나노기술 및 정책 정보

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매년 백만 명이 넘는 사람들이 입원 기간 동안 의료 서비스를 통해 감염됨. 그리고 그들 중 약 100,000 명이 이러한 합병증으로 사망함.

조지아 대학교(University of Georgia) 연구팀이 이를 바꾸기 위한 새로운 연구로 감염이 발생하기 전에 예방할 수 있는 유망한 도구를 보여주었음. 이 연구는 연구팀이 개발한 혁신적인 코팅이 물과 혈액과 같은 액체가 표면에 달라붙는 것을 방지할 수 있는 방법으로 제시하였음. 연구원들은 또한 액체 반발 코팅이 박테리아를 죽이고 물체 표면의 혈전 형성을 막을 수 있음을 발견했음. 의료 기기의 표면에서 박테리아 성장은 병원에서 감염된 많은 감염의 원인이 됨. 그러나 박테리아가 물체의 표면에서 서로 달라붙어 생물막이라고 하는 젤리와 같은 코팅층을 만들기 때문에 제거가 어려움. 자유 부유 상태에서 박테리아를 죽이는 것은 비교적 쉽지만 일단 생물막이 형성되면 항생제가 생물막을 침투하여 박테리아를 죽이는 것은 매우 어려움. 또한, 생물막의 일부가 부서져서 상처에 유입되면 신체의 다른 부위를 감염시킬 수 있으며 감염이 퍼지면 치료가 매우 어려워지게 됨.

연구진은 산화 아연과 구리 나노 입자를 발액 코팅으로 결합했음. 코팅이 액체에 대해 얼마나 효과적인지 테스트하기 위해 코팅을 스폰지에 적용했음. 스펀지는 매우 흡수성이 좋음에도 불구하고 스펀지에서 액체를 흡소하는 것을 방지한다면 의료기기의 표면에서도 액체의 흡수를 방지할 수 있을 것임. 연구팀은 물, 우유, 커피, 주스, 혈액 등을 스펀지에 바르려고 했지만 액체가 바로 미끄러졌음. 연구원들은 또한 그들이 스폰지에 부착하려고 시도한 박테리아인 황색 포도상 구균도 마찬가지로 표면에 달라붙지 않는다는 것을 발견했음. 또한 코팅은 응고로 이어지는 혈액 내 대부분의 입자를 쫓아냈음. 이전 연구에서도 유사한 초소수성 코팅을 개발했지만 심각한 한계가 있었음. 이러한 코팅은 일반적으로 매우 취약함. 이러한 초소수성 코팅은 약간의 손상을 입어도 쉽게 초소수성 특성을 잃을 수 있음. 심지어 손가락으로 물체를 만지기 만해도 초소수성 특성을 읽게 됨. 따라서 연구팀은 이번에 개발된 새로운 코팅을 여러 번의 엄격한 테스트를 하였음. 표면을 손가락으로 문지르는 것부터 사포를 문지르기, 테이프를 붙였다가 떼어내는 것까지의 테스트를 스폰지에 적용했음. 이런 엄격한 테스트에도 불구하고 스폰지는 초소수성을 유지했음.

연구원들은 또한 산화 질소 성분을 코팅에 어떻게 도입 할 수 있는지 조사하고 있음. 이는 신체에서 자연적으로 발견되는 강력한 가스를 사용하여 혈액 흐름을 유지하고 감염을 막는 기술에 중점을 둠. 산화 질소는 또한 박테리아가 장치에 번식하여 질병을 일으키는 것을 방지할 수 있음.

본 연구 성과는 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’ (“Fabrication of Bacteria- and Blood-Repellent Superhydrophobic Polyurethane Sponge Materials”) 지에 게재됨