로 활용되고 있으나

스텐트 시술의 주요 문제점으로 스텐트 내 재협착이 발생한다는 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 약물방출

스텐트가 개발되었으며 이에 대한 수요가 증가됨과 동시에 관련 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 이 논문에서는

관상동맥용 스텐트 중 약물방출스텐트의 연구, 기술 및 개발 동향에 대하여 고찰하였다.

Keywords: Coronary stent, Drug-eluting stent, Bare metal stent, Bioabsorbable stent, Percutaneous transluminal coronary angioplasty

1. 서 론1)

관상동맥용 스텐트는 1997년 Gruentzig에 의해

중재시술이 소개되어 현재까지도 좁아진 심장 혈

관에 내강을 유지하기 위하여 이식되고 있으며,

시술 건수가 매년 증가되고 있다. 스텐트는 영국

치과의사 찰스 스텐트(Charles Stent, 1807-1885)

가 발명하여 그의 이름으로부터 유래되어 현재까

지도 스텐트(stent)라고 불리어지고 있다[1]. 스텐

트는 적용 부위에 따라서 크게 비혈관 스텐트와

혈관 스텐트로 구분할 수 있으며 Figure 1에 스텐

트의 분류를 요약하였다.

관상동맥용 스텐트는 지방과 섬유성 혼합물인

플라크로 심장의 혈관이 좁아질 경우 좁아진 병변에

풍선과 함께 확장하여 혈관을 넓힘으로써 내경을

유지하여 혈류가 잘 통하게 하는 역할을 한다. 스

텐트 시술 방법 중 중재시술을 이용한 관상동맥용

스텐트를 이식하는 경피적 관상동맥 확장술(Pecu-

주 저자 (E-mail: [email protected])

taneous transluminal coronary angioplasty)은 비수

술적인 방법으로 많이 활용되고 있다. 시술 방법

은 손목이나 사타구니에 부분 마취를 한 후 혈관

에 작은 구멍을 내고, 혈관 속으로 카테터

(catheter)를 심장혈관의 시작 부위에 위치시킨 후

이 카테터를 통하여 조영제를 주입하여 혈관에 병

변의 상태와 위치를 확인한다. 가이드와이어를 따라

서 관상동맥용 스텐트와 결합된 풍선카테터를 병

변에 위치시킨 후 풍선을 부풀려 지방 축적된 혈관

병변에 압착시킨다. 이를 통해 혈관의 내강을 확보

하여 혈액 순환이 원활하게 해준다(Figure 2).

관상동맥용 스텐트를 병변에 시술하게 되면, 풍

선과 함께 스텐트가 확장되는 과정에서 혈관에 내

막이 손상이 된다. 손상된 혈관이 치료되는 과정

중에 혈관 근육 세포(smooth muscle cell)가 과증

식이 되는 경우 스텐트 내 재합착(in-stent reste-

nosis)이 발생되게 된다(Figure 3).

이러한 재협착을 줄이기 위하여 혈관 근육 세포

증식을 억제하는 약물이 금속 스텐트 표면에 코팅된

기획특집: 의료용 생체재료 및 응용

* 출처: https://www.gbhealthwatch.com/

Figure 2. 관상동맥용 스텐트의 시술방법.


KIC News, Volume 18, No. 4, 2015 11

* 출처: https://crosswords911.com, www.abbottvascular.com, www.hri.org.au, www.webmed.com, www.neurosurgery-blog.com

Figure 1. 스텐트의 분류.


12 공업화학 전망, 제18권 제4호, 2015

* 출처: NEJM. 2007:256:1059-1060

Figure 3. 관상동맥용 스텐트의 문제점.

약물방출스텐트가 개발되었다. 이때 대표적으로

사용되는 약물로는 면역억제제(immunosuppressive)

로 개발된 시롤리무스(Sirolimus)나 항암제로 사용

되는 파클리탁셀(paclitaxel)이 있다[2]. 약물방출

스텐트는 사용되는 약물에 따라 1세대와 2세대로

분류되어지고 있다. 대표적인 1세대 약물방출스텐

트에는 Taxus (Paclitaxel-eluting stent), Cypher

(sriolimus-eluting stent) 등이 있고, 2세대 약물방출

스텐트에는 Xience prime (Everolimus-eluting stent),

Resolute intergrity (Zatarolimus-eluting stent), Promus

premier (Everolimus-eluting stent) 등이 있다[2].

약물방출스텐트를 임상적용 결과, 약물이 혈관

의 손상된 병변 부위에 이식되어 혈관이 치료되어

지는 동안 스텐트 내 재협착(in-stent resteonsis) 정

도가 금속스텐트에 비하여 스텐트 내 재협착을 유

의성 있게 감소시키는 결과를 얻을 수 있었다. 그

러나 약물방출스텐트는 스텐트 삽입 1년 이상 경

과 후 스텐트 내 혈전이 발생하는 후기 스텐트 혈

전증(very late stent thrombosis)이 금속스텐트에

비해 많이 발생하는 것으로 보고되고 있다[3]. 이

러한 문제점으로 인하여 혈소판과 혈액응고인자

들이 혈전을 형성을 억제하는 항혈소판제 등을 장

기간(1년에서 경우에 따라 평생) 복용하여야 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 새로운 형태의

스텐트가 개발되어야 한다. 본 논문에서는 심혈관

용 약물스텐트의 종류, 개발 현황, 국내 특허 및

시장동향에 대하여 기술함으로써 이상적인 관상

동맥용 스텐트 개발 방향을 제시하고자 한다.

2. 스텐트 국내 시장 및 특허 동향

국내 의료기기 수입실적 통계자료에 따르면, 수



입품목 중 스텐트가 1위를 차지고 하고 있을 정도

로 수요가 지속적으로 증가되고 있다. 식품의약품

안전처의 심혈관용 스텐트의 국내 시장 허가 현황

을 보면 허가제품 61개 중 55개가 수입 제품이다.

나머지 6개 품목은 금속스텐트는 4개이고, 그중에

서 2개는 수출용의료기기로 허가 받은 제품이다.

약물방출스텐트 중 국산제품은 단 2개이며, 그중

에서 한 개 제품은 수출용의료기기 제품으로 허가

받은 제품이다. 국내 관상동맥용 스텐트의 시장은

2012년 93.7백만 달러로 추정되며, 2012년부터

2018년까지 9.4% 빠른 속도로 증가하는 추세이다.

전 세계적으로 관상동맥 관련 시장은 지속적인

성장을 보일 것으로 예측되며 2018년에는 약

160.0백만 달러의 시장을 형성할 것으로 예상된

다. 그 중에서 약물방출스텐트는 약 62백만 달러

이고 2018년까지 82.9백만 달러로 5%로 증가할

것으로 예측된다. 국내의 약물방출스텐트 시장의

98.1% 수입제품으로 대부분 수입에 의존하고 있

다. 반면 국산제품 1개 제품만 생산되어 약 17억

원의 매출을 보인다. 주요 수입제품의 점유 기업

은 한국애보트(주), 메디트로닉 코리아(주), 보스

톤사이언티픽코리아(주) 등이 있다. 국내의 관상

동맥 스텐트 시술은 꾸준히 증가하여 2013년

58,064건이 시술하였으며 연평균 5.3%로 꾸준한

증가 추세에 있다.

관상동맥용 스텐트는 건강보험요양급여 대상에

해당되며 치료재료는 급여 항목이다. 약물방출스

텐트는 평균상한가는 약 1,900,000원이고, 금속스

텐트는 약 1,400,000원이다. 따라서 관련 제품의

수입 의존도를 낮출 수 있는 방안이 강구되어야

하며, 기존의 약물방출스텐트의 단점을 보완할 수

있는 스텐트 개발을 통한 기술경쟁력 등을 높여야

할 시점이다.

국내의 약물방출스텐트 관련 특허는 2015년 현재

25건이 공개 및 등록되어 있었으며 매년 2~3건의

특허가 신규 출원 및 등록되고 있으며 특허의 대

부분이 약물 및 약물 방출과 관련된 내용이었다

(Table 1). 공개 또는 등록된 특허로부터 스텐트

관련 기술 동향을 분석한 결과, 주요 연구 방향은

스텐트 재질의 이온화, 약물 방출 및 코팅, 생분해

성고분자 스텐트와 관련된 내용으로 이들에 관한

연구가 활발히 진행되고 있음을 알 수 있다. 이처

럼 약물방출스텐트의 기술개발이 활발하게 이루

어지고 있는 것은 스텐트 시술 후 후기 혈전증 및

염증 유발에 대한 문제가 아직 완전히 해결되지

못했기 때문이며 이러한 이유로 약물방출과 관련

된 스텐트 분야의 연구는 활발히 이루어질 것이며

이와 함께 관련 특허 출원이 지속적으로 증가할

것으로 전망된다.

3. 기술동향

약물방출스텐트는 스텐트의 제조에 사용되는

재료(material), 스텐트의 외관을 이루는 구조

(structure), 및 스텐트에 도입되는 약물(drug) 등의

3가지 요소에 관한 범주에서 연구가 진행되고 있

으며, 이들의 3가지 요소의 복합적 결과로 스텐트

의 성능이 결정되며 향후 이들의 상관관계에 대한

연구가 지속적으로 이루어질 것으로 예측된다.

3.1. 약물방출스텐트의 재료

약물방출스텐트에 사용되는 재료에는 체내에서

분해가 되는지의 여부에 따라서 금속스텐트 표면

에 약물을 코팅한 약물방출스텐트(Drug Eluting

Stent, DES)와 금속이 아닌 생분해성 재질로 되어

일정기간이 지난 후에 자연스럽게 분해되는 생분

해성스텐트(Bioabsorbable Stent)로 나뉘어질 수

있다. 관상동맥용 스텐트의 재료로 사용하기 위해

서는 생체 적합하여야 하고, 부식성이 좋아야 하

고, 기계적 특성이 우수해야 한다.

스텐트에 사용되는 금속 재료는 특히 탄성계수

및 항복강도 특성이 좋은 Co-Cr 합금이 최근에는

주로 사용되고 있다(Figure 4). 최근에는 Pt-Cr 합

금을 이용하여 제품화하였고, Co-Cr 합금보다 기

계적 특성이 우수하고, 방사선 불투과성이 좋아

시술 시 스텐트 위치를 확인하기 쉬운 재료로 평가

되고 있다.

생분해성스텐트에 사용되는 대표적인 재료로는


14 공업화학 전망, 제18권 제4호, 2015

년도 특허명 년도 특허명

2007다중 약물 적재 및 보다 효과적인 약물 방출을 위한 혈관

스텐트2011

다축로봇을 이용한 비혈관계 나노 복합체 스텐트 코팅

장치

2007 파클리탁셀 방출 스텐트의 시술을 위한 유전자형 분석 키트 2011 항체 코팅 스텐트

2008페록시솜 증식자-활성화 수용체 자극제와 조합한

mTOR억제제의 국소 혈관 전달2011 후기 스텐트 혈전증을 감소시키기 위한 스텐트 코팅

2008전기-적합된 프라이머 코팅을 가지는 생분해성 용출

층을 가지는 약물용출스텐트2011

화학물질로 코팅된 금도금 스텐트, 올리고 뉴클레오타

이트를 바인딩시킨 금도금 스텐트 및 이들의 제조 방법

2008 혈관 재협착의 예방 또는 치료용 조성물 2011 메트릭스가 코팅된 스텐트

2008액체를 혼합하여 스텐트를 코팅하기 위한 초음파 장치

및 방법2011 약물방출스텐트 표면의 나노 코팅 방법

2009약물 방출 스텐트용 코팅제와 약물방출스텐트용 코팅

제의 제조 방법2012 도파민을 이용한 스텐트 표면의 헤파린 코팅 방법

2009 약물 방출 혈관 내 스텐트 및 사용방법 2012 발열 필름으로 코팅된 스텐트 및 이를 이용한 장치

2009 디메톡시커큐민을 함유하는 혈관 재협착 방지용 조성물 2012 약물 방출 조절용 다중 코팅 스텐트 및 그의 제조 방법

2010 약제 용출형 카테터 및 그 제조방법 2012 약물 코팅 스텐트 제조방법 및 스텐트

2011나노 구조 패턴을 갖는 약물방출스텐트용 스텐트의 제

조방법 및 이로부터 제조된 약물방출스텐트2012

티타늄 산화물 박막코팅을 이용한 유전자 전달 스텐트

및 그 제조방법

2011키토산 코팅층을 구비한 약물 용출형 스텐트 및 그 제조

방법2012

혈관 재협착방지 스텐트 코팅용 조성물 및 이를 이용해

제조된 스텐트

2011 광감각제가 코팅된 의료용 스텐트 및 이의 제조방법

Table 1. 국내 특허 출원 및 등록 현황

Figure 4. 약물방출스텐트에 사용되는 재료.



Figure 5. 약물방출스텐트의 구조.

생분해성 및 생체적합성 특성을 갖는 Poly-L-

Lactide (PLLA) 고분자, Tyrosine-derived polycar-

bonate, Magnesium alloy, Salicylic acid, magne-

sium alloy가 주로 사용된다[4].

3.2. 약물방출스텐트의 구조

관상동맥용 스텐트의 기술적 요소 중, 구조는

일반적으로 플랫폼이라고 부르며 동일한 재료를

사용한다고 하면 스텐트의 기계적 성능 특성에 가

장 많이 결정된다. 관상동맥스텐트의 구조는 크게

주셀과 연결셀로 나눌 수 있다. 스텐트의 주셀의

형상에 따라 다이아몬드(diamond) 및 웨이브

(wave) 패턴으로 구분하고, 주셀과 연결셀의 너비

에 따라 닫힌 구조(close) 및 열린 구조(open)로 구

분하고 있다(Figure 5). 상용화된 관상동맥용 스텐

트의 대부분은 열린 구조로 되어 있는데, 이러한

이유는 닫힌 구조보다 열린 구조가 스텐트의 유연

성이 좋기 때문이다.

3.3. 약물방출스텐트의 약물

현재 사용되고 있는 약물방출스텐트에 사용되고

있는 약물은 면역억제제인 리무스(limus) 계열의

시롤리무스(sirolimus), 에보리무스(everolimus), 바

이오리무스(biomus)와 항암제로써 세포증식을 억

제하는 파클리탁셀(paclitaxel)이 있다(Figure 6).

파클리탁셀은 1990년대부터 가장 널리 사용되는

항암제로써 암세포의 분열을 억제함으로써 비교적

낮은 독성과 강력한 항암 활성으로 알려져 있고,

G0/G1, G1/M기로의 진행을 차단하여 세포 증식을

막는다. 또한, 파클리탁셀은 리포필릭(liphophilicity)

한 성질이 강하여 세포 내로 전달을 빨리 할 수 있

다는 장점이 있다. 리무스 계열의 약물은 세포의

G1기에서 S기로의 진행을 차단하는 기전으로서

세포의 증식을 억제한다. 최근에는 단일 약물이

아닌 2종 이상의 복합약물을 적용하는 제품도 활

발히 연구되고, 제품으로 출시되고 있다.

3.4. 스텐트 코팅방법

3.4.1. 딥 코팅방법(Dip coating)

딥 코팅방법은 이미 제조된 용액에 스텐트를 담

갔다 끌어 올리면서 스텐트 표면에 고분자와 약물

이 코팅되도록 하는 방법이다. 코팅되는 박막의

두께에 미치는 인자로서는 코팅하고자 하는 용액

의 점도, 밀도, 표면장력, 용액 속의 용질의 농도,

코팅 시킬 때의 온도, 스텐트 재질의 표면과 용액


16 공업화학 전망, 제18권 제4호, 2015

Figure 6. 약물방출스텐트에 사용되는 약물의 종류.

간의 상호작용, 코팅 횟수(반복횟수), 코팅용액에

딥핑하는 속도 등에 영향을 받게 된다. 딥 코팅방

식은 간단하고 쉽게 코팅할 수 있는 장점이 있는 방

면에 코팅표면의 상태와 두께를 균일하게 조절하

기가 어렵다.

3.4.2. 스핀 코팅방법(Spin coating)

스핀 코팅방법은 코팅할 물질을 스텐트 위에 떨

어뜨리고 고속으로 회전시켜 얇게 퍼지게 하는 코

팅방법으로 소량의 코팅 액으로 스텐트 내측을 코

팅할 때 유용하게 사용할 수 있는 코팅방법이다. 코

팅 층의 두께는 딥 코팅과 마찬가지로 코팅 액의

특징(점성, 건조율, 표면장력)과 회전방법에 따라

달라진다. 특히, 회전 속도, 가속 및 가스 배출에

영향을 많이 받는다. 최종 코팅의 두께는 코팅 용

액량의 비례하게 되고, 회전속도와 시간에 반비례

하게 된다.

3.4.3. 초음파 코팅방법(Ultrasonic spray coating)

초음파 분무 코팅은 압전 세라믹에 의해 전기에

너지를 수직 진동의 기계적 운동으로 변환된 초음

파 진동이 흐르는 유체를 미립화해 분무해 스텐트

표면에 코팅하는 방법이다. 정밀정량으로 이송된

코팅 요액을 초음파 분무 노즐을 통하면서 마이크

로미터 크기의 입자로 분무가 된다. 초음파 코팅

방법은 미세 입자를 분무하여 스텐트 표면에 고르

게 코팅이 가능하고 코팅의 균일성이 매우 좋고,

다양한 고분자의 사용 가능하다. 특히 코팅 두께

조절이 쉽고, 높은 재연성으로 인하여 대부분의

약물방출스텐트는 초음파 코팅방법으로 제조된다.

3.4.4. 전기방사코팅방법(Electrospary coating)

코팅용액에 수백~수만볼트(volt)의 고전압을 인

가하여 미세 분사 노즐을 통하여 분사시킴으로써

초미립화된 코팅용액을 스텐트에 코팅하는 방식

이다. 이러한 기술을 이용하여 나노입자, 나노섬유

등을 스텐트에 코팅할 수 있다. 코팅용액을 저점도

용액으로 분사하는 경우는 코팅 층을 형성하고 고

점도 용액을 분사하는 경우 나노섬유를 코팅할 수

있는 장점이 있다.

3.4.5. 증기증착법(Vapor deposition coating)

증기증착법은 크게 물리적 증착법(physical va-

por deposition)과 화학적 증착법(chemical vapor



Stent Manufacturer Drug (Dose) PolymerPolymer

Thickness(µm)

Stent PlatformStrut

Thickness(µm)

CypherCordls

CorporationSirolimus

(1.4 µg/mm2)PEVA+PBMA 12.6 Stainless steel 140

Cypher selectCordls

CorporationSirolimus PEVA+PBMA N/A Stainless steel 100

Elixir Myolimus

Elixir MedicalMyolimus (40 µg)

Methacrylate < 3 Cobalt chromium N/A

Endeavor Medtronic, Inc.Zotarolimus (10 µg/mm)

Phosphorylcholine 5.3 Cobalt chromium 91

ExcellaElixir Medical

CorporationNovolimus

(0.85 µg/mm2)Methacrylate 3 Cobalt chromium 81

PromusBoston Scientific

CorporationEverolimus(1 µg/mm2)

Fluoropolymer 7.6 Cobalt chromium 81

Taxus Express

Boston Scientific Corporation

Paclitaxel(1 µg/mm2)

SIBS (Translute) 16 Stainless steel 132

Taxus LiberteBoston Scientific

CorporationPaclitaxel

(1 µg/mm2)SIBS (Translute) 16 Stainless steel 97

Taxus PetalBoston Scientific

CorporationPaclitaxel SIBS (Translute) N/A Platinum Chromium N/A

Xlence V Abbott VascularEerolimus

(1 µg/mm2)Fluoropolymer 7.6 Cobalt chromium 81

ZoMaxx Abbott VascularZotarolimus(10 µg/mm)

Phosphorylcholine 5Stainless

steel/tantalum74

Table 2. 비분해성 고분자로 코팅된 약물방출스텐트

deposition)으로 구분된다. 물리 증착법은 아크,

열, 전자빔 등의 에너지에 의해 진공 상태에서 금

속 물질을 증발시키고, 플라즈마, 이온빔 등의 에

너지로 활성화 시킨 후 기능성 소자에 원하는 조

성 및 결정구조로 기능성을 갖는 표면을 만드는

공정이다. 진공 중에 코팅시키고자 하는 물질을

기화 또는 승화시켜서 원자 또는 분자 단위로 표

면에 응고되도록 함으로써 코팅 층을 형성시키는

방법이다. 이러한 코팅방법 장점은 미세한 부분까

지 코팅이 가능하고, 코팅 층이 스텐트 표면에 우

수하게 밀착되는 특성을 갖는다. 화학적 증착방법

은 기체상태의 원료 물질을 가열한 스텐트 위에

공급하고 스텐트 표면에서의 화학반응에 따라 금

속간 화합물을 합성하여 표면에 코팅 시키는 방법

이다. 증착할 물질을 가스형태로 외부에서 내부

챔버로 주입하여 스텐트 표면에 화학반응에 의해

증착시키는 방법이다.

4. 약물방출스텐트의 종류

4.1. 비분해성고분자로 코팅된 약물방출스텐트

(Metallic DES with Durable polymers)

금속스텐트의 재협착을 줄이기 위하여 재협착을

억제하는 약물의 방출을 천천히 지속하고, 금속표

면의 생체적합성을 높이기 위하여 생체적합고분

자를 약물과 고분자를 혼합하여 코팅하는 약물방

출스텐트가 개발되어 있다(Table 2). 코팅에 사용

되는 고분자로서는 Polyethylene-co-vinyl acetate

(PEVA), Poly-n-butyl methacrylate (PBMA), Styrene-

b-isobutylene-b-styrene (SIBS), Phosphorylcholine


18 공업화학 전망, 제18권 제4호, 2015

Stent Manufacturer Drug (Dose) PolymerPolymer

Thickness(µm)

Stent PlatformStrut

Thickness(µm)

Axxess Devax.IncBiolimus A-9(15.6 µg/mm)

PLA N/A Stainless steel 112

BioMatrix Biosensors International.ltd.Biolimus-A9

(15.6 µg/mm)PLA 10 Stainless steel 137

Cardiomind CardioMind, Inc.Sirolimus

(5.2 µg/mm)PLA+PGLA N/A Nitinol 61

Champion Boston Scientific Corporation Everolimus PLA N/A Stainless steel N/A

Corio Cordis Corporation Pimecrolimus N/A N/A Cobalt chromium 89

CoStar Cordis Corporation Paclitaxel PLGA N/A Cobalt chromium 89

Cura OrbusNeichSirolimus

(1.7 µg/mm2)PLA+PLGA 5-10 Stainless steel 100

Excel JW Medical Systems Ltd.Sirolimus

(195-376 µg)PLA N/A Stainless steel 150

InfinniumSahajanand Medical

Technologies Pvt.Ltd.Paclitaxel PLL+PLGA+PVP N/A Stainless steel 84

Nevo Cordis CorporationSirolimus (166 µg)

PLGA N/A Cobalt chromium 99

Nobori Terumo Medical corporation Biolimus A-9 PLA N/A Stainless steel 120-149

Stellium DISA Vascular (Pty) Ltd. paclitaxel PLGA N/A Cobalt chromium N/A

SupralimusSahajanand Medical

Technologies Pvt.Ltd.Sirolimus

(1.4 µg/mm2)PLLA+PLGA+PVP N/A Stainless steel 80

Symbio Cordis CorporationPimecrolimus+ paclitaxel

PLGA N/A Cobalt chromium 89

SynchronniumSahajanand Medical

Technologies Pvt.Ltd.Sirolimus + heparin

N/A 5-6 Stainless steel 60

Xtent Xtent. Inc. Biolimus A-9 PLA N/A Cobalt chromium N/A

Table 3. 생분해성 고분자 코팅된 약물방출스텐트

(PC), Polyvinlylidenefluoride-co-hexafluoropropylene

(PVDF-HFP) 등의 코팅고분자가 사용되고, 이를

적용한 제품에는 Endeavor Resolute (Medtronic),

Elixir DESyne (Elixir medical), TAXUS Element

(Boston scientific), Promus Element (Boston sci-

entific) 제품이 있다[2,5].

4.2. 생분해성고분자로 코팅된 약물방출스텐트

(DES with biodegradable polymers)

비분해되는 고분자로 코팅하는 경우 코팅 층이

박리 되거나 장기간 조직 내에서 염증을 유발할

수 있기 때문에 약물이 방출된 이후에는 완전히

코팅 층이 분해되는 생분해성고분자로 코팅된 약

물방출스텐트가 개발되었다(Table 3). 생분해되는

코팅고분자로서는 Polylactic acid (PLA), Polylactic-

co-glycolic acid (PLGA), Polyvinyl pyrrolidone

(PVP) 등의 고분자가 사용되고, 이를 적용한 제품

에는 시롤리무스의 약물을 갖는 Supralimus (Saha-

janand Medical), Excel stent (JW medical sys-

tem), NEVO (Cordis), 파클리탁셀의 약물을 갖는

Infinnium (Sahajanand), JACTAX liberte (Boston

scientific), 바이올리무스의 약물을 갖는 BioMatrix

(Biosensors), NOBORI (Terumo), Axxess (Devax

INc), XTENT (Xtent), 에볼리무스가 코팅된 SYNERGY



Stent Design Manufacturer Drug (Dose) Stent Platform Strut Thickness (µm)

Axxion Biosensors International, Ltd. Paclitaxel Stainless steel 119

Amazon Pax MINVASYS Paclitaxel(2.5 µg/mm) Cobalt chromium 73

BioFreedom Biosensors International, Ltd. Biolimus A9 Stainless steel 119

Genous OrbusNeich Anti-CD34 Stainless steel N/A

Optima CID S.r.l. Tacrolimus (2.3 µg/mm) Stainless steel 137

Janus Flex Sorin Group Tacrolimus Stainless steel 110

Titan2 BAS Hexacath Titanium-NO Stainless steel 70-140

VESTAsync MIV Therapeutics Sirolimus (2.9 µg/mm) Stainless steel 65

Yukon Translumina GmbHSirolimus (120 µg/cm2) and

probucol (100 µg/cm2)Stainless steel 87

Table 4. 고분자를 사용하지 않은 약물방출스텐트

(Boston scientific), EPC와 시롤리무스가 코팅된

Combo (OrbusNeich), Myolimus가 코팅된 Elixir

Myolimus (Elixir Medical) 등의 제품이 있다[2,5].

4.3. 코팅고분자를 사용하지 않는 약물방출스텐트

(Non-polymeric DES)

코팅고분자로 인한 염증을 줄이기 위하여 완전히

고분자를 사용하지 않고 약물만을 코팅하는 약물

방출스텐트가 개발되었다(Table 4). 스텐트 표면

에 TiO2 박막을 코팅한 후 약물을 화학 반응시켜

코팅고분자를 사용하지 않은 스텐트도 연구되어

보고되어졌다[6]. 파클리탁셀만 코팅된 AManonia

Pax (Minvasys)는 30일 동안 90%의 방출을 보이

고, 바이올리무스 약물만 코팅된 BioFREEDOM

(Biosensors)는 50시간 동안 90%의 방출을 보이고,

시롤리무스가 미세구멍에 담지되어 있는 VESTAsync

(MIV Therapeutics)는 90일안에 약물이 모두 방출

되어지고, Yukon (Translumina)는 미세구멍(micro

pore)에 약물을 담지하고, 7일 동안에 67%가 방출

되어지는 제품 등이 있다[2,5].

4.4. 생분해성스텐트(Bioabsorbable stent)

완전 생분해성스텐트는 금속으로 된 약물방출

스텐트에 비하여 많은 장점을 가지고 있다. 현재

전 세계 주요 생분해성스텐트 제조사의 개발현황은

5개의 제품이 임상을 진행 중이거나 완료한 상태

이다(Table 5). 최초로 개발된 생분해성스텐트는

Kyoto Medical Planing Co.에서 개발한 Igaki-Tamai

스텐트로 유럽에서는 말초혈관스텐트로 판매 허

가를 받은 상태이다. Abbott Vascular는 에볼리무

스가 방출되는 생분해성스텐트를 2011년 CE인증

을 받아 2012년 9월에 유럽 등에 출시하였다. 생

분해되는 스텐트의 재질은 PLLA 고분자이고 애

볼리무스 방출을 조절하기 위한 생분해성 고분자

인 poly-D,L-lactide을 코팅고분자로 적용하였다.

REVA Medical이 개발 중인 REVA stent는 ty-

rosine-derived polycarbonate로 재료로 되어 있고,

현재 임상 시험 중에 있다. Biotronix사에서 개발

중인 생분해성금속스텐트는 마그네슘 합금을 이용

하였고, 현재 임상 중에 있다. Bioabsorbable Thera-

peutic Inc.사에서 개발 중인 생분해성스텐트는

salicylic acid 재료를 사용하였고, salicylic acid가 가

수분해 되면서 시롤리무스의 약물이 방출된다[2].

4.5. 기타 스텐트(Other DES or GES)

나노입자와 유전자가 방출되는 스텐트 키토산

-plasmid DNA 나노입자, Antisense oligonucleo-

tide, Akt1 siRNA를 전달하기 위한 polyethylenei-

mine (PEI), hyaluronic acid (HA) 등의 이용한 스

텐트의 연구가 이루어지고 있다. 또한, 스텐트 내


20 공업화학 전망, 제18권 제4호, 2015

Stent Manufacturer Drug (Dose) Coating polymer Stent PlatformStrut Thickness

(µm)

AMS Biotonik, inc. None None Magnesium alloy 165

Absorb Abbott VascularEverolimus

(8-8.5 µg/mm)PLLA+PDLLA PLLA 150

ARTArterial Remodeling

TechnologiesNone None PLLA N/A

BTIBioabsorbable

therapeutics, incSirolimus/salicylate N/A Polysalicylate+linker 200

Dreams AMS-3Biotronik

Biotronik, incPimecrolimus N/A Magnesium alloy 165

DESolve Elixir Medical Novolimus N/A PLLA N/A

lgaki-TamaiKyoto Medical Planning

Co. Ltd.None PLLA PLLA 170

ReZolve REVA Medical Inc. Sirolimus PolycarbonateTyrosine-derived

Polycarbonate200

Ideal BioStent Xenogenics Co. Ltd. Sirolimus N/A salicylic acid N/A

Table 5. 생분해성스텐트 종류

혈전을 생성을 억제하기 위하여 헤파린이 코팅된

스텐트에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다.

Axxess stent (Devax, Inc.)는 나이티놀 합금에 바

이올리무스가 코팅된 자가 평창형 약물방출스텐

트이다. 이러한 스텐트는 분지 혈관에 적용하기

위하여 개발되었다[2,5].

5. 시지바이오에서 개발 중이거나 상품화된

약물방출스텐트

5.1. 시지바이오 소개

(주)시지바이오는 인체조직 및 의료기기 제조업

체로서 2006년에 설립되어 스텐트 전문 기업이 되

고자 혁신적인 제품 개발에 힘쓰며, 환자의 보건의

질 및 삶의 질 향상을 목표로 끊임없이 고민하고

있다. 2014년 관상동맥용 스텐트, 식도용 스텐트,

담관용 스텐트의 품목허가를 획득하였고, 2015년

도에는 약물방출스텐트의 임상시험을 진행 예정

중에 있다. 2020년 5천억 원의 매출을 목표로 계

속 성장해 나갈 것이다.

5.2. 금속스텐트

금속스텐트는 기계적 성질이 우수한 코발트-크롬

합금(Co-Cr alloy) 재질로서 스텐트의 두께는 70

µm의 스터럿의 두께를 가지고 있으며, 스텐트의

구조는 열린 웨이브 구조를 가지고 있다. 유연성이

우수한 구조를 갖도록 설계하였고, 리코일(recoil)과

포쇼트닝(foreshortening) 재협착 돼지 모델에서

28일 동안 이식한 결과 재협착률(area restenosis)은

약 33%이었다(Figure 7).

5.3. 약물방출스텐트

5.3.1. 외측만이 코팅된 약물방출스텐트

(Abluminal coating DES)

동일한 금속스텐트에 시롤리무스와 생분해성고

분자인 PLA가 스텐트의 외측에만 코팅되어 있으며,

코팅두께는 5 µm로 고분자 사용을 최소화하였다.

약물은 약 6개월 동안 방출되며, 생분해성고분자는

9개월 후 완전히 분해되어 금속스텐트만 남게 되어

후기 혈전증을 줄일 것으로 예상된다. 재협착 돼지

모델에서 1달, 3달, 6달 재협착률을 평가한 결과



Figure 7. (주)시지바이오 금속스텐트.

Figure 8. (주)시지바이오 약물방출스텐트.

각각 약 13%, 약 23%, 약 28%의 매우 낮은 재협

착률을 보였고, 스텐트 이식 6개월 후 피브린 점수

(Fibrin score)도 매우 낮아지는 것을 확인하였다

(Figure 8).


22 공업화학 전망, 제18권 제4호, 2015

* 출처: RSC Advance 2015:51:5:40700-40707

Figure 9. (주)시지바이오 외측내측 코팅 층에 다른 약물을 갖는 약물방출스텐트.

Figure 10. (주)시지바이오 생분해성스텐트.

(자료출처; Materials Letters. 2015:141:355-358, www.promill.co.kr, www.rofin.com)

5.3.2. 다중 코팅 층을 갖는 약물방출스텐트

(Dual coating DES)

α-lipoic acid(ALA)는 강력한 황산화제이고,

내피세포 기능장애를 개선시키며 항염증 작용이

있다고 알려져 있다. ALA가 포함된 1차 코팅 층

과 그 위 2차 코팅 층에 시롤리무스가 코팅되어



있는 약물방출스텐트이다. 초기에는 시롤리무스

가 방출되어 혈관근육세포(smooth muscle cells)

의 증식을 억제하고, ALA가 그 이후에 방출되어

염증을 줄여주는 시스템이다. 기존에 생분해성고

분자로 코팅된 약물방출스텐트의 문제점인 염증을

줄이고 혈관의 치료를 도와주수 있을 것으로 예상

된다.

5.3.3. 외측과 내측 코팅 층에 다른 약물을 갖는

약물방출스텐트(Abluminal and luminal

coating DES)

약물방출스텐트는 스텐트가 풍선과 함께 확장

되면 협착된 병변의 혈관에 내벽에 밀착되게 이식

된다. 스텐트의 외측에는 혈관근육세포의 증식을

억제하는 약물이 코팅이 되고, 내측에는 재내피세

포화(endothelialization)를 촉진하는 약물을 코팅

하여 내피세포가 빠르게 스텐트를 덮어 혈전을 방

지함으로써, 스텐트 내 재협착 및 혈전증의 발생을

방지할 수 있다(Figure 9)[7].

5.3.4. 생분해성스텐트

(주)시지바이오는 기존 금속재질의 스텐트를 대

체할 목적으로 일정기간이 지나면 체내에 완전히

완전 생분해되어 없어지는 생체 적합한 생분해성

스텐트를 개발 중에 있다. 생분해성스텐트는 PLLA

튜브나 생분해되는 마그네슘 합금 튜브를 레이저

커팅기를 통하여 스텐트 구조로 가공하여 제조하는

방법과 3D 프린팅 기술을 이용하여 스텐트 제조

하는 방법으로 제조한다. 약물은 PLA와 시롤리무

스를 코팅하여 6개월 동안 천천히 방출될 수 있도

록 제조하였다(Figure 10)[8].

6. 결 론

관상동맥중재술로 협심증 혹은 심근경색증 환

자의 치료에 이익을 주고 치료비의 절감에 따라

경제적인 효과도 있을 것으로 기대된다. 특히, 국

내에서 새로운 관상동맥스텐트 개발이 절실히 요

구되고 있는 실정이다.

현재까지 많은 종류의 약물방출스텐트가 개발

되었고, 재협착을 현격히 감소 시켰으나 후기 혈

전증에 대해서는 아직 만족할만한 결과를 얻지 못

하고 있는 상태이다. 또한, 다양한 병변(small ves-

sel, chronic total lesion, bifurcation lesion 등)에서

적합한 약물방출스텐트가 개발되어야 한다. 현재

출시된 약물방출스텐트를 병변의 상태와 환자의

병력 등의 특징을 고려한 선택이 필요하다.

이 논문을 통하여 약물방출스텐트 개발 방향에

대하여 이해가 가능하고 새로운 제품 개발의 대한

아이디어와 방향을 제시가 가능할 것이라고 기대

된다. 새로운 기능도 중요하지만 후기혈전증을 낮

추는 등 부작용을 줄이기 위한 장기 임상효능과

안전성을 확보하기 위한 노력이 필요하다.

관상동맥용 스텐트는 지속적으로 수요가 높아

지고 있으므로 만성적인 무역적자 개선을 위해 지

속적인 연구개발 투자가 필요하다. 약물방출스텐

트의 대한 국내 기술은 다국적기업에 비하여 뒤처

지는 상황이다. 최근에 많은 연구가 국내기관에서

활발히 연구가 되고 있어서 기술 격차의 많이 좁

혀지고 있는 상태이다. 글로벌 스텐트 시장 목표

로 생분해성스텐트 개발 기술에 투자를 하여 제품

화한다면 수입대체 및 수출로 인한 잠재적 경제효

과는 매우 클 것으로 예상된다.

감사의 글

본 논문은 보건복지부 보건의료연구개발사업

(HI13C1527)과 미래창조과학부 첨단융합기술개발

사업(2014M3C13055052)의 지원에 의하여 이루

어진 것임.

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최 창 용

1992∼1998 조선대학교 화학공학과(학사)1999∼2005 순천대학교 고분자공학과

(석사, 박사)2009∼현재 순천대학교 고분자공학과

연구교수

박 준 규

1998∼2008 순천대학교 고분자공학과

(학,석사)2010∼2014 순천대학교 고분자공학과

(박사)

2008∼현재 (주)시지바이오

나 재 운1978∼1993 조선대학교 화학공학과

(학,석,박사)1999∼2001 University of Utah, CCCD,

Research Professor1996∼현재 순천대학교 고분자공학과

교수

Documents

관상동맥용 스텐트의 개발 동향 - CHERIC · 2015-08-11 · 관상동맥용 스텐트의 개발 동향 KIC News, Volume18, No.4, 2015 15 Figure 5. 약물방출스텐트의