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ISSN : 2288-3509(Print)
ISSN : 2384-1168(Online)
Journal of Radiological Science and Technology Vol.44 No.4 pp.335-342
DOI : https://doi.org/10.17946/JRST.2021.44.4.335

Chemical Structure Analysis of Non-ionic Monomer Contrast Agents Using 1H-NMR Spectroscopy

Beom-Hee Han
1)R&D Team of Radiation Science Technology Laboratory
Corresponding author: Beom-Hee Han, R&D Team of Radiation Science Technology Laboratory, 1247, Oeam-ro, Asan-si, Chungcheongnam-do,
31561, Republic of Korea / Tel: +82-41-911-9399 / E-mail: raphael121215@hanmail.net
26/07/2021 05/08/2021 11/08/2021

Abstract


Studies on the side effects of contrast agents are being discussed based on various cases, but studies analyzing the chemical structure of the underlying contrast agents are difficult to understand as the manufacturers have not disclosed them. Therefore, in this study, the chemical structure of the contrast medium was analyzed using 1H-NMR spectrometer for Omnipaque contrast medium prepared from Iohexol, which is a nonionic iodide contrast medium, Xenetix contrast medium from Iobitridol, and Iomeron contrast medium from Iomeprol. As a result, it was found that the Omnipaque contrast medium of Iohexol had 6 carboxyl groups, 3 carbonyl groups, 4 amine groups, 1 methyl group, and 2 cyano groups. It was found that the Xenetix contrast medium of the iobitridol formulation had 6 carboxyl groups, 3 carbonyl groups, 2 amine groups, and 4 cyano groups. It was found that the Iomeron contrast agent of the Iomeprol formulation had 5 carboxyl groups, 3 carbonyl groups, 4 amine groups, 1 methyl group, and 2 cyano groups. As shown in this study, the chemical structure of the non-ionic monomer contrast agent increases its affinity with water by binding a number of hydroxyl groups (OH) to the carboxyl group. It is necessary to accurately identify each of these factors and analyze the physical and chemical changes of the contrast medium according to various environmental factors.



1H-NMR Spectroscopy를 이용한 Non-ionic Monomer 조영제의 화학적 구조 분석

한 범희
1)방사선과학기술연구소 연구개발팀

초록


    Ⅰ. 서 론

    혈관 내 주입되는 방사선 조영제는 이온성과 비이온성을 지닌 2가지 기본 유형이 있다. 즉, 하나의 tri-iodinated benzene rings을 함유하는 단량체와 2개의 tri-iodinated benzene rings을 포함하는 이량체로 구별하고 있다.

    이온성 단량체 조영제는 2,4,6 tri-iodobenzene의 첫 번째 유도체에서 3-acetylamino-2,4,6-tri-iodobenzoic acid (acetrizoic acid)로 1951년 Wallingford에 의해 합성되었 다[1]. 비교적 높은 화학적 안정성을 나타내는 이 강산은 sodium salt 수용액 형태의 UROKON으로 시장에 출시되 었으나, Aromatic ring이 치환되지 않은 5-position에서 야기된 물질과 혈장단백질 사이의 강한 결합이 환자에게 부 작용을 초래한다는 것으로 나타났다[2].

    2,4,6-tri-iodo-3-aminobenzoic acid의 이온성 이량체 조영제는 1952년 iodipamide 합성에서 adipic acid bridge를 통해 처음 이루어졌다[3]. 이 물질은 주로 간(liver)을 통해 배설되며, chole-angiographic 정맥조영제인 Biligrafln으 로 시장에 출시되었고, 담도조영제는 이후 개선되었지만, 초 음파와 전산화단층촬영(computed tomography; CT)의 추 가 발달로 인해 이 그룹의 화합물의 중요성이 현저히 줄어들 었다.

    1969년 조영제의 약리학을 연구한 스웨덴의 젊은 방사선 전문의인 Torsten Almén은 삼투압을 근본적으로 줄이고, 화학적 구조에서 전하를 제거함으로써 방사선 조영제의 내 약성을 향상시키는 실험을 제안했고, 그 목적은 carboxyl groups를 포함하지 않고 결과적으로 양이온 또는 음이온을 함유하지 않는 화합물을 합성하는 것이었다[4]. 이후 수년 동 안 이것은 carboxyl groups이 hydroxyalkylamide groups 로 전환됨으로써 높은 안정도를 보여주었다. 이 새로운 종 류의 첫 번째 화합물은 Metrizamide로 이후 Nyegaard사가 Amipaque로 시장에 출시했다. 이 화합물은 저삼투압의 고 농축 용액으로써 이온성 물질의 3분의 1에 불과하다는 점에 서 기대를 충족시켰으며, 특히 중추 신경계에서의 내성은 놀라울 정도로 높았다. 단점은 aminosugar 측쇄에 있는 화 합물의 화학적 불안정성이며 조영제의 열살균을 방해하는 것이었다. 이러한 단점은 alkanol 측쇄를 갖는 비이온성 단 량체 조영제의 개발로 문제점을 해결하였다. 비이온성 단량 체 제제 중 iopamidol, iohexol 및 iopromide는 특히, 혈관 조영술 영역에서 탁월한 입지를 확보하였고, 삼투압이 현저 히 낮을 뿐만 아니라 ionic salt pairs의 경우와 비교하여 환 자의 부작용이 훨씬 낮아졌다.

    이온성 이량체와 유사하게 혈액과 등장성 조영제를 얻을 수 있는 비이온성 화합물은 aliphatic bridge를 통해 2개의 tri-iodinated benzene rings를 연결함으로써 해결하였고, 이는 골수조영술에 사용되는 iotrolan[5]과 요로 및 혈관조 영술에 사용되는 iodixanol[6]의 비이온성 이량체 조영제를 개발하였으며, 이것은 여전히 연구되고 있다.

    과거에 주로 사용한 이온성 조영제는 과민성 반응 및 높 은 삼투압으로 인해 내피 손상, 뇌-혈관 장벽(Blood-Brain Barrier; BBB)의 장해, 혈전 및 혈전성 정맥염과 심장장애 등의 여러 부작용을 유발하여 사용의 빈도가 낮아지고, 비 이온성 조영제는 낮은 삼투압으로 인해 고삼투압에 기인한 여러 가지 부작용의 감소와 통증 등이 낮으며, 높은 조영효 과를 나타낼 수 있어 널리 사용되고 있다. 국내에서 사용되 는 비이온성 제제로는 Iopamidol, Iopromide, Iohexol, Iobitridol, Ioversol, Iomeprol 등이 쓰이고 있으며, 대 부분이 수입에 의존하고 있다[7]. 이 중 Iopamidol 제제의 Pamiray 조영제와 Ioversol제제의 Optiray 조영제는 2016 년 건강보험심사평가원에서 보고한 주요 조영제 품목에서 시장 점유율 1, 2위를 차지하고 있다. 이와 같이 비이온성 조영제의 사용이 증가함에 따라 부작용도 증가되고 있으며, 매년 사망사례도 보고된바 있다[8].

    부작용은 불행히도 조영제 투여로 인한 불가피한 결과이 며, 위험에 처한 환자에서 예측 가능한 방식으로 발생할 수 있는 부작용에 대한 지식과 조영제의 성분 및 화학적 구조 를 파악하는 것이 중요하다. 이에 본 논문에서는 조영제의 제제별 화학적 구조를 분석하여 향후 조영제의 물리・화학적 변화가 인체에 미치는 영향에 대해 기초 자료로 제시하고자 한다.

    Ⅱ. 대상 및 방법

    1. 연구대상

    한국의약품안전관리원(Korea Institute of Drug Safety & Risk Management)에 보고된 식품의약품안전처에서 허가한 요오드화 조영제 중 Non-ionic Monomer 조영 제 제제는 Iopamidol, Iopromide, Iohexol, Iobitridol, Ioversol, Iomeprol 6 제제가 있으며, 이 중 Iopromide 제 제의 Ultravist 조영제는 임상에서 잘 사용하지 않아 수집 하기 어려워 제외했으며, Iopamidol 제제의 Pamiray 조영 제와 Ioversol제제의 Optiray 조영제는 2021년도 Han BH 논문에서 분석한 바 있다[9]. 이에 대한 설명은 고찰에서 거 론하고자 한다. 본 연구에서는 Iohexol 제제의 Omnipaque 조영제와 Iobitridol 제제의 Xenetix 조영제, Iomeprol 제 제의 Iomeron 조영제를 대상으로 분석하였다.

    Iohexol 제제의 분자식은 C19H26I3N3O9이며[Fig. 1(a)], Omnipaque 조영제는 골수조영술(요추, 흉부, 자궁경부, 전체 원주)을 포함한 성인의 척수강 내 투여와 CT(척수조영 술, 수조조영술, 심실조영술)를 위한 조영제로 요오드농도 는 140, 180, 240, 300 및 350 mgI/mL이다. 각 mL당 Iohexol 용액은 1.21 mg의 트로메타민과 0.1 mg의 에데테 이트칼슘을 포함하며, 염산 또는 수산화나트륨으로 pH를 6.8-7.7 사이로 유지된다. Iohexol 용액은 빛에 민감하므 로 노출로부터 각별히 유의해야 한다.

    Iobitridol 제제의 분자식은 C20H28I3N3O9이며[Fig. 1(b)], Xenetix 조영제는 성인 및 어린이의 정맥 내(IV) 요로조영술, 두부 및 전신 CT와 IV digital subtraction angiography (DSA) 등에 사용되는 조영제로, 6개의 수산기가 고르게 분 포되어 있고, 분자의 친유성 tri-iodinated benzene ring 를 안정적으로 유지하여 체내 단백질과의 상호작용을 최소 화한 방사선 조영제이다.

    Iomeprol 제제의 분자식은 C17H22I3N3O8이며[Fig. 1(c)], Iomeron 조영제는 분자내에 많은 hydroxide기를 가지고 있다. 많은 Hydroxide기로 인한 뛰어난 수용성과 Iodide로 인한 높은 조영 효과를 기대할 수 있을 뿐만 아니라 부작용 면에서 낮은 삼투압으로 인하여 차세대 조영제로서 부각되 고 있다[10].

    2. 분석장비

    Non-ionic Monomer 조영제의 화학적 구조를 분석하기 위해 사용된 장비는 한국기초과학지원연구원(KOREA BASIC SCIENCE INSTITUTE; KBSI)에서 보유한 Bruker Avance (독일)의 700㎒ Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer 이다[Fig. 2].

    3. 연구방법

    Non-ionic Monomer 조영제(A) 용액을 축출(B)하고 용 매 D2O를 사용하여 희석하는 전처리 과정(C)을 걸친 용액을 특수 유리로 만들어진 NMR 튜브(D)에 채운 다음 1H-NMR Spectrometer에 삽입하여 스펙트럼을 획득하였다(E). 이후 Non-ionic Monomer 조영제의 NMR 스펙트럼 Data로부 터 물질의 구조를 유도해 내어 화학 이동(chemical shift) 값의 사용으로 물질구조의 요소들을 추정하여 분석하였다 [Fig. 3].

    Ⅲ. 결 과

    1. Iohexol 제제의 Omnipaque 조영제의 1H-NMR 분석

    Iohexol 제제의 Omnipaque 조영제를 1H-NMR 스펙트 럼 분석한 결과, 1.86 ppm영역에서 가장 높은 peak의 공진 이 나타나 물 분자임을 알 수 있었다. 2.32 ppm영역에서는 triplet peak의 공진이 나타났으며, 2개의 이웃하는 양성 자를 갖는다. 분자구조를 살펴보면 CH3 요소가 있었다. 이 것은 C-CH3가 결합된 methyl group과 C=O가 결합된 carbonyl group이 서로 연결되어있는 것을 알 수 있었고, 인접한 위치에 C-N이 결합된 cyano group이 존재함을 알 수 있었다. 3.40 ppm영역에서 multiplets peak의 공 진이 분포되어 있으나 분자구조를 살펴보면 C-N이 결합 된 cyano group이라는 것을 알 수 있었고, 인접한 위치에 C-OH가 결합된 carboxyl group과 C-N이 결합된 cyano group이 존재함을 알 수 있다. 3.52 ppm영역 역시, multiplets peak의 공진이 분포되어 나타난다. 분자구조를 살펴보면 C-OH이 결합된 carboxyl group과 C-HN이 결 합된 amine group이 존재함을 알 수 있고, 인접한 위치에 3개의 상이한 carboxyl group과 2개의 C=O가 결합된 carbonyl group이 존재함을 알 수 있었다. 3.58 ppm영역 에서 quartet peak의 공진이 나타났으며, 3개의 이웃하는 양성자를 갖는다. 분자구조는 OH 요소가 있었다. 이것은 C-OH가 결합된 carboxyl group이라는 것을 알 수 있었고, 인접한 위치에 3개의 상이한 carboxyl group 및 2개의 상 이한 C-HN이 결합된 amine group과 1개의 C-N이 결합된 cyano group이 존재함을 알 수 있었다. 3.65 ppm영역 역 시, quartet peak의 공진이 나타났으며, 분자구조는 OH 요 소가 있었다. 이것은 C-OH가 결합된 carboxyl group이 라는 것을 알 수 있었고, 인접한 위치에 3개의 상이한 carboxyl group이 존재함을 알 수 있으며, 3개의 이웃하 는 양성자를 갖는다. 3.81 ppm영역에서는 triplet peak 의 공진이 나타나 분자구조를 살펴보면 C-OH가 결합된 carboxyl group이라는 것을 알 수 있었고, 인접한 위치에 2개의 상이한 carboxyl group이 존재함을 알 수 있으며, 2개 의 이웃하는 양성자를 갖는다. 3.93 ppm영역에서는 quartet peak의 공진이 나타나 분자구조를 살펴보면 C-OH가 결합 된 carboxyl group이라는 것을 알 수 있었고, 인접한 위치 에 3개의 상이한 carboxyl group과 2개의 상이한 C-HN이 결합된 amine group이 존재함을 알 수 있으며, 3개의 이웃 하는 양성자를 갖는다[Fig. 4].

    2. Iobitridol 제제의 Xenetix 조영제의 1H-NMR 분석

    Iobitridol 제제의 Xenetix 조영제를 1H-NMR 스펙트럼 분석한 결과, 1.05 ppm영역과 1.38 ppm영역에서 가장 낮은 peak의 공진이 나타나 불순물임을 알 수 있었고, 2.96 ppm 영역에서는 가장 높은 peak의 공진이 나타나 물 분자임을 알 수 있었다. 3.14 ppm영역에서 singlet peak의 공진이 나 타나 분자구조를 살펴보면 C-N이 결합된 cyano group이 라는 것을 알 수 있었고, 인접한 위치에 N-CH3가 결합된 Methanimine 요소와 2개의 상이한 C-OH가 결합된 carboxyl group이 존재함을 알 수 있으며, 이웃하는 양성 자는 갖지 않는다. 3.43 ppm영역에서 multiplets peak의 공진이 분포되어 있으나 분자구조를 살펴보면 CH3 요소가 있었다. 이것은 N-CH3가 결합된 Methanimine 요소가 존 재함을 알 수 있었고, C-N이 결합된 cyano group과 연결 됨을 알 수 있으며, 인접한 위치에 2개의 상이한 C-OH가 결합된 carboxyl group과 2개의 C=O가 결합된 carbonyl group이 존재함을 알 수 있었다. 3.56-3.65 ppm영역에서 quartet peak의 공진이 나타났고, 3개의 이웃하는 양성자 를 갖는다. 3.56 ppm영역은 C-OH가 결합된 carboxyl group이라는 것을 알 수 있으며, 3.58 ppm영역에서는 분자 구조를 살펴보면 OH 요소가 있었다. 3.60 ppm영역에서는 인접한 위치에 2개의 C-OH가 결합된 carboxyl group이 존재함을 알 수 있었고, 3.65 ppm영역에서는 분자구조를 살펴보면 OH 요소가 있었다. 3.87 ppm영역에서 quartet peak의 공진이 나타났고, 분자구조를 살펴보면 C-OH가 결 합된 carboxyl group이 존재함을 알 수 있으며, 3개의 이웃 하는 양성자를 갖는다. 3.93 ppm영역에서 quartet peak의 공진이 나타났고, 분자구조를 살펴보면 C-OH가 결합된 carboxyl group이 존재함을 알 수 있었고, 인접한 위치에 또 하나의 carboxyl group과 C-N이 결합된 cyano group 이 존재함을 알 수 있으며, 3개의 이웃하는 양성자를 갖는 다[Fig. 5].

    3. Iomeprol 제제의 Iomeron 조영제의 1H-NMR 분석

    Iomeprol 제제의 Iomeron 조영제를 1H-NMR 스펙트럼 분석한 결과, 3.09 ppm영역에서 가장 높은 peak의 공진이 나타나 물 분자임을 알 수 있었다. 3.15 ppm영역에서는 triplet peak의 공진이 나타나 분자구조를 살펴보면 C-HN 이 결합된 amine group이 존재함을 알 수 있었고, 인접한 위치에 C-OH가 결합된 carboxyl group이 존재함을 알 수 있으며, 2개의 이웃하는 양성자를 갖는다. 3.36 ppm영역에 서 multiplets peak의 공진이 분포되어 있으나 분자구조를 살펴보면 N-CH3가 결합된 Methanimine 요소가 존재함을 알 수 있다. 3.50 ppm영역에서 multiplets peak의 공진이 분포되어 있으나 분자구조를 살펴보면 C-OH이 결합된 carboxyl group이라는 것을 알 수 있었고, 인접한 위치에 2개의 상이한 carboxyl group이 존재함을 알 수 있다. 3.58 ppm영역에서 quartet peak의 공진이 나타났으며, 분자구 조는 OH 요소가 있었다. 이것은 C-OH가 결합된 carboxyl group이라는 것을 알 수 있었고, 3개의 이웃하는 양성자를 갖는다. 3.68 ppm영역 역시, quartet peak의 공진이 나타 났으며, 분자구조는 OH 요소가 있었다. 이것은 C-OH가 결 합된 carboxyl group이라는 것을 알 수 있었고, 인접한 위 치에 2개의 상이한 carboxyl group과 1개의 C=O가 결합된 carbonyl group이 존재함을 알 수 있으며, 3개의 이웃하는 양성자를 갖는다. 3.95 ppm영역에서 doublet peak의 공진 이 나타나 분자구조를 살펴보면 C-OH가 결합된 carboxyl group이 존재함을 알 수 있었고, 인접한 위치에 2개의 상이 한 carboxyl group과 2개의 C-HN이 결합된 amine group 이 존재함을 알 수 있으며, 1개의 이웃하는 양성자를 갖는 다. 4.50 ppm영역에서는 triplet peak의 공진이 나타나 분 자구조를 살펴보면 C-OH가 결합된 carboxyl group이라는 것을 알 수 있었고, 인접한 위치에 1개의 C=O가 결합된 carbonyl group이 존재함을 알 수 있으며, 2개의 이웃하는 양성자를 갖는다[Fig. 6].

    Ⅳ. 고 찰

    생활수준의 발전과 더불어 국가적, 개인적으로 건강에 대 한 관심사가 높아지면서 건강검진에 필수적으로 사용되는 방사선검사의 이용률도 증가하고 있는 추세에서 전산화단층 촬영검사나 혈관조영술 등의 침습검사를 시행함에 따라 정 맥 내 조영제를 주입하는 검사가 증가하고 있다. 그러나 조 영제는 질병을 진단하고 치료에 중요한 역할을 함과 동시에 부작용도 증가되고 있으며 매년 사망사례도 보고된다[11]. 이러한 조영제 부작용의 발생양상은 조영제의 성분에 따라 유의한 영향을 보여주는데 2017년 Kim 등은 Iobitridol과 Iomeprol은 사용량 대비 중등증 이상의 발생비율이 높았으 며, 이들은 소화기계 부작용 양상이 눈에 띄게 높게 나왔다. Iopamidol은 호흡 기계와 관련된 부작용 증상들이 높은 비 율로 조사되었고, 기저질환이 있는 환자에게서 Iohexol이 높은 발생 확률을 보여 주었다[12]. 이처럼 비이온성 조영제 의 다양한 성분들은 부작용 발생 확률의 차이를 보여준 연구 라 할 수 있다. 그래서 요오드화 조영제의 부작용을 방지하 기 위해 조영제 제제를 변경하여 사용하기도 하는데 우리나 라는 2016년 출간한 조영제 유해반응에 관한 한국 임상진료 지침에서 조영제 변경을 권고하고 있다[13]. 2018년 Park 등의 연구결과에 따르면 이전에 과민반응을 보인 조영제와 이후 재 투여된 조영제의 조합에 따라서도 과민반응 재발률 에 차이를 보였는데, 조영제 조합이 iohexol-iopamidol (재발률 21.8 %), iopamidol-iopromide (재발률 19.0 %), iohexol-iopromide(재발률 3.8 %), iobitridolꠓiohexol(재 발률 12.3 %), iobitridol-iopromide(재발률 10.7 %)인 경우 유의하게 낮은 과민반응 재발률을 보였다. 하지만 iobitridol-iopamidol, iobitridol-ioversol인 경우 과민반 응 재발률이 각각 41.2 %와 33.32 %로 조영제를 변경하지 않았을 때와 비교하여 유의하게 과민반응 재발률을 낮추지 못하였다[14]. 그러므로 조영제의 부작용을 예방하기 위해 서 근본적으로 화학적 구조를 파악하여 제제의 안정성을 확 인할 필요가 있다. 2021년 Han의 논문에서 Iopamidol 제제 의 Pamiray 조영제와 Ioversol제제의 Optiray 조영제를 대 상으로 화학적 구조를 분석한 결과, Iopamidol 제제의 Pamiray 조영제는 1.14 ppm영역에서 OH 요소가 있었고, 1.47 ppm영역에서는 CH3 요소가 있었다. 3.65 ppm영역에 서 OH 요소가 있었고, 3.79 ppm영역에서 carboxyl group 이라는 것을 알 수 있으며, 4.08 ppm영역에서 amine group 이라는 것을 알 수 있었다. 4.41 ppm영역에서 carboxyl group과 methyl group이 서로 연결된 것을 알 수 있었다. Ioversol제제의 Optiray 조영제는 3.35 ppm영역에서 성분 의 관찰이 어려웠고, 3.50-3.52 ppm영역은 amine group 과 carboxyl group이 복합적으로 나타나는 것을 알 수 있었 다. 3.58 ppm영역에서 OH 요소가 있었고, 3.65 ppm영역에 서 OH 요소가 있었다. 3.81 ppm영역에서 carboxyl group 이라는 것을 알 수 있었고, 3.93 ppm영역에서 carboxyl group이라는 것을 알 수 있으며, 4.57 ppm영역에서 carboxyl group과 carbonyl group이 서로 연결된 것을 알 수 있었다 [9]. 또한, 요오드화 조영제는 다양한 환경요인에 영향을 받 는데, X선 조영제의 활성 성분은 X선과 같은 빛과 고에너지 조사에 노출될 때 물질별 분해 경로에 따라 분해된다. 가벼 운 분해를 피하기 위해 일부 제품은 컬러 용기로 제공되지만 이 방법으로 X선으로 인한 분해로부터 제품을 보호하지는 않는다[15]. 이와 유사한 논문으로 2021년 Han과 Lim의 연 구를 살펴보면, 방사선종양학과에서 암치료에 사용하는 LINAC 장치의 Photon beam과 Electron beam을 Ioversol 제제의 조영제와 Iopamidol 제제의 조영제를 대상으로 방 사선을 노출한 결과, Ioversol 제제의 조영제에서는 Photon beam과 Electron beam 모두의 선량과 에너지에서 물리・화 학적 변화가 나타나지 않았다. 그러나 Iopamidol 제제의 조 영제는 Electron beam의 선량 300 c㏉와 에너지 6 MeV, 9 MeV, 12 MeV, 16 MeV, 20 MeV로 조사한 조영제에서 물 리・화학적 변화가 명확히 나타나 Iopamidol 제제의 조영제 보다 Ioversol 제제의 조영제가 더욱 안정성이 있는 것으로 평가되었다[16]. 그리고 조영제 제품설명서에 따르면 조영 제의 보관온도는 실온(1∼30℃)보관으로 제약회사는 권장하 고 있으며, 이와 관련된 연구를 살펴보면 2020년 Han은 조 영제의 물리・화학적 변화가 어느 정도의 온도에서 영향이 있는지 분석하였다. Iopamidol 제제의 Pamiray 조영제는 60 ℃ 이상의 고온으로 상승함에 따라 화학결합에서 해리되 어 이물질 생성의 결과로 물리적 변화가 있었다. 그리고 Ioversol 제제의 Optiray 조영제에서 물리・화학적 변화가 없었으며, 이는 높은 온도에서 Iopamidol 제제의 Pamiray 조영제보다 Ioversol 제제의 Optiray 조영제가 더욱 안정성 이 있는 것으로 평가되었다[17]. 이와 같은 연구를 근거로 다양한 환경요인에 따라 조영제의 물리・화학적 변화를 분석 할 필요가 있으며, 방사선 조영제의 안전성 및 부작용 사례 는 의약품으로써의 효능이 아니라 그 자체에 초점을 두고 있 다. 그 이유는 약동학으로 표현하면 방사선 영상의 효과가 요오드 함량에만 의존하기 때문이다. 그래서 조영제의 안전 성을 높이기 위해 생물학적 반응을 제한하도록 설계된 조영 제의 화학적 구조를 파악하는 것은 조영제 연구의 원동력이 된다.

    Ⅴ. 결 론

    조영제의 부작용에 대한 연구는 다양한 사례를 바탕으로 논의되고 있지만 근본적인 조영제의 화학 구조를 분석하는 연구는 제조사의 미공개로 파악하기 힘들다. 따라서 본 연 구에서는 비이온성 요오드화 조영제인 Iohexol 제제의 Omnipaque 조영제와 Iobitridol 제제의 Xenetix 조영제, Iomeprol 제제의 Iomeron 조영제를 대상으로 1H-NMR Spectrometer를 이용하여 조영제의 화학적 구조를 분석하 였다. 그 결과, Iohexol 제제의 Omnipaque 조영제는 1.86 ppm영역는 물 분자임을 알 수 있었고, 2.32 ppm영역에서 는 CH3 요소가 있었다. 3.40 ppm영역은 cyano group이라 는 것을 알 수 있었고, 3.52 ppm영역은 carboxyl group과 amine group이 존재함을 알 수 있었다. 3.58 ppm영역은 OH 요소가 있었고, 3.65 ppm영역은 OH 요소가 있었다. 3.81 ppm영역에서는 carboxyl group이라는 것을 알 수 있 었고, 3.93 ppm영역에서는 carboxyl group이라는 것을 알 수 있었다. Iobitridol 제제의 Xenetix 조영제는 1.05 ppm 영역과 1.38 ppm영역은 불순물임을 알 수 있었고, 2.96 ppm영역에서는 물 분자임을 알 수 있었다. 3.14 ppm영역 은 cyano group이라는 것을 알 수 있었고, 3.43 ppm영역 에서는 CH3 요소가 있었다. 3.56 ppm영역은 carboxyl group이라는 것을 알 수 있으며, 3.58 ppm영역에서는 OH 요소가 있었다. 3.60 ppm영역에서는 인접한 위치에 2개의 carboxyl group이 존재함을 알 수 있었고, 3.65 ppm영역 에서는 OH 요소가 있었다. 3.87 ppm영역은 carboxyl group이 존재함을 알 수 있으며, 3.93 ppm영역에서는 carboxyl group이 존재함을 알 수 있었다. Iomeprol 제제 의 Iomeron 조영제는 3.09 ppm영역은 물 분자임을 알 수 있었고, 3.15 ppm영역에서는 amine group이 존재함을 알 수 있으며, 3.36 ppm영역에서는 Methanimine 요소가 존 재함을 알 수 있다. 3.50 ppm영역은 carboxyl group이라 는 것을 알 수 있었고, 3.58 ppm영역에서는 OH 요소가 있 었다. 3.68 ppm영역은 OH 요소가 있었고, 3.95 ppm영역 에서는 carboxyl group이 존재함을 알 수 있으며, 4.50 ppm영역에서는 carboxyl group이라는 것을 알 수 있었다.

    본 연구에서 나타났듯이 Non-ionic Monomer 조영제의 화학적 구조는 carboxyl group에 다수의 수산기(OH)를 결 합시켜 물과의 친화성을 높이고 있다. 이러한 각각의 요소 들을 정확히 파악하여 다양한 환경요인에 따라서 조영제의 물리・화학적 변화를 분석하여 향후 동물실험과 인체실험을 통해 어떠한 영향이 있는지 발전된 연구의 기반이 되는 근 거 자료로 삼고자 한다.

    Figure

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    Chemical Structure of Non-ionic Monomer Contrast Agent

    JRST-44-4-335_F2.gif

    700 ㎒ Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer

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    1H-NMR analysis process

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    1H-NMR analysis of iohexol formulation omnipaque contrast agent

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    1H-NMR analysis of iobitridol formulation xenetix contrast agent

    JRST-44-4-335_F6.gif

    1H-NMR analysis of iomeprol formulation iomeron contrast agent

    Table

    Reference

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