세균은 없애지만 인체에는 무해한 새로운 상처치료제

은 (Silver)의 항균 작용을 이용하여 박테리아를 없애면서 상처 치료에 필요한 세포의 손상은 피하는 방법이 미국 연구팀에 의해 개발되었다. 연구결과는 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 (University of Wisconsin-Madison, UW-Madison)의 박사 후 과정생인 Ankit Agarwal 에 의해 미국 화학회 전국 모임에서 발표되었다.

Agarwal은 은이 상처의 세균 감염을 막기 위해 창상 피복 (wound dressing)에 많이 사용하지만 너무 많은 양의 은을 사용되기 때문에 상처부위에 있는 다른 세포들도 죽이는 문제점이 있다고 지적했다. 상처 치유 (wound healing)는 특히 당뇨병에서 주요 과제인데, 혈액 공급이 원활하지 않아 치료가 잘 되지 않고, 절단 수술에 이르게 되기 때문이며, 화상의 경우에도 중요한 문제이다. Agarwal은 일부 화상 외과의 들은 감염의 위험성에도 불구하고 은 피복제를 사용하지 않는다고 설명했다.

Agarwal은 새로운 방법으로 정확한 양의 은을 포함하고 있는 박막 소재를 만들었다. 이 소재 1 제곱인치가 현재 은 처리 항균 붕대에 사용되는 은의 양에 비해 정확히 0.4 퍼센트의 은을 포함하고 있다고 한다. 실험실 테스트에서 소재에 포함된 저 농도의 은은 99.9999 퍼센트의 세균을 죽였지만 상처를 치료하는데 필요한 섬유아세포 (fibroblast)는 손상시키지 않았다. 이 소재는 고분자 전해질 다중층막 (polyelectrolyte multilayers), 즉 전기적 인력에 의하여 서로 붙어있는 고분자 박막 샌드위치로부터 만들어 졌는데, Agarwal은 샌드위치 구조를 만들기 위해 유리판을 서로 다른 전하로 하전되어 있는 고분자 용액에 교대로 담근 후에, 최종적으로 정확한 양의 은을 더했다.

Agarwal은 이 방법을 통해 두께, 다공성 및 은 함량 등 샌드위치 구조의 여러 가지 변수를 정확하게 조절할 수 있기 때문에 다른 응용분야에 맞도록 변형시키는 것도 매우 쉽다고 밝혔다. 최종 샌드위치 구조의 두께는 수 나노미터 에서 수백 나노미터까지 변화시킬 수 있다. Agarwal의 지도교수인 UW-Madison 화학 및 생물공학과의 Nicholas Abbott 교수는 지난 십 년간 고분자 전해질 다중층막을 다룬 수 많은 논문들이 발표되었으며, 그 노력이 이제 결실을 맺고 있는 것이라고 설명했다.

동물세포 (mammalian cell) 와 박테리아가 모두 은으로부터 영향을 받기는 하지만, 박테리아가 훨씬 더 크게 영향을 받는다. 따라서, 은의 농도를 잘 조절하면 박테리아는 죽이되 상처 치료에 필요한 세포는 손상시키지 않을 수 있다. Agarwal은 쥐의 세포와 박테리아를 이용한 실험에서 은 농도를 조절해서 99.9999 퍼센트의 박테리아는 죽이지만 섬유아세포는 손상시키지 않는 농도를 찾아냈다. 하지만 은 농도의 효과는 매우 커서 농도를 현재 상업용 창상 피복제에 사용되는 농도의 0.4퍼센트 수준으로부터 1퍼센트 수준까지 올리기만 해도 섬유아세포가 크게 손상되었다.

박테리아를 죽이기 위해서는 은이 반드시 이온형태가 되어야 하는데, Agarwal이 샌드위치 구조에 포함시킨 은 나노입자는 이온을 수 일 또는 수 주 동안 방출하도록 설계할 수 있다. 반면에 상업용 피복제는 많은 양의 은을 포함하고 있기는 하지만 조절되지 않고 빠르게 방출되어 버린다고 한다.

Abbot 교수는 피복제에 사용하는 경우 새로운 소재는 상처 부위와 더 가까운 곳에 위치하도록 해서 필요한 은의 양은 더 줄일 수 있다고 밝혔다. 상업용으로 사용되는 피복제의 경우, 은은 붕대의 일부로서 상처 표면에 위치하게 되지만, Abbot 교수는 이 소재가 상처에 포함되도록 하는 것을 계획하고 있다. 즉 세포가 이 소재 위로 성장하고 이 물질은 점차 분해돼서 신체에 흡수되도록 하는 것이다. 이 소재가 인체 실험을 거치기 위해서는 우선 동물 실험이 필요하다. 상업용 피복제에서는 상처 부위를 통해 침투하도록 많은 양의 은을 사용하는 것이 필요하며, 이 정도의 양이면 실험실 테스트에서 동물세포에 독성을 나타내는데 비해, Abbot 연구팀이 개발한 방법은 은을 정확히 필요한 곳에 사용하기 때문에 적은 양을 사용하는 것이 가능하고 따라서 동물 세포에는 독성을 나타내지 않도록 하는 것이 가능하다고 설명했다.

이 연구는 조직 공학을 비롯한 다섯 개 분야의 기술 발전을 목적으로 설립된 위스콘신 연구소 (Wisconsin Institutes of Discovery) 의 지원으로 이루어졌으며 UW-Madison 수의학 대학의 Christopher Murphy, Jonathan McAnulty, Charles Czuprynski 와 생화학과의 Ronald Raines, 의학 및 공중보건 대학의 화상 외과의인 Michael Schurr 등의 도움을 받았다.

http://www.physorg.com/news169890511.html

제공 : kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2009.11.07 11:30

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