초록 ▼

□ 연구개요
헬스케어와 연관된 박테리아 감염에 의한 사망과 사회적 문제를 극복할 수 있도록 항균성을 비롯한 부가적인 생기능성을 갖춘 소재 및 표면 개질법 연구가 필요함.
이에 본 과제는 세포 독성이 없고 혈액적합성을 가지면서 박테리아의 흡착, 증식, 사멸을 화학적으로 제어할 수 있는 항균성 신소재 시스템을 구축하고, 범용성 표면개질법 개발을 통해 의료용 도구에 적용 가능한 기반 기술을 확립하는 것을 최종 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
설정한 세부 연구목표들은 모두 달성하였는데 연구결과를 요약하면

□ 연구개요
헬스케어와 연관된 박테리아 감염에 의한 사망과 사회적 문제를 극복할 수 있도록 항균성을 비롯한 부가적인 생기능성을 갖춘 소재 및 표면 개질법 연구가 필요함.
이에 본 과제는 세포 독성이 없고 혈액적합성을 가지면서 박테리아의 흡착, 증식, 사멸을 화학적으로 제어할 수 있는 항균성 신소재 시스템을 구축하고, 범용성 표면개질법 개발을 통해 의료용 도구에 적용 가능한 기반 기술을 확립하는 것을 최종 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
설정한 세부 연구목표들은 모두 달성하였는데 연구결과를 요약하면, 파이로갈롤기를 갖는 글라이콜 키토산 유도체를 합성하고 산화를 통한 화학적 가교 및 물리적 상호작용을 바탕으로 다양한 기판을 개질하여 박테리아의 흡착/증식을 억제하는 효과를 구현하였음. 자연유래 폴리페놀을 기반으로 다이에틸렌트리아민과의 1,4-컨쥬게이션 첨가반응, 시프 염기 반응에 의한 화학적 가교와 수소결합,파이-파이 상호작용 등 을 통해 티타늄, 금, 실리콘, 강철, 나일론, 유리 등 다양한기판을 코팅할 수 있는 범용성 표면 개질법을 개발함. 또한 폴리페놀 코팅으로부터 에스터화 반응으로 중합 개시제를 도입하고, 생체친화성 단량체들을 표면으로부터 중합하여 다양한 기판을 고분자로 개질할 수 있었고, 대조군 대비 99%이상의 항균효과뿐만 아니라 혈소판의 흡착 및 성장도 효과적으로 억제되어 혈액적합성 또한 갖출 수 있었음. 세포 독성이 없으면서 박테리아 사멸효과를 유도할 수 있는 소재로서 양이온성 트리페닐 포스포니움이 도입된 글라이콜 키토산과 탄화수소 길이가 다양한 4차 암모늄 단량체들을 합성하고 각각 실록산 결합 기반의 화학반응과 표면개시중합으로 표면 개질하였으며, 추가로 디쿠아리니움도 연구에 활용함.
트리페닐 포스포니움이 도입된 글라이콜 키토산으로 코팅된 기판의 경우 사멸효과가 미약하였지만, 디쿠아리니움으로 개질한 경우, 사멸효과가 뚜렷하였으며 세포 독성평가에서도 세포 생존율이 약 100%로 동물세포에 대한 독성이 없는 항균코팅으로서의 기능을 입증하였고 사멸효과 메커니즘이 세포막 파괴인 용해과정임을 증명함. 4차 암모늄 고분자로 개질한 기판의 경우, 탄화수소 길이에 따라 항균효과는 큰 차이가 없었으나, 세포 독성 측면에서 단량체의 탄화수소 길이가 길어질수록 고분자로 개질되었을 때 세포 생존율이 향상되어, 생체친화적인 항균코팅으로서는 탄화수소 길이가 12개인 단량체로 중합, 코팅하는 것이 효과적이었음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
글라이콜 키토산 유도체를 비롯하여 4차 암모늄 고분자, 쯔비터이온 고분자, 디쿠아리니움 등을 활용하여 개발한 생체친화성/혈액적합성 항균 소재 및 코팅기술은 의료용 도구 및 기기에 의한 감염을 억제해야하는 분야에 활용 가능할것으로 기대됨. 자연 유래 폴리페놀 기반으로 개발한 범용성 표면 개질법은 계면에서의 물성을 제어하는 기능성 코팅 분야와 항염증, 상처치료 목적 등 여러생기능성 바이오소재를 개발하는 분야 등에 활용 가능할 것으로 사료됨. 종합적으로, 생체친화성/혈액적합성 항균 소재를 개발하는 기초 플랫폼으로서 유용한 가치를 보여준 연구결과들로 천연고분자 기반의 신규 항균 소재를 개발하고 분자 수준에서 표면 특성을 제어한 연구결과로서 의의가 있으며, 박테리아 사멸 과정의 메커니즘 또한 제안하여 앞으로의 항균 소재/코팅 개발에 기초 자료로 활용될 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 1차년도 ... 5
• 2) 2차년도 ... 7
• 2) 3차년도 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 18
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 26
• 끝페이지 ... 41