[논문]A Study of Development Antibacterial Cosmetic Case using UV Wavelength

Yum, Seung Hoon; Jung, In Geung; Jeong, Jae Young; Hwang, You Jin

doi:10.9708/jksci.2020.25.05.179

A Study of Development Antibacterial Cosmetic Case using UV Wavelength 원문보기

韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information, v.25 no.5, 2020년, pp.179 - 186

Yum, Seung Hoon (Dept. of Biomedical Engineering, Gachon University) , Jung, In Geung (Dept. of Biomedical Engineering, Gachon University) , Jeong, Jae Young (Dept. of Biomedical Engineering, Gachon University) , Hwang, You Jin (Dept. of Biomedical Engineering, Gachon University)

초록
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본 연구에서는 자외선 파장을 활용한 항균 화장품 케이스를 개발하고자 하였다. UVC는 경제성 및 편리성 면에서 우수한 항균 성능을 가진다. 실험은 이를 입증하고 적합한 투과 재질을 찾는 것을 목적으로 진행하였다. 실험에는 자외선 파장을 이용한 항균 화장품 케이스의 항균력을 측정·비교하기 위해 UVA, UVC 기기 및 타사 제품을 사용하였다. 실험 대상 균주로는 그람양성균인 S. aureus를 사용하였으며, 항균력은 평판계수법을 통해 대상 균주의 집락 수를 측정·비교하였다. 실험 결과는 UVA와 UVC 모두 항균 활성을 나타냈고, UVC가 가장 뛰어난 항균 활성을 나타냈다. 결론적으로 UVC를 직접투과 할 때 석영유리가 가장 적합하지만 검사한 재질의 두께가 두꺼워질수록 항균력이 감소하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we propose an antibacterial cosmetic case using UV wavelengths. UVC have excellent antibacterial strength in terms of economics and convenience. The purpose of experiments was to prove it and to select a suitable permeability material. In experiments, UVA, UVC machanics and the competitor product were used to measure and compare the antibacterial strength of antibacterial cosmetic case using UV wavelength. S. aureus, a gram-positive strain, was used subject to the experiment, and the antibacterial strength measured and compared the number of colonies using the plate count technique. As a result, both UVA and UVC showed antibacterial activity, and UVC showed the most powerful antibacterial activity. In Conclusion, the Quartz glass was the most suitable of the permeable materials, but the more thick the examined quartz material became the less antibacterial strength.

주제어

표/그림 (15)

그림 Fig. 1. Design of Anti-bacterial cosmetic case Using UVC.
그림 Fig. 2. UVA, UVC machines.
그림 Fig. 3. Wavelength area of UVA, UVC machines.
그림 Fig. 4. UVC Competitor product. (LIR2032)
표 Table 1. Characteristics of UVA, UVC machine
그림 Fig. 5. Types of permeability materials.
표 Table 2. Characteristics of quartz glass plate
그림 Fig. 6. Result of comparision of anti-bacterial activity by UV wavelength.
그림 Fig. 7. Result of measurement of transmission effect fo rUVA.
그림 Fig. 8. Result of measurement of transmission effect for UVC.
표 Table 3. Colony reduction rate of measuremnet of transmission effect for UVA
표 Table 4. Colony reduction rate of measuremnet of transmission effect for UVA
그림 Fig. 9. Result of anti-bacterial activity of thickness for quartz.
표 Table 5. Colony reduction rate of measuremnet of transmission effect for UVC
표 Table 6. Colony reduction rate of measuremnet of transmission effect for UVA

AI 본문요약
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문제 정의

자외선을 이용한 항균 작용은 자외선을 흡수하는 물질이 존재하거나 투과도가 낮은 물질을 투과하면 항균력이 감소하였다 [21]. UVC의 항균 활성을 효율적으로 활용하기 위해 적합한 투과 재질을 사용하여 실험을 진행하였다. Fig.
황색포도상구균에 대한 자외선 파장의 항균력을 측정하고 유리, 플라스틱 등의 재질 중 항균 활성이 효율적으로 발휘되는 투과 재질을 선별하고자 하였다. 또한, 기존 제품과의 비교를 통해 항균 화장품 케이스의 효율성을 입증하고자 하였다.
본 실험에서는 UV 파장별 항균력을 타사 제품과 비교하였다. 실험군은 타사 제품, UVA, UVC 및 UV를 조사하지 않은 대조군으로 설정하였다.
본 연구는 UV 파장별 항균력을 측정하고, 소재로 얻을 수 있는 투과 재질을 선별하여 UVC를 이용한 항균 화장 품 케이스 개발을 목적으로 하였다.
본 연구는 방부제의 대안으로 자외선 파장을 이용한 항균 화장품 케이스를 개발하고자 하였다. 황색포도상구균에 대한 자외선 파장의 항균력을 측정하고 유리, 플라스틱 등의 재질 중 항균 활성이 효율적으로 발휘되는 투과 재질을 선별하고자 하였다.
본 연구는 방부제의 대안으로 자외선 파장을 이용한 항균 화장품 케이스를 개발하고자 하였다. 황색포도상구균에 대한 자외선 파장의 항균력을 측정하고 유리, 플라스틱 등의 재질 중 항균 활성이 효율적으로 발휘되는 투과 재질을 선별하고자 하였다. 또한, 기존 제품과의 비교를 통해 항균 화장품 케이스의 효율성을 입증하고자 하였다.

가설 설정

(b)는 일반 열 강화유리이다. (a)와 (b)의 두께는 3T (3 mm)로 동일하다. (c)와 (d)는 각각 1.

제안 방법

타사 제품 표본에는 타사 제품 사용 안내에 준하여 2분간 조사하였고, UVA-X는 UVA를 5분간 조사하였고, UVA-G는 UVA를 열 강화유리에 투과시켜 5분간 조사하였다. UVA-P는 UVA를 Polymethyl Methacrylate (PMMA)에 투과시켜 5분간 조사하였다. UVC도 동일하게 수행하여 실온에서 24시간 배양하였다.
5T 두께의 석영 유리에 투과시켜 5분간 조사하였다. UVC-5T는 UVC를 5T 두께의 석영 유리에 투과시켜 5분간 조사하였다. 각 표본들은 실온 에서 24시간 배양하였다.
본 실험에서는 석영 유리를 투과시킨 UVC 항균력을 측정하여 비교하였다. 석영유리 실험군은 타사 제품, UVC-X, UVC-1.
본 실험에서는 투과 재질에 따른 UVA와 UVC 항균력을 측정해 비교하였다. 실험군은 UVA-X, UVA-G, UVA-P, UVC-X, UVC-G, UVC-P, 타사 제품 및 UV를 조사하지 않은 대조군으로 설정하였다.
석영유리 실험군은 타사 제품, UVC-X, UVC-1.5T, UVC-5T 및 UV를 조사하지 않은 대조군으로 설정하였다.
세균 배양에는 배양기 LCC-150SP (LabTech, Namyangju-si, Korea), 도구 및 배지의 멸균은 고온고압 멸균기 ES-315 (Tomy digital biology, Nerima-ku, Tokyo, Japan), 세균 배양액의 흡광도 측정은 흡광광도계 Multiskan FC (Thermo Fisher Scientific, Waltham, Massachusetts, USA)를 사용하였다.
본 실험에서는 투과 재질에 따른 UVA와 UVC 항균력을 측정해 비교하였다. 실험군은 UVA-X, UVA-G, UVA-P, UVC-X, UVC-G, UVC-P, 타사 제품 및 UV를 조사하지 않은 대조군으로 설정하였다.
본 실험에서는 UV 파장별 항균력을 타사 제품과 비교하였다. 실험군은 타사 제품, UVA, UVC 및 UV를 조사하지 않은 대조군으로 설정하였다.
9%의 살균율을 나타났다는 결과를 얻었다 [20]. 실험은 화장품에 존재할 수 있는 균들 중 황색포도상구균을 배양하고, UVA 및 UVC를 조사하고, 투과 재질을 종류별로 사용하여 항균력을 측정하였다. Fig.
실험은 황색포도상구균 배양액 100 ㎕를 LB Plate에 도말하였다. 타사 제품 표본에는 타사 제품 사용 안내에 준하여 2분간 조사하였고, UVA-X는 UVA를 5분간 조사하였고, UVA-G는 UVA를 열 강화유리에 투과시켜 5분간 조사하였다. UVA-P는 UVA를 Polymethyl Methacrylate (PMMA)에 투과시켜 5분간 조사하였다.
실험은 황색포도상구균 배양액 100 ㎕를 LB Plate에 도말하였다. 타사 제품 표본에는 타사 제품 사용 안내에 준하여 2분간 조사하였고, UVC-X는 UVC를 5분간 조사하였고, UVC-1.5T는 UVC를 1.5T 두께의 석영 유리에 투과시켜 5분간 조사하였다. UVC-5T는 UVC를 5T 두께의 석영 유리에 투과시켜 5분간 조사하였다.
실험 과정은 황색포도상구균 배양액 100 ㎕를 LB Plate 에 도말하였다. 타사 제품 표본에는 타사 제품 사용 안내에 준하여 타사 제품을 2분간 조사하였고, 본 제품은 특징 에 따라 UVA 표본에 5분간 조사하였으며, UVC 표본에 UVC를 5분간 조사하였다. 각 표본들은 실온 (25℃)에서 24시간 배양하였다.
냉동 보관된 황색포도상구균 용액은 해동 후 LB Broth에 접종하였으며, 37℃에서 24시간 진탕배양 시켰다. 황색포도상구균 배양액은 200 ㎕ 기준, 595 nm에서 흡광도 0.4인 황색포도상구균을 1/5,000 배율로 희석한 용액으로, 일정한 농도로 사용하고자 하였다.

대상 데이터

위 그림 Fig. 2의 (a)는 실험에 사용한 UVA 기기 LEUVA35W70RL00 (LG Innotek, Gangseo-gu Seoul, Korea)이다. 조사 광선의 파장 영역대는 Fig.
LB Plate 는 Sodium Chloride (Sigma Aldrich, Missouri, St. Lousis, USA), BactoTM Tryptone, BactoTM Yeast Extract, BactoTM Agar (BD DIFCO, New Jersey, Franklin Lakes, USA)를 사용하였다.
균주의 배양에 사용된 Luria-Bertani(LB) Plate는 지름이 47 mm인 Petri dish에 만들어 사용하였다. LB Plate 는 Sodium Chloride (Sigma Aldrich, Missouri, St.
그림 Fig. 4는 실험에 사용한 타사 제품 LIR2032 (Competitor Product), (Shinanacosmetic, Gangnam-gu, Seoul, Korea)이다. 타사 제품은 UVC LED 램프와 Blue LED 램프를 2분간 조사하여 항균 활성이 이루어지도록 설계된 제품이다.
실험에 사용한 황색포도상구균 (ATCC 29213)은 한국 미생물보존센터 (KCCM: Korean Culture Center of Microorganisms, Seodaemun-gu, Seoul, Korea)에서 분양받았다. 냉동 보관된 황색포도상구균 용액은 해동 후 LB Broth에 접종하였으며, 37℃에서 24시간 진탕배양 시켰다.

데이터처리

실험 결과는 위 실험을 3회 반복하여 결과를 얻었고, 결과의 평균값을 계산하여 얻었다. 콜로니 수는 평판계수법으로 황색포도상구균의 콜로니 수를 측정함으로써 얻었다.

이론/모형

실험 결과는 위 실험을 3회 반복하여 결과를 얻었고, 결과의 평균값을 계산하여 얻었다. 콜로니 수는 평판계수법으로 황색포도상구균의 콜로니 수를 측정함으로써 얻었다. 콜로니 감소율은 다음 수식으로 계산하였다.

성능/효과

01%, (d) 콜로니 감소율은 74.39%, (e) 콜로니 감소율은 79.21%로 나타났다. 본 실험을 통해 UVC-X, UVC-G, UVC-P, 타사 제품 순으로 항균력이 나타났다.
이 때문에 화장품에는 미생물의 증식을 방해하는 방부제가 사용됐지만, 방부제의 위험성이 대두되면서 국가 에서는 방부제의 사용을 제한하고 있다 [4, 10]. 그 대안으로 제시된 UV를 이용하여 활용 가능성을 확인하였다.
8을 비교하여보면, 투과 재질에 따른 콜로니 감소율 또한 UVC가 UVA보다 높았다. 또한, 검사한 석영유리의 재질 두께가 두꺼워질수록 항균력이 감소하였다 (Fig. 9). 자외선은 파장이 짧을수록 개체에 미치는 영향이 크고, 항균 제품에 주로 사용되는 자외선은 단파장인 UVC이다 [14].
18%로 나타났다. 본 실험 통해 UVC, UVA, 타사 제품 순으로 항균력이 나타났다.
04%로 나타났다. 본 실험을 통해 UVC-X, UVC-1.5T, UVC-5T, 타사 제품 순으로 항균력이 나타났다. 최종 결과로 항균력이 나타나는 것은 UVC를 직접 조사 하거나 직접 조사할 때, 석영유리를 투과하게 할 경우 그 효과가 우수하게 나타나는 것을 알 수 있었다.
21%로 나타났다. 본 실험을 통해 UVC-X, UVC-G, UVC-P, 타사 제품 순으로 항균력이 나타났다.
5T, UVC-5T, 타사 제품 순으로 항균력이 나타났다. 최종 결과로 항균력이 나타나는 것은 UVC를 직접 조사 하거나 직접 조사할 때, 석영유리를 투과하게 할 경우 그 효과가 우수하게 나타나는 것을 알 수 있었다.
5T, UVC-5T, 타사 제품 순으로 항균력이 나타났다. 최종 결과로 항균력이 나타나는 것은 UVC를 직접 조사 하거나 직접 조사할 때, 석영유리를 투과하게 할 경우 그 효과가 우수하게 나타나는 것을 알 수 있었다.

후속연구

하지만 아직 UVC의 지속적인 조사에 따른 제품의 변질 등의 안전성 및 다른 미생물에 미치는 UVC의 항균 작용에 대한 연구 결과는 부족하다. 그러므로 화장품을 보다 안전하게 보존하기 위해서 UVC의 항균력뿐만 아니라, 항균력을 위하여 사용하는 재질의 특성과 이들이 화장품에 일정 시간 조사하였을 경우 변질 혹은 안전성에 대한 연구들이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.

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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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