[논문]은이 첨가된 생체 활성 세라믹 복합체 연구

남기영

doi:10.5012/jkcs.2009.53.6.761

초록
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은 콜로이드 용액을 이용하여 은이 침적된 생체활성 세라믹 복합체를 제조하였다. 제조된 은 콜로이드 용액과 생체활성 세라믹 복합체의 물리적 특성은 각각 X-선 회절분석기, 라만분광기, 전자현미경으로 분석하였다. X-선 회절분석 자료에 의하면 은 나노입자의 표면에 염소이온이 화학적으로 결합한다는 사실을 알 수 있었다. 또한 전자현미경 분석에서는 은이 침적된 생체활성 세라믹 복합체의 표면에 염화은이 균일하게 분포하는 것을 알 수 있었다. 따라서 생체활성 세라믹 복합체 표면의 염화은이 생체활성 세라믹 복합체의 하이드록시아파타이트 형성을 강하게 방지한다는 사실을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Ag-Doped bioactive ceramic composites were prepared by colloidal silver solution. The physical properties of colloidal silver solution and Ag-Doped bioactive ceramic composites were characterized by Scanning electron microscopy(SEM), X-Ray Diffractometer(XRD) and Raman spectrophotometer respectively...

Ag-Doped bioactive ceramic composites were prepared by colloidal silver solution. The physical properties of colloidal silver solution and Ag-Doped bioactive ceramic composites were characterized by Scanning electron microscopy(SEM), X-Ray Diffractometer(XRD) and Raman spectrophotometer respectively. According to XRD, we have identified that the chloride ion was chemically attached silver nano particles. SEM studies showed that silver chloride phases were homogeneously distributed on the Ag-Doped bioactive ceramic composites surface. Finally, we concluded that the silver chloride phase on the Ag-Doped bioactive ceramic composites surface was strongly prevent formation of Ag-hydroxyapatite.

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 합성골 형태의 하나인 생체 바이오 세라믹 복합체를 졸-겔법을13,14 이용하여 합성한 다음 이것을 항균특성이 우수한 은 (Ag) 나노 용액에 도입하여 생체활성의 근간 물질이 되는 하이드록시아파타이트(HAp: Hydroxyapatite)의 형성과 물리 • 화학적 성질 변화에 대해 알아보고 향후 치과용 생체 활성 재 료로서 의 가능성을 알아보고자 한다.
본 연구에서는 합성된 BCC와 Ag-BCC의 표면 상태와 특성을 알아보기 위하여 전자현미경 분석을 한 결과를 Fig. 1 에 나타내었다. Fig.
본 연구는 BCC에 은 나노 입자를 도입하여 항균성을 부여할 경우 이 세라믹 복합체의 생체활성 인자인 HAp 형성에 은 나노 입 자가 어떠한 영향을 미치고 향후 항균성이 부여된 생체활성 세라믹 복합체로의 가능성을 알아보았다. 결과에서 나타낸 바와 같이 BCC의 경우에는 HAp 가 원활하게 형성되었으며 항균성 부여a 를 목적 으로 제조한 Ag-BCC의 경우에는 HAp의 형성이 이루어지지 않는 것을 확인하였다.

제안 방법

01프로그램으로 스펙트럼 자료를 얻었다. 이때 사용된 레 이저 는 Coherent Innova 90C FredTM 모델의 Ar 이온 레이저를 사용하여 514.5 nm 파장의 빛을 시료에 조사하여 표면증강 라만 스펙트럼을 얻었다. 그리 고 측정 시 confocal hole 크기, 레이저의 세기 는 각각 400(im, 5 mW로 조절하였다.
혼합액의 점도가 서서히 오르면 이것을 60 ℃ 오븐기에 넣어서 3 일간 숙성시킨 다음 상징액을 제거하고 다시 60 ℃에서 6시 간 동안 완전히 건조한다. 건조된 중간체를 전기로에서 100 ℃ 4시간, 400 ℃ 4시 간, 800 ℃ 12시 간, 처리한 후 실험에 사용하였다.
제조된 생체활성 세라믹 복합체 5 g에 Phosphate Buffer Saline(pH 7.4) 15 mL를 혼합하여 37 °C, 120 rpm의 속도로 48시 간 동안 진탕 배 양기 에 넣어 처리한 후 마이 크로 피펫으로 상징액을 제거 한 후 이것을 상온에서 건조시켜 라만분광기를 이용하여 하이드록시 아파타이 트의 형성을 관찰하였다.
제조된 생체활성 세라믹 복합체 5 g에 4 *、10-2 M의 은 콜로이드 용액 15 mL를 첨가하고 이것을 25°C, 120 rpm의 속도로 48시간 동안 처리한 후 마이크로 피펫으로 상징액을 제거한 후 전기로에서 300 °C 1시간 처리하였다. 은이 첨가된 생체활성 세라믹 복합체에 匸다시 Ph°sphate Buffer Saline(pH 7.4) 15 mL를 혼합하여 37 °C, 120 rpm의 속도로 48시간 동안 진탕 배양기에 넣어 처리한 후 마이크로 피펫으로 상징액을 제거한 후 이것을 상온에서 건조시켜 라만분광기를 이용하여 HAp의 형성을 관찰하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 TEOS(Tetraethyl ortho silicate), Calcium nitrate tetrahydrate, silver nitrate, TEP(Triethyl phosphate), TMN-10(surfactant), Hydroflouric Acid, Nitric Acid, Phosphate Buffer Saline(pH 7.4) PVP(Polyvinylpyrrolidone, M.W. = 10,000) 그리고 Sodium borohydride는 Aldrich사 제 품을 구입하여 더 이상의 정제 과정 없이 사용하였다.
본 실험에 사용된 장비는 본 실험에 사용된 장비는 은이 첨가된 생체활성 복합체에서 은의 특성과 표면의 상태를 알아보기 위하여 X-선 회절분석 기 (Philips model X’Pert APD)와 전자현미 경 (Hitachi Model S-4300)을 각각 이용하였다.
은졸은 Creighton 방법16을 이용하여 질산은을 수소화붕소나트륨(NaBH4)으로 환원시켜 제조하였다. 2 X 10-3 M NaBH4 용액 60 mL를 0.1 M 질산은 용액 40 mL와 혼합하면 최종농도가 4 X 10-2 M의 은콜로이 드용액 이 최 종적 으로만들어 지 는데 이것을 본 실험에 사용하였다.

데이터처리

또한 은이 첨가된 생체활성 복합체에서 아파타이트의 형성을 비교 분석하기 위하여 Jobin-Yvon Horiba HR 800 모델의 마이크로 라만 분광기를 이용하여 single monochromator로 스캔한 후 액체질소로써 약 -133 oC로 유지되는 CCD 3000 V 검출기 를 586 컴퓨터 에 인터 페 이 싱 하여 Labspec 4.01프로그램으로 스펙트럼 자료를 얻었다. 이때 사용된 레 이저 는 Coherent Innova 90C FredTM 모델의 Ar 이온 레이저를 사용하여 514.

이론/모형

은졸은 Creighton 방법16을 이용하여 질산은을 수소화붕소나트륨(NaBH4)으로 환원시켜 제조하였다. 2 X 10-3 M NaBH4 용액 60 mL를 0.

성능/효과

4)에 37 oC, 48 시간 처리한 후 라만분광기 에서 분석한 자료로써 962 cm-1 에서 나타난 라만 띠는 HAp의 P-O 신축 진동 띠로써 HAp의 형성을 나타내는 결과라 할 수 있다. 또한, Ag-BCC의 경우 962 cm-1 에서의 HAp의 P-O 신축 진동 띠가 나타나지 않는 것으로 미루어 볼 때 이 경우 HAp의 형성이 되 지 않음을 최종적으로 확인할 수 있었다.
본 연구는 BCC에 은 나노 입자를 도입하여 항균성을 부여할 경우 이 세라믹 복합체의 생체활성 인자인 HAp 형성에 은 나노 입 자가 어떠한 영향을 미치고 향후 항균성이 부여된 생체활성 세라믹 복합체로의 가능성을 알아보았다. 결과에서 나타낸 바와 같이 BCC의 경우에는 HAp 가 원활하게 형성되었으며 항균성 부여a 를 목적 으로 제조한 Ag-BCC의 경우에는 HAp의 형성이 이루어지지 않는 것을 확인하였다. 이 러한 결과는 Fig.
결과에서 나타낸 바와 같이 BCC의 경우에는 HAp 가 원활하게 형성되었으며 항균성 부여a 를 목적 으로 제조한 Ag-BCC의 경우에는 HAp의 형성이 이루어지지 않는 것을 확인하였다. 이 러한 결과는 Fig. 2에 나타낸 XRD 분석결과에서 알 수 있듯이 BCC 표면에 도입된 은 나노 입자에 HAp형성을 목적으로 사용한 Phosphate Buffer Saline에 포함된 Cl이 온이 강하게 결합하여 염 화은을형 성 함으로써 이러한 현상이 Ag-BCC의 표면에 HAp를 형성하는 것을 방해한다는 사실을 확인하였다.

후속연구

따라서 생체활성 세라믹 복합체에 은 나노 입자를 도입하여 항균성을 부여하고자 할 경우 이러한 HAp형성의 방해요인에 대해서 좀 더 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.

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