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펄스 레이저 기술 통해 항균 나노입자 등장하다


▲ 사진 출처 : 픽사베이

    최근 일본의 기업과 케이오 대학, 구마모토 대학의 연구원들이 펄스 레이저 기술을 활용해 항균성을 잃은 은나노 입자에 다시 항균성을 부여하는데 성공했다. 

의료 전문가들은 항균성(박테리아의 성장을 억제하는 성질)을 가진 은나노 입자(AgNP)는 기존의 항생제에 대한 내성을 지닌 박테리아에 대처하기 위한 최선의 방법으로 고려한다. 그렇기 때문에 은나노 입자는 카테터 튜브, 임플란트 및 각종 수술 도구에 사용된다.

하지만 은나노 입자는 서로 융합하는 화학적 특성이 있기 때문에 시간이 지날수록 항균성이 감소하는 단점이 있다. 연구원들은 은나노 입자를 금으로 도금하는 방법으로 이 문제를 해결하려고 시도했지만 은나노 입자가 금에 둘러싸여 항균성이 활용되지 않는 또다른 문제가 발생했다.

이후 연구원들은 금으로 도금된 은나노 입자에 펄스 레이저를 이용하는 실험을 통해 해결책을 제시했다. 이 입자에 펄스 레이저를 조사했을 때, 입자의 구성 형태가 삼각형에서 구형으로 변형됐다. 이는 펄스 레이저의 열이 금과 은 입자를 녹였기 때문이다. 연구원들은 이 실험에 대해 다음과 같은 세부 사항을 밝혔다:

- 레이저 조사 전의 입자 구성 형태는 반구형, 반삼각형이었다.

- 레이저 조사 전의 입자 구성 비율은 은과 금이 각각 22:1이었다.

- 레이저 조사 이후 입자의 94%가 구형으로 변형됐다.

- 레이저 조사 이후 입자의 구성 비율은 은과 금이 각각 4.5:1이었다.

연구 책임자인 타쿠로 니도메 교수는 "이 연구를 통해 은나노 입자의 항균성을 활성화시키는 방법을 발견했다. 실험 결과, 펄스 레이저에 조사되지 않은 입자는 미세한 항균성을 나타냈지만, 펄스 레이저 조사 이후에는 그 효과가 현저히 증가했다. 이 기술은 항생제에 내성을 지닌 박테리아를 연구하기 위해 활용될 수 있을 것으로 예상한다"고 말했다.

의약품에 활용되는 은

미국 신시내티 대학의 외과학 교수인 알렉스 웨슬리 박사에 의하면, 은(Ag)은 지난 6천년 동안 감염을 예방하고 전염성 미생물을 억제하기 위해 활용됐다. 고대 그리스의 의사였던 히포크라테스의 저서를 포함해 제2차 세계대전에 이르기까지 은은 소독제와 살균제로써 빠지지 않고 등장했다.

현대에서 은은 다음과 같이 다양한 용도로 사용된다 :

1. 연고 - 은 설파디아진의 형태로 제작되는 연고는 국소적인 화상 부위에 대해 감염을 예방하고 피부 조직을 회복시키기 위해 사용된다.

2. 의료용 붕대 - 은이 소량 함유된 붕대는 당뇨병 환자의 화상 및 궤양 치료에 주로 사용되며, 미국 식품의약국(FDA)은 이러한 붕대의 의료적 사용을 허가했다.

3. 호흡관 - 일부 호흡관에는 인공호흡기로 인해 발생하는 폐렴을 예방하기 위해 은 성분이 포함되어 있다.

4. 카테터 - 요로 내부 감염을 예방하기 위해 은 성분이 포함된 합금 카테터가 시판되고 있다.

5. 엑스레이 필름 - 엑스레이 필름에 은을 사용하면 정확도가 높아지며, 기존의 엑스레이 이미징 결과에 비해 비용 또한 효율적이다.

6. 방부제 - 은은 질산염 및 은산단백질과 같이 방부제의 역할을 수행할 수 있다. 이러한 성분들은 점안약의 부패 및 산화를 방지하기 위해 활용된다.


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