KR101968823B1 - 제주도 용암 해수로부터 분리된 부착성 규조류를 이용한 규조 실리카 지혈제 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제주도 용암해수로부터 부착성 규조류를 분리하고, 분리한 부착성 규조류를 대량배양하여 수득한 부착성 규조류로부터 내부가 비어있는 다공성의 구조를 가진 규조의 규각에서 유래된 실리카 지혈제을 제공함으로써 환경, 생명산업 등 응용분야에 이용할 수 있으며, 성능이 뛰어난 지혈제를 제공할 수 있다.

Description

제주도 용암 해수로부터 분리된 부착성 규조류를 이용한 규조 실리카 지혈제 및 그 제조방법 {Porous microstructure frustule-based diatom silica hemostasis of enhanced blood absorbability and hemostatic ability and manufacturing method therefor}

본 발명은 친 혈액 흡수와 지혈 능력이 있어 넓은 범위의 상처부위를 지혈 가능한 미세구조를 가진 규조류 규각 기반의 규조 실리카 지혈제와 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 제주도 용암해수로부터 동정된 규조류를 강산과 고온의 열로 처리하여 유기물이 제거된 미세 구조의 표면과 내부의 빈 공간을 가지는 규각을 남겨 지혈제로 사용함으로써, 기존의 실리카 및 제올라이트 기반의 지혈제보다 빠른 흡혈 능력과 지혈 능력을 부여한 규조 실리카 지혈제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

혈액은 체중의 6 ~8 % 정도이며 이 중에 30 % 가량이 의도치 않게 출혈되면 과다출혈이라고 정의하며 저체온증과 저혈량성 쇼크를 동반하며 사망에 이르게 된다. 성인은 보통 2 L, 소아는 700 mL 가 치사량이다. 혈압이 강하거나 상처가 크면 출혈이 더 심해지고 지혈이 어려워져 과다 출혈에 도달하게 된다. 전쟁이나 사고로 인한 큰 부상은 적절한 치료를 받기 전까지 지속적인 출혈이 일어나기 때문에 생명을 좌우하며 상처부위를 압박하고 구조를 기다리는 동안 지혈을 하는 것이 응급 처지에서 중요한 부분이며 생명을 유지하더라도 뇌를 비롯한 장기 및 사지의 존속 여부를 결정하는 사안이다.

응급상황 외에도 병원에서 다른 질병으로 인한 수술을 받을 때에도 출혈은 동반된다. 장시간 지속적인 출혈로 인하여 수혈은 필수적이지만 필요한 양에 비해 혈액 조달량은 부족하며 출혈이 지속되면 수술의 성공에도 방해가 되기 때문에 열로 지지거나 값비싼 지혈제를 사용하고 있다.

현재 유통되고 있는 지혈제는 키토산, 셀룰로오스, 알지네이트 등의 천연고분자를 주재료로 하고 있으나 그 성능이 뛰어나지 않고, 미국에서 군용 제품으로 개발된 퀵클랏 (QuikClot) 은 1 세대에서 제올라이트를 활용하며 지혈 시 발열하는 단점이 있었고, 2 세대에서 고령토 유래 미네랄 성분인 카올린 (Kaolin) 을 활용하여 혈액응고인자를 활성화 시키면서도 가격을 낮추었지만 성능이 좋지 않는 단점을 갖고 있다. 카올린과 마찬가지로 혈액응고를 활성화 시킬 수 있는 물질에는 비정형의 실리카도 존재하며 이에 메조포러스(mesoporous) 실리카를 제조하여 지혈제로 썼을 때 지혈효과가 있음을 밝히는 연구들이 있다.

한편, 규조는 바다와 강에서 자라는 조류의 일종으로 그 규각은 실리카로 이루어져 있고 다공성의 기공을 가진 것이 특징이다. 우리나라에서는 1960년대 후반부터 식물플랑크톤을 포함하는 미세조류에 대한 연구가 활발해지기 시작하여 1980년대 후반부터 생리생태학, 생화학, 유전공학 및 생물공학적인 연구로 확산되었다. 이후 환경 및 생명산업 등의 응용분야로 확대되고 있다.

미세조류는 일반적으로 해양에서 태양에너지를 이용하여 무기물로부터 유기물을 생산하는 생산자로서 동물성 플랑크톤이나 어류 등 해양의 1차 소비자의 먹이가 되며, 광합성을 통하여 해중 용존산소를 높이는 등, 해양 생태계에 중요한 위치를 차지하고 있다. 미세조류는 함유하고 있는 엽록소의 종류 등에 따라 녹조류에서 홍조류, 시아노박테리아까지 매우 다양하다.

현재 상업적으로 생산되고 있는 미세조류들은 주로 고밀도로 배양할 수 있는 광생물 반응기를 이용하여 배양된다. 일반적인 광생물 반응기는 일정한 부피의 수조에 배양하려는 미세조류의 종류에 따라 배양액을 공급하고, 미세조류를 접종한 후, 미세조류의 성장에 유해한 원생동물 및 곰팡이의 유입을 차단하여 순수배양이 이루어지도록 배양액을 여과, 살균 공급하게 된다.

본 출원의 발명자는 제주 용암해수를 이용하여 양식을 하는 과정에서 용암해수와 함께 부착성 규조류가 취수되는 것을 확인하고, 이들 부착성 규조류를 우점시켜 대량 배양하는 방법을 확립하였다. 본원 발명에서 분리 확인된 부착성 규조류는 양식 산업의 사료 대체 에너지원으로서 또는 의학, 환경, 생명산업 등 여러 산업분야의 기초재로서 가치가 높은 자원으로 활용가능하다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0062923호에서는 분쇄한 규조토 원료에 알칼리 수용액을 가하여 실리카 성분을 용해하여 규산염 수용액을 얻는 단계, 상기 규산염 수용액에 산을 가하여 pH를 11 ~ 13까지 낮추고, 여과하는 단계, 상기 여과액에 산을 가하여 pH를 9 ~ 11까지 낮추어 실리카를 침전시킨 다음, 이를 여과하는 단계, 그리고 상기 여과한 실리카를 세척하고, 열처리하여 실리카를 수득하는 단계를 거쳐 실리카를 제조하는 천연 규조토의 정제 방법과 그로부터 얻은 고순도 실리카를 개시하고 있다. 대한민국 공개특허 제10-2009-7013985호에서는 화학적으로 변형된 셀룰로오스에 기초한 지혈 거즈로 상처를 단단히 밀봉하여 과량의 혈액 손실이 발생하기 전에 지혈이 일어날 수 있도록 작용하는 지혈밴드는 상처를 밀봉하지만 실제로 응고 메커니즘을 촉진하지 않는 키토산 및 키틴-계 밴드를 포함하며 제올라이트, 실리카, 및/또는 규조토 분말과 같은 여러 무기 물질와 조합으로 사용되어 시너지 효과를 나타내는 무기 지혈제 및 다른 지혈제의 조합을 개시하고 있다. 대한민국 공개특허 제10-2012-0136022호에서는 기존의 인상 효과 외에 지혈 효과를 동시에 갖는 지혈인상재로, 지혈인상재는 인상재 및 지혈제를 포함하며, 지혈제는 알루미늄 클로라이드, 실리카로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있고, 인상재는 폴리머, 충진재, 결합제 및 촉매를 포함하는 것일 수 있으며, 건식 실리카를 더 포함하는 것일 수 있고, 지혈제는 황산철(Ⅲ)을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 지혈 효과와 인상 효과를 동시에 갖는 지혈인상재를 개시하고 있다. 대한민국 등록특허 제10-1502696호에서는 음전하를 띠는 기판상에 결합된 양이온성 바인더에 의해 화학적 결합을 통해 음전하를 띠는 생물 유래의 다공성 유선형 규조각이 고정된 구조체는 넓은 표면적을 가지고 있어 촉매, 생체분자 등의 결합이 용이하여 촉매반응, 바이오센서, 약물전달시스템, 반도체 등의 분야에서 활용할 수 있는 생물 유래의 다공성 실리카가 고정된 구조체, 이의 제조방법 및 이의 용도를 개시하고 있다. 그러나 상기 발명들은 제주 용암해수에서 미세조류를 부착시키고 대량배양 후, 주광성을 이용하여 미세조류를 수확하는 부착성 규조류의 대량 배양방법과 수득한 부착성 규조류로부터 지혈제로 사용하는 실리카 분말을 제조하는 방법을 제공하는 본 발명과는 그 구성 및 효과에서 차이를 보인다.

본 발명은 제주 용암해수("용암 해수"의 용어에 대한 설명은 http://jejutp.or.kr/lavawater 참조)를 이용하여 양식하는 과정에서 용암 해수에 포함되어 취수되는 부착성 규조류를 확인하고 이들 부착성 규조류를 우점종시켜 대량 배양하는 방법을 제공하며, 수득한 미세조류로부터 지혈효과가 우수한 실리카 지혈제 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 본 발명은 제주도 용암해수로부터 부착성 규조류를 분리하고, 분리한 부착성 규조류를 대량배양하여 수득한 부착성 규조류로부터 내부가 비어있는 다공성의 구조를 가진 규조의 규각에서 유래된 실리카 지혈제을 제공한다.

본 발명에 따른 부착성 규조류의 대량 배양방법을 통하여 제주 용암해수와 함께 취수되는 부착성 규조류를 분리하여 대량 배양하고 이를 이용하여 산업적으로 유용한 물질인 실리카를 분리하는 방법 및 대량 배양한 규조류로부터 분리한 실리카를 성능이 우수한 지혈제의 재료로 제공함으로써 의학 뿐만 아니라, 환경, 생명산업 등 여러 산업분야의 기초재로 활용할 수 있다.

도 1은 제주도에 분포하는 용암해수의 분포 위치 및 일반적 설명을 나타낸다. (http://jejutp.or.kr/lavawater/whatis/what.htm)
도 2는 제주도에 분포하는 용암해수의 특성을 일반해수와 비교한 결과를 나타낸다. (http://jejutp.or.kr/lavawater/whatis/what.htm)
도 3은 제주도 용암해수에서 분리된 부착규조류인 Achnanthes brevipes var. intermedia(A)와 Achnanthes sancti-pauli(B) 및 Melosira octogona(C)의 광학현미경 사진이다.
도 4는 제주도 용암해수에서 분리된 부착규조류인 Achnanthes brevipes var. intermedia(A, B) 및 Melosira octogona(C)의 전자현미경 사진이다.
도 5는 제주도 용암해수에서 분리된 부착규조류인 Melosira nummuloides의 전자현미경 사진이다.
도 6은 제주도 용암해수에서 분리된 부착규조류인 Achnanthes brevipes의 전자현미경 사진이다.
도 7은 주광성을 이용한 부착규조류의 회수과정을 나타낸 사진이다.
도 8은 망수거장치를 이용한 부착규조류의 회수과정을 나타낸 사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 흡혈 및 지혈 능력이 향상된 기공이 있는 미세 구조의 규각 기반의 규조 실리카 지혈제의 제조 방법의 과정을 나타낸 모식도이다.
도 10은 분리된 규조분말과 Melosira nummuloides 및 Achnanthes brevipes의 광학현미경사진이다. (A. 규조분말 B. Melosira nummuloides C. Achnanthes brevipes)
도 11은 규조류로부터 분리된 실리카의 사진이다.
도 12는 본 발명의 규조 유래 실리카의 간지혈 효과를 실험한 사진이다.
도 13은 규조 유래 실리카의 간지혈 효과를 측정한 그래프이다.
도 14는 규조 유래 실리카 분말의 혈액 응고능 실험 사진이다.
도 15는 규조 유래 실리카 분말의 혈액 흡수능 실험 사진이다.
도 16은 도 15에서 확인한 피 기둥의 길이를 측정하여 그래프로 나타낸 것이다.
도 17은 멜로시라(Melosira)와 니치아(Nizschia) 두 종에 지혈제 제조 가공 처리를 한 후 모습을 전자주사현미경으로 관찰한 것이다.
도 18은 멜로시라(Melosira)와 니치아(Nizschia) 두 종의 규조의 혈액 흡수능 실험 사진이다.
도 19는 멜로시라(Melosira)와 니치아(Nizschia) 두 종의 규조의 혈액 흡수능을 그래프로 나타낸 것이다.
도 20은 3차 처리한 멜로시라(Melosira)종을 빻기 전 후의 혈액 흡수능을 그래프로 나타낸 것이다.
도 21은 본 발명의 규조유래 지혈제의 지혈작용 기작을 나타낸 그래프이다. (A) 응고인자 12 가 규조 규각 실리카와 만나 소모되었음을 나타낸 것이며, (B) 소모된 응고인자 12가 관여하는 내인계 혈액응고 시간인 부분 트롬보플라스틴 시간의 증가를 나타낸 것이고, (C) 는 혈액응고의 외인계 반응인 트롬빈 시간에는 영향을 끼치지 않음을 보인 것이다.
도 22는 규조 유래 실리카 분말의 혈액 반응 전자현미경 관찰 사진이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 일반적으로 부착성 규조류는 광합성으로부터 유기물을 생산하는 1차 생산자로 양식업에서는 먹이생물로 흔히 이용되고 있다. 주로 사육수로부터 유입되어 양식수조나 양식용 파판에 붙어 자라면서 양식동물의 먹이가 되며, 특히 전복, 소라 등의 복족류, 조개와 같은 이매패류, 해삼, 성게 등의 극피류 및 새우 등의 갑각류의 유생 사육 시 초기의 먹이생물로서 이용되고 있다. 이러한 부착성 규조류는 주로 폴리카보네이트나 폴리비닐 클로라이드 등의 소재로 된 양식동물 부착용 파판에 자연 해수에서 부착되어 자라게 된다.

그러나 부착규조류의 배양은 부착하는 특성 때문에 일반적인 부유 미세조류 배양의 방법으로 대량생산하기 어려운 문제가 있다. 즉, 부착 및 성장에 의하여 미세조류가 증식할수록 self-shading에 의한 빛 전달률이 감소하면서, 미세조류의 성장이 정체되게 되고, 사멸하는 세포가 증가하는 문제가 있으며, 부착, 성장한 후, 미세조류를 회수하는 데에도 어려움이 있다.

한편, 실리카(silica) 또는 이산화규소(silicon dioxide)는 규소의 산화물로 주로 모래나 석영 등에서 발견되는 무수규산광물로, 유리나 콘크리트의 주성분이다. 산업적으로는 실리카는 주로 석영을 비롯한 광물로부터 얻게 되는 무수규산광물로, 일반적으로 천연의 5종 광물 즉, 석영, 트리디마이트, 크리스토밸라이트, 코자이트 및 스티쇼바이트에서 얻어지는 산업 기초재이다. 실리카는 최근에는 고분자/실리카 나노복합체의 제조 등에 사용하며 첨단소재로도 각광을 받고 있다. 이러한 실리카를 본 발명의 규조류 배양을 통해서도 수득할 수 있다.

규조류는 이러한 실리카를 생물학적으로 세포표면에 집적하여 규조껍질을 형성한다. 실리카로 구성된 규조껍질은 규조류가 죽으면 바다나 호수에서 침적되어 규조토를 형성하는데, 최근 규조토는 여과보조재, 흡착제, 충전제, 연마제 등 다양하게 이용되고 있다. 본 발명에서는 제주도 용암해수로부터 분리한 규조류를 대량배양하고 여기서 실리카를 분리하여 성능이 우수한 지혈제로 제공할 수 있다.

제주도 서부 일부지역과 동부지역은 용암이 굳어 형성된 화산암이 지표에서부터 해수면 아래 약 150m 내외까지 두텁게 분포하며, 본암층은 지하수를 저류시킬 수 있는 공극이 차지하는 비율이 높으며, 해안과 인접하여 해수와 약간의 지하수가 혼합된 대수층이 발달하고 있다(도 1). 화산암 하부의 서귀포층은 저투수성 지층으로서 화산암층 내 두터운 용암해수 층을 떠받치고 있으며, 화산암층 내 유리질 쇄설성 각력암과 용암류의 경계 및 절리대는 고염분의 용암해수(이하 제주용암해수)의 부존을 용이하게 하는 부존특성을 보이고 있다. 제주 용암해수는 지하 70m 또는 그 이상의 깊이에 대량으로 매장되어 있어 세균, 바러스, 유해 화학물질 등으로부터 완전히 격리되어 있는 반면 일반 해수보다 미네랄성분이 다량으로 함유되어 있다(도 2).

도 2의 결과를 살펴보면 일반 미생물의 수는 일반해수에서 6만 CFU/ml까지 검출되나, 용암해수에서는 거의 검출되지 않는 것으로 나타났다.

본 발명은 선행 연구에서 청정한 용암해수와 함께 취수되는 미생물을 분리하여 동정함으로서 부착성 규조류인 Achnanthes brevipes, Melosira nummuloides , Melosira octogona, Achnanthes brevipes var. intermedia 및 Achnanthes sancti - pauli 를 분리 및 동정하고 이의 대량배양방법을 확립하였으며, 여기서 획득한 부착성 규조류로부터 높은 순도의 규조류 생물 유래 실리카를 추출하는 방법을 확립한 것이다. 또한 본 발명자들은 규조를 가공처리 하여 지혈제를 제조할 수 있음을 확인하였다.

상기 규조 실리카 규각 지혈제는 피를 흡수하는 능력이 크게 증진되었으며, 이를 통해 피의 혈액 응고과정이 촉진되었으며 같은 무게의 가공처리하기 전인 비슷한 물질 보다 지혈 능력이 뛰어나다는 것을 확인하였다. 아울러 본 발명에 따른 규조 실리카 규각을 군용, 응급용, 약국용 등 범용 지혈제로 활용가능함을 확인하였고 본 발명을 완성하였다.

< 실시예 1> 용암해수로부터 부착성 규조류의 입수

일반적인 해양성 부착규조류의 배양 수온은 16-24 도, 염도는 25 ‰이상으로 제주도에 분포하는 용암해수의 경우, 연중 17-18 도와 최저 25 ‰를 유지하고 있어, 해양성 부착규조류를 배양하기에 최적의 조건을 갖고 있다. 특히, 용암해수를 계속해서 소통시킬 경우, 노지 내 수온변화는 동절기 17도 이상 ,하절기 24도 이하를 유지하는 것이 가능하므로 해양성 부착규조류가 수온 12도 이하에서는 생육이 현저히 떨어지는 것을 고려하면 연중 안정된 배양이 가능하다.

본원발명의 발명자는 용암해수를 취수하여 생물학적 검사를 실시하는 과정에서 식물성 플랑크톤이 함께 취수되는 것을 확인하고 이를 동정한 결과, 부착규조류인 Achnanthes brevipes, Melosira nummuloides, Melosira octogona, Achnanthes brevipes var. intermedia 및 Achnanthes sancti - pauli 인 것으로 특정하였다. 상기 특정된 식물플랑크톤은 국내에서 산업적 활용이 잘 알려지지 않은 종으로, 영국, 대만, 호주와 뉴질랜드 및 알래스카에서 발견되는 것으로 보고되고 있을 뿐이다.

상기 Achnanthes brevipes, Melosira nummuloides , Melosira octogona, Achnanthes brevipes var. intermedia 및 Achnanthes sancti - pauli는 초기 용암해수 유입수에는 2-4cells/L 정도로 분리되는 부착성 규조류에 포함되어 있으며, 이들을 부착기질(나일론망)을 통해 5일정도 부착시키면, 육안으로 확인가능하다.

도 3은 제주도 용암해수에서 분리된 부착규조류인 Achnanthes brevipes var. intermedia(A)와 Achnanthes sancti - pauli(B) 및 Melosira octogona(C) 의 광학현미경 사진이며, 도 4 내지 도6은 이들의 전자현미경 사진이다. 도 4는 Achnanthes brevipes var. intermedia(A, B) 및 Melosira octogona(C)의 전자현미경 사진이며, 도 5는 Melosira nummuloides, 도 6은 Achnanthes brevipes의 전자현미경 사진이다. 상기 특정된 부착성규조류는 시행착오를 바탕으로 다음과 같은 방법으로 배양할 수 있었다.

(1) 미세조류 부착 수조(또는 노지)의 준비

부착성 규조류 배양을 위하여 용암해수를 공급하기 용이한 위치에 수조를 준비한다. 수조는 가로, 세로, 깊이 3~6 m × 5~10 m × 0.5~1.5 m 의 평평한 바닥을 갖도록 하며, 용암해수를 수조의 일단에서 주입하고, 타단에서 배수되도록 함으로써 수조에 일정한 수류가 형성되도록 한다. 용암해수의 속도는 펌프에 의하여 입수되는 수량 및 수조의 크기에 의하여 결정되며, 부착성규조류가 부착기질에 충분히 부착할 수 있는 시간을 고려하여 조절한다. 따라서 1일 2-4회전 정도의 용암해수를 취수하는데, 여름은 2회전 정도, 겨울은 4회전 정도가 되도록 조절한다.

부착수조가 아닌 노지에서 부착성규조류를 부착시킬 경우, 노지 바닥으로부터 병원성 미생물 등이 유입되는 것을 방지하기 위하여 노지에 차단막을 깔고 부착시키는 것이 바람직하다.

(2) 부착기질

용암해수로부터 부착성규조류를 입수하기 위하여 부착성규조류가 부착할 수 있는 부착기질을 수조(또는 노지)의 바닥에 설치한다. 부착기질로서는 나일론망(mesh size : 0.1 mm)가 부착효율이 가장 좋았으며, 이보다 망목이 크면 부착성규조류의 부착효율이 급격히 떨어지며, 이보다 망목이 작을 경우, 이후 부착성 규조류의 배양 및 회수과정이 용이하지 않았다. 부착기질의 재질은 나일론, PP, 또는 PE로 사용할 수 있으나, 나일론이 부착성규조류 부착 효율이 가장 높은 것으로 나타났다. 부착기질은 부착수조의 바닥에 넓게 펴서 깔고, 가장자리는 벽면의 하부에 고정한다. 또는 부착기질을 프레임에 고정하여 설치할 수 있다. 부착기질에 부착성규조류가 부착한 후, 증식을 시작하면, 부착된 부착성규조류의 광합성 작용에 의하여 방생하는 산소가 수중에 발산되면서 부착기질의 바닥면 아래에 모이게 되어 부착기질을 바닥면으로부터 떠오르게 한다.

이 경우, 부착기질이 해수 밖으로 노출되면 부착성규조류가 말라버리거나, 파래포자 등이 번식할 수 있다. 따라서 부착기질이 부상하는 것을 방지하기 위하여 부착기질에 0.5~1m의 간격을 두고 십자형 또는 일자형의 절개부를 두어 부착성규조류에 의해 생성된 기체가 배출되도록 한다. 또한 부착기질 상부에 3~5 m 간격의 격자형 와이어를 놓아 부착기질이 바닥에서 떠오르는 것을 방지한다.

부착기질이 설치되고 4~5일 정도면 부착기질에 부착성규조류 부착이 완료되어 증식하게 되며, 부착기질을 배양수조로 옮겨 대량배양시킨다.

< 실시예 2> 부착성 규조류의 대량배양

(1) 부착성규조류의 종 조성

부착성 규조류에는 매우 다양한 종류가 있으며, 그 중, 전복 등의 양식에 이용되는 부착성 규조류는 주로, Cocconeis sp., Melosira sp. Navicula britannica, Navicula sp. Navicula closterium, Navicula longissima, Navicula marina, Navicula sp. 등이 있으며, 생육위치에 따라 포복형, 직립형, 마트릭스형으로 나뉘며, 다독생육 또는 군체생육을 하며, 운동성이 있는 것과 없는 것, 그리고, 매우 빠른 운동성을 갖는 종류가 있다.

제주도 용암해수에서 입수한 부착성 규조류는 복수회의 실험결과 Achnanthes brevipes, Melosira nummuloides 와 함께 Achnanthes brevipes var. intermedia, Achnanthes sancti - pauli 및 Melosira octogona 가 일정하게 우점종을 유지하였으며, 따라서 용암해수로부터 입수한 부착성규조류의 대량 배양 조건을 확립하는 데에 유리하였다.

Achnanthes brevipes var. intermedia 와 Achnanthes sancti - pauli 및 Melosira octogona 는 차가운 물에서도 생장이 뛰어났으며, 연중 배양이 가능하며 영양이 뛰어나 전복, 해삼 등의 먹이로 이용하기에 적합하였다.

(2) 부착성규조류의 대량배양

제주도에 분포하는 용암해수의 경우, 연중 17-18도를 유지하고 있어, 동절기에도 17도 이상, 하절기 24도 이하를 유지하는 것이 가능하다. 염도 또한 연중 최저 25‰을 유지하고 있어 연중 부착규조의 배양이 가능하다.

표 1은 봄철 측정된 일간 조도와 운량에 따른 부착규조 부상상태 변화를 나타낸다.

시간	조도(Lux)	부착규조부상상태	운량	비고
07:00	4400	-	0
08:00	22700	-	0
09:00	21100	+	1
09:40	59500	++	0
15:00	33500	+++	4
16:30	22300	+++	4
17:30	9700	+++
18:30	2700	-
2013. 7. 17
07:30	9500	-	1
08:30	31900	+	1
09:30	67200	++	1
10:30	90100	+++	1
14:00	105100	+++	1
17:00	56400	+++	1
18:00	49500	+++	1
19:00	27200	+	1

본 발명에 따른 부착규조류의 대량배양은 기본적으로 태양광을 이용하여 야외에서의 배양을 기초로 한다. 해양성 부착규조는 조도 1,000Lux 이상에서 분열 증식이 일어나는데, 제주도의 경우, 자연광은 일반적으로 일출시 4,000Lux 이상, 일몰시 2,000Lux 이상 유지하고 하절기 일 최대 조도량은 100,000Lux에 달한다. 일출시간은 동지 9시간 30분, 하지 14시간 45분임을 고려하면, 일 평균 12시간 이상 미세부착규조에 태양광이 조사되므로, 따로 광원을 위한 에너지 소모 없이 부착성규조류 배양에 충분하다.

일반적인 부착성 규조류의 생활사(Life cycle)가 최대 14일임을 고려하면, 생육조건이 보다 좋은 하절기에 미세부착조류의 생활사가 단축되어 생산량이 증대된다.

본 발명에 따른 부착규조류의 대량배양은 제주 용암해수를 사육수로 이용하여 수행하였다. 표 2 및 표 3은 제주 용암해수(지하염수) 및 일반해수의 ICP-MS(Inductively coupled plasma mass spectrometry) 분석을 통해 구성 원소를 분석한 결과이다. 표 2 및 표 3에서 보는 바와 같이 규소의 함유율은 일반해수보다 용암해수에서 10배 이상 높은 것을 알 수 있었으며, 이는 제주 용암해수를 제주 용암해수로부터 분리한 미세조류의 성장 및 실리카 축적에 최적의 사육수로 이용할 수 있음을 보여주고 있다.

										단위 : mg/kg
원소	7 Li	23 Na	24 Mg	27 Al	28 Si	31 P	39 K	40 Ca	45 Sc	47 Ti
정량 (mg/kg)	166.60	8788407.09	1136661.19	14.87	2382.09	75.97	177221.97	352255.78	0.30	1.27
비율 (%)	0.001592	83.987466	10.862639	0.000142	0.022765	0.000726	1.693643	3.366375	0.000003	0.000012
원소	52 Cr	55 Mn	56 Fe	60 Ni	63 Cu	66 Zn	75 As	88 Sr	90 Zr	138 Ba	208 Pb
정량 (mg/kg)	1.56	0.27	1.31	0.46	0.21	5.67	1.38	6728.24	0.01	24.41	0.15
비율 (%)	0.000015	0.000003	0.000013	0.000004	0.000002	0.000054	0.000013	0.064299	0.0000001	0.000233	0.000001

										단위 : mg/kg
원소	7 Li	23 Na	24 Mg	27 Al	28 Si	31 P	39 K	40 Ca	45 Sc	47 Ti
정량 (mg/kg)	184.30	10337154.26	1323647.28	10.38	214.83	47.11	230168.40	448190.51	0.18	1.12
비율 (%)	0.001493	98.788254	12.649594	0.000099	0.002053	0.000450	2.199632	4.283186	0.000002	0.000011
원소	52 Cr	55 Mn	56 Fe	60 Ni	63 Cu	66 Zn	75 As	88 Sr	90 Zr	138 Ba	208 Pb
정량 (mg/kg)	2.08	1.18	14.29	0.54	0.79	9.97	1.50	8503.76	0.02	4.72	0.10
비율 (%)	0.000020	0.000011	0.000137	0.000005	0.000008	0.000095	0.000014	0.081267	0.0000002	0.000045	0.000001

< 실시예 3> 대량배양된 부착성 규조류의 회수

(1) 기포를 이용한 부착 부착성규조류의 분리

부착기질에서 증식한 부착성규조류는 생장을 거듭하여 바이오매스가 증가하면 부착기질에 부착한 부분이 탈락되면서 자연적으로 부착기질로부터 분리되어 콜로니를 형성한다. 부착기질로부터 이탈되지 않고 남아 있는 부착성규조류는 에어콤프레셔 또는 압축공기를 이용하여 부착기질로부터 분리시킬 수 있다. 부착기질로부터 분리된 부착성규조류 덩어리는 배양수조 중에 부유하게 된다.

(2) 주광성을 이용한 부착성규조류 회수

부착기질로부터 분리된 부착성규조류 덩어리는 수조 내에 부유하게 되는데, Achnanths brevipes와 Melosira nummuloides 및 Achnanthes brevipes var. intermedia , Achnanthes sancti - pauli 및 Melosira octogona 가 99% 이상을 이루며, 이들 종은 주광성을 갖고 있다. Achnanthes brevipes var. intermedia 와 Achnanthes sancti - pauli 및 Melosira octogona는 30,000 Lux 보다 높은 조도에서 강한 주광성을 나타내기 때문에 표 1에서 보듯이 낮 시간 동안 수조의 상부에 뜨게 된다. 이때 수류를 따라 거치대를 설치함으로써 부유하는 부착 규조류 덩어리를 운집시켜 회수함으로써 다른 에너지원의 이용없이 부착성규조류를 회수할 수 있다.

도 7은 주광성을 이용한 부착규조류의 회수과정을 나타낸 사진이다. 회수기간에 구름양의 증가 날씨 변화 등으로 30,000 Lux 이상의 조도를 얻지 못할 경우, 외부 광원으로 30,000 Lux 빛을 배양 수조 상부 일측에 비추어 부유하는 부착성 규조류 덩어리를 부상시킬 수 있다. 상기 거치대는 목재나 PCV 파이프를 길이를 따라 절개하여 거치시키면, 배양 중, 배양수조에 지속적으로 형성되는 수류를 따라 부착성규조류 덩어리가 한데로 모이게 된다.

도 8은 망수거장치를 이용한 부착규조류의 회수과정을 나타낸 사진이다. 수류를 따라 운집하는 부착성 규조류 덩어리는 뜰채로 떠서 나일론 망(mesh size : 0.1 mm)을 포함하는 수거장치에 의하여 걸러서 용이하게 수거할 수 있다.

수거된 부착성 규조류는 습식으로 그대로 사용하거나, 건조와 분쇄과정을 거쳐 사료 및 사료첨가물, 또는 2차공정을 거쳐 환경, 생명산업 등 응용분야에 이용할 수 있다.

(3) 본 발명에 따른 연간 부착성 규조류 생산량

표 4는 본 발명에 따른 부착 규조류의 대량배양방법에 의한 부착성 규조류의 연간 생산량을 나타낸 표이다. 본 발명의 일실시예에 따라 전체 54m²의 부착기질로 부착성규조류를 부착, 배양시킨 결과, 일간 미세부착규조 평균 생산량은 부착기질에서 생산되는 수분함유율 50%미만의 미세부착규조 콜로니(shake형태) 85.6g/㎡로 이는 연간 31.1kg/㎡의 생산성을 보였다. 이는 부유성 부착성규조류를 이용한 타 연구결과(한국해양연구원 14.4kg/㎡, 2012)와 비교하여 크게 앞서는 결과로, 본 발명에 의한 부착규조류 대량배양방법에 의하여 매우 적은 에너지로 높은 생산성을 나타낸 것을 확인하였다.

년/월	2012. 10.	11	12	2013. 10.	2	3	4	5	6	7	8	9
월 총 회수량(kg)	1,348	869	703	1,290	790	1,842	1,125	1,120	1,455	1,440	2,890	2,060
일 평균 회수량 (g/㎡)	80.53	53.64	42.00	77.06	52.25	110.04	69.44	66.91	89.81	86.02	172.64	127.16

< 실시예 4> 규조 유래 실리카 제작

(1) 규조 유래 실리카 제작 공정

규조의 종에 따라 다양한 구조와 크기를 가지며 내부에 빈 공간이 있는 종, 납작한 종, 자랄 때 부착하는 종, 부유하는 종 등 다양한 특성이 있다. 그러나 규조의 표면과 내부에는 유기물로 덮여 있어서 지혈의 효능을 올려주는 내부의 빈 공간과 다공성의 표면 및 실리카 성분을 피에 접촉하게 하기 위해서는 안팎의 유기물의 제거 과정이 필요하다.

도 9는 본 발명에 따른 흡혈 및 지혈 능력이 향상된 기공이 있는 미세 구조의 규각 기반의 규조 실리카 지혈제의 제조 방법의 과정을 나타낸 모식도이다. 상기 대량배양방법으로 배양된 분리된 부착성 규조류는 원료 규조류를 수득하여 건조하는 단계(A), 상기 건조된 규조류에 강산을 이용하여 유기물을 제거하는 단계(B) 및 상기 유기물이 제거된 규조류를 가열하는 단계(C)로 이루어진 것을 특징으로 하는 기공이 있는 미세 구조의 규각 기반의 규조 실리카 지혈제를 제조한다.

본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 단계 (A)는 원료 규조를 채취하여 건조하는 단계이다. 상기 원료 규조는 상온 부터 60 ℃ 이상 오븐에서 건조가 가능하나, 60 ℃ 오븐에서 건조하는 것이 바람직하다. 또한, 수 시간 에서 수 일 이상 건조 가능하며 더욱 바람직하게는 12 시간을 건조할 수 있다.

아울러 상기 규조는 부착규조부터 부유 규조까지 규각을 가지는 모든 규조를 포함한다. 이에 따라 규각을 가지는 모든 규조에 다른 고분자로 코팅을 하는 것, 단백질로 코팅을 하는 것, 규조의 규각을 파쇄해서 쓰는 것 모두 포함될 수 있다. 도 10은 이와 같은 방법으로 분리된 규조분말과 Melosira nummuloides 및 Achnanthes brevipes의 광학현미경사진(A. 규조분말 B. Melosira nummuloides C. Achnanthes brevipes)이며, 도 11은 규조류로부터 분리된 실리카의 사진이다.

본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 단계 (B)는 산처리 과정이다. 유리 바이알에 규조 분말 최대 4 g 당 35 ml 의 10 % 염산을 건조된 규조에 넣고 마그네틱 바를 이용하여 5시간 이상 저어주었다.

본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 (C) 단계는, 상기 유기물이 제거된 규조류를 가열함으로써 떨어져 나온 유기물을 제거하여 규조의 실리카 규각을 수득하는 단계이다. 이때 상기 불순물 제거 단계는 0.2 ㎛ 기공 크기의 유리 필터를 이용하여 유기물을 제거한 다음, 남아 있는 염산을 씻어내는 단계일 수 있다. 상기 (B)단계의 반응 종결 후 0.2 ㎛ 기공 크기의 유리 필터에 진공을 가하여 물질이 회수 되도록 하는 것이 바람직하며, 남아있는 염산을 씻어내고 pH를 중화하기 위하여 씻고자 하는 용액 35 ml 당 3차 증류수 300 ml 씩 3 회 가량 반복하여 총 1 L를 흘려주어 씻어내는 것이 바람직하다.

상기 투석을 통해 획득된 규조 실리카 규각을 다시 60 ℃ 오븐에서 12 시간 이상 건조하고 650 ℃에서 5시간 동안 열처리한다. 상온에서 650 ℃까지 2시간 동안 온도를 상승시키고 650 ℃에서 5 시간 동안 유지한 후 식을 때 까지 기다린 후, 규조유래 실리카를 수득하였다.

상기의 방법으로 규조류분말에서 실리카 추출수율은 35~40%로 규조류분말 90g 사용 시, 실리카 40g, 규조류분말 80g 사용 시, 30g의 실리카분말을 얻을 수 있었다.

(2) 규조 유래 실리카 분석

표 5는 상기방법으로 제주도 용암해수로부터 분리한 부착성 규조류를 대량배양하여 수득하고 여기서 분리한 규조 유래의 실리카분말을 ICP-MS(Inductively coupled plasma mass spectrometry) 분석을 통해 분석하였다. 표 5에서 보는 바와 같이 본 발명의 실리카 분리방법을 이용하여 제주도 용암 해수로부터 분리한 부착성 규조류로부터 98.4%의 고순도 실리카를 수득할 수 있었다.

원소	7 Li	23 Na	24 Mg	27 Al	28 Si	31 P	39 K	40 Ca	45 Sc	47 Ti
정량 (mg/kg)	0.8	328.2	632.1	902.1	250308.0	272.6	340.9	665.1	25.7	121.8
비율 (%)	0.0003	0.1291	0.2486	0.3547	98.4316	0.1072	0.1341	0.2615	0.0101	0.0479
원소	52 Cr	55 Mn	56 Fe	60 Ni	63 Cu	75 As	88 Sr	90 Zr	138 Ba	208 Pb
정량 (mg/kg)	18.2	60.7	595.0	0.9	2.0	2.0	5.6	3.8	9.2	1.6
비율 (%)	0.0072	0.0239	0.2340	0.0004	0.0008	0.0008	0.0022	0.0015	0.0036	0.0006

(3) 규조류 실리카 규각 지혈제의 제조

본 발명에 따른 규조류 유래 실리카 지혈제는 60 ℃ 오븐에서 12 시간 이상 (over night) 건조하고, 유리 바이알에 분말 최대 4 g 당 35 ml 의 10 % 염산을 건조된 규조에 넣고 마그네틱 바를 이용하여 5 시간 이상 저어둔 뒤, 0.2 um 기공 크기의 유리 필터에 압력을 가하여 물질을 회수 및 3차 증류수 1 L를 흘려주어 씻어낸다. 다시 60 ℃ 오븐에서 12 시간 이상 (over night) 건조하고 650 ℃에서 5시간 동안 열처리하여 제조하였다.

보다 상세하게는 상기 실리카는 수득한 규조류를 60~80℃의 건조기에서 건조시키는 단계, 10% 염산용액에 상기의 규조류 분말을 중량비 95 : 5로 혼합한 후, 95℃에서 5시간동안 교반하여 유기물을 제거하는 단계, Glass filter를 사용하여 상층액을 제거 후 잔사를 수거하는 단계, 상기 수거한 잔사를 증류수를 사용하여 3회 세척하는 단계, 상기 세척된 잔사를 80℃에서 건조하는 단계, 상기 건조된 잔사를 650℃에서 5시간동안 가열하여 유기물을 완전히 제거하는 단계 및 유기물이 완전히 제거 된 실리카를 수거하는 단계로 추출하는 것을 제조할 수 있다.

상기 제조한 규조류 유래 실리카 분말을 무기물질 및 친수성 폴리머의 혼합물을 포함하여 제조함으로써 혈액의 응고를 촉진하고 출혈을 억제하는 지혈제로 제조할 수 있으며, 상기 친수성 폴리머는, 히알루론산, 키토산, 키토산 화합물, 셀룰로스, 덱스트란, 폴리에틸렌 이민 또는 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 또한 상기 지혈제는 파우더 자체, 고체 형태, 고체에 묻어있는 형태, 액체에 담겨있는 상태, 직물 및 부직물의 다공성 구조 내에 담겨 있는 형태를 포함할 수 있으며, 각종 약물과 섞어서 사용할 수 있다.

< 실험예 1> 규조류 지혈능 확인

랫드의 간을 적출하여 가로 5 mm, 깊이 5 mm 의 상처를 메스를 이용하여 내었고 모든 샘플은 10 mg 씩 동일하게 투여되었다. 모든 간 지혈 실험은 2 분 동안 관찰 후 2 분 후에 피를 흡수한 분말의 상태, 피가 멎어 더 이상 피가 나오지 않는 정도, 물로 씻어낸 후 재출혈 여부 등을 확인하였다. 각 처리 방법은 1 차 규조는 60 ℃/ 12h 이상 건조한 규조분말((A)단계), 2 차 규조는 염산 처리 과정으로 건조 후 염산까지 처리한 상태에서 3차수로 씻어내고 말린 규조분말((B)단계), 3차 처리 규조는 상기 건조, 산처리 후 퍼니스에서 650℃/ 5h 로 열처리 공정을 모두 수행한 샘플((C)단계)이다.

도 12는 규조 유래 실리카의 간지혈 효과를 실험한 사진이다. 도 11에서 보는 바와 같이, (C) 단계까지 수행한 규조류(규각)가 대조군 또는 실리카겔의 처리보다 뛰어난 지혈능을 가진 것을 알 수 있었다. (C) 단계 처리과정을 거친 규조류는 피와 덩어리를 이루어 출혈을 멎게 하였다.

도 13은 이를 그래프로 나타낸 것이다. 각 실험군은 2분 간 출혈의 양을 미리 무게를 측정해 놓은 필터페이퍼에 적시어 그 출혈 무게를 측정하였다. 측정결과 3차 처리 과정까지 거친 규조의 실리카 규각에서 출혈량이 감소하는 것을 확인하였다.

< 실험예 2> 바이알 뒤집기 실험의 결과를 통하여 규조 실리카의 피 머금는 능력 확인

혈액응고방지제가 처리된 SD 랫드의 피를 흡수하는 능력을 비교하기 위하여 바이알에 실리카겔, 1차 처리 규조, 2차 처리 규조, 3차 처리 규조를 각각 넣고 피를 넣은 뒤 뒤집어 흘러내리는 피의 모습을 확인하였다. 도 14는 규조 유래 실리카 분말의 혈액 응고능 실험 사진이다. 5mg 에서는 각 그룹의 피가 모두 흘러내렸으나 30 mg부터 2차 처리 규조 및 3차 처리 규조에서 피를 더 잘 머금음을 확인하였다. 45mg 의 경우 대조군과 실리카겔만 흘러내리고 규조류에서는 모두 피를 머금는 능력이 나타났다. 따라서 2차 처리 규조, 3차 처리 규조 > 1차 처리 규조> 실리카겔 및 대조군 순으로 피를 머금는 능력에서 차이를 보였다.

< 실험예 3> 파스퇴르 파이펫에 각 분말을 채워 넣었을 때 피가 흡수되는 시간에 따른 모습

실리카겔, 1차 처리 규조, 2차 처리 규조 및 3차 처리 규조의 시간에 따른 피 흡수 능력을 보았을 때, 3차 처리 규조에서 월등한 피 흡수속도를 확인할 수 있었다. 도 15는 규조 유래 실리카 분말의 혈액 흡수능 실험 사진이며, 도 16은 이를 그래프로 나타낸 것이다. 모세유리관에서의 피 흡수로 인한 피 기둥의 길이는 3차 처리 규조가 가장 높았다.

실리카겔과 3차 처리 규조는 같은 성분인 SiO2 로 이루어져 있음에도 다공성의 나노구조는 규조에만 있는 특성이다. 본 실험의 3차 처리 규조가 빠른 혈액 흡수를 보인 까닭은 다공성 나노구조에서 기인했다고 볼 수 있다. 규조는 각 처리과정을 거치며 덮고 있던 유기물들이 제거되고 속을 채우고 있던 유기물이 제거되며 다공성의 빈 공간을 갖게 되는데 이 빈 공간 안으로 혈액이 흡수되는 모세관 현상이 일어나기 때문임을 알 수 있었다.

< 실험예 4> 멜로시라(Melosira)와 니치아 ( Nizschia ) 종의 지혈제 성능 비교

다공성 규각이 지혈제 성능에 미치는 영향을 알아보기 위하여 규각 내에 공간을 갖고 있는 본 발명의 제주 용암해수에서 분리한 멜로시라(Melosira)와 규조류이지만 납작한 형태를 갖고 있어 규각 내에 내부공간이 작은 니치아(Nizschia) 종을 상기와 같은 방법으로 3차 처리한 후, <실험예 3>과 같이 혈액 흡수능을 측정하였다.

도 17은 멜로시라(Melosira)와 니치아(Nizschia) 두 종에 지혈제 제조 가공 처리를 한 후 모습을 전자주사현미경으로 관찰한 것이다. 본 발명의 제주 용암해수로부터 분리한 멜로시라는 20 ~50 um 의 길이, 알약 같은 형태의 내부가 비어있으며 표면에는 수많은 기공이 있는 반면, 니치아(Nizschia) 종은 13 um 길이의 나뭇잎 모양이며 납작하지만 메조포러스의 무정형 실리카의 성분은 멜로시라와 동일하였다.

도 18은 Melosira (멜로시라) 와 Nizschia (니치아) 두 종의 규조의 혈액 흡수능 실험 사진이며, 도 19는 이를 그래프로 나타낸 것이다. 파스퇴르 파이펫으로 확인한 피 흡수 능력을 확인한 결과, 도 18 및 도 19에서 보는 바와 같이, 니치아 (좌 2개)와 멜로시라 (우 2개)의 시간에 따른 피 기둥의 높이는 멜로시라에서 높게 나타났으며 시간과 길이에 따른 그래프로 나타냈을 때에도 추세선의 기울기는 멜로시라가 0.0209, 니치아가 0.0099 를 나타내었다. 5초 이내로 피를 즉시 흡수하는 높이도 4.5 과 2.047 로 멜로시라에서 더 높은 피 흡수능력을 확인하였다.

< 실험예 5> 지혈에서 다공성 빈 구조의 중요성 확인

상기 <실험예 4>에서 다공성 구조인 멜로시라에서 더 좋은 피 흡수능력을 보였기 때문에 멜로시라의 다공성 구조를 파괴하여도 지혈의 효과가 남아있는 지 확인하기 위하여 멜로시라를 막자사발로 빻은 뒤 간 지혈 모델로 확인하였다.

3차 처리한 멜로시라를 빻기 전과 후로 나눈 뒤, 두 시료 모두 10 mg 을 정량하여 렛드 간 지혈 모델에 적용하였다. 도 20은 3차 처리한 멜로시라(Melosira) 종을 빻기 전 후의 혈액 흡수능을 그래프로 나타낸 것이다. 도 20에서 보는 바와 같이 규조 규각을 빻아 내부의 빈 공간을 없애면 지혈의 성능이 감소하여 출혈이 더 많이 일어난다는 것을 확인하였다.

이상의 실험 결과를 통하여 다공성의 내부가 비어있는 구조가 혈액의 흡수를 촉진하고 지혈의 성능을 높이는 것을 알 수 있었으며, 이것은 본 발명에 따른 규조의 산처리 열처리 과정을 통해 형성된 다공성의 내부가 빈 공간을 가지는 마이크로미터 지름의 실리카규각이 지혈에 매우 중요하다는 것을 확인하였고, 본 발명의 제주 용암해수에서 분리한 부착성 규조류를 이용하여 지혈제를 제조하였을 때, 뛰어난 성능의 지혈제를 얻을 수 있음을 확인하였다.

< 실험예 6> 혈액 응고의 원리 파악

사람의 전혈을 채취하여 3000rpm 에서 15 분간 4 ℃ 에서 원심분리하여 혈소판 결핍 혈장을 분리한다. 분리한 혈소판 결핍 혈장을 2 mg/ml 가 되도록 3차 처리 규조를 섞은 것과 섞지 않은 것을 준비하여 37 ℃ 에서 30 분간 둔다. 다시 3000rpm 에서 5 분간 RT 에서 원심 분리하고 액체질소로 급속냉동한 뒤 -20 ℃ 에서 보관하다가 혈액분석을 수행하였다.

도 21은 본 발명의 규조유래 지혈제의 지혈작용 기작을 나타낸 그래프이다. (A) 응고인자 12 가 규조 규각 실리카와 만나 소모되었음을 나타낸 것이며, (B) 소모된 응고인자 12가 관여하는 내인계 혈액응고 시간인 부분 트롬보플라스틴 시간의 증가를 나타낸 것이고, (C) 는 혈액응고의 외인계 반응인 트롬빈 시간에는 영향을 끼치지 않음을 보인 것이다. 혈액 분석은 응고인자 12, 트롬빈 시간(PT), 부분 트롬보플라스틴 시간(PTT) 를 수행하였으며 부분 트롬보플라스틴 시간은 혈액 응고의 내인계를 의미하며 트롬빈 시간은 외인계를 의미한다.

규조 규각 실리카가 응고인자 12를 활성화 시켜 응고인자 12를 소모하였고 그 결과 낮은 응고인자 12 의 수치를 나타내었다. 또한 응고인자 12 은 혈액 응고 기전의 내인계에 참여하여 감소한 응고인자 12로 인하여 부분 트롬보플라스틴 시간에서 지혈 시간의 증가가 나타났다. 규각 실리카는 트롬빈 시간에는 참여하지 않아 대조군과 같은 결과를 나타내었다.

도 22는 규조 유래 실리카 분말의 혈액 반응 전자현미경 관찰 사진이다. 규조 유래 실리카 입자는 주변 적혈구와 엉겨붙은 것을 확인할 수 있었었다. 규조류 유래 실리카 분말이 혈액의 특정 성분과 친화도가 높아서 지혈의 효과를 내는 것인지 확인하기 위하여 광학이미지와 전자주사현미경으로 혈액과 규조류의 모습을 관찰하였을 때 실험군 2 및 실험군 3에서는 실리카겔이나 실험군 1보다 혈구가 많이 붙어있었고 이를 분리한 적혈구나 분리한 혈소판과 섞었을 때의 전자주사현미경 상에서 적혈구와 붙어있는 모습이 관찰되었다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

본 발명은 제주도 용암해수로부터 연중 배양이 가능한 부착성 규조류를 분리하여 대량배양하고, 수득한 규조류로부터 순도 높은 실리카를 제조하여 성능이 뛰어난 지혈제로 사용하는 방법을 제공하고 있어, 의학, 환경, 생명산업 등 응용분야에 이용할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (8)

1. 0.5~1m의 간격을 두고 십자형 또는 일자형의 절개부가 형성된 나일론 망지를 일정 부피를 갖는 부착수조에 수평으로 설치하는 단계; 제주도 용암해수를 취수하여 상기 나일론 망지에 소통시켜 제주도 용암해수와 함께 2-4 cells/L 의 양으로 취수되는 부착성 규조류 Melosira nummuloides, Achnanthes brevipes var. intermedia, Achnanthes sancti-pauli, Achnanthes brevipes 그리고 Melosira octogona 로 이루어진 군 중 선택된 한 종 이상을 상기 나일론 망지에 부착시키는 단계; 상기 부착성 규조류가 부착된 나일론 망지를 실외수조로 이동시켜 태양광 조건에서 제주 용암해수를 사육수로 공급하여 대량배양시키는 단계;
   대량배양한 규조류를 60~80℃의 건조기에서 건조시키는 단계; 10% 염산용액에 상기 건조된 규조류 분말을 중량비 95 : 5로 혼합한 후, 95℃에서 5시간 동안 교반하여 유기물을 제거하는 단계; Glass filter를 사용하여 상층액을 제거 후 잔사를 수거하고 상기 수거한 잔사를 증류수를 사용하여 세척하여 상기 세척된 잔사를 80℃에서 건조하는 단계; 상기 건조된 잔사를 650℃에서 5시간 동안 가열하여 유기물을 완전히 제거하는 단계; 및 유기물이 완전히 제거된 규조류 유래 실리카를 수거하는 단계;
   상기 수거된 규조류 유래 실리카에, 무기물질 또는 히알루론산, 키토산, 키토산 화합물, 셀룰로스, 덱스트란, 폴리에틸렌 이민 또는 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 친수성 폴리머를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 제주도 용암 해수로부터 분리된 부착성 규조류를 이용한 실리카 지혈제의 제조방법.
   
2. 제1항의 실리카 지혈제의 제조방법으로 제조된 제주도 용암 해수로부터 분리된 부착성 규조류를 이용한 규조 실리카 지혈제
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