[논문]은나노 입자의 항균작용과 작용기작

황인석; 조재용; 황지홍; 황보미; 최혜민; 이준영; 이동건

은나노 입자의 항균작용과 작용기작
Antimicrobial Effects and Mechanism(s) of Silver Nanoparticle 원문보기

한국미생물·생명공학회지 = Korean journal of microbiology and biotechnology, v.39 no.1, 2011년, pp.1 - 8

황인석 (경북대학교 자연과학대학 생명과학부) , 조재용 (경북대학교 자연과학대학 생명과학부) , 황지홍 (경북대학교 자연과학대학 생명과학부) , 황보미 (경북대학교 자연과학대학 생명과학부) , 최혜민 (경북대학교 자연과학대학 생명과학부) , 이준영 (경북대학교 자연과학대학 생명과학부) , 이동건 (경북대학교 자연과학대학 생명과학부)

Abstract ▼ AI-Helper

The antimicrobial effects of silver (Ag) ion or salts are well known. Recently, silver nanoparticle is attracting an interest in a wide variety of fields since it has been known to be safe and effective as an antimicrobial agent against a broad spectrum of microorganisms. Although silver nanoparticle has been applied to various kinds of products owing to its potent antimicrobial activity, the effects of silver nanoparticle on microorganisms and antimicrobial mechanism have not been revealed clearly. In this paper, we summarized the characteristics, antimicrobial activities and mechanisms, cytotoxicity and applicability of silver nanoparticle.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 글에서는 은나노 입자(Ag⁰)에 대한 기존의 연구 결과들을 토대로 미생물 불활성화 효과와 기작, 응용에 대하여 정리하고자 하였다. 은나노 입자는 생물 내 단백질 불활성, DNA 손상, 활성산소(Reactive Oxygen Species, ROS)생성, 직접적인 세포막 영향 등을 통한 효과적인 미생물 불활성화 능력이 연구되어 있고 이를 응용한 다양한 제품들이 상품화 되고 있다.
하지만 은나노 입자의 항균 성능, 미생물 불활성화 기작에 대한 전반적인 이해가 아직은 부족한 실정이다. 은 이온 (Ag⁺)과 은나노 입자(Ag⁰)의 명칭이 구분 없이 남용되고 있고, 정확하지 않은 향균 성능의 결과 및 과장된 효과, 불활성화 기작에 대한 정확한 이해가 필요한 시점에서 본 글을 통해 기존 연구를 중심으로 은나노 입자의 향균 성능과 미생물 불활성화 기작을 살펴보고자 한다.

제안 방법

그람 양성에 대해서는 Bacillus subtilis, Mycobacterium bovis, Mycobacterium segmatis, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes 등 다양한 균주에 대하여 Minimum Inhibitory Concentration(MIC) 값을 측정하였고, 고체 배지속에 은나노 입자를 첨가하여 억제되는 영역의 크기를 가지고 영향력을 알아보았다[6, 12, 18, 24, 40, 49]. 전반적으로 기존의 항생제 보다 더 민감한 반응을 보였으며, 미량의 농도(µg/mL)에서도 그람 양성 세균을 억제하는 효과를 보였다[12, 18, 40].

성능/효과

대표적으로는 은나노 입자를 함유하는 다양한 치환기를 지닌 컴파지트(composite)의 제법이 있다. 은나노 입자를 함유한 컴파지트 고분자는 은 이온 용액과 비슷하거나 보다 뛰어난 미생물 불활성화 효과를 나타내었다. 이런 컴파지트는 기존에 연구 되었던 은나노 입자의 성질이 그대로 반영되었기에 페인트, 실리콘, 항균 섬유 등 은나노 입자 함유 제품의 개발 및 연구에 이용되고 있다[32, 60].
은 이온에 관한 연구는 이러한 메커니즘뿐만 아니라 과산화수소(H₂O₂)나 구리 이온과 같은 다른 항균 물질과의 시너지 효과[33, 43, 44]와 다양한 파장대의 빛에 대한 시너지 효과도 연구되었으며 진행 중이다[3, 26]. 이 연구에서는 은 이온과 비살균성인 UV(300~400 nm) 또는 가시광선(visible light)을 함께 사용하였을 경우에도 시너지 효과가 나타남을 보여준다. 그러나 용액 상태에서만 존재할 수 있는 은 이온(Ag⁺)은 응용하기가 쉽지 않다.
전반적으로 기존의 항생제 보다 더 민감한 반응을 보였으며, 미량의 농도(µg/mL)에서도 그람 양성 세균을 억제하는 효과를 보였다[12, 18, 40].

후속연구

이런 피해들을 방지, 치료하기 위해 지금까지 수많은 항생제와 추출물 들이 발견되고 개발 되었지만, 기존의 항생제에 저항성을 갖는 항생제 내성 균주의 출현으로 인류의 미생물 감염에 의한 질병 해소 염원이 다시금 난항을 겪고 있다[9]. 더욱이 이런 미생물이 내성을 획득하는 능력 및 기간이 앞당겨 짐에 따라 기존의 항생제와는 다른 작용기작을 갖는 새로운 항생제의 연구와 개발이 필요하다.
은나노 입자의 특성, 미생물 불활성화에 대한 효과 및 기작에 대한 정확한 이해는 인류를 보다 건강하게, 윤택하게 도와줄 수 있는 은나노 함유 물질의 개발과 응용에 절대적이다. 뿐만 아니라 은나노 입자의 생성 과정 중에 문제가 되는 환경 오염이나, 인체에 끼치는 영향에 대해서는 다각적인 접근으로 지속적인 연구와 개선이 필요하겠다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	은 이온의 한계는 무엇인가?	은 이온의 경우 은 이온이 함유된 용액 상태에서 사용해야 하거나 보다 물에 잘 용해 될 수 있도록 하는 특정 물질에 이온 결합을 시켜야 응용이 가능하다는 제한이 있다[17]. 반면 은나노 입자는 나노(1~100 nm) 크기로써 고체 상태로도 제조가 가능하고 지속성이 뛰어나서 생활 용품 및 의료용품으로 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있다.
	은의 특징은 무엇인가?	오래 전부터 인류는 미생물에 의한 감염성 질환에 대비하고 치료를 목적으로 생약성분이나 금속계 항균 물질을 이용하였는데 은(Ag)이 그 중 하나이다. 은은 인체에 해가 없고 독성이 없으며, 미생물 체내의 신진대사 기능을 다방면으로 억제하여 650여 종류의 유해 세균을 죽이는 것으로 알려져 있다[27]. 이러한 신진대사 기능 억제 이외에도 금속 은(Ag) 이 방출하는 은 이온(Ag+)의 전기적 능력으로 인해 미생물의 생식기능에 영향을 주어 향균 및 살균 작용을 하는 것 또한 알려져 있다[46].
	은나노 입자의 합성 방법에는 무엇이 있는가?	은나노 입자의 합성 방법에는 여러 방법들이 있다(Table 1). AgNO3(silver nitrate)을 이용한 방법, UV light을 이용한 광 환원법과 다양한 종의 박테리아나 곰팡이들을 이용한 생체합성 등의 다양한 방법이 있다[10, 14, 29, 40, 49]. 이러한 다양한 방법들은 각각의 특별한 장단점이 존재하는데 생성되는 크기나 모양, 안정성 또는 순도 등에서 차이점을 보인다[6].

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저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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