대마는 인류가 이용해 온 가장 오래된 약제 중 하나로 그 원산지는 중앙아시아와 남아시아이다. 식물분류학적으로 대마속 일년생 식물로서 Cannabis sativa, Cannabis indica, Cannabis ruderalis 3종이 있으며, 우리나라에서 재배되고 있는 종은 Cannabis sativa이다. 대마 재배의 역사는 인류의 시작과 그 궤를 같이하며, 동 서양을 막론하고 고대 문명에서 대마에 대한 기록을 쉽게 찾아볼 수 있다. 기록에 의하면 병의 치료나 심리적 치유 및 신에게 제사를 올릴 때 제사장이 사용한 것으로 알려져 있다. 대마의 약효에 대하여는 B.C. 2737년 중국의 신농황제시대의 기록에 관절염과 통증등 의료목적으로 사용했던 최초의 기록이 있으며 본초강목과 동의보감에 저술되어 있다. 우리나라의 대마에 관한 문헌 기록은 삼국지 '위지동이전', 삼국사기 '동성왕편'과 삼국유사에 삼베를 사용한 기록이 있는 것으로 미루어 봤을 때 대마재배의 역사는 삼국시대 이전으로 볼 수 있다. 우리 민족은 생활 속에서 대마를 즐겨 사용하였으며 삼베로 의복과 멍석, 행주 그리고 칠공예품이나 신발등을 만들어 사용하였으며, 죽음에 이르러 삼베옷을 수의로 사용하였다. 대마의 용도는 뿌리, 줄기, 잎, 꽃대 그리고 씨앗까지 다양하게 이용된다. 전통적으로 줄기의 껍질을 이용한 섬유제품이 있으며 실, 의복 및 밧줄등이 있다. 대마 줄기의 속대는 종이, 건축자재, 연료로 사용된다. 씨앗의 경우 식품과 조류의 먹이, 생약으로 이용되고 씨앗의 기름은 연료, 화장품, 맛사지 오일등으로 사용되고 있다. 환각성분이 있어 마리화나 원료로 사용되는 꽃대와 잎은 의약품의 원료로 주목받고 있다. 대마에 관한 최초의 논문은 1843년에 Cannabis indica의 약효에 관한 것으로 보고되었다. 1850년부터 1937년까지 미국의 약전은 대마를 100가지 이상의 질병에 효과가 있는 주요 의약품으로 기재하고 있다. 세계적으로 여러 가지 이유로 대마를 의료 응용과 연구 및 사용을 제한하여 대마에 관한 연구가 침체되었다. 대마의 의학연구는 대마의 약효성분인 칸나비노이드의 발견과 그 구조 및 약효에 관한 연구가 시작되면서 1960년대부터 증가하였으며 2000년 이후에는 칸나비노이드 및 칸나비디올의 다양한 의학적 효과가 밝혀지면서 급격히 증가하고 있다. 대마에 포함된 성분의 의학적 효과가 입증되면서 대마 사용을 합법화한 국가가 증가하면서 대마 산업이 급부상하고 있으며, 의료용뿐만 아니라 기호용, 식품용, 그리고 주류 및 음료시장까지 확대되고 있다. 우리나라도 2019년 3월 질병 치료 목적 대마성분 의약품을 제한적으로 허용하는 마약류 관리에 관한 법률 일부 개정안이 시행되면서 의료용 대마에 관한 연구와 산업화에 관심이 증가하는 추세이다.
현재, ‘마약류 관리에 관한 법률’에 의해 규제되고 있는 대마는 “대마초와 그 수지 및 이를 원료로 제조된 제품 일체”에 대한 판매 및 유통이 엄격히 금지되어있다. 예외로, “대마초의 종자·뿌리 및 성숙한 대마초의 줄기와 그 제품”은 규정예외 되어있지만, 이를 식품 및 화장품 등의 산업재료로 활용하기 위해서는 대마의 새싹 및 근경부의 생산량과 안전성이 확보되어야만 한다. 그러므로, 본 연구에서는 동일 생육조건하에 LED광원에 따른 대마(Cannabis sativa L.)의 생육 및 생산량 차이를 확인하였다. 또한, LED광원 별 새싹대마의 독성을 확인하기 위해 대식세포인 RAW 264.7에 추출물을 처리하여 세포독성을 평가하였다. 실험결과, 청색광 처리 새싹대마가 생체 중 12.8 g로 가장 높았다 (적색광 10.8 g, 차광 8.8 g). 광원 별 세포독성은 모든 광원별 새싹대마 추출물에서 0.1 ~ 1 mg/ml까지 농도에서 독성이 없음을 확인하였다. 결과적으로, 빛을 처리한 조건의 새싹대마가 차광된 조건의 새싹대마보다 생산량이 증대되었으며, 광원별 새싹대마에서 세포독성이 없음을 확인하였다. 그러므로, 본 연구를 통해 대마 새싹이 식품 및 산업적 소재로서의 경쟁성과 안전성을 가지고 인체에 유익한 소재로 활용될 수 있는 가능성을 보였다.
우리나라에서의 대마는 마약류로 분류되어 기호용과 의료용 모두 법적인 제재를 받아왔으나 최근에 의료용 대마가 법적으로 허용이 되어 환자들에게 처방 받을 수 있게 되었다. 하지만 우리나라 사람들에게 대마는 환각성분을 가진 마약류로 깊이 인식되어 왔으며 의료용 대마에 대한 연구는 거의 전무한 실정이다. 노지재배에서 발생할 수 있는 범죄의 위험성, 자연교배에 의한 품질저하를 피할 수 있으며 재배조건(양액, 광조건, 광주기, 대기환경조성) 등을 제어할 수 있는 밀폐형 LED 식물공장은 의료용 대마 생산에 제일 적합한 모델이 될 수 있다. 식물체의 광합성은 가시광선 중 특정 파장 450nm 청색광과 660nm 적생광을 주로 이용하며 'LED (Light Emitting Diode) 발광다이오드'는 식물체의 광합성에 적합한 파장으로 광원을 조사할 수 있는 장점이 있다. 이러한 LED를 이용한 광합성은 식물체의 2차 대사물질 Anthocyanins, phenolic compounds 등의 향상과 생육에도 긍정적인 영향을 미치며 식물 뿐만 아니라 광합성을 하는 미세조류(micro algae)에서도 이용이 가능하며 해마토 코쿠스(Hematococcus)의 세포증식과 항산화물질 아스타잔틴(astaxathin)생산에 유용하게 쓰이고 있다. 최근 미국과 다른 나라에서도 기호용, 의료용 대마사업에 대한 관심이 높아지고 있으며 캐나다와 미국에서는 밀폐형 유리온실과 식물공장을 이용한 의료용 대마를 생산, 추출, 가공까지 하여 산업적인 영역을 넓히고 있는 실정이다. 특히, 실내재배에서는 광원이 필수적인 요소이며 식물생육에 선택적인 파장을 조사할 수 있는 LED와 재배조건을 정밀하게 제어할 수 있는 밀폐형 식물공장을 이용한 의료용 대마 생산에 대한 연구가 절실히 필요한 시점이다.
대마(Cannabis sativa L.)는 삼과에 속하는 1년생 초본식물로, 바람에 의해 수정되는 풍매화이면서 자웅이주식물이다. 대마는 중독성 마리화나와 비중독성 헴프로 구분 가능하다. 대마는 인류 역사와 가장 밀접한 관련성을 가진 식물 중 하나로, 과거로부터 다양한 부위를 식용, 약용, 화장품, 섬유, 생활용품 등으로 이용하여 왔다. 그러나 대마꽃, 잎, 종실 등에 포함된 중독, 환각 성분으로 인해, 국내에서는 1977년 1월부터 시행한 [대마관리법]에 의거하여, 대마 줄기를 이용한 섬유산업 이외에는 실질적인 연구 및 산업화가 진행되지 못하였다. 최근 대마로부터 400여종의 cannabinoids 물질, terpene 및 필수지방산 등이 확인되고, 이들의 신경세포 보호, 항염증, 항혈전, 항균, 통증완화 및 뇌전증 치료 등의 유용 생리활성이 알려지고, 테트라히드로칸나비놀(tetrahydrocannabinol)로 대표되는 환각 중독성 물질의 제거 및 저감화, 비환각성 물질의 분석, 정제 기술이 빠르게 보고되면서 2018년 12월 국내 의료용 대마의 합법화 및 2020년 12월 UN 마약위원회의 대마와 대마수지의 마약목록 삭제가 확정되었다. 따라서 국내외에서 대마의 다양한 부위를 이용한 고부가가치 식품, 화장품, 의약품 개발이 시작되고 있다. 본 보에서는 국내 2021년 헴프 기반의 바이오산업 규제자유특구 지정과 함께, 국내 대마생물산업의 현황과 대마산업 활성화를 위한 필수기술, 향후 전망을 제시하여 국내 대마 생물산업의 발전방안을 제시하고자 하였다.
최근 전 세계적으로 대마를 활용한 산업화가 활발하게 이루어지고 있다. 우리나라도 2019년부터 의료목적에 한하여 대마 의약품이 허용되었으나, 현행법 상 관련 의약품의 국내 생산은 불가능하기 때문에 전량 수입에 의존하고 있다. 현재, 대마와 관련하여 식의약소재로 산업화가 가능한 부분은 껍질(포엽과 외종피)이 완전히 제거된 종자 뿐이다. 결국, 대마의 사용이 합법화 되고 있는 미국, 캐나다에 비해 식의약산업에 있어서의 활용 범위가 좁다. 이에 본 연구에서는 대마 종자를 이용하여 일정 기간 싹을 틔워 식품으로 활용할 수 있는 과학적 근거를 마련하고자 하였다. 사전 연구를 통해 재배조건에 따른 성분의 변화, 세포독성 등이 검토되었고, 이를 기반으로 새싹대마의 대량생산연구 및 안전성·독성 검토, 생리활성 연구를 계획·수행하고 있다. 다양한 대마 소재를 발굴하고, 이를 산업화할 수 있는 첫걸음으로서 의의를 가진다.
경북 산업용 헴프 규제자유특구 사업이 시행된 지 어느덧 1여 년이 지났으며 현시점은 규제자유특구 이후의 국내 대마 산업을 위하여 생산이력관리 측면의 미흡한 점에 대한 보완 및 검토가 필요한 때이다. 본 연구에서는 경북 산업용 헴프 규제자유특구 사업 내 대마 이력관리의 현황과 특징을 알아보고 파일럿 인터뷰, 쉐도잉, 사용자 여정 지도 등의 서비스디자인 도구를 활용하여 현 이력관리에 대한 문제점을 도출하였다. 이어 선행국가인 미국 오리건주의 대마 생산체계 및 합법적인 대마 시장을 위해 권고하고 있는 대마이력추적시스템(CTS)의 사례를 비교·분석하였으며 방향성으로는 생육 특성에 맞는 생산 전주기 이력관리로 안전성 확보, 실시간 관리가 가능한 효율적인 기술 적용 고안, 규제자유특구 사업 내의 이력정보 공유를 제안하였다. 본 연구를 통해 현 대마 생산이력관리 시스템 개선 및 향후 국내 대마 산업화의 이력관리체계에 대한 올바른 정착에 도움이 될 것으로 기대한다.
의료용 대마의 소비 프로세스가 복잡해 환자 중심의 서비스 제공이 필요한 시점이다. 본 연구는 사용자 중심의 소비 프로세스 방향성 연구를 위해 의료용 대마의 소비 과정을 세 단계와 다섯 개의 절차로 정의하고 의료용 대마 구매 경험이 있는 사용자 인터뷰를 통해 소비 여정 지도를 작성하여 소비 과정에서 발생하는 페인 포인트를 발견하였다. 그 후 미국과 캐나다의 사례연구를 바탕으로 국내에 적용 가능한 시나리오를 시행범위에 따라 세 가지를 제시하였다. 의료용 대마 소비자의 경험에 기반한 사용자 중심의 연구라는 점에 의의가 있으며 향후 소비 프로세스 개선 시 참고 자료로 활용되길 기대한다.
COVID-19 (Corona Virus Disease 2019) 감염증에 의한 주요 사망원인은 급성폐렴과 신체 전체에 나타나는 혈전증이며, 증가된 면역반응에 의한 사이토카인 폭풍(cytokine storm)은 고염증 상태와 함께 비정상적인 혈전생성을 더욱 활성화시키는 것으로 알려져 있다. 최근 혈전 생성을 억제하는 low molecular weight heparins의 사용이 사망률을 감소시키며, 대마 추출물이 COVID-19 증상의 완화 및 치료에 효과적임이 보고되었다. 본 연구에서는 대마 성분이 항혈전 활성에 기여하는지를 확인하고자, 대마 잎, 줄기, 뿌리, 미성숙 꽃 및 종실 추출물을 각각 조제하고 이를 대상으로 혈전 생성 억제활성을 평가한 결과, 모든 부위 추출물에서 우수한 항혈전 활성을 확인하였으며, 특히 대마 꽃 추출물에서 강력한 혈액응고인자 저해에 의한 혈전 생성 억제활성을 확인하였다. 그러나 대마꽃 추출물은 적혈구 용혈활성도 강력하여 향후 항혈전 활성물질의 분리가 필요하였다. 본 연구는 대마 부위별 추출물의 항응고 활성에 대한 최초 보고이며, 향후 국내에서 연구 및 사용이 제한된 대마를 이용한 고부가가치 생물소재 개발이 필요함을 제시하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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