항균 및 항균 재료의 급부상

새로운 감염원의 출현이 중요한 문제가 되었습니다. – 전 세계가 세계적 대유행으로 인한 건강 및 경제적 결과에 직면함에 따라 지금은 그 어느 때보다 많습니다. 항균 물질의 개발 및 사용 환경을 통제하고 향후 발병을 예방하기 위해 보다 엄격한 조치를 취함으로써 증가할 것으로 예상됩니다. .

안전과 건강 유지에 대한 인식이 높아짐에 따라 글로벌 항균 코팅 산업은 수요가 급격히 증가할 것으로 예상 , Global Market Insights에서 보고한 대로

항균 재료 및 코팅 시장은 2017년에 30억 달러 이상으로 평가되었습니다. 2018-2024년 동안 약 12.5%의 연간 복합 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다. , 2024년 말까지 70억 달러에 도달합니다.

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우리가 환경을 통제하고 향후 발병을 예방하기 위해 보다 엄격한 조치를 취함에 따라 항균 물질의 개발 및 사용이 증가할 것으로 예상됩니다.

감염원은 일반적으로 공기 중 비말을 통해 전파됩니다. 재채기 또는 기침으로 생성 . 이러한 체액은 표면에 침전될 수 있습니다 , 그리고 개인이 이러한 호흡기 비말을 만지면 사람 간 전파가 가능합니다.

Neely와 Maley가 수행한 연구에서 MRSA(메티실린 내성 황색 포도구균) 및 반코마이신 내성 장구균과 같은 병원체는 병원에서 사용되는 재료에서 하루 동안 생존하는 것으로 밝혀졌습니다. .

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바이러스는 일반적으로 직물 및 기타 부드러운 표면보다 스테인리스 스틸, 플라스틱 및 이와 유사한 단단한 표면에서 더 오래 활성 상태를 유지합니다.

일부 90일 이상 생존하는 미생물도 있습니다. . 이러한 미생물은 중환자실(ICU)의 풍토병이며 질병 및 사망의 가능성 증가와 관련이 있습니다. 과산화수소와 같은 소독제 , 이상적이지 않음 제한된 잔류 효과와 환경 독성 문제로 인해.

이 현재 구조는 항미생물 활성을 제공할 수 있는 물질을 탐색할 필요를 요구합니다. , 따라서 가능한 발병의 발생을 줄입니다.

이상적인 항균 소재

항균 소재 미생물을 억제하거나 사멸할 수 있는 항균제 함유 표면이나 주변 환경에서. 항균 폴리머, 항균 플라스틱, 항균 나노물질 또는 항균 세라믹일 수 있습니다. .

이상적인 항균 물질은 다음과 같은 특징을 나타냅니다.

• 안전한 사용
• 싸고 쉽게 합성할 수 있습니다.
• 광범위한 항균 활성을 포함합니다.
• 오랜 기간 동안 매우 안정적입니다.
• 수불용성(물 소독에 사용되는 경우),
• 부패에 취약하지 않음;
• 독성 제품을 출시해서는 안 됩니다.

항균 재료 및 코팅의 종류

1. 항균 폴리머

폴리머의 다양한 고분자 특성 특히 생물의학 분야에서 미생물 오염에 대해 유리한 선택이 되도록 합니다. . 고분자 살생물제라고도 하는 항균 고분자는 질병을 유발하는 미생물의 성장을 억제할 수 있습니다.

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항균 표면의 일반 원리[1].

정제 없이 항균 작용을 나타내며 고유의 자체 살균 특성이 있는 재료 고유 항균 물질이라고 합니다. . 천연 폴리머, 구아니딘 그룹이 있는 폴리머, 4차 질소 원자를 포함하는 폴리머, 할로겐을 포함하는 폴리머 및 천연 펩타이드를 모방한 폴리머는 고유 항균 활성을 가진 많은 폴리머 재료 중 일부입니다.

일부천연 폴리머 키토산, 헤파린 및 e-폴리리신 포함 . 키토산 기반 물질은 생분해성, 무독성, 생체 적합성 및 항균 활성으로 인해 유망한 잠재력을 가지고 있습니다.

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기업이 보다 안전한 제품과 보관 수명 연장을 위해 항균 포장으로 전환함에 따라 고분자 항균 식품 포장이 유행하고 있습니다.

폴리머에 항균 활성을 부여하는 것도 화학적 변형을 통해 가능합니다. . 일부 변형에는 저분자량 항균제의 공유 결합, 항균 펩타이드의 커플링, 천연 폴리머를 합성 폴리머로 접목 등이 있습니다.

고분자 항균 식품 포장 회사가 더 안전한 제품과 연장된 유통 기한을 위해 항균 포장으로 전환함에 따라 .

항균성 폴리머의 다른 응용 분야는 곰팡이 개선, 분말 코팅 및 건설 산업에서 찾을 수 있습니다.

2. 항균 플라스틱

a) 항균 플라스틱

항균 플라스틱 미생물 성장을 억제하는 항균 첨가제가 포함된 합성 고분자 재료입니다. . 항접착성 표면을 형성하여 세포 간 소통을 방해하여 박테리아를 죽이는 항균성을 나타냅니다.

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상업용 정수 필터의 항균 플라스틱.

하이체어, 정수 필터, 식품 저장 용기와 같이 상업적으로 사용되는 항균 플라스틱 항균 활성 성분이 없는 플라스틱보다 내구성이 뛰어납니다. 열가소성 수지 및 열경화성 중합체에 혼합된 첨가제는 플라스틱을 더 빨리 분해하게 하는 미생물의 존재를 최소화하여 플라스틱의 기능적 수명을 더욱 연장합니다. . 일부 호환 가능한 플라스틱 재료에는 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS) 및 폴리에틸렌(PE/LDPE)이 있습니다.

b) 항균성 바이오플라스틱

알부민, 대두 및 유청 단백질 바이오 플라스틱 제조에 유리한 원료로 사용됩니다. 알부민 기반 플라스틱은 표면의 대장균 및 고초균의 성장을 방해합니다. , 유청 단백질에서 발견되는 면역글로불린과 글리코마크로펩티드가 독소에 결합하여 미생물 감염을 예방합니다. .

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스코틀랜드의 블루 생명 공학 회사인 CuanTec은 세계에서 두 번째로 풍부한 천연 바이오폴리머인 키틴을 사용하여 플라스틱 식품 포장을 대체할 수 있는 항균성 가정용 퇴비화 제품을 출시했습니다. 회사는 조개류 식품 가공업체의 폐기물(껍데기, 머리, 발톱, 꼬리 – 사람들이 먹지 않는 부분)에서 이 키틴을 추출하여 키토산으로 전환합니다.

테스트 방법도 있습니다. 알부민 또는 유청 플라스틱이 의료 제품 포장 및 의료 적용을 위한 감염 테스트와 같은 의료 시스템에서 사용될 수 있는지 여부를 결정하는 데 사용 가능 .

3. 항균 세라믹

항균 세라믹 박테리아 성장에 저항력이 있는 유약 내부에 첨가제가 포함된 비금속 고체 소재입니다. . Drelich et al.이 수행한 연구에서 구리 주입 세라믹 물 소독을 위한 유망한 항균 제품으로 작용할 수 있습니다.

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(a) 항균 세라믹 스톤 제조의 3단계 개략도; (b) 세라믹 스톤 (c) 석재 형성에 사용된 점토의 x-선 회절 패턴; (d) 다공성을 나타내는 세라믹 석재의 주사 전자 현미경 사진 [2].

구리 및 구리 화합물은 박테리아를 포함한 다양한 미생물을 죽인다고 주장합니다. (그램 양성 및 음성), 진균, 바이러스 (봉투 및 비봉투), 효모 및 포자 .

2시간 이내에 유해 박테리아를 99.9% 제거할 수 있습니다. 구리 개발 협회(CDA)에 따르면 구리 표면에 반복적으로 노출되더라도 박테리아를 99% 이상 계속 사멸시킵니다. 오염된 물에 있는 Klebsiella pneumoniae와 Staphylococcus aureus의 개체군은 구리가 주입된 다공성 항균 세라믹 석재에 노출되었을 때 3시간 만에>99.9% 감소했습니다. .

항균 세라믹 응용 프로그램은 싱크대, 욕조, 변기, 샤워기 및 주방 용품에서 찾을 수 있습니다.

4. 항균 나노물질

a) 유기 및 무기 나노입자

유기 나노입자 항균제를 방출하거나 접촉하여 양이온 표면을 죽이는 미생물을 제거할 수 있습니다. . Jones et al.이 수행한 실험에서 Poly-epsilon-caprolactone(PCL)은 poly(N-Vinylpyrrolidone)-iodine과 혼합되어 기계적 또는 유변학적 변화 없이 결과적으로 생체 재료에 항균 특성을 부여했습니다. 속성 . PCL 분해는 또한 대장균의 부착 방지를 촉진했습니다. .

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유기, 하이브리드 및 무기 범주로 구분되는 다양한 유형의 나노입자(NP)에 대한 도식적 표현[3].

무기 나노입자 더 안정적 유기농 제품보다 높은 온도 , 가혹한 가공 조건을 견딜 수 있습니다. 그 결과 무기 나노 입자가 항균 물질로 자주 사용됩니다.

b) 금속산화물 나노입자

금속 산화물 나노입자 정전기 상호작용에 의한 세포막 손상 유발 . 양성자 누출은 활성 산소 종 생성을 유도하여 지질, 탄수화물, 핵산 및 단백질과 같은 유기 생체 분자를 손상시켜 미생물 사멸을 유발합니다.

산화알루미늄 대장균의 성장 억제를 보였다. 삼산화안티몬 또한 황색포도상구균 및 고초균 미생물에도 독성이 있습니다. 산화코발트, 산화철, 산화마그네슘, 산화아연, 이산화티타늄과 같은 기타 금속 산화물 나노입자 및 은 나노입자 또한 항균 활성의 유망한 결과를 보여주었습니다.

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의학 분야에서 금속 나노입자, 특히 은 나노입자의 가장 중요한 응용 중 하나는 이러한 나노입자를 항균제로 사용하는 것입니다. 광범위한 그람 양성 박테리아, 그람 음성 박테리아 및 곰팡이에 대한 나노 입자의 치사 활성이 승인되었습니다.

은 나노입자 다른 금속에 비해 항균성이 뛰어납니다. . 은 이온과 단백질 티올레이트 그룹 및 세포 효소의 강력한 결합은 안면 마스크, 개인 커튼, 붕대, 상처 드레싱, 침대 시트 및 기타 직물과 같은 의료용 직물에 이상적인 첨가제가 됩니다. 건강관리와 관련된. 2015년에 항균 분말 코팅에 은을 사용하여 업계 총 수익의 50%를 차지했습니다. . 또한 2024년까지 20억 달러를 창출할 것으로 예상됩니다.

다음은 무엇입니까?

항균 물질, 특히 표면 코팅 시장에서 정부가 자체 위생 조치를 시행할 때 더 엄격한 규범을 시행해야 하는 주요 원료로 더 많은 관심을 받는 것은 시간 문제일 뿐입니다. .

또한 건설, 식품 포장, 섬유, 곰팡이 개선, 가구, 주방용품 및 자동차와 같은 다양한 산업 분야에 적용됩니다. 글로벌 시장에서의 입지를 더욱 강화할 것입니다.