비즈니스 기회
홍합에서 영감을 받은 항균 코팅
UAB와 ICN2의 연구원들은 병원균, 감염 및 항생제 내성의 확산에 맞서 싸우는 혁신적인 재료를 개발했습니다. 홍합이 암석에 달라붙기 위해 분비하는 물질에서 영감을 받아 건강 관리 직물을 보호하는 코팅으로 사용할 수 있으며 종이, 면, 수술용 마스크 및 상업용 석고와 같이 일반적으로 사용되는 재료에 대한 효과적인 대안을 제공합니다.
항생제의 남용은 항생제 내성(AMR)의 발달로 이어졌으며, 이는 전 세계적으로 공중 보건에 대한 위협이 커지고 있습니다. 항생제 내성은 박테리아가 시간이 지남에 따라 변하고 약물, 항생제 및 기타 관련 항균제에 더 이상 반응하지 않을 때 발생하여 감염 치료를 어렵게 만들고 병원균 확산, 중증 질환 및 사망의 위험을 증가시킵니다.
실제로 세계보건기구(WHO)와 유엔(UN)은 항생제 내성이 전 세계 인류의 건강에 큰 위협이 될 것이며, 2050년까지 암을 제치고 세계 주요 사망 원인이 될 것이라고 보고했습니다.
오늘날 이러한 유형의 감염은 선진국에서 6번째로 큰 사망 원인이며, 개발도상국에서는 훨씬 더 높으며, 특히 면역 저하 및 집중 치료 환자(예: 화상)와 당뇨병과 같은 만성 질환이 있는 환자에게 영향을 미칩니다.
박테리아 집단을 퍼뜨릴 수 있는 다양한 재료 중에서 직물은 의사, 외과 의사 및 간호사의 옷에서 봉합사 및 상처와 직접 접촉하는 의료용 커튼, 침대 시트, 베개 덮개, 마스크, 장갑 및 붕대에 이르기까지 환자 치료의 필수적인 부분을 나타냅니다. 이러한 모든 이유로 의료용 직물의 항균 코팅은 매우 활발한 연구 분야가 되었습니다.
생화학과 분자 생물학의 UAB 부, 신경 과학을 위한 UAB 학회 (INc-UAB), 및 Nanoscience와 Nanotechnology (ICN2)를 위한 카탈로니아 학회에서 연구원은 카테콜 유래물과 아미노말단 리간드 사이 공중합에 의해 생성한 biocompatible 및 bioinspired 코팅의 계열을 개발했습니다.
이를 바탕으로 그들은 공기와 습한 대기가 있는 상태에서 시간이 지남에 따라 화학적으로 진화하는 능력을 기반으로 이러한 홍합에서 영감을 받은 코팅을 효율적인 항균 재료로 사용하여 활성산소종(ROS)의 지속적인 형성을 유도한다는 것을 입증했습니다.
종이, 면, 수술용 마스크 및 상업용 석고와 같이 일반적으로 사용되는 모든 위생 장비는 광범위한 미생물 종에 대해 신속한 반응과 함께 고유한 다중 경로 항균 활성을 나타냈습니다. 여기에는 극한의 환경 조건에 대한 내성이 발달한 미생물(예: B. subtilis)과 현재 많은 감염, 특히 의료 시설에서 획득한 감염의 주요 원인으로 간주되는 병원체가 포함되었습니다.
또한, 호흡기 비말 및/또는 기타 생체 유체가 존재하는 의료 환경에서 볼 수 있는 습한 대기에서 효율적인 적용이 입증되어 간접 접촉 전파의 위험을 줄였습니다. 이러한 항균 활성은 병원체가 처음에 카테콜 분자 및 기타 폴리페놀 유도체에 의해 코팅에 부착되는 직접 접촉 사멸 과정에 기인합니다.
그런 다음 다중 경로 항균 효과가 활성화되며, 주로 ROS의 생물학적 안전성 수준의 지속적인 생성과 표면에 노출된 양성자 아미노기와의 정전기 상호 작용에 중점을 둡니다. 이러한 항균 메커니즘은 병원균에 대해 빠르고(박테리아의 경우 180분, 곰팡이의 경우 24시간) 효율적인(99% 이상) 반응을 유도하여 미생물에 돌이킬 수 없는 손상을 입혔습니다.
이 혁신적인 코팅은 저렴한 재료와 녹색 화학 기반 방법론을 사용하여 온화한 조건에서 간단한 원스텝 및 확장가능한 합성을 따릅니다. 더욱이, 조성물의 폴리페놀 성질과 추가적인 외부 항균제의 부재는 생체 영감 코팅의 단순성을 향상시키고 AMR의 유도 및 숙주 세포 및 환경에 대한 세포 독성 효과를 방지합니다. 설계된 생체 영감 코팅은 기존 항균 재료에 대한 실현 가능한 대안을 나타내기 때문에 임상에 추가로 적용할 수 있는 큰 잠재력을 보여주었습니다.
이상의 기사는 2024년 2월 1일 Phys.org에 게재된 “Mussel-inspired antimicrobial coating protects sanitary fabrics from contamination”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 추가 정보: Jose Bolaños-Cardet 외, Chemical Engineering Journal(2024). DOI: 10.1016/j.cej.2024.148674
* 정보 출처 : https://phys.org/news/2024-02-mussel-antimicrobial-coating-sanitary-fabrics.html