미생물의 내성 획득능력 및 기간이 줄어듬에 따라 다른 작용기작을 갖는 새로운 항생제의 연구개발이 필요하다. 은 이온을 활용한 살균, 소독의 경우 오랜기간 연구가 진행되었고 이로부터 강하고 광범위한 항균활성을 알 수 있다. 이 연구에서는 은 이온과 비살균성인 UV 또는 가시광선이 시너지 효과가 있음을 보였다. 또한 정확하지 않은 향균 성능 및 과장성, 불활성화 기작에 대해 기존 연구를 중심으로 살펴본다.
<h1>서 론</h1> <p>최근 다양한 종류의 세균 및 바이러스에 의한 피해가 속출하고 있다. 구토와 설사를 유발하는 포도상구균, 살모넬라균과 식중독의 원인균인 대장균의 경우는 일상 생활 중에도 접하면서 살아가고 있다. 이런 피해들을 방지, 치료하기 위해 지금까지 수많은 항생제와 추출물 들이 발견되고 개발되었지만, 기존의 항생제에 저항성을 갖는 항생제 내성 균주의 출현으로 인류의 미생물 감염에 의한 질병 해소 염원이 다시금 난항을 겪고 있다. 더욱이 이런 미생물이 내성을 획득하는 능력 및 기간이 앞당겨 짐에 따라 기존의 항생제와는 다른 작용기작을 갖는 새로운 항생제의 연구와 개발이 필요하다.</p> <p>오래 전부터 인류는 미생물에 의한 감염성 질환에 대비하고 치료를 목적으로 생약성분이나 금속계 항균 물질을 이용 하였는데 은 \( (\mathrm{Ag}) \)이 그 중 하나이다. 은은 인체에 해가 없고 독성이 없으며, 미생물 체내의 신진대사 기능을 다방면으로 억제하여 650여 종류의 유해 세균을 죽이는 것으로 알려져 있다. 이러한 신진대사 기능 억제 이외에도 금속 은\( (\mathrm{Ag}) \)이 방출하는 은 이온 \( \left(\mathrm{Ag}^{+}\right) \)의 전기적 능력으로 인해 미생물의 생식기능에 영향을 주어 향균 및 살균 작용을 하는 것 또한 알려져 있다. 은의 미생물 불활성화 능력은 1869년부터 연구되기 시작하여 현재까지도 많은 연구자들이 연구를 진행하고 있으며, 다른 항생제에 비하여 내성을 갖는 미생물의 수가 적기 때문에 은을 이용한 치료 방법이 개발되기도 하였다.</p> <p>은 이온\( \left(\mathrm{Ag}^{+}\right) \)을 이용한 살균, 소독의 경우 수십 년 전부터 연구가 진행되어 왔으며, 기존의 연구로부터 강력하고 광범위한 항균활성을 알 수 있다. 은 이온의 항균활성 메커니즘을 이해하기 위한 다양한 설명들이 제안되었는뎨, 가장 널리 알려져 있는 것은 효소 등의 단백질을 구성하고 있는 아미노산의 하나인 시스테인(cysteine)의 -SH기와 은 이온이 반응함으로써 \(\mathrm{S} \)-\(\mathrm{Ag} \)가 형성되어 미생물을 불활성화 시키는 메커니즘이다. 그 외에 미생물의 물질 대사 과정 중 활성 산소(reactive oxygen species, ROS)의 생성을 유도할 수 있으며, 은 이온이 미생물의 세포질 막에 있는 \( \mathrm{K}^{+} \)이온을 방출시킴으로써 미생물을 불활성화 시키거나, 미생물의 DNA에 존재하는 염기와 직접적으로 반응을 함으로써 미생물의 세포분열을 방해한다는 연구 결과 또한 제시되었다. 하지만 DNA 기능 저하에 대한 불활성화 기작은 은 이온 \( \left(\mathrm{Ag}^{+}\right) \)이 미생물 내부로 투입되면 단백질들과 먼저 반응 할 가능성이 크기 때문에 위에 언급한 다른 메커니즘 들이 주된 요인이 될 가능성이 크다고 보고되었다. 은 이온에 관한 연구는 이러한 메커니즘뿐만 아니라 과산화수소 \( \left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}\right) \)나 구리 이온과 같은 다른 항균 물질과의 시너지 효과와 다양한 파장대의 빛에 대한 시너지 효과도 연구되었으며 진행 중이다. 이 연구에서는 은 이온과 비살균성인 UV(300~400 nm) 또는 가시광선(visible light)<p>을 함께 사용하였을 경우에도 시너지 효과가 나타남을 보여준다. 그러나 용액 상태에서만 존재할 수 있는 은 이온 \( \left(\mathrm{Ag}^{+}\right) \)은 응용하기가 쉽지 않다. 최근에는 나노기술의 발전에 힘입어 나노미터 크기의 은 \( \left(\mathrm{Ag}^{0}\right) \)으로 생산이 가능하게 되었다. 은의 표면적을 최대화 함으로써 은이 가지고 있는 효과들을 극대화 할 수 있게 되었고 여러 분야에서의 활용가능성이 제시되고 있다.</p> <p>하지만 은나노 입자의 항균 성능, 미생물 불활성화 기작에 대한 전반적인 이해가 아직은 부족한 실정이다. 은 이온 \( \left(\mathrm{Ag}^{+}\right) \)과 은나노 입자 \( \left(\mathrm{Ag}^{0}\right) \)의 명칭이 구분 없이 남용되고 있고, 정확하지 않은 향균 성능의 결과 및 과장된 효과, 불활성화 기작에 대한 정확한 이해가 필요한 시점에서 본 글을 통해 기존 연구를 중심으로 은나노 입자의 향균 성능과 미생물 불활성화 기작을 살펴보고자 한다.</p>