초록 ▼

□ 연구개요
감염성 유해물질(박테리아/바이러스)로 오염될 수 있는 표면이 불특정의 다양한 종류임에 주목하여, 범용성 표면 개질법을 개발하여 감염을 억제할 수 있는 기능성 표면을 구현하고자 하였음. 이를 위해 폴리페놀-금속 착물 형성 그리고 수소결합 받개 기능성 유기재료와 폴리페놀 간의 수소결합을 활용하여, 대면적에도 적용 가능한 스프레이 코팅법을 개발하는 것을 목표로 함. 또한 화학적 표면 개질 외에 표면 구조만을 조절하여 유해물질에 의한 오염을 막을 수 있는 플랫폼을 의료용 고분자로 제작하여 응용범위를 넓히고자 하였음. 박테

□ 연구개요
감염성 유해물질(박테리아/바이러스)로 오염될 수 있는 표면이 불특정의 다양한 종류임에 주목하여, 범용성 표면 개질법을 개발하여 감염을 억제할 수 있는 기능성 표면을 구현하고자 하였음. 이를 위해 폴리페놀-금속 착물 형성 그리고 수소결합 받개 기능성 유기재료와 폴리페놀 간의 수소결합을 활용하여, 대면적에도 적용 가능한 스프레이 코팅법을 개발하는 것을 목표로 함. 또한 화학적 표면 개질 외에 표면 구조만을 조절하여 유해물질에 의한 오염을 막을 수 있는 플랫폼을 의료용 고분자로 제작하여 응용범위를 넓히고자 하였음. 박테리아 및 바이러스에 의한 감염을 억제하여 궁극적으로 유해물질의 확산을 막을 수 있는 기초 플랫폼을 개발하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
최초 설정한 세부목표들은 모두 달성하였는데 연구결과를 요약하면, 항박테리아성 폴리페놀 화합물을 합성하여 철 이온(Fe³⁺)과의 착물 형성을 기반으로 효율적인 스프레이 코팅법을 개발하고 코팅된 기판의 항박테리아 효과를 검증함. 아울러 탄닌산을 이용, 글라이콜 키토산 및 염화 디쿠아리니움과 수소결합을 기반으로 하는 코팅 시스템 또한 개발하였으며 이 과정에서 보다 효율적인 스프레이 코팅 시스템을 개발하고자, 합성한 4차 암모늄 형태의 폴리페놀 화합물을 대상으로 산화제에 의해 단시간 내 스프레이 코팅이 가능한 이성분 스프레이 시스템을 구축하기도 하였음. 여러 소재들 중 탄닌산/글라이콜 키토산 코팅 시스템과 4차 암모늄 폴리페놀로 코팅된 기판이 각각 박테리아의 표면 흡착을 억제하거나 접촉에 의해 박테리아를 죽임으로써 박테리아의 성장을 억제할 수 있어 우수한 항박테리아 효과를 보였음. 추가로 합성한 카테콜기가 도입된 후코이단으로 코팅한 기판 또한 대조군 대비 항박테리아 효과를 보였음. 이렇게 개발한 화학적 표면 개질법을 신종 인플루엔자 바이러스 A(H1N1)를 대상으로 한 항바이러스 연구에 접목하여, 대조군 대비 바이러스의 활성을 감소시킬 수 있었는데, 특히 4차 암모늄의 경우 바이러스의 활성을 85% 감소시킬 수 있었음. 화학적 표면 개질 외에 생체적합하면서 생체 내 분해 가능한 의료용 고분자 소재의 표면 구조를 마이크로/나노 수준에서 제어하여 표면에너지를 조절함으로써 박테리아의 표면 흡착을 억제할 수 있어 표면 구조만으로도 항박테리아 효과를 구현할 수 있었음. 다만, 항바이러스 효과는 표면 구조만으로 구현이 되지 않아 폴리페놀 화합물을 활용한 화학적 표면개질이 항바이러스 효과에 필수적이었음.

□ 연구개발결과의 중요성
신규 폴리페놀 화합물을 합성하고 금속이온과의 착물 형성 또는 수소결합을 기반으로 한 연구결과는 효율적인 범용성 항박테리아 코팅을 개발한 측면에서 가치가 있음. 추가적으로 보다 효율적인 스프레이 코팅 시스템을 개발하기 위해 산화제에 의해 단시간 내 스프레이 코팅이 가능하도록 개발한 이성분 스프레이 시스템의 경우, 4차 암모늄 폴리페놀 코팅이 항박테리아 효과뿐만 아니라 항바이러스성을 동시에 갖추고 있어 다기능성 화합물을 성공적으로 합성하고 감염을 억제할 수 있는 기초 플랫폼으로서 뛰어난 가치를 보여준 결과임. 화학적 표면 개질 외에 생체적합하면서 생체 내 분해가 가능한 의료용 고분자 소재의 표면 구조를 마이크로/나노 수준에서 제어하여 박테리아의 표면 흡착을 억제한 결과는 표면구조만으로도 감염을 억제할 수 있다는 우수한 결과로 화학적 표면개질이 제한되는 인체 내 삽입형 임플란트 등에 활용될 수 있다는 측면에서 중요한 가치를 갖는 성과임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• (1) 1차년도 ... 4
• (2) 2차년도 ... 7
• (3) 3차년도 및 4차년도(4차년도는 잔여 연구기간 4개월) ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 대표적 연구실적 ... 19
• 끝페이지 ... 37