항균 활성을 가진 새로운 구리복합체 제조 및 특성 분석 = Fabrication and Characterization of Novel Copper Complexes with Antibacterial Activity

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The wound dressing market has been shifting from traditional gauze to advanced wound dressings. The demand for these products is expected to increase further, driven by the aging population and the rising incidence of burns and chronic wounds. In the wound dressing market, foam dressings are extensively utilized for their superior exudate absorption capabilities and moisture vapor transmission properties. However, the moist environment created by wound dressings can potentially facilitate bacterial growth and contamination, which may in turn result in adverse outcomes such as delayed wound healing. As a result, there is increasing interest in developing foam dressings with intrinsic antibacterial activity to reduce the risk of infection and facilitate effective wound healing. Silver, well known for its strong antibacterial activity, is one of the most widely used antimicrobial agents. However, its relatively high cost compared to other agents, along with the emergence of silver-resistant bacterial strains and its inherent cytotoxicity, has raised concerns regarding its safety and prudent use. The emergence of antibiotic-resistant bacteria can render existing antimicrobial agents ineffective, underscoring the need for the development of novel antibacterial materials. This study presents copper nanoparticle/silica complexes as a material with novel antimicrobial activity. Copper nanoparticles, fabricated through the chemical reduction method, possess a large surface area that contributes to their potent antimicrobial activity. These nanoparticles were attached to silica, known for its excellent biocompatibility, to form the complexes. The formation of the complexes was verified through SEM, and their biocompatibility was demonstrated through cytotoxicity experiments. In addition, antimicrobial tests confirmed the excellent antimicrobial activity of polyurethane foam dressings containing the complexes. In conclusion, the copper nanoparticle/silica composite represents a promising candidate for a novel antibacterial material capable of reducing infection risk and promoting effective wound healing and management.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론
• 제 2 장 실 험
• 2.1 시약 및 재료
• 2.2 구리 나노입자(CuNPs)의 제조 및 특성 분석
• 2.2.1 CuNPs의 제조
• 2.2.2 투입속도 조절
• 2.2.3 주사전자현미경(SEM-EDS)
• 2.2.4 열중량 분석(TGA)
• 2.3 CuNPs/Silica 복합체의 제조 및 특성 분석
• 2.3.1 CuNPs/Silica complex의 제조
• 2.3.2 주사전자현미경(SEM-EDS)
• 2.3.3 라만 분광법(Raman spectroscopy)
• 2.4 복합체 함유 폼 드레싱의 제조 및 특성 분석
• 2.4.1 폴리우레탄 폼 드레싱의 제조
• 2.4.2 복합체 함유 폴리우레탄 폼 드레싱의 제조
• 2.4.3 주사전자현미경(SEM-EDS)
• 2.4.4 라만 분광법(Raman spectroscopy)
• 2.4.5 유도결합플라즈마 분광 분석기(ICP-OES)
• 2.4.6 흡수력
• 2.4.7 투습도
• 2.5 복합체의 in vitro 생체적합성 평가
• 2.5.1 세포 독성 실험(MTT assay)
• 2.6 복합체 함유 폼 드레싱의 in vitro 생체적합성 평가
• 2.6.1 세포 독성 실험(MTT assay)
• 2.7 복합체의 in vitro 항균 활성 평가
• 2.7.1 Staphylococcus aureus에 대한 항균력 확인
• 2.8 복합체 함유 폼 드레싱의 in vitro 항균 활성 평가
• 2.8.1 Staphylococcus aureus에 대한 항균력 확인
• 2.9 복합체 함유 폼 드레싱의 in vivo 창상치유능 평가
• 2.9.1 SD rat을 이용한 창상 모델에서의 동물실험
• 제 3 장 결과 및 고찰
• 3.1 CuNPs
• 3.1.1 환원제/안정화제 함량비 설정
• 3.2 CuNPs의 특성 분석
• 3.2.1 환원제/안정화제 투입속도에 따른 CuNPs의 형태 확인(SEM-EDS)
• 3.2.2 열처리 시 질량 변화(TGA)
• 3.3 CuNPs/Silica 복합체
• 3.4 CuNPs/Silica 복합체의 특성 분석
• 3.4.1 복합체 형성 확인(SEM-EDS)
• 3.4.2 복합체 구조적 특성 분석(Raman spectroscopy)
• 3.5 복합체 함유 폴리우레탄 폼 드레싱
• 3.6 복합체 함유 폴리우레탄 폼 드레싱의 특성 분석
• 3.6.1 복합체 함유 폼의 표면 확인(SEM-EDS)
• 3.6.2 복합체 함유 폼의 구조적 변화 확인(Raman spectroscopy)
• 3.6.3 구리 이온 방출량 확인(ICP-OES)
• 3.6.4 흡수력 평가
• 3.6.5 투습도 평가
• 3.7 In vitro 생체적합성 평가
• 3.7.1 복합체의 MTT assay 세포 독성 실험
• 3.7.2 복합체 함유 폼의 MTT assay 세포 독성 실험
• 3.8 In vitro 항균 활성 평가
• 3.8.1 복합체의 Staphylococcus aureus에 대한 항균력 확인
• 3.8.2 복합체 함유 폼의 Staphylococcus aureus에 대한 항균력 확인
• 3.9 In vivo 창상치유능 평가
• 3.9.1 SD rat을 이용한 일반 창상 모델에서의 동물실험
• 3.9.2 SD rat을 이용한 감염 창상 모델에서의 동물실험
• 제 4 장 결 론
• [참고 문헌]