SPP는 액상의 높은 분자 밀도를 활용하여 낮은 온도에서 빠른 반응을 가능하게 하는 플라즈마 공정 방법이다. 이 방법은 화학물질 사용을 줄이고 위험을 감소시키는 친환경적인 공정이며, 1단계 공정으로 분산안정성을 높인다. 본 연구에서는 SPP를 이용하여 젤라틴/ \( \mathrm { Ag } \) 나노입자( \( \mathrm { AgNP } \)) 생체복합재료를 제조하였고, 다양한 분석기기를 통해 그 물리적 특성을 분석하였다. 또한, 황색포도상구균(S. aureus)과 대장균(E. coli)에 대한 항균 효과를 확인하였다.
<h1>서 론</h1> <p>최근 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 모든 제조공정에서 친환경적인 공정방법이 각광받고 있다. 용액 중 플라즈마 공정(Solution Plasma Process; SPP)은 이러한 시대적 흐름에 부합하는 친환경적인 방법 중 하나이다. SPP는 다양한 용매와 용질의 조합으로 제조된 용액 중에서 플라즈마를 발생시키기 때문에 기체상보다 액상의 분자 밀도가 월등히 높아 다른 플라즈마 공정에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 훨씬 더 빠르게 반응을 일으킬 수 있는 방법이다. SPP 공정은 높은 반응성 외에도 대기압 상온 하에서 공정이 이루어지기 때문에 특별한 장치가 필요 없는 경쟁력이 높은 공정이라고 할 수 있다. 또한, 이 방법은 화학물질의 사용을 줄임으로써 친환경적인 공정이 될 뿐만 아니라 화학물질로 인해 생기는 위험을 줄일 수 있는 효과적인 공정이다. 이러한 SPP 공정은 나노입자 제조, 멸균, 유기물 분해 및 합성 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.</p> <p>본 연구에서 SPP를 사용하는 주된 목적은 효과적으로 나노입자를 제조하는 것이다. 나노입자를 제조하는 공정에는 여러 가지가 있지만 그 중에서도 SPP를 사용하는 이유는 이 공정이 갖는 장점 때문이다. SPP 공정은 1단계 공정이므로 분산안정성 면에서도 좋은 결과를 기대할 수 있을 것이다. 젤라틴은 인체에 무해하고 또한 분해성이 좋아서 생체 재료로 많이 사용되고 있다. 젤라틴은 트리플 나선형 콜라겐(triple-helix collagen)을 가수분해하여 얻으므로, 그 화학적 구조는 콜라겐과 유사하다. 젤라틴은 글리신, 프롤린, 하이드록시플로린 등의 아미노산으로 구성되어 있어서 인체를 구성하는 단백질과 흡사하며 생체재료로 활용되기에 적합한 고분자인 것이다. 한편, 은(silver; 이하 \( \mathrm { Ag } \)로 표시)은 여러 분야에서 다양하게 활용되고 있지만, 특히 생명과학분야에서 널리 활용되는 금속재료로, 항균용으로 사용되기도 하고 인체의 피부나 뼈의 대체조직, 염증 및 화상 치료제, 약물전달, 바이오칩 등에 광범위하게 사용되고 있다.</p> <p>따라서, 본 연구에서는 이런 장점들을 살려서 젤라틴/ \( \mathrm { Ag } \) 나노입자( \( \mathrm { AgNP } \)) 생체복합재료를 SPP를 이용하여 제조하고자 하였다. 이 공정에서 방전을 일으키는 동안 발생되는 많은 양의 수소 라디칼과 전자에 의한 환원반응을 통해 용액 중에 녹아있던 \( \mathrm { Ag } \) 이온이 환원되어 \( \mathrm { AgNP } \)가 형성된다. 이렇게 준비된 용액을 동결건조하여 3차원 비계(3D scaffold)의 형태로 제조하였다. 만들어진 3차원 비계는 물에 쉽게 용해되는 특성을 갖게 되므로, 물에 잘 용해되지 않도록 하기 위해서 자외선을 조사하였다. 또한 제조된 생체 복합재료의 물리적 특성을 Energy Dispersive Spectroscopy(EDS), 전계 방출형 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscopy; FE-SEM), 투과전자현미경(Transmission Elector Microscopy; TEM)과 같은 다양한 분석기기를 통하여 분석하였으며, 대표적인 두 세균 종인 황색포도상구균(S. aureus)과 대장균(E. coli)에 대한 항균 효과를 확인하였다. 이 공정을 통해 제조된 생체복합재료에서 \( \mathrm { AgNP } \)가 최대한 작은 크기로 제조되면, 적은 비용으로 최대의 효과를 가져올 수 있을 것이다.</p>