고급 지혈 드레싱은 교전 중 처치 상황에서 거즈보다 우수하지 않음

Advanced Hemostatic Dressings Are Not Superior to Gauze for Care Under Fire Scenarios

요약

배경: 고급 지혈 드레싱은 동물 출혈 모델에서 표준 거즈(SG)보다 우수한 성능을 보이지만, 적용에 2분에서 5분이 소요되며 이는 전장에서 실현 가능하지 않다.

방법: 24마리의 돼지에게 대퇴동맥 손상을 가한 후 30초 동안 출혈을 방치하고, 외부 압박 없이 표준 거즈(SG), Combat Gauze(CG), 또는 Celox Gauze(XG)로 무작위 지혈 처치를 시행했다. 이후 동물들은 Lactated Ringer’s 용액으로 평균 동맥압을 기준치로 회복시키고 120분 동안 모니터링했다. 생리학적 및 응고 매개변수는 전 과정에서 수집되었다. 드레싱 실패는 상처 공동 밖으로의 출혈이 지속될 경우로 정의했다. 조직은 조직학적 및 초미세 구조 연구를 위해 채취되었다.

결과: 모든 동물은 실험 종료 시점까지 생존했다. 실험군 간 기초 생리학적 및 응고 매개변수에는 차이가 없었으며, 지혈 성공률(SG: 8/8, CG: 4/8, XG: 6/8)과 혈액 손실량(SG: 260mL, CG: 374mL, XG: 204mL; p ＞ 0.3)에서도 유의한 차이가 없었다. SG(40 ± 0.9초)는 CG(52 ± 2.0초) 및 XG(59 ± 1.9초)보다 유의하게 더 빠르게 패킹되었다(p < 0.01). 120분 시점에서 모든 그룹은 기초 상태와 비교하여 혈전 형성 시간이 유의미하게 단축되었다(p < 0.01). 30분 시점에서는 XG 군이 SG 및 CG 군보다 더 짧은 혈전 형성 시간을 보였다(p < 0.05). 조직학적 검사에서는 모든 표본에서 경미한 내막 및 중막 부종이 관찰되었으며, 염증, 괴사, 드레싱 입자의 혈관벽 침착은 없었다. 실험군 간 조직학적 및 초미세 구조 차이는 발견되지 않았다.

결론: 고급 지혈 드레싱은 전장에서의 응급처치 환경을 모사한 손상 및 적용 모델에서 기존 거즈보다 우수한 성능을 보이지 않았다.

키워드: 지혈 드레싱, 교전 중 처치, 컴뱃거즈, Celox Gauze, 출혈성 쇼크.

모든 외상 치료 및 방탄복과 같은 개인 보호 장비의 발전에도 불구하고, 출혈은 여전히 민간인과 전투원의 외상 피해자에게서 예방 가능한 사망의 주요 원인이다¹,². 연구에 따르면, 압박이 불가능한 체간 출혈이 주요 사망 원인이지만, 압박이 가능한 사지 출혈 또한 예방 가능한 사망의 상당한 비율을 차지한다¹,³. 전장에서 전투 중에 응급 처치를 제공하는 것은 의료진과 부상자를 지속적인 부상 및 사망 위험에 노출시킨다. 또한, 의료진의 주요 임무는 처치 전, 중, 후에도 계속해서 전투를 억제하는 것일 수 있다. 이러한 이유로, 전술적 전투 부상자 처치 위원회(Committee on Tactical Combat Casualty Care, CoTCCC)는 전투 상황에서 사지 출혈을 조절하는 방법으로 지혈대 적용을 권장하고 있다(그림 1).

지혈대 적용이 불가능하지만 압박이 가능한 서혜부, 목, 액와부와 같은 부위의 출혈은 고급 지혈 드레싱을 적용하여 치료할 수 있다. 실제로, 여러 연구에서 다양한 고급 지혈 드레싱의 효과를 서로 비교하거나, 표준 거즈(SG)와 비교하여 지혈대 적용이 불가능한 혈관 손상에 대한 효능을 평가했다⁴⁻⁶. 그러나 이러한 유형의 부상을 치료하기 위해 설계된 가장 효과적인 과립형 지혈제 중 일부는 국소 조직 파괴 및 원위부 혈전색전증을 유발하는 문제가 있다⁷. 반면, 거즈 기반 지혈 드레싱은 이러한 국소적 및 색전성 부작용을 일으키지 않으며, 심각한 서혜부 손상에 적용했을 때 표준 거즈보다 더 효과적인 것으로 입증되었다⁵. 하지만, 모든 지혈 드레싱은 장시간의 압박이 필요하며(제조업체에서는 2~5분간 압박을 권장함), 이는 전투 중 응급 처치 상황에서 현실적으로 실행하기 어렵다.

우리 연구실에서는 필요한 압박 시간을 최소화하기 위한 연구를 진행했으며, 서혜부 혈관 절단 모델에서 TraumaStat (OreMedix, Lebanon, OR), Chitoflex (HemCon, Portland, OR), 그리고 표준 거즈(SG)의 효과를 비교하여 30초 압박 시간을 적용한 결과, TraumaStat이 우수한 것으로 나타났다⁸. 이후 진행된 연구에서는 서혜부 측벽 혈관 손상 모델을 사용하여 Combat Gauze(CG, Z-Medica, Wallingford, CT)가 TraumaStat보다 약간 우수한 결과를 보였다⁹. CG는 카올린이 함유된 유연한 롤 형태의 거즈 드레싱으로, 카올린은 혈액 응고를 활성화하는 점토 성분이다. 현재 전술 전투 부상자 처치(Tactical Combat Casualty Care) 지침에서는 전투원이 안전한 위치에 도달했을 때 사용할 드레싱으로 CG를 권장하고 있으며, 이는 모든 병사의 구급 키트에 포함되어 있다(그림 2). Celox Gauze(XG, SAM Medical Products, Wilsonville, OR)는 키토산 유래 지혈 섬유로 구성된 비직조형 롤 형태의 드레싱이다. 같은 키토산 기반 과립형 지혈제는 이전 연구에서 우수한 성능을 보인 바 있다⁵¹⁰. 영국은 아프가니스탄에 배치된 자국 병사들에게 XG를 지급하기로 결정했다. 본 연구에서는 서혜부 측벽 동맥 손상 모델에서 CG와 XG 같은 롤 형태의 유연한 고급 지혈 드레싱과 표준 거즈(SG, KERLIX 3.4' × 3.6 yds, Convidien, Mansfield, MA)를 비교하고자 했으며, 상처 봉합 후 드레싱에 대한 추가 압박을 생략했다. 본 연구의 목표는 이러한 고급 지혈 드레싱이 전투 중 응급 처치 상황을 모사한 동물 모델에서 표준 거즈보다 우수한지 여부를 확인하는 것이었다. 이 모델에서 드레싱의 효과가 입증된다면, 전장에서 고급 지혈 드레싱의 더 넓은 사용을 정당화할 수 있을 것이다.

연구 도구 및 방법

오리건 건강과학대학교(Oregon Health & Science University)의 기관 동물 관리 및 사용 위원회(Institutional Animal Care and Use Committee)는 본 연구 프로토콜을 승인했다. 본 시설은 National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals (1996) 지침을 준수하고 있다.

돼지 출혈 모델

본 연구는 총 30마리의 요크셔 교배 돼지를 대상으로 한 무작위 대조 시험이다. 가장 짧은 효과적인 지혈 드레싱 적용 시간을 결정하기 위한 초기 테스트에는 6마리의 돼지(12개 사타구니)가 사용되었으며, 교차 설계(crossover design) 방식이 적용되었다. 평균 동맥압(MAP)과 심박수는 디지털 데이터 수집 시스템과 혈압 분석기(DigiMed, Louisville, KY)를 사용하여 지속적으로 기록되었으며, 10초마다 평균값을 측정했다. 현장(point-of-care) 실험실 검사는 i-STAT System(Abbott Point of Care, Princeton, NJ)을 사용하여 수행되었다. 또한, Thrombelastography(TEG5000 Hemostasis Analyzer System, Hemoscope, Niles, IL)를 이용해 각 드레싱과 관련된 혈액 응고 매개변수를 생체 내(in vivo) 및 시험관 내(in vitro)에서 평가했다. TEG 기기는 사용 전에 Hemoscope에서 제공한 품질 관리 표준을 이용하여 보정(calibration)되었다.

본 연구의 모델 개발 단계에서 Combat Gauze(CG) 및 Celox Gauze(XG) 드레싱을 제조업체에서 권장하는 압박 시간(MR), 30초 압박(30), 그리고 무압박(0) 조건에서 테스트했다. 각 압박 시간(0, 30, MR)은 돼지 두 마리(총 네 개의 사타구니)에서 실험되었다. 동물들은 무작위로 CG 또는 XG를 먼저 적용받도록 배정되었다. 부상 전 처치는 이전에 본 연구실에서 수행한 기존의 표준화된 모델과 동일하게 진행되었다. 사타구니에 8cm 절개를 가해 대퇴동맥을 노출시켰으며, 대퇴정맥과 신경의 손상을 피했다. 동물들은 안정화될 시간을 부여받았으며, 이후 혈관연축(vasospasm)을 최소화하기 위해 대퇴동맥을 2% 리도카인에 1분간 담갔다. 이 과정을 거친 후, 기본 MAP을 기록했다. 출혈 모델을 만들기 위해 6mm 펀치 생검 기구를 사용하여 대퇴동맥 측벽(side-wall)에 손상을 가했으며, 자유 출혈이 30초 동안 지속되도록 했다. 이후, 실험 드레싱을 혈액이 고여 있는 상태에서 상처에 직접 적용하고, 가능한 한 신속하게 출혈 부위를 채우도록 패킹을 진행했다. 만약 상처 공동이 완전히 채워지지 않은 경우, 표준 개복 수술용 스펀지(KENDALL, Convidien, Mansfield, MA)를 드레싱 위에 삽입하고, 사전에 정해진 시간 동안 압박을 유지했다. 압박 시간이 종료되면 압박을 해제하고, 유액 보충을 시작했다. 이를 위해 젖산 링거액(lactated Ringer's)을 165 ㎖/min 속도로 주입하여 연구 기간 동안 기준 MAP을 유지했다. 이후, 상처를 면밀히 관찰하며 드레싱 실패 여부를 평가했으며, 출혈이 지속되어 상처 외부로 혈액이 고이는 경우 드레싱 실패로 간주했다. 동물들은 60분 동안 모니터링되었으며, 생존한 동물들은 연구 종료 후 안락사 처리되었다. 부검 과정에서 모든 상처를 면밀히 조사하여 부상 패턴이 동일한지, 그리고 드레싱이 올바르게 적용되었는지를 확인했다. 연구 모델 개발 과정에서 가장 짧은 성공적인 압박 시간이 ‘0초’로 확인되었으며, 이러한 결과를 바탕으로 공식 연구에서는 ‘무압박(no hold)’ 모델을 채택하여 실험을 진행하기로 결정했다.

본 연구에서는 동일한 부상 모델을 사용했다. 여덟 마리의 동물이 사전에 무작위 배정되어 CG, XG 또는 SG 중 하나의 드레싱을 적용받도록 하였다. 연구진은 대퇴동맥 손상이 생성된 후, 드레싱을 적용하기 직전까지 어떤 드레싱이 적용될지 모르는 상태(blinded)로 유지되었다. 동맥절개술(arteriotomy) 후 30초간 자유 출혈이 진행된 뒤, 무작위로 배정된 드레싱이 혈액이 고여 있는 상태에서 상처에 적용되었다. 드레싱은 최대한 빠르게 적용되었으며, 만약 실험용 드레싱만으로 상처 공동을 완전히 채울 수 없는 경우, 표준 개복 수술용 스펀지(lap sponge)가 드레싱 위에 추가로 적용되었다.

동일한 연구자(M.K.)가 모든 동맥 손상 유발 및 드레싱 적용을 수행하여 실험의 일관성을 유지했다. 상처 봉합이 완료된 후, 유지 수액 요법(fluid resuscitation)이 분당 165mL의 Lactated Ringer’s 용액으로 시작되었으며, 실험 기간 동안 기준 MAP을 유지하도록 조정되었다. 상처는 지속적으로 검사되었으며, 드레싱 실패의 기준은 혈액이 상처 외부로 고이는 것으로 정의되었다. 총 혈액 손실량은, 사전 무게 측정된 흡입 용기에 수집된 혈액과 사전 무게 측정된 드레싱에 흡수된 혈액의 합산 값으로 계산되었다. 동물들은 120분간 관찰되었으며, 생존한 개체는 실험 종료 후 안락사되었다. 안락사 전에, 실험용 드레싱은 주의 깊게 제거되었으며, 혈관 손상 부위를 검사하여 재출혈(recurrent hemorrhage) 여부를 평가했다. 드레싱이 혈액으로 포화된 정도(dressing saturation)는 계산되었으며, 부검 시 모든 상처가 동일한 손상 패턴을 보이는지 확인되었다. TEG(Thrombelastography)가 수행되었으며, 실험 시작 전(baseline), 부상 후 30분, 120분 시점에서 실험실 수치(ABG, 헤마토크리트, 젖산 수치)가 측정되었다. 실험군 간 비교를 위해 기본 체중, 부상 전 MAP, 부상 전 혈액 손실량, 부상 후 혈액 손실량, 총 혈액 손실량, 정맥 수액 투여량, 소변 배출량, 드레싱 성공률 및 사망률 등의 자료가 수집되었다. 각 드레싱과 손상된 혈관에서 대표 샘플이 채취되어 조직학적 분석을 위해 처리되었다. 표본 처리, 헤마톡실린-에오신(H&E) 염색 및 분석은 연구와 무관한 독립적인 병리학자가 표준 절차에 따라 수행하였다. 추가적으로, 초미세 구조(ultrastructural) 차이를 확인하기 위해 일부 표본이 스캔되었다. 본 연구의 주요 결과 변수는 드레싱의 성공률과 혈액 손실량이었다.

시험관 내 응고 분석(In Vitro Coagulation Analysis)

드레싱이 혈액 응고 연쇄 반응(coagulation cascade)에 미치는 영향을 평가하기 위해, 시험관 내 분석(in vitro analysis)이 TEG(Thrombelastography)를 사용하여 수행되었다. 각 드레싱에서 작은 조각(10㎎)을 채취하여, 2㎖의 인간 전혈(human whole blood)과 혼합했다. 시험관은 부드럽게 흔들어 혼합되었으며, 이 혼합액 중 360μ㎖를 채취하여 TEG로 직접 분석했다. 혈액 샘플 내 항응고제의 영향을 극복하기 위해, 분석 샘플을 TEG 컵에 넣기 전에 20μ㎖의 염화칼슘(calcium chloride)을 첨가했다. 각 드레싱의 지혈 효과(hemostatic effects)는 내인성 경로(intrinsic pathway)를 활성화하여 혈액 응고를 유도하는 것으로 알려진 응고제인 카올린(kaolin)과 비교되었다. 모든 샘플은 3회 반복 실험(triplicate)으로 테스트되었으며, 혈전(clot)이 최대 강도(maximum strength)에 도달한 후에도 30분 동안 추가 분석이 진행되었다. 실험 결과는 단독 전혈(whole blood alone)과 비교되었으며, 각 드레싱 간 차이를 평가했다.

통계 분석(Statistical Analysis)

통계의 검정력 분석은 이전 연구 및 모델 개발을 기반으로 수행되었다. 손상 후, Kerlix 그룹에서 Celox 그룹보다 혈액 손실량이 3배 많을 것으로 예상했다. 유의 수준(p value) ＜ 0.05 및 검정력 80%를 확보하기 위해, 각 그룹당 8마리의 동물이 필요하다고 결정되었다. 범주형 변수는 카이제곱 검정 또는 피셔 정확 검정을 사용하여 분석되었다. 연속형 변수 간 평균 비교는 사후 분석을 포함한 분산 분석(analysis of variance, ANOVA)에서 Student’s t 검정을 사용했다. 이러한 데이터는 평균 ± 평균 표준 오차(standard error of the mean, SEM)로 제시되었다. 정규 분포를 따르지 않는 데이터는 비모수 분석인 Mann-Whitney U 검정을 사용하여 분석되었다. 비모수 분석 데이터는 중앙값 및 25%~75% 사분위 범위로 제시되었다. 통계적 유의성은 p 값이 ＜ 0.05일 때로 정의되었다. 모든 통계 분석은 SPSS 버전 17.0(SPSS, Chicago, IL) 소프트웨어를 사용하여 수행되었다.

결과

여덟 마리의 동물이 각 실험 그룹에 무작위로 배정되었다. 표 1에서 볼 수 있듯이, 모든 그룹은 체중, 손상 전 MAP, 기저 헤마토크릿, 30초 동안의 통제되지 않은 출혈량에서 유사한 값을 보였다. 손상 후 혈액 손실량, 총 혈액 손실량, 총 수액 소생량 또한 모든 그룹에서 유사했다(표 2). 모든 동물이 연구 종료 시점까지 생존했다. 지혈제 적용 성공률에는 차이가 없었다. CG 및 XG 드레싱에서 실패 사례가 더 많았지만, 이는 통계적으로 유의미한 수준에 도달하지 않았다. 지혈제 실패까지의 시간 또한 CG와 XG 사이에 차이가 없었다. SG 드레싱의 적용 속도는 CG나 XG보다 유의미하게 빨랐으며, CG와 XG 사이에는 차이가 없었다. 드레싱을 제거한 후, 대부분의 상처에서 출혈이 재개되었다(표 3). 연구 종료 시점에서의 실험실 검사 결과는 모든 그룹에서 유사했다(표 4). 각 드레싱의 평균 혈액 포화량 또한 모든 그룹에서 유사한 값을 보였다(CG = 159.1 ± 99.8, XG = 130.6 ± 117.1, SG = 119.1 ± 57.5; p ＞ 0.3).

그림 3에서 볼 수 있듯이, 120분 시점에서 모든 그룹에서 응고 형성 시작 시간(TEG r 값)이 기저선과 비교하여 유의미하게 단축되었으며, 그룹 간에도 유사한 결과를 보였다(p ＜ 0.01). 그러나 30분 시점에서는 XG 그룹의 응고 시간이 SG 및 CG 그룹보다 유의미하게 짧았다(p ＜ 0.05). 기저선과 비교했을 때, 섬유소 교차결합 속도(TEG α-angle)는 CG 및 XG 그룹에서 120분 시점에 유의미하게 증가했지만, SG 그룹에서는 유의미한 증가를 보이지 않았다(표 5). 각 드레싱이 대조군 전혈의 응고 프로파일에 미치는 영향을 평가한 in vitro 실험 결과는 표 6에 제시되었다. CG는 응고 개시 시간을 유의미하게 단축시키고, 섬유소 교차결합 속도, 최대 혈전 강도, 전체 응고 지수를 유의미하게 증가시켰다. 반면, SG와 XG는 대조군 값과 비교했을 때 in vitro TEG 매개변수에 영향을 미치지 않았다.

조직학적 평가 결과, 모든 혈관 단면에서 손상 부위 가장자리에 경미한 내막 및 중막 부종이 관찰되었다. 이러한 변화는 그룹 간 차이가 없었으며, 드레싱을 사용하지 않은 대조군과 비교해도 유사한 결과를 보였다. 염증, 괴사, 또는 혈관벽 내 드레싱 입자의 침착은 관찰되지 않았다. 연구에 사용된 드레싱 간 조직학적 또는 초미세구조 차이는 발견되지 않았다.

결론

표준 직조 거즈 붕대가 수천 년 동안 사용된 데에는 이유가 있다. 이들은 가볍고, 흡수력이 뛰어나며, 다양한 환경 조건에서도 안정적이며, 비용이 저렴하다. 여러 종류의 고급 지혈제가 제조업체의 권장 압박 시간에 따라 적용될 경우, 표준 거즈(SG)보다 우수한 지혈 효과를 보이며, 결과를 개선하고 생명을 구하는 데 기여했을 가능성이 크다. 그러나 교전 상황이나 대량 사상자가 발생한 상황에서는 2분에서 5분간의 압박 시간이 현실적으로 불가능하다. 전투가 계속되는 동안에는 생명을 위협하는 부상에만 대응해야 하며, 부상자는 종종 스스로 지혈대를 적용하거나 드레싱을 부착해야 한다. 자기 자신이나 전우를 돕는 개인은 전투를 지속하는 것이 최우선 과제가 된다. 지혈대를 적용하여 통제할 수 없는 주요 혈관 손상은 심각한 출혈로 인해 부상자가 무력화되기 전에 최대한 신속하게 조치해야 한다. 마찬가지로, 다발성 부상을 입은 환자나 여러 개의 상처를 치료해야 하는 상황에서는, 드레싱을 신속하게 적용하고 오랜 시간 압박하지 않고도 효과적으로 작용해야 한다.

우리 연구실에서 수행한 이전 연구에서는 압박 시간을 최소화하는 방안을 모색하면서, 키토산, 실리카, 폴리에틸렌으로 구성된 롤 거즈인 TraumaStat을 평가한 바 있다. 이 제품은 최소 30초의 압박 시간으로도 출혈을 효과적으로 통제하는 것으로 나타났으나, 현재는 더 이상 이용할 수 없다. 이번 연구에서는 압박 시간을 더욱 단축하거나 완전히 제거하는 가능성을 탐색하고자 했다. 이를 위해 CG, XG, 그리고 표준 거즈(SG) 대조군으로 KERLIX를 비교 대상으로 선정했다. CG는 여러 연구에서 높은 효과가 입증되었으며, 현재 미군에서 유일하게 배치된 고급 지혈 드레싱이지만, 극단적으로 짧은 압박 시간 조건에서의 성능은 평가된 바 없다. XG는 비교적 새로운 제품으로, 비직조 키토산 섬유로 구성된 롤 거즈이며, 현재 영국군에서 사용되고 있다. 동일한 동맥 손상 모델을 활용한 이전 연구에서는, Celox의 입자형 제품이 유망한 결과를 보였다. 여러 연구에서 압축 거즈, 개복 수술용 스펀지 또는 위약 거즈를 대조군으로 사용했으나, 대부분의 경우 해당 모델에서 지혈에 실패했다. 앞서 언급한 연구에서는 30초 압박 조건에서 KERLIX를 대조군으로 사용했으며, 이는 가장 널리 사용되는 롤 거즈 드레싱 중 하나이기 때문이다. 그 연구에서 KERLIX는 예상보다 우수한 성능을 보이며 50%의 성공률을 기록했다. 이번 연구에서는 심각한 압박 가능한 동맥 출혈 모델을 사용하여 XG의 효과를 CG 및 SG(KERLIX)와 비교하였으며, 지혈대 적용이 불가능한 상황에서 추가적인 압박 없이 드레싱 적용만으로 상처를 치료하는 방식을 채택했다. 그러나 이 전투 관련 부상 및 적용 모델에서, 고급 지혈 드레싱은 SG보다 우수한 성능을 보이지 않았다.

CG는 카올린(kaolin)으로 구성된 점토 광물이며, 층상 규산염 물질로서 내인성 응고 연쇄반응을 활성화한다. XG는 키토산을 기반으로 한 드레싱으로, 키토산 성분이 점막 접착성을 제공하여 드레싱이 상처와 접촉한 상태를 유지하도록 돕는다. 또한, 키토산은 양이온성을 띠어 적혈구 응집을 유도하고 혈액 응고를 촉진하는 역할을 한다. 이 제품의 입자형 버전은 본래의 혈액 응고 인자와 무관하게 적혈구 및 혈소판과 직접 반응하여 교차 결합된 장벽 응고(clot)를 형성하는 방식으로 작용한다. SG는 압력과 흡수를 통해 작용하며, 수천 년 동안 표준 치료법으로 사용되어 왔다. TEG를 이용한 세 가지 드레싱의 응고 효과에 대한 시험 결과는 각 드레싱의 작용 기전에 대한 기존 기대치와 일치했다. CG는 XG나 SG보다 유의미하게 응고 개시 시간 단축, 피브린 교차결합 촉진, 최대 응고 강도 증가를 보였으며, XG와 SG는 대조군 혈액과 차이를 보이지 않았다. 향후 CG가 응고병증(coagulopathy) 환자나 저체온증 환자의 혈액에서 어떻게 작용하는지에 대한 추가적인 in vitro 연구가 필요하다. 반면, in vivo TEG 분석에서는 동일한 패턴이 나타나지 않았다. 모든 그룹에서 120분 시점에서 응고 개시 시간이 유의미하게 단축되었으나, XG 그룹에서는 30분 시점에 R-time이 유의미하게 짧아졌으며, 이는 다른 두 그룹과 대조적인 결과였다. 이러한 차이가 발생한 원인은 각 드레싱의 작용 기전만으로는 명확하게 설명되지 않는다.

이 세 가지 드레싱 사이에서 생존율, 드레싱 성공률 또는 총 출혈량의 차이가 없다는 점은 다소 놀라웠으며, 특히 SG의 동등한 성능이 예상 밖이었다. 각 그룹 간의 출혈량이나 수액 보충량에서 통계적으로 유의미한 차이는 나타나지 않았지만, CG 그룹은 Celox 그룹과 비교하여 거의 두 배에 가까운 출혈량(194 ㎖ vs. 110 ㎖, p = 0.4)과 수액 투여량(2,000 ㎖ vs. 1,170 ㎖, p = 0.3)을 보였다. 이는 그룹 크기가 충분하지 않아 발생한 II형 오류(type II error)를 나타낼 가능성이 있다. SG는 압력과 흡수 외에 고유한 응고 촉진 특성이 없지만, Combat이나 XG보다 상처에 훨씬 빠르게 적용되었다. 이러한 시간 차이는 지속적인 급속 동맥 출혈 상황에서 중요한 요소일 가능성이 크다. 또한 SG가 더 빠르게 적용된 것 외에도, SG는 다른 두 드레싱보다 상처 내부를 더 완전히 채우는 경향이 있었으며, Combat과 XG는 불규칙한 상처 형상을 완전히 채우지 못하는 경우가 종종 있었다. 그러나 세 가지 드레싱 모두 상처에 쉽게 적용되었으며, 비교적 잘 밀착되었다. 드레싱 실패는 상처 외부로 혈액이 고이는 경우로 정의했다. 성공적인 드레싱은 대부분 연구 종료 시점에서 포화 상태였으나, 명확한 실패를 보이지 않았다. 이와 함께 모든 동물의 생존이 확인된 것은, 비록 어떤 드레싱도 출혈을 완전히 차단하지는 못했지만, 최소한 2시간 동안 생존할 수 있을 만큼의 지혈은 가능했음을 시사한다. 기본 MAP으로의 수액 보충(resuscitation)은 혈전 파열과 재출혈 가능성을 증가시킬 수 있지만, 지속적인 수액 투여가 생존율을 높이는 데 기여했을 가능성이 높다. 대안적인 시험 시나리오는 수액 보충을 제거하거나 야전 의무병(field medic)이 휴대할 수 있는 소량의 단일 볼루스만 제공하고, 연구 관찰 시간을 몇 시간 더 연장하여 부상자의 구조 및 최종 치료 시설까지의 이송 지연 상황을 모방하는 것이다.

이라크와 아프가니스탄에서의 현재 분쟁에서는 급조폭발물(improvised explosive devices, IED)로 인해 복잡하고 불규칙한 상처를 입는 사례가 극히 흔하다.¹ 이와 유사한 상처는 민간 외상에서 일반적으로 존재하지 않는다. 그러나 교통사고나 산업재해로 인해 개방성 골절을 동반한 광범위한 연조직 손상 또는 탈피성(degloving) 상처가 발생할 경우, 응급의료 대응자는 불규칙한 형상과 깊이를 가진 상처에서 신속하게 출혈을 통제해야 하는 유사한 상황에 직면할 수 있다. 이러한 복잡하고 예측 불가능한 손상을 동물 모델을 이용해 재현하는 것은 표준화하기 매우 어려울 것이다. 또한, 전장에서 응급처치를 제공하는 인력의 경험 수준이 천차만별이라는 점을 실험에서 완전히 재현하는 것도 불가능하다. 이러한 이유로, 지혈 드레싱을 도전적인 모델에서 테스트하고, 경험이 부족한 개인이라도 쉽게 다루고 적용할 수 있는 제품을 식별하는 것이 중요하다.

이 연구에는 여러 가지 제한점이 있으며, 일부는 앞서 언급되었다. 이전의 유사한 출혈 모델을 사용한 연구들과 달리, 본 연구에서는 모든 동물이 실험 종료까지 생존했다. 우리는 동물들이 자유롭게 출혈하는 시간을 30초로 제한했으며, 다른 연구에서는 45초 동안 출혈을 허용한 경우도 있었다. 지속적인 수액 소생이 생존율을 더욱 증가시켰을 가능성이 크다. 실제 교전 중 처치 단계에서는 수액 소생이 포함되지 않지만, 우리는 MAP을 기준선으로 되돌리는 것이 드레싱의 성능 요구 수준을 높이는 데 기여할 것이라고 판단했다. 검정력 계산 결과, 각 그룹에 8마리의 동물이 포함되면 드레싱 간의 유의미한 차이를 도출하기에 충분한 것으로 나타났지만, 그룹당 동물 수를 증가시키면 결과가 달라질 가능성도 있다.

생명을 위협하는 사지 출혈의 경우, 전투가 진행되는 동안 승인된 유일한 치료법은 지혈대를 적용하는 것이다. 그러나 지혈대를 적용할 수 없는 압박 가능한 부위에서 출혈을 통제함으로써 생명을 구할 기회가 존재한다. 이를 위해 사용되는 드레싱은 신속하게 적용할 수 있어야 하며, 배치 후 장시간 압박을 요구하지 않고도 높은 효과를 발휘해야 한다. 본 연구에서는 SG가 CG 및 XG와 비교하여 '교전 중 처치' 시나리오와 유사한 손상 및 적용 모델에서 동등한 성능을 보였다. 이러한 고급 지혈 드레싱들은 특정 조건에서 우수한 지혈 효과를 제공하며, 계속해서 사용되어야 한다. 그러나 부정적인 부작용 없이 적용 즉시 출혈을 멈출 수 있는 제품을 개발하기 위한 연구는 지속되어야 한다.

논의

Dr. John B. Holcomb (텍사스, 휴스턴): 내 논의를 시작하기 전에, 우리나라에 대한 Dr. Schreiber의 헌신을 인정하고자 한다. 그는 최근 아프가니스탄에서 귀국했으며, 그곳에서 합동 전구 외상 시스템을 운영하는 선임 외상 외과의로 근무했다.

나는 몇 가지 의견과 네 가지 질문이 있다. Dr. Watters, 이번 논문은 포틀랜드에 있는 Schreiber 연구실에서 나온 세 번째 논문으로, 새로운 지혈 드레싱에 관한 문제를 다루고 있다. 당신은 그의 대동물 연구에서의 뛰어난 연구를 지속해 왔으며, 매우 흥미로운 질문을 제기했다. 그리고 당신의 질문은 AAST 장학금의 지원을 받았다. 그 성과를 축하한다. 당신은 세 가지 다른 지혈제를 압박 없이 서혜부 상처에 적용했을 때 어떤 일이 발생하는지를 물었다.

이제, 우리는 모두 출혈이 있을 때 압박을 가해야 한다고 배워왔다. 발표 자료에 손가락 사진이 있는데, 알다시피 손가락은 꽤 좋은 도구이다. 압박을 가하는 것은 좋은 방법이다.

이것이 어떠한 관련이 있는가? 전술적 전투 부상자 처치(TCCC)의 "교전 중 처치" 단계에서는, 현재 미 국방부(DoD) 정책에 따라 서방 국가뿐만 아니라 많은 비서방 국가들도 이를 따르고 있으며, 현재 전장에서 활동하는 모든 미군 의무병들도 동일하게 적용받는다. 이 단계에서는 정맥(IV) 수액 보충 및 지혈제 사용이 금지되며, 의무병들은 이러한 처치를 하지 않도록 교육받는다. 이러한 처치는 시간이 소요되며, 직접적인 적의 사격을 받는 상황에서 의무병과 환자의 사망률을 높이는 결과를 초래하기 때문이다. 당신이 언급했듯이, 이 단계에서 권장되는 유일한 출혈 조절 방법은 지혈대 적용이다. 다음 단계인 "전술적 야전 처치(tactical field care)" 단계에서는, 사격선에서 벗어나 어떠한 형태로든 엄폐된 이후에야 수동 압박(manual compression) 및 필요할 경우 IV 수액 보충이 권장된다.

이러한 배경을 고려했을 때, 당신의 논문이 기반하고 있는 철학적 개념을 분명히 하는 것이 매우 중요하며, 당신은 이에 대해 잘 정리했다. 만약 지속적인 수동 압박 없이 출혈을 감소시킬 수 있는 소재가 발견된다면, 이는 TCCC의 "교전 중 처치" 단계에서의 개념을 변화시키는 계기가 될 수 있다.

이 토론을 준비하면서, 1995년부터 2010년까지 발표된 새로운 지혈제 평가 논문들을 검토했다. 나는 적절한 동물 모델을 사용한 연구들만을 선별했으며, 그 결과는 흥미로웠다. 대부분의 연구에서 염소(goats)와 돼지(pigs)가 사용되었으며, 경동맥(carotid artery) 및 대퇴동맥(femoral artery) 손상이 실험 모델로 사용되었다. 단 한 건의 총상(gunshot wound) 모델이 있었다. 이러한 논문들은 미국 전역과 캐나다 및 미 국방부(DoD)의 3개 연구소에서 발표되었다.

총 33개의 논문이 이에 해당하며, 23개 연구에서 거즈(gauze)를 대조군으로 사용했다. 나머지 10개 연구는 이전 논문에서 거즈를 대조군으로 사용했다고 언급했다. 대부분의 연구소들은 일련의 연구들을 진행했으며, 거즈를 사용한 연구에서는 지혈 실패율이 매우 높았다. 동물들은 과다출혈로 사망했다. 연구자들은 거즈가 효과가 없기 때문에 이를 계속 사용하는 것이 비윤리적이라고 판단했다.

거즈를 대조군으로 사용한 23개의 실험 중, 22개 연구에서 새로운 지혈제가 더 나은 지혈 효과를 보였으며, 14개 연구에서는 생존율 향상이 관찰되었다. 압박 시간은 30초에서 최대 5분까지 다양했다. 슈라이버(Schreiber) 연구실에서 발표된 초기 두 개의 연구에서도 유사한 결과가 나타났다.

우리가 모두 알고 있듯이, 새로운 동물 모델을 설계할 때 실험 결과를 원하는 방향으로 유도할 수 있다. 미국 육군 손상 연구소(USAISR)에서는 당신이 사용한 모델과 유사한 대퇴 서혜부 동맥 6mm 천공 모델을 개발했다. 이 모델은 표준 거즈가 실패하도록 설계되었으며, 새로운 제품 간의 차이를 평가할 수 있도록 했다.

나는 몇 가지 질문이 있다.

당신은 교전 중 처치 단계를 재현하려 했다고 언급했는데, 그렇다면 왜 실험에서 동물들에게 수액 처치(resuscitation)을 시행했는가? 이는 TCCC에서 명확히 금지된 사항이며, 모델의 실제 적용 가능성을 변화시키는 요인이 된다.
왜 포틀랜드에서 시행한 연구에서는 일반 거즈가 매우 좋은 결과를 보였는데, 세계 대부분의 연구에서는 그렇지 않은가? 당신들이 사용하는 거즈가 다른 연구들과 다른 점이 있는가?
거즈를 다르게 적용하는가? 연구를 진행하는 사람의 주관적 요소(operator bias) 때문인가? 연구 진행자가 거즈 적용 방식을 다르게 하는가? 이 연구는 연구자들을 무작위 배정(blind)할 수 없기 때문에, 이러한 점에 대해 보다 명확한 설명이 필요하다. 왜냐하면 당신의 연구 결과는 다른 전 세계 연구 및 당신의 기존 연구 결과들과 매우 다르기 때문이다.
이 새로운 지혈제가 돼지나 염소가 아니라, 인간에서 표준 거즈보다 더 나을 것이라고 생각하는가?
당신의 TEG 연구에서는 Celox 지혈제가 생체 내에서 과응고(hypercoagulability) 반응을 유발하는 것으로 나타났다. 이는 Celox 성분 중 일부가 혈관 내로 유입되어 혈전(thrombotic) 합병증을 유발할 가능성이 있다는 의미인가?

Dr. Jennifer M. Watters (오레건, 포틀랜드):

"왜 동물들에게 수액 처치를 시행 했는가?"

당신이 지적한 대로, 이것은 "교전 중 처치" 단계와 정반대되는 방식이다. 그러나 우리는 이 모델을 개발할 때, 적용된 지혈제를 최대한 가혹한 조건에서 테스트할 수 있도록 설계하려 했다. 우리는 동물들을 부상 전 MAP 수준으로 다시 회복시키는 방식으로, 혈전이 다시 출혈을 일으키거나 탈락될 가능성을 높이고자 했다. 이것이 우리가 수액 보충을 시행한 이유이다.

왜 우리가 진행한 연구에서는 거즈가 다른 연구들보다 더 좋은 결과를 보였는가?

이것은 정말 훌륭한 질문이다. 우리도 이에 대해 많은 고민을 했고, 몇 가지 가능성을 논의해 보았다. 그중에서 가장 가능성이 높은 이유는, 우리 팀에서 단 한 명이 모든 지혈 처치를 전담했다는 점이다. 이 사람은 오로지 상처를 봉합하는 역할만 담당했으며, 적용된 지혈제와 상관없이 자신의 생명이 걸렸다는 마음가짐으로 상처를 봉합했다. 나는 모든 동물 실험에서 상처와 지혈 과정이 녹화된 비디오를 보유하고 있으며, 이보다 더 완벽하게 상처를 봉합할 수 있는 사람은 없다고 확신한다. 이것이 우리가 얻은 결과가 다른 연구와 차이를 보이는 유일한 이유라고 생각한다.

지혈제가 실험실이 아닌 실제 인간 환자에서도 효과가 있는가?

나는 개인적으로 이러한 지혈제를 사용할 기회가 없었다. 그러나 실제로 사용한 사람들의 보고서를 검토한 결과, 이들이 생명을 구하고 출혈을 줄이는 데 효과가 있었다는 확신을 갖게 되었다. 나는 이 지혈제가 효과가 있다고 믿으며, 특히 제조사의 지침에 따라 적용될 경우 확실한 효과가 있다고 생각한다. 하지만 여전히 압박 지혈이 불가능한 부위(non-compressible hemorrhage)에서 즉각적인 지혈을 가능하게 하는 제품이 필요하다. 만약 거의 즉각적으로 출혈을 멈출 수 있는 방법을 찾을 수 있다면, 이는 전장에서 중요한 변화를 가져올 것이다.

마지막 질문에 대하여, Celox 지혈제 사용 30분 후에 관찰된 과응고(hypercoagulability)에 대해 현재로서는 왜 돼지 실험에서 이러한 현상이 나타나는지 정확히 이해하지 못하고 있다. 이를 더 깊이 연구하기 위해, 우리는 지혈제 일부를 혈액과 함께 혼합하여 실험실 환경에서 TEG(트롬보엘라스토그래피)를 수행했다. 그 결과, Combat Gauze는 Kaolin 성분 덕분에 예상대로 매우 빠른 응고 반응을 보였지만, Standard Gauze와 Celox Gauze는 실험실 환경에서는 차이를 보이지 않았다. 따라서 우리는 Celox가 혈관 내피(endothelium)와 반응하여 이러한 결과를 초래하는지 확인하기 위해, 혈관 조직을 추가한 추가 연구를 진행할 계획이다.

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원문 및 번역문

원문↓

Advanced Hemostatic Dressings Are Not Superior to Gauze for Care Under Fire Scenarios.pdf

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