KR102264090B1 - Antimicrobial hydrogel with metal organic frameworks - Google Patents

Antimicrobial hydrogel with metal organic frameworks Download PDF

Info

Publication number
KR102264090B1
KR102264090B1 KR1020190034804A KR20190034804A KR102264090B1 KR 102264090 B1 KR102264090 B1 KR 102264090B1 KR 1020190034804 A KR1020190034804 A KR 1020190034804A KR 20190034804 A KR20190034804 A KR 20190034804A KR 102264090 B1 KR102264090 B1 KR 102264090B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrogel
antibacterial
formula
metal
organic framework
Prior art date
Application number
KR1020190034804A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200115819A (en
Inventor
이도남
권기학
Original Assignee
광운대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 광운대학교 산학협력단 filed Critical 광운대학교 산학협력단
Priority to KR1020190034804A priority Critical patent/KR102264090B1/en
Priority to PCT/KR2019/005403 priority patent/WO2019235742A1/en
Publication of KR20200115819A publication Critical patent/KR20200115819A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102264090B1 publication Critical patent/KR102264090B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/34Copper; Compounds thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/00051Accessories for dressings
    • A61F13/00063Accessories for dressings comprising medicaments or additives, e.g. odor control, PH control, debriding, antimicrobic
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/30Zinc; Compounds thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/06Ointments; Bases therefor; Other semi-solid forms, e.g. creams, sticks, gels
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/18Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing inorganic materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/46Deodorants or malodour counteractants, e.g. to inhibit the formation of ammonia or bacteria
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/60Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04Antibacterial agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F1/00Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic System
    • C07F1/08Copper compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System
    • C07F15/06Cobalt compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F3/00Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic System
    • C07F3/06Zinc compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00Physical properties
    • D10B2401/13Physical properties anti-allergenic or anti-bacterial
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2509/00Medical; Hygiene
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Abstract

본 발명은 금속-유기프레임워크 화합물 및 하이드로겔을 포함하는 항균 하이드로겔에 관한 것이다. 본 발명의 금속-유기프레임워크 화합물 포함 하이드로겔은 항균 활성이 우수하여 다양한 하이드로겔 제품에 활용 가능하다.The present invention relates to an antibacterial hydrogel comprising a metal-organoframework compound and a hydrogel. The metal-organic framework compound-containing hydrogel of the present invention has excellent antibacterial activity and can be used in various hydrogel products.

Description

금속-유기프레임워크 포함 항균 하이드로겔{Antimicrobial hydrogel with metal organic frameworks}Antimicrobial hydrogel with metal organic frameworks

본 발명은 금속-유기프레임워크 화합물을 포함하는 항균 하이드로겔에 관한 것이다. 본 발명의 금속-유기프레임워크 화합물 포함 하이드로겔은 항균 활성이 우수하여 다양한 하이드로겔 제품에 활용 가능하다.The present invention relates to an antibacterial hydrogel comprising a metal-organoframework compound. The metal-organic framework compound-containing hydrogel of the present invention has excellent antibacterial activity and can be used in various hydrogel products.

하이드로겔은 물을 분산매로 하는 겔(gel)로, 하이드로졸이 냉각으로 인하여 유동성을 상실하거나 3차원 망목 구조와 미결정 구조를 갖는 친수성 고분자가 물을 함유하여 팽창하거나 하여 형성된다. 전해질 고분자의 히드로겔은 고흡수성을 나타내는 것이 많으며 흡수성 고분자로서 다방면에 실용화되어 있다.A hydrogel is a gel using water as a dispersion medium, and the hydrosol loses fluidity due to cooling, or a hydrophilic polymer having a three-dimensional network structure and microcrystalline structure expands by containing water. Hydrogels of electrolyte polymers exhibit high water absorption properties and have been put to practical use in various fields as water absorbent polymers.

하이드로겔은 물에 녹지는 않지만 자체 무게보다 여러 배 이상의 물을 흡수할 수 있는 특성이 있다. 이러한 특성을 이용하여 상처 부위에서 삼출물 흡수에 의한 습윤 환경을 조성하여 흉터를 최소화하거나 흉터 없이 효과적으로 상처를 치료할 수 있으며, 수술 시 장관의 유착을 방지하기 위해 의학 분야에도 응용되고 있는 등 그 용도가 다양하다. 특히 최근에는 콘택트렌즈에 사용되며 생체 의학적으로 인공 디스크, 인공연골 등의 여러 분야에서 그 용도에 대한 연구가 이루어지고 있다. Although hydrogels are not soluble in water, they have the ability to absorb water several times more than their own weight. Using these characteristics, it is possible to minimize scarring or effectively treat wounds without scars by creating a moist environment by absorbing exudate at the wound site. Its uses are diverse, such as being applied to the medical field to prevent adhesions of the intestinal tract during surgery. Do. In particular, recently, it is used in contact lenses and biomedical research on its use in various fields such as artificial discs and artificial cartilage is being conducted.

하이드로겔 제조에 이용되는 고분자로 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 히알루론산(hyaluronic acid), 알긴산(alginic acid), 펙틴(pectin), 키토산(chitosan) 등 많은 합성 또는 천연 고분자들이 있다. There are many synthetic or natural polymers such as polyvinyl alcohol (PVA), hyaluronic acid, alginic acid, pectin, chitosan, etc.

일반적으로 상처 치료 속도는 건조한 상태에서 치료하는 경우보다 수분환경을 유지하는 경우에 더 빠르다. 이 경우 상처가 완전히 치료되기까지 일정 기간의 시간을 필요로 하므로 그 기간 동안 환부의 감염을 효과적으로 막을 수 있어야 한다. 따라서, 상처 치료용 드레싱은 장시간 동안 상처에 수분을 유지할 수 있어야 하며, 삼출물 등의 체액을 잘 흡수할 수 있어야 한다. 또한 박테리아 등으로부터 상처의 감염을 막을 수 있어야 하며, 상처나 피부에 부착과 탈착이 용이해야 한다. 상처 치료 과정을 보기 위해 투명한 것이 보다 좋으며, 산소 투과성 및 취급, 저장 용이성 또한 필요하다.In general, wound healing speed is faster in the case of maintaining a moist environment than in the case of treating in a dry state. In this case, it takes a certain period of time until the wound is completely healed, so it is necessary to effectively prevent infection of the affected area during that period. Therefore, the dressing for wound treatment should be able to retain moisture in the wound for a long time and should be able to absorb body fluids such as exudates well. In addition, it should be able to prevent infection of the wound from bacteria, etc., and it should be easy to attach and detach from the wound or skin. Transparent is better for viewing the wound healing process, and oxygen permeability and ease of handling and storage are also required.

하이드로겔(hydrogel)은 70% 이상의 수분을 함유하고 있어, 화상 치료나 습윤 상태가 유지되는 조건에서 사용될 수 있다. 또한, 체액, 혈액 등 생체 조직과 친화성이 있기 때문에 운드 드레싱(wound dressing)이외에 콘택트렌즈, 연골 등에도 사용이 가능하다. 이러한 하이드로겔은 수분을 함유할 수 있도록 3차원 망상 구조를 갖는 것이 대부분이며, 주로 카르복실기(COOH), 카르복스이미드기(CONH), 술폰산기(SO3H) 등의 친수성 작용기를 갖고 삼투압이나 모세관 현상에 의해 수분을 함유한다. 하이드로겔이 다량의 수분을 함유하고 있으면서도 물에 용해되지 않는 까닭은 정전기적, 친유성 상호 작용뿐만 아니라 고분자 쇄 사이의 결합 구조 때문이다.Hydrogel (hydrogel) contains more than 70% water, so it can be used in burn treatment or in conditions where a wet state is maintained. In addition, since it has affinity with biological tissues such as body fluids and blood, it can be used for contact lenses, cartilage, etc. in addition to wound dressings. Most of these hydrogels have a three-dimensional network structure to contain moisture, and have hydrophilic functional groups such as carboxyl group (COOH), carboximide group (CONH), sulfonic acid group (SO 3 H), and osmotic pressure or capillary tube. It contains moisture by development. The reason that hydrogels contain a large amount of water but are not soluble in water is due to the bonding structure between polymer chains as well as electrostatic and lipophilic interactions.

그러나 상기와 같은 하이드로겔들은 함수특성 때문에 상처 부위에 습윤 환경을 조성할 수 있는 장점은 있지만, 그 자체로는 항균 활성이 없어 세균에 의한 감염이 문제가 되는 경우가 있다. However, the hydrogels as described above have the advantage of creating a wet environment at the wound site due to their water-containing properties, but there are cases in which infection by bacteria is a problem because they do not have antibacterial activity by themselves.

상처치료에 항균 활성은 중요한 요소이다. 특히, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)과 같은 화농성 균은 상처 치료를 어렵게 하며, 감염이 발생하면 항생제를 투여하여야 하는 경우가 많다. 감염과 상처회복과정에는 상처 부위의 pH도 관여되는데, 상처 및 염증에 대한 pH의 영향에 관한 연구에서는 상처가 회복되는 과정에서 상처 부위에 산성 환경이 조성되면 세균의 증식이 억제되고, 상처 부위의 치유 속도가 빨라질 수 있다고 보고하고 있다.Antibacterial activity is an important factor in wound healing. In particular, purulent bacteria such as Staphylococcus aureus make it difficult to heal wounds, and in many cases, antibiotics must be administered when an infection occurs. The pH of the wound site is also involved in the infection and wound healing process. In a study on the effect of pH on the wound and inflammation, when an acidic environment is created in the wound area during the wound healing process, the proliferation of bacteria is suppressed, and the It has been reported that healing can be accelerated.

콘텍트렌즈의 경우도 항균 기능이 요구되고 있다.In the case of contact lenses, an antibacterial function is also required.

금속-유기프레임워크 (Metal-Organic Framework, MOF)는 지난 몇 십 년 동안, 에너지 관련 가스 저장 (H2 및 CH4), CO2 포집 / 분리, 탄화수소 분리, 촉매분야 및 양성자 전도와 같은 광범위한 응용 분야에서 많은 관심을 끌어 왔다. 최근에 높은 다공성 및 규칙적인 구조 특성으로 인해 금속-유기프레임워크는 생물학 및 의학 분야로 그 용도를 확장하고 있다. The Metal-Organic Framework (MOF) has been developed over the past few decades for a wide range of applications such as energy-related gas storage (H 2 and CH 4 ), CO 2 capture/separation, hydrocarbon separation, catalysis and proton conduction. has attracted a lot of attention in the field. Recently, due to their high porosity and regular structural properties, metal-organic frameworks are expanding their applications to the fields of biology and medicine.

한편, 다제 내성 박테리아가 생겨나서 전통 약물의 발전을 위협하면서, Cu, Zn, Co, Ag를 포함하는 전이 금속 이온과 금속 나노 입자가 박테리아 세포에 영향을 미치는 새로운 항균제 대체물질로 주목 받고 있다. 금속 나노 입자는 나노 미터 효과 및 높은 표면적/부피 비율과 같은 고유한 특성으로 인해 우수한 항 박테리아 활성을 나타낸다. 그러나, 나노 입자 형태로 도달한 과도한 금속 이온은 박테리아뿐만 아니라 정상 조직에도 해로울 것으로 예상되고 있다.Meanwhile, multi-drug-resistant bacteria have emerged, threatening the development of traditional drugs, and transition metal ions and metal nanoparticles including Cu, Zn, Co, and Ag are attracting attention as new antimicrobial substitutes that affect bacterial cells. Metal nanoparticles exhibit excellent antibacterial activity due to their unique properties such as nanometer effect and high surface area/volume ratio. However, it is expected that excessive metal ions arriving in the form of nanoparticles will be harmful not only to bacteria but also to normal tissues.

이 문제를 해결하기 위해 많은 연구자들이 생물 활성 금속 이온을 유기 리간드에 배위시킴으로써 금속 이온을 포착하려고 하였다. 관련하여, 대한민국 공개특허 2009-0046888 등에서 구리를 포함하는 금속 유기 골격 물질의 제조 방법을 제시하고 있으나 상기 문헌에는 항균제의 활성 가능성에 대한 보고는 없다.To solve this problem, many researchers have tried to trap metal ions by coordinating bioactive metal ions to organic ligands. In relation to this, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0046888, etc. proposes a method for producing a metal-organic framework material containing copper, but there is no report on the activity potential of the antimicrobial agent in the document.

한국공개특허공보 제2003-0045730호Korean Patent Publication No. 2003-0045730 한국공개특허공보 제2009-0046888호Korean Patent Publication No. 2009-0046888

이에 본 발명은 금속-유기프레임워크 (Metal-Organic Framework, MOF)를 포함하여 항균활성을 갖는 하이드로겔을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention aims to provide a hydrogel having antibacterial activity including a metal-organic framework (MOF).

본 발명은 금속-유기프레임워크 (Metal-Organic Framework, MOF) 포함 하이드로겔을 포함하는 항균제를 제공하고자 한다. The present invention is to provide an antibacterial agent comprising a metal-organic framework (Metal-Organic Framework, MOF) containing hydrogel.

본 발명은 항균성을 갖는 하이드로겔을 간편하고 재현성 있는 방법으로 제조하는 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method for preparing a hydrogel having antibacterial properties in a simple and reproducible manner.

본 발명은 항균성 하이드로겔을 포함하여 항균성이 우수한 제품을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a product with excellent antibacterial properties, including an antibacterial hydrogel.

상기 목적 달성을 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1의 금속-유기프레임워크 화합물 및 하이드로겔을 포함하는 항균 하이드로겔을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an antibacterial hydrogel comprising a metal-organic framework compound of Formula 1 and a hydrogel.

[화학식 1][Formula 1]

[M2(L1)2(μ-L2)]·x(H2O)[M 2 (L1) 2 (μ-L2)] x(H 2 O)

상기 식에서 M은 Cu, Zn 또는 Co이고, Wherein M is Cu, Zn or Co,

L1은 2개의 카복실레이트기를 가지는 탄화수소기이고,L1 is a hydrocarbon group having two carboxylate groups,

L2는 비스(4-피리딜) 화합물 또는 그 유도체이고L2 is a bis(4-pyridyl) compound or a derivative thereof

x는 1 내지 10의 수이다. x is a number from 1 to 10.

본 발명은 하기 화학식 1의 금속-유기프레임워크 화합물 및 하이드로겔을 포함하는 항균제를 제공한다. The present invention provides an antimicrobial agent comprising a metal-organic framework compound of Formula 1 and a hydrogel.

[화학식 1][Formula 1]

[M2(L1)2(μ-L2)]·x(H2O)[M 2 (L1) 2 (μ-L2)] x(H 2 O)

상기 식에서 M은 Cu, Zn 또는 Co이고, Wherein M is Cu, Zn or Co,

L1은 2개의 카복실레이트기를 가지는 탄화수소기이고,L1 is a hydrocarbon group having two carboxylate groups,

L2는 비스(4-피리딜) 화합물 또는 그 유도체이고L2 is a bis(4-pyridyl) compound or a derivative thereof

x는 1 내지 10의 수이다. x is a number from 1 to 10.

본 발명은 하기 화학식 1의 금속-유기프레임워크 화합물 및 하이드로겔을 자외선 하에서 반응시켜 항균 하이드로겔을 제조하는 방법으로 The present invention is a method for preparing an antibacterial hydrogel by reacting the metal-organic framework compound of Formula 1 and the hydrogel under ultraviolet light.

[화학식 1][Formula 1]

[M2(L1)2(μ-L2)]·x(H2O)[M 2 (L1) 2 (μ-L2)] x(H 2 O)

상기 식에서 M은 Cu, Zn 또는 Co이고, Wherein M is Cu, Zn or Co,

L1은 2개의 카복실레이트기를 가지는 탄화수소기이고,L1 is a hydrocarbon group having two carboxylate groups,

L2는 비스(4-피리딜) 화합물 또는 그 유도체이고L2 is a bis(4-pyridyl) compound or a derivative thereof

x는 1 내지 10의 수이고,x is a number from 1 to 10,

UV 빛의 세기는 1~200mW/cm2이고, UV light intensity is 1-200mW/cm2,

광개시제의 농도는 0.01~1% (w/v)이며 The concentration of photoinitiator is 0.01~1% (w/v) and

반응온도는 20~70℃이며,The reaction temperature is 20~70℃,

반응 pH는 7.5~9 인 것을 특징으로 하는 항균 하이드로겔 제조 방법을 제공한다.Reaction pH provides an antibacterial hydrogel preparation method, characterized in that 7.5 ~ 9.

본 발명은 상기 항균성 하이드로겔을 포함하는 항균성 제품을 제공한다.The present invention provides an antimicrobial product comprising the antimicrobial hydrogel.

본 발명은 항균 활성이 우수한 하이드로겔을 제공하는 효과가 있다. 본 발명은 금속-유기프레임워크 화합물을 물을 용매로 하는 비교적 마일드한 조건에서 제조할 수 있고 이를 혼합하여 비교적 간단한 방법으로 항균성을 갖는 하이드로겔을 제조하는 방법을 제공하는 효과가 있다. 본 발명의 금속-유기프레임워크 포함 항균 하이드로겔은 대장균(Escherichia coli), 및 포도상구균(Staphylococcus aureus), 과 같은 세균에 대해 항균활성이 우수하고 매우 안전하다는 장점이 있다. 따라서 상기 하이드로겔을 포함하는 제품은 항균성이 뛰어나다는 장점이 있다.The present invention has the effect of providing a hydrogel excellent in antibacterial activity. The present invention has the effect of providing a method for preparing a hydrogel having antibacterial properties in a relatively simple manner by mixing the metal-organic framework compound under relatively mild conditions using water as a solvent and mixing them. The metal-organic framework-containing antibacterial hydrogel of the present invention has the advantage that it has excellent antibacterial activity against bacteria such as Escherichia coli, and Staphylococcus aureus, and is very safe. Therefore, the product including the hydrogel has the advantage of excellent antibacterial properties.

도 1은 본 발명의 하이드로겔 수지에 포함된 금속-유기프레임워크 화합물의 구조식을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 금속-유기프레임워크 화합물의 결정 구조이다. 각각 물분자를 포함하는 [Cu2(Glu)2(bpy)] (a), [Cu2(Glu)2(bpa)] (b), [Cu2(Glu)2(bpe)] (c), 및 [Cu2(Glu)2(bpp)] (d) 를 도시하고 있다.
도 3에 금속-유기프레임워크 화합물 포함 하이드로겔 형성 반응의 모식도를 나타내었다.
도 4에 대장균에 대한 대조편((a)) 및 Cu-Glu-Bpe/하이드로겔((b))의 항균효과 결과를 도시하였다.
도 5에 황색포도상구균에 대한 대조편((a)) 및 Cu-Glu-Bpe/하이드로겔((b))의 항균효과 결과를 도시하였다.
도 6에 대장균에 대한 대조편((a)) 및 Co-Glu-Bpe/하이드로겔((b))의 항균효과 결과를 도시하였다.
도 7에 황색포도상구균에 대한 대조편((a)) 및 Co-Glu-Bpe/하이드로겔((b))의 항균효과 결과를 도시하였다.
도 8에 대장균에 대한 대조편((a)) 및 하이드로겔((b))의 항균효과 결과를 도시하였다.
도 9에 황색포도상구균에 대한 대조편((a)) 및 하이드로겔((b))의 항균효과 결과를 도시하였다.
1 shows the structural formula of the metal-organic framework compound included in the hydrogel resin of the present invention.
2 is a crystal structure of the metal-organic framework compound of the present invention. [Cu 2 (Glu) 2 (bpy)] (a), [Cu 2 (Glu) 2 (bpa)] (b), [Cu 2 (Glu) 2 (bpe)] (c) containing water molecules, respectively , and [Cu 2 (Glu) 2 (bpp)] (d).
3 shows a schematic diagram of a hydrogel-forming reaction including a metal-organic framework compound.
4 shows the results of the antibacterial effect of the control ((a)) and Cu-Glu-Bpe/hydrogel ((b)) against E. coli.
Figure 5 shows the results of the antibacterial effect of the control ((a)) and Cu-Glu-Bpe/hydrogel ((b)) against Staphylococcus aureus.
6 shows the results of the antibacterial effect of the control ((a)) and Co-Glu-Bpe/hydrogel ((b)) against E. coli.
7 shows the results of the antibacterial effect of the control ((a)) and Co-Glu-Bpe/hydrogel ((b)) against Staphylococcus aureus.
8 shows the results of the antibacterial effect of the control piece ((a)) and the hydrogel ((b)) against E. coli.
Figure 9 shows the results of the antibacterial effect of the control piece ((a)) and the hydrogel ((b)) against Staphylococcus aureus.

본 발명은 하기 화학식 1의 금속-유기프레임워크 화합물 및 하이드로겔을 포함하는 항균 하이드로겔을 제공한다.The present invention provides an antibacterial hydrogel comprising a metal-organic framework compound of Formula 1 and the hydrogel.

[화학식 1][Formula 1]

[M2(L1)2(μ-L2)]·x(H2O)[M 2 (L1) 2 (μ-L2)] x(H 2 O)

상기 식에서 M은 Cu, Zn 또는 Co이고, Wherein M is Cu, Zn or Co,

L1은 2개의 카복실레이트기를 가지는 탄화수소기이고,L1 is a hydrocarbon group having two carboxylate groups,

L2는 비스(4-피리딜) 화합물 또는 그 유도체이고L2 is a bis(4-pyridyl) compound or a derivative thereof

x는 1 내지 10의 수이다. x is a number from 1 to 10.

본 발명의 하이드로겔에 포함되는 금속-유기프레임워크 화합물은 산화수, 상대 이온, 배위 모드, 리간드의 크기 및 가교 특성과 같은 금속 및 유기 리간드의 고유한 특성을 고려하여 설계되었다. The metal-organic framework compound included in the hydrogel of the present invention was designed in consideration of the unique properties of metals and organic ligands, such as oxidation number, counter ion, coordination mode, ligand size, and crosslinking properties.

상기 금속-유기프레임워크 화합물은 물 분자가 결정화 되어 있고 인체에 무해하다. The metal-organic framework compound has crystallized water molecules and is harmless to the human body.

본 발명의 금속-유기프레임워크 화합물의 금속은 구리, 아연 또는 코발트이다. 본 발명에서 구리, 아연 또는 코발트는 항균 효과를 높여 줄 수 있다.The metal of the metal-organoframework compound of the present invention is copper, zinc or cobalt. In the present invention, copper, zinc or cobalt may increase the antibacterial effect.

본 발명의 L1은 분자 내에 2개의 카복실레이트기를 포함한 탄화수소기이다. 상기 L1은 바람직하게는 하기 화학식 2와 같다.In the present invention, L1 is a hydrocarbon group including two carboxylate groups in the molecule. L1 is preferably the same as the formula (2) below.

[화학식 2][Formula 2]

-OOC-R-COO- - OOC-R-COO -

상기 식에서 R은 결합, 또는 단일결합이나 이중결합을 가질 수 있는 탄소수 1~7의 직쇄 또는 분지쇄의 탄화수소기이다. In the above formula, R is a bond, or a straight or branched hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms, which may have a single bond or a double bond.

L1은 더욱 바람직하게는 말로네이트(malonat), 석시네이트(succinate), 퓨마레이트(fumarate), 글루타레이트(glutarate), 아디페이트(adipate) 또는 뮤코네이트(muconate)이다. L1 is more preferably malonat, succinate, fumarate, glutarate, adipate or muconate.

본 발명의 금속-유기프레임워크 화합물의 금속은 L2 리간드로 비스(4-피리딜) 또는 그 유도체가 결합되어 있다. 상기 비스(4-피리딜) 또는 그 유도체는 바람직하게는 하기 화학식 3과 같다.To the metal of the metal-organoframework compound of the present invention, bis(4-pyridyl) or a derivative thereof is bound as an L2 ligand. The bis(4-pyridyl) or a derivative thereof is preferably represented by the following formula (3).

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112019031223410-pat00001
Figure 112019031223410-pat00001

상기 식에서 in the above formula

A는 결합, 또는 단일결합이나 이중결합을 가질 수 있는 탄소수 1~7의 직쇄 또는 분지쇄의 탄화수소기이다.A is a bond, or a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms, which may have a single bond or a double bond.

비스(4-피리딜)은 더욱 바람직하게는 4,4··-비피리딘(4,4··-bipyridine, bpy), 1,2-비스(4-피리딜)에탄(1,2-bis(4-pyridyl)ethane, bpa), 1,2-비스(4-피리딜)에텐(1,2-bis(4-pyridyl)ethene, bpe) 또는 1,3-비스(4-피리딜)프로판(1,3-bis(4-pyridyl)propane, bpp)이다.Bis(4-pyridyl) is more preferably 4,4...-bipyridine (4,4...-bipyridine, bpy), 1,2-bis(4-pyridyl)ethane (1,2-bis (4-pyridyl)ethane, bpa), 1,2-bis(4-pyridyl)ethene (1,2-bis(4-pyridyl)ethene, bpe) or 1,3-bis(4-pyridyl)propane (1,3-bis(4-pyridyl)propane, bpp).

이하 일예인 Cu-유기프레임워크 화합물을 예로 본 발명의 항균 하이드로겔에 포함되는 금속-유기프레임워크 화합물의 구조에 대해 설명한다. Hereinafter, the structure of the metal-organic framework compound included in the antibacterial hydrogel of the present invention will be described using the Cu-organic framework compound as an example.

본 발명의 Cu-글루타레이트 금속-유기프레임워크는 모두 monoclinic C2/c 스페이스 그룹에서 결정화되었다. 단결정 X- 선 연구는 본 발명의 금속-유기프레임워크 모두가 글루타레이트에 의해 연결된 패들-휠(paddle-wheel) Cu2 이핵 단위를 포함하여 2 차원 (2D)시트 형상을 이루고 있다. 상기 2차원 시트는 비피리딜 리간드(L2)에 의해 연결되어 3 차원 (3D) 프레임워크를 형성한다 (도 1 및 도 2 참조). 도 2에서 [Cu2(Glu)2(μ-L2)]x(H2O) 식에서 L2가 bpy인 경우의 3D 프레임워크를 (a)에, bpa인 경우의 3D 프레임워크를 (b)에, bpe인 경우의 3D 프레임워크를 (c)에, 그리고 bpp인 경우의 3D 프레임워크를 (d)를 나타내고 있다. 용매인 물 분자의 수는 원소 분석 등으로부터 계산되었다. 4 개의 금속-유기프레임워크 화합물에서 각각의 Cu(II) 이온의 배위 구조는 4 개의 이쿼토리얼(equatorial) 카르복실레이트 O 원자 및 축 방향 피리딜 N 원자로 구성된 사각 피라미드 형태이다.All of the Cu-glutarate metal-organic frameworks of the present invention were crystallized in monoclinic C2/c space groups. Single-crystal X-ray studies show that all of the metal-organic frameworks of the present invention have a two-dimensional (2D) sheet shape including paddle-wheel Cu 2 heteronuclear units connected by glutarate. The two-dimensional sheets are linked by a bipyridyl ligand (L2) to form a three-dimensional (3D) framework (see FIGS. 1 and 2 ). In Figure 2, [Cu 2 (Glu) 2 (μ-L2)]x(H 2 O) In the formula, the 3D framework when L2 is bpy in (a), and the 3D framework in the case of bpa in (b) , the 3D framework in the case of bpe is shown in (c), and the 3D framework in the case of bpp is shown in (d). The number of water molecules as a solvent was calculated from elemental analysis or the like. The coordination structure of each Cu(II) ion in the four metal-organoframework compounds is in the form of a square pyramid composed of four equatorial carboxylate O atoms and axial pyridyl N atoms.

본 발명의 금속-유기프레임워크 화합물에서 용매화 물 분자는 1 차원 (1D) 채널에서 포획되어있다. 본 발명의 금속-유기프레임워크는 PLATON 분석에 기초하여 각각 공극 부피가 10~40부피%, 바람직하게는 15~35 부피%를 가지고 있다. 본 발명의 금속-유기프레임워크 화합물은 모두 규격화된(well-defined) 1D 채널을 포함하고 있으며, 적당한 기공 크기와 공극 부피를 가진 매우 유사한 기공 모양을 가지고 있다. 이러한 기공 및 공극부피가 항 박테리아 활성을 우수하게 하는 효과가 있는 것으로 생각된다.In the metal-organoframework compounds of the present invention, solvate molecules are trapped in one-dimensional (1D) channels. The metal-organic framework of the present invention has a pore volume of 10-40% by volume, preferably 15-35% by volume, respectively, based on PLATON analysis. The metal-organic framework compounds of the present invention all contain well-defined 1D channels and have very similar pore shapes with appropriate pore sizes and pore volumes. It is thought that these pores and pore volumes have the effect of excellent antibacterial activity.

상기 화학식 1의 금속-유기프레임워크 화합물은 바람직하게는 The metal-organoframework compound of Formula 1 is preferably

(a) 금속(II) 염 화합물, 2개의 카복실레이트기를 가지는 탄화수소 화합물 및 피리딜 화합물을 물에 혼합한 후 용해시키는 단계,(a) dissolving a metal (II) salt compound, a hydrocarbon compound having two carboxylate groups, and a pyridyl compound in water after mixing;

(b) 압력용기에서 25~100℃ 에서 12시간~10일 동안 반응시키는 단계 및(b) reacting for 12 hours to 10 days at 25 to 100° C. in a pressure vessel; and

(c) 상기 반응 용액을 냉각시킨 후 생성된 고체를 회수하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.(c) cooling the reaction solution and then recovering the resulting solid.

상기 금속(II) 염 화합물은 금속의 질산염, 황산염, 탄산염, 염화염일 수 있다.The metal (II) salt compound may be a nitrate, sulfate, carbonate, or chloride salt of a metal.

상기 2개의 카복실레이트기를 가지는 탄화수소 화합물은 바람직하게는 HOOCRCOOH (R은 결합이거나, 단일결합이나 이중결합을 가질 수 있는 탄소수 1~7의 직쇄 또는 분지쇄의 탄화수소기) 또는 그의 나트륨염, 칼슘염 또는 칼륨염이다.The hydrocarbon compound having two carboxylate groups is preferably HOOCRCOOH (R is a bond, or a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms that may have a single bond or a double bond) or a sodium salt, calcium salt or It is potassium salt.

물에 혼합할 때는 용해도를 높이기 위하여 초음파를 사용할 수 있으며, 필요 시 NaOH 수용액을 추가할 수 있다.When mixing with water, ultrasonic waves can be used to increase solubility, and NaOH aqueous solution can be added if necessary.

본 명세서에서 용어 "하이드로겔(hydrogel)"은 친수성 고분자가 공유 또는 비공유 결합으로 가교되어져 만들어진 3차원 망상구조물을 의미할 수 있다. 구성 물질의 친수성으로 인해 수용액 내 및 수성 환경 하에서 많은 양의 물을 흡수하며 팽윤하지만 가교 구조에 의해 용해되지 않는 성질을 가지고 있다. 따라서 구성성분과 제조방법에 따라 다양한 형태와 성질을 가진 하이드로겔이 만들어질 수 있으며 일반적으로 다량의 수분을 함유하고 있으므로 액체와 고체의 중간성질을 갖는 것일 수 있다. As used herein, the term "hydrogel" may refer to a three-dimensional network structure made by cross-linking a hydrophilic polymer through a covalent or non-covalent bond. Due to the hydrophilicity of the constituent materials, it absorbs a large amount of water in an aqueous solution and in an aqueous environment and swells, but does not dissolve due to the cross-linked structure. Therefore, hydrogels having various shapes and properties can be made depending on the components and manufacturing methods, and since they generally contain a large amount of moisture, they may have intermediate properties between liquids and solids.

본 발명의 하이드로겔 제조에 이용되는 고분자로 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 히알루론산(hyaluronic acid), 알긴산(alginic acid), 펙틴(pectin), 키토산(chitosan) 등 다양한 합성 또는 천연 고분자들 일 수 있고 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜이다. Polymers used for preparing the hydrogel of the present invention, such as polyethylene glycol, polyvinyl alcohol (PVA), hyaluronic acid, alginic acid, pectin, chitosan, etc. They may be natural polymers, preferably polyethylene glycol.

본 발명의 하이드로겔은 바람직하게는 말단에 SH, NH2, epoxide기 등을 갖는 상기 고분자와 말단에 이중결합을 갖는 작용기를 갖는 상기 고분자와의 가교반응에 의해 생성될 수 있다. 말단에 이중결합을 갖는 작용기는 아크릴산기, 메타크릴산기, 글라이시딜 메타크릴레이트 등일 수 있다. The hydrogel of the present invention may be produced by a crosslinking reaction between the polymer having an SH, NH2, epoxide group, etc. at the terminal and the polymer having a functional group having a double bond at the terminal. The functional group having a double bond at the terminal may be an acrylic acid group, a methacrylic acid group, glycidyl methacrylate, or the like.

본 발명의 하이드로겔은 100~10,000의 중합도를 가질 수 있다.The hydrogel of the present invention may have a degree of polymerization of 100 to 10,000.

본 발명은 하기 화학식 1의 금속-유기프레임워크 화합물 및 하이드로겔을 포함하는 항균 하이드로겔을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for preparing an antibacterial hydrogel comprising a metal-organic framework compound of Formula 1 and a hydrogel.

[화학식 1][Formula 1]

[M2(L1)2(μ-L2)]·x(H2O)[M 2 (L1) 2 (μ-L2)] x(H 2 O)

상기 식에서 M은 Cu, Zn 또는 Co이고, Wherein M is Cu, Zn or Co,

L1은 2개의 카복실레이트기를 가지는 탄화수소기이고,L1 is a hydrocarbon group having two carboxylate groups,

L2는 비스(4-피리딜) 화합물 또는 그 유도체이고L2 is a bis(4-pyridyl) compound or a derivative thereof

x는 1 내지 10의 수이다.x is a number from 1 to 10.

본 발명의 금속-유기프레임워크 화합물 포함 하이드로겔 형성 반응의 일예의 모식도를 도 3에 나타내었다. A schematic diagram of an example of a hydrogel-forming reaction including a metal-organic framework compound of the present invention is shown in FIG. 3 .

상기 도 3을 부가 설명하면, 4-arm이고 SH를 포함하는 고분자와 직쇄이고 디아크릴레이트 작용기를 갖는 고분자가 섞이는 순간부터 미카엘타입 부가반응(Michael type addition)도 일어나서 화학적 가교가 일어나기 시작한다. 상기 반응은 UV의 빛의 세기, 광개시제의 농도뿐만 아니라 온도와 용매의 pH, 용질의 농도에 의존한다. 본 발명에서 UV 빛의 세기는 1~200mW/cm2 까지 다양하게 조절될 수 있고 광개시제의 농도는 바람직하게 0.01~1% (w/v)이며 온도는 바람직하게는 20~70℃이다. 온도가 높을수록 화학적 가교결합이 빨라진다. 또한, 용매의 pH는 높을수록 반응이 잘 일어나는데 본 발명에서 pH는 바람직하게는 7.5~9 정도이며 용질(고분자)의 총 농도는 1~15wt%로 조절될 수 있다. 용질의 농도가 높을수록 강도가 높은 수화젤이 제작 된다.3, from the moment the 4-arm polymer containing SH and the polymer having a straight chain diacrylate functional group are mixed, a Michael type addition reaction also occurs and chemical crosslinking begins to occur. The reaction depends not only on the intensity of UV light, the concentration of the photoinitiator, but also the temperature, the pH of the solvent, and the concentration of the solute. In the present invention, the intensity of UV light can be variously adjusted from 1 to 200 mW/cm 2 , the concentration of the photoinitiator is preferably 0.01 to 1% (w/v), and the temperature is preferably 20 to 70° C. The higher the temperature, the faster the chemical crosslinking. In addition, the higher the pH of the solvent, the better the reaction occurs. In the present invention, the pH is preferably about 7.5 to 9, and the total concentration of the solute (polymer) can be adjusted to 1 to 15 wt%. The higher the concentration of the solute, the stronger the hydrogel is produced.

이하 폴리에틸렌글리콜설퍼하이드릴(4-arm PEG-SH)과 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEG-DA)를 일예로 본 발명의 금속-유기프레임워크 화합물 포함 항균 하이드로겔의 제조 방법을 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 제조 방법에 한정되지는 않는다.Hereinafter, polyethylene glycol sulfurhydryl (4-arm PEG-SH) and polyethylene glycol diacrylate (PEG-DA) as an example will be described in detail for a method for preparing an antibacterial hydrogel containing a metal-organic framework compound of the present invention. However, the present invention is not limited to the following manufacturing method.

본 발명의 금속-유기프레임워크 화합물 및 하이드로겔 포함 항균 하이드로겔은The metal-organic framework compound of the present invention and the antibacterial hydrogel including the hydrogel are

첫 번째 E-튜브(E-tube)에 4-arm 폴리에틸렌글리콜설퍼하이드릴(4-arm PEG-SH)을 넣고 여기에 인산완충식염수(Phosphate buffer saline, PBS)를 넣어 녹인다. Put 4-arm polyethylene glycol sulfurhydryl (4-arm PEG-SH) in the first E-tube and dissolve it in phosphate buffer saline (PBS).

두번째 E-튜브(E-tube)에 선형 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(linear PEG-DA)를 넣고 여기에 PBS를 넣고 녹인다. Put the linear polyethylene glycol diacrylate (linear PEG-DA) in the second E-tube (E-tube), put PBS here and dissolve.

필요한 경우 각각의 용액에 소량의 1N NaOH를 넣어줘서 pH을 8.2정도로 맞춘다.If necessary, adjust the pH to about 8.2 by adding a small amount of 1N NaOH to each solution.

MOF를 첫번째 튜브에 넣고 분산시킨다.The MOF is placed in the first tube and dispersed.

두번째 E-튜브에 있는 linear PEG-DA를 MOF가 있는 첫번째 E-튜브로 옮기고 섞어 준다.Transfer the linear PEG-DA from the second E-tube to the first E-tube with the MOF and mix.

에탄올에 녹인 UV 광개시제(5% w/v)를 0.1% w/v이 되도록 넣어준다.UV photoinitiator (5% w/v) dissolved in ethanol is added so that it becomes 0.1% w/v.

일정 몰드(mold)에 옮기고 UV light (200mW/cm2)를 5분간 조사하면 MOF가 물리적으로 포집된 UV 광가교 된 수화젤이 형성된다.When transferred to a certain mold and irradiated with UV light (200mW/cm 2 ) for 5 minutes, a UV light-crosslinked hydrogel in which MOFs are physically captured is formed.

본 발명의 금속-유기프레임워크 화합물 및 하이드로겔을 포함하는 항균 하이드로겔은 항균 활성을 가진다. 본 발명은 금속-유기프레임워크 화합물 및 하이드로겔을 포함하는 항균제를 제공한다.The metal-organic framework compound of the present invention and the antibacterial hydrogel comprising the hydrogel have antibacterial activity. The present invention provides an antimicrobial agent comprising a metal-organoframework compound and a hydrogel.

본 발명은 상기 금속-유기프레임워크 화합물이 금속-유기프레임워크 및 하이드로겔 포함 항균 하이드로겔 총 중량 대비 0.001 내지 5중량%, 바람직하게는 0.05 내지 1중량% 포함될 수 있다. 금속-유기프레임워크가 상기 범위로 포함될 때 상기 하이드로겔의 함수율이 우수하며, 우수한 항균 효과를 나타낼 수 있다. 또한 금속-유기프레임워크 화합물과 하이드로겔의 혼합이 적절하게 이루어지며 경제적이다.In the present invention, the metal-organic framework compound may be included in an amount of 0.001 to 5% by weight, preferably 0.05 to 1% by weight, based on the total weight of the antibacterial hydrogel including the metal-organic framework and the hydrogel. When the metal-organic framework is included in the above range, the hydrogel has excellent moisture content and can exhibit an excellent antibacterial effect. In addition, the mixing of the metal-organic framework compound and the hydrogel is performed appropriately and is economical.

본 발명의 조성물은 특히 대장균(Escherichia coli) 및 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 과 같은 세균에 대한 항균활성이 우수하다.The composition of the present invention is particularly excellent in antibacterial activity against bacteria such as Escherichia coli and Staphylococcus aureus.

본 발명은 금속-유기프레임워크 화합물 포함 항균 하이드로겔을 포함하는 항균 제품을 제공한다.The present invention provides an antimicrobial product comprising an antimicrobial hydrogel comprising a metal-organoframework compound.

상기 항균 제품으로 항균 부직포, 항균 습윤밴드, 드레싱, 연골조직, 콘텍트렌즈 등을 들 수 있다.Examples of the antibacterial product include an antibacterial nonwoven fabric, an antibacterial wet band, a dressing, cartilage tissue, and a contact lens.

이하 일 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through an embodiment. However, the present invention is not limited to the following examples.

제조예. [Mmanufacturing example. [M 22 (Glu)(Glu) 22 (L2)]·x(H(L2)] x(H 22 O)의 제조O) preparation

1. [Cu1. [Cu 22 (Glu)(Glu) 22 (bpy)]·3(H(bpy)]·3(H 22 O)O)

Cu(NO3)2 ·3H2O (0.193 g, 0.8 mmol), 글루타르산 (0.317 g, 2.4 mmol) 및 4,4'-비피리딘 (0.374 g, 2.4 mmol)을 포함하는 증류수 20 mL 용액에 대해 초음파 처리를 하고, 테프론으로 라이닝 된 고압 용기에 넣었다. 용기를 80 ℃의 오븐에 48 시간 동안 두었다. 실온으로 냉각시킨 후, 청록색 블록 결정을 여과에 의해 회수하고, 증류수로 세척하고, 공기 중에서 밤새 건조시켰다. 수율은 0.028g이었다. [Cu2(C5H6O4)2(C10H8N2)]·3(H2O) (MW=597.5) Cu (NO 3) 2 · 3H 2 O with distilled water 20 mL solution containing (0.193 g, 0.8 mmol), glutaric acid (0.317 g, 2.4 mmol) and 4,4'-bipyridine (0.374 g, 2.4 mmol) were sonicated and placed in a high-pressure vessel lined with Teflon. The vessel was placed in an oven at 80° C. for 48 hours. After cooling to room temperature, the cyan block crystals were recovered by filtration, washed with distilled water and dried in air overnight. The yield was 0.028 g. [Cu 2 (C 5 H 6 O 4 ) 2 (C 10 H 8 N 2 )] 3(H 2 O) (MW=597.5)

2. [Cu2. [Cu 22 (Glu)(Glu) 22 (bpa)]·3(H(bpa)] 3 (H 22 O)O)

1.0 M NaOH (2 mL)를 함유하는 증류수(200 mL) 중에 Cu(NO3)3H2O (0.48 g, 2.0 mmol), 글루타르산 (0.26 g, 2.0 mmol) 및 1,2- 비스(4-피리딜)에탄 (0.18 g, 1.0 mmol) 을 넣고 이를 테프론으로 라이닝 된 고압 용기에 넣었다. 용기를 80 ℃의 오븐에 48 시간 동안 두었다. 실온으로 냉각시킨 후, 청록색 결정 바늘을 얻었다. 이를 여과에 의해 회수하고, 증류수로 세척하고, 공기 중에서 밤새 건조시켰다. 수율은 0.40 g이었다. [Cu2(C5H6O4)2(C12H12N2)]·3(H2O) (MW=625.6) Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O (0.48 g, 2.0 mmol), glutaric acid (0.26 g, 2.0 mmol) and 1,2-bis in distilled water (200 mL) containing 1.0 M NaOH (2 mL) (4-pyridyl)ethane (0.18 g, 1.0 mmol) was added and this was placed in a high pressure vessel lined with Teflon. The vessel was placed in an oven at 80° C. for 48 hours. After cooling to room temperature, cyan crystal needles were obtained. It was recovered by filtration, washed with distilled water and dried in air overnight. The yield was 0.40 g. [Cu 2 (C 5 H 6 O 4 ) 2 (C 12 H 12 N 2 )]·3(H 2 O) (MW=625.6)

3. [Cu3. [Cu 22 (Glu)(Glu) 22 (bpe)]·6(H(bpe)] 6(H 22 O)O)

1.0 M NaOH (2 mL)를 함유하는 증류수 (200 mL)에 Cu(NO3)3H2O (0.48g, 2.0mmol), 글루타르산 (0.26g, 2.0mmol) 및 1,2-비스(4-피리딜)에틸렌 (0.18g, 1.0mmol)을 넣고 이를 테프론으로 라이닝 된 고압 용기에 넣었다. 용기를 80 ℃의 오븐에 48 시간 동안 두었다. 실온으로 냉각시킨 후, 청록색 결정 바늘을 여과에 의해 회수하고, 증류수로 세척하고, 공기 중에서 밤새 건조시켰다. 수율은 0.46 g이었다. [Cu2(C5H6O4)2(C12H10N2)]·6(H2O) (MW=677.7) Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O (0.48 g, 2.0 mmol), glutaric acid (0.26 g, 2.0 mmol) and 1,2-bis in distilled water (200 mL) containing 1.0 M NaOH (2 mL) (4-pyridyl)ethylene (0.18 g, 1.0 mmol) was added and this was placed in a high pressure vessel lined with Teflon. The vessel was placed in an oven at 80° C. for 48 hours. After cooling to room temperature, the cyan crystal needles were recovered by filtration, washed with distilled water and dried in air overnight. The yield was 0.46 g. [Cu 2 (C 5 H 6 O 4 ) 2 (C 12 H 10 N 2 )] 6(H 2 O) (MW=677.7)

4. [Cu4. [Cu 22 (Glu)(Glu) 22 (bpp)]·6(H(bpp)] 6 (H 22 O)O)

Cu(NO3)3H2O (0.060g, 0.25mmol), 글루타르산 (0.033g, 0.25mmol), 1,3- 비스(4- 피리딜)프로판 (0.046g, 0.25mmol) 및 우레아 0.052 g, 0.87 mmol)의 용액을 실온에서 7 일 동안 방치 하였다. 터키석형 결정을 여과에 의해 회수하고, 증류수로 세척하고, 공기 중에서 밤새 건조시켰다. 수율은 0.033 g이었다. [Cu2(C5H6O4)2(C13H14N2)]·6(H2O) (MW=693.7) Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O (0.060 g, 0.25 mmol), glutaric acid (0.033 g, 0.25 mmol), 1,3-bis(4-pyridyl)propane (0.046 g, 0.25 mmol) and urea 0.052 g, 0.87 mmol) was left at room temperature for 7 days. Turquoise crystals were recovered by filtration, washed with distilled water and dried in air overnight. The yield was 0.033 g. [Cu 2 (C 5 H 6 O 4 ) 2 (C 13 H 14 N 2 )] 6(H 2 O) (MW=693.7)

상기 화합물의 구조분석 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The structural analysis results of the compounds are shown in Table 1 below.

1One 22 33 44 Empirical formulaEmpirical formula C20H26Cu2N2O11 C 20 H 26 Cu 2 N 2 O 11 C22H30Cu2N2O11 C 22 H 30 Cu 2 N 2 O 11 C22H34Cu2N2O14 C 22 H 34 Cu 2 N 2 O 14 C23H38Cu2N2O14 C 23 H 38 Cu 2 N 2 O 14 Formula weightformula weight 597.5597.5 625.6625.6 677.7677.7 693.7693.7 Temperature (K)Temperature (K) 296(2)296(2) 223(2)223(2) 296(2)296(2) 296(2)296(2) Wavelength (?)Wavelength (?) 0.71073 Å0.71073 Å 0.71073 Å0.71073 Å 0.71073 Å0.71073 Å 0.71073 Å0.71073 Å Space groupspace group C 2/cC 2/c C 2/cC 2/c C 2/cC 2/c C 2/cC 2/c

5. [Co5. [Co 22 (Glu)(Glu) 22 (bpa)]의 제조(bpa)]

DMF (20 mL) 중에 Co(NO3)6H2O (0.232 g, 0.8 mmol), 글루타르산 (0.317 g, 2.4 mmol) 및 1,2-bis(4-pyridyl)ethane (0.442 g, 2.4 mmol)을 포함하는 용액에 대해 초음파 처리하고 테프론으로 라이닝 된 고압 용기에 넣었다. 용기를 130 ℃의 오븐에 48 시간 동안 두었다. 실온으로 냉각시킨 후, 결정을 여과에 의해 회수하고, DMF로 세척하고, 공기 중에서 밤새 건조시켰다. 수율은 0.028g이었다. [Co2(C5H6O4)2(C12H12N2)] (MW=562.3) Co(NO 3 ) 2 6H 2 O (0.232 g, 0.8 mmol), glutaric acid (0.317 g, 2.4 mmol) and 1,2-bis(4-pyridyl)ethane (0.442 g, in DMF (20 mL), 2.4 mmol) and placed in a high-pressure vessel lined with Teflon. The vessel was placed in an oven at 130° C. for 48 hours. After cooling to room temperature, the crystals were recovered by filtration, washed with DMF and dried in air overnight. The yield was 0.028 g. [Co 2 (C 5 H 6 O 4 ) 2 (C 12 H 12 N 2 )] (MW=562.3)

6. [Co6. [Co 22 (Glu)(Glu) 22 (bpe)]의 제조(bpe)]

DMF (20 mL) 중에 Co(NO3)6H2O (0.232 g, 0.8 mmol), 글루타르산 (0.317 g, 2.4 mmol) 및 1,2-비스(4-피리딜)에틸렌 (0.437 g, 2.4 mmol)을 포함하는 용액에 대해 초음파 처리하고 테프론으로 라이닝 된 고압 용기에 넣었다. 용기를 130 ℃의 오븐에 48 시간 동안 두었다. 실온으로 냉각시킨 후, 결정을 여과에 의해 회수하고, DMF로 세척하고, 공기 중에서 밤새 건조시켰다. 수율은 0.028g이었다. [Co2(C5H6O4)2(C12H10N2)] (MW=560.3) Co(NO 3 ) 2 6H 2 O (0.232 g, 0.8 mmol), glutaric acid (0.317 g, 2.4 mmol) and 1,2-bis(4-pyridyl)ethylene (0.437 g) in DMF (20 mL) , 2.4 mmol) and placed in a high pressure vessel lined with Teflon. The vessel was placed in an oven at 130° C. for 48 hours. After cooling to room temperature, the crystals were recovered by filtration, washed with DMF and dried in air overnight. The yield was 0.028 g. [Co 2 (C 5 H 6 O 4 ) 2 (C 12 H 10 N 2 )] (MW=560.3)

7. [Zn7. [Zn 22 (Glu)(Glu) 22 (bpe)]·2(H(bpe)] 2 (H 22 O)의 제조O) preparation

Zn(NO3)6H2O (0.0304g, 0.1mmol)와 글루타르산 (0.0133g, 0.1mmol)을 4mL H2O에 녹인 용액위에 1,2-bis(4-pyridyl)ethylene (0.0376g, 0.2mmol)을 녹인 4mL 아세토나이트라일 용액을 조심스럽게 올린다. 2주 동안 방치 후 결정을 얻을 수 있다. 수율은 0.0287g이다. [Zn2(C5H6O4)2(C12H10N2)]·2(H2O) (MW=609.3 Zn (NO 3) 2 · 6H 2 O (0.0304g, 0.1mmol) and glutaric acid (0.0133g, 0.1mmol) of 1,2-bis (4-pyridyl) above were dissolved in 4mL H 2 O ethylene (0.0376 g, 0.2 mmol) of 4 mL of acetonitrile solution is carefully added. Crystals can be obtained after standing for two weeks. The yield is 0.0287 g. [Zn 2 (C 5 H 6 O 4 ) 2 (C 12 H 10 N 2 )]·2(H 2 O) (MW=609.3

실시예 1. [CuExample 1. [Cu 22 (Glu)(Glu) 22 (bpe)]·6(H(bpe)] 6(H 22 O) 포함 하이드로겔의 제조O) Preparation of containing hydrogels

첫번째 E-튜브(E-tube)에 4arm 폴리에틸렌글리콜설퍼하이드릴(4-arm PEG-SH) 20mg을 넣는다. 여기에 인산완충식염수(Phosphate buffer saline, PBS) 150uL를 넣고 휘저어주어(voltexing) 녹인다. Put 20 mg of 4-arm polyethylene glycol sulfurhydryl (4-arm PEG-SH) into the first E-tube. Add 150uL of phosphate buffered saline (PBS) to this and dissolve by stirring (voltexing).

두번째 E-튜브(E-tube)에 선형 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(linear PEG-AC) 13.6mg을 넣는다. 여기에 PBS 150uL를 넣고 휘저어주어 녹인다. Add 13.6 mg of linear polyethylene glycol diacrylate (linear PEG-AC) to the second E-tube. Add 150uL of PBS and stir to dissolve.

각각의 용액에 소량의 1N NaOH를 넣어줘서 pH을 8.2정도로 맞춘다.Adjust the pH to about 8.2 by adding a small amount of 1N NaOH to each solution.

MOF를 첫번째 E-튜브에 넣고 피펫(pipet)으로 분산시킨다.The MOF is placed in the first E-tube and dispersed with a pipet.

두번째 E-튜브에 있는 linear PEG-AC를 MOF가 있는 첫번째 E-튜브로 옮기고 휘저어 섞어 준다.Transfer the linear PEG-AC from the second E-tube to the first E-tube with the MOF and stir to mix.

일정 몰드(mold)에 피펫을 이용해 옮기면 MOF가 물리적으로 포집된 수화젤이 형성된다.When transferred to a certain mold using a pipette, a hydrogel in which MOFs are physically trapped is formed.

상기 반응 결과 총 고분자의 무게는 33.6mg, 용매의 부피는 300uL, 고분자의 농도는 약 10wt% 이다.As a result of the reaction, the total weight of the polymer was 33.6 mg, the volume of the solvent was 300 uL, and the concentration of the polymer was about 10 wt%.

Thiol:acryl=1:1 molar ratio (1:0.68 weight ratio)Thiol:acryl=1:1 molar ratio (1:0.68 weight ratio)

실시예 2. Cu-MOF 포함 하이드로겔의 제조Example 2. Preparation of hydrogel containing Cu-MOF

[Cu2(Glu)2(bpe)]·6(H2O) 대신 [Cu2(Glu)2(bpa)]·3(H2O)를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 같이 수행하여 하이드로겔을 제조하였다.[Cu 2 (Glu) 2 (bpe)] ·6 (H 2 O) instead of [Cu 2 (Glu) 2 (bpa)] · 3 (H 2 O) was carried out as in Example 1, except that the hydro A gel was prepared.

실시예 3. Co-MOF 포함 하이드로겔의 제조Example 3. Preparation of Co-MOF containing hydrogel

[Cu2(Glu)2(bpe)]·6(H2O) 대신 [Co2(Glu)2(bpe)]를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 같이 수행하여 하이드로겔을 제조하였다.[Cu 2 (Glu) 2 (bpe)] A hydrogel was prepared in the same manner as in Example 1 except that [Co 2 (Glu) 2 (bpe)] was used instead of [Cu 2 (Glu) 2 (bpe)]·6(H 2 O).

실시예 4. Zn-MOF 포함 하이드로겔의 제조Example 4. Preparation of Zn-MOF containing hydrogel

[Cu2(Glu)2(bpe)]·6(H2O) 대신 [Zn2(Glu)2(bpe)]·2(H2O)를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 같이 수행하여 하이드로겔을 제조하였다.[Cu 2 (Glu) 2 (bpe)] ·6 (H 2 O) instead of [Zn 2 (Glu) 2 (bpe)] · 2 (H 2 O) was carried out as in Example 1, except that the hydro A gel was prepared.

실시예 5. MOF 포함 하이드로겔의 함수율 Example 5. Moisture content of hydrogel containing MOF

[Cu2(Glu)2(bpe)]·6(H2O), [Co2(Glu)2(bpe)] 및 [Zn2(Glu)2(bpe)]·2(H2O) 포함 하이드로겔의 함수율을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 하기 표에서 control은 MOF를 포함하지 않는 하이드로겔이다.Includes [Cu 2 (Glu) 2 (bpe)]·6(H 2 O), [Co 2 (Glu) 2 (bpe)] and [Zn 2 (Glu) 2 (bpe)]·2(H 2 O) The water content of the hydrogel was measured and the results are shown in Table 2 below. In the table below, the control is a hydrogel that does not contain MOF.

SampleSample ControlControl Cu-Glu-BPECu-Glu-BPE Co-Glu-BPECo-Glu-BPE Zn-Glu-BPEZn-Glu-BPE Swelling ratioswelling ratio 20.1±1.320.1±1.3 21.9±0.521.9±0.5 24.7±0.324.7±0.3 24.9±0.924.9±0.9

Swelling ratio = Ws/WdSwelling ratio = Ws/Wd

Ws = 함수된 하이드로겔 무게Ws = hydrogel weight as hydrated

Wd = 건조한 하이드로겔 무게Wd = dry hydrogel weight

상기 표 2에 의하면 본 발명의 MOF 포함 하이드로겔은 하이드로겔 단독 대비 함수율이 더 높은 것을 알 수 있고, 따라서 함수가 필요한 제품에 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.According to Table 2, it can be seen that the hydrogel containing MOF of the present invention has a higher water content compared to the hydrogel alone, and thus it can be seen that it can be usefully used for products requiring water content.

시험예 1 ~ 2. [CuTest Examples 1 to 2. [Cu 22 (Glu)(Glu) 22 (bpe)]·6(H(bpe)] 6(H 22 O) 포함 하이드로겔 항균시험O) Including hydrogel antibacterial test

실시예 1에서 제조한 [Cu2(Glu)2(bpe)]·6(H2O) 포함 항균 하이드로겔을 이용하여 하기와 같은 절차로 항균효과를 측정하였다. 대조군에 대해서도 동일하게 진행하여 항균효과를 측정하였다. [Cu 2 (Glu) 2 (bpe)] [Cu 2 (Glu) 2 (bpe)] prepared in Example 1 Using the 6 (H 2 O) containing antibacterial hydrogel was measured by the following procedure as follows. The antibacterial effect was measured in the same manner for the control group.

1) 시료 준비: 하이드로겔을 이용하여 5cm x 5cm(두께 1cm 이내) 시험편을 준비한다.1) Sample preparation: Prepare a 5cm x 5cm (within 1cm thickness) test piece using a hydrogel.

2) 대조편 준비: 스토마커 필름(stomacher film) 5cm x 5cm을 이용하여 대조편을 준비한다.2) Preparation of control piece: Prepare a control piece using stomacher film 5cm x 5cm.

3) 시험편 및 대조편 전면을 에탄올을 흡수시킨 가제 또는 탈지면으로 가볍게 2 ∼ 3회 닦은 후, 충분히 건조한다.3) Wipe the entire surface of the test piece and control piece with gauze or cotton wool soaked in ethanol 2 to 3 times, and then dry thoroughly.

4) 멸균수를 사용해 균수가 2.5 ∼ 10 ×105 CFU/mL 가 되도록 조제하고, 접종원으로 한다.4) Use sterilized water to prepare the number of bacteria to be 2.5 ~ 10 × 10 5 CFU/mL, and use it as an inoculum.

5) 페트리디쉬(petri dish) 내에 시험편 또는 대조편을 넣고 시험면에 초기 세균수가 1.1~3.6x105 CFU/mL가 되도록 접종한다.5) Put the test piece or control piece in a petri dish and inoculate the test surface so that the initial number of bacteria is 1.1~3.6x10 5 CFU/mL.

6) 37 ℃, 24시간동안 정치배양시킨다.6) Incubate stationary at 37°C for 24 hours.

7) 생균수를 측정한다.7) Measure the number of viable cells.

시험예 1. 대장균에 대한 항균효과Test Example 1. Antibacterial effect on E. coli

대장균에 대한 항균시험을 실시하고 결과를 하기 표 3 및 도 4에 나타내었다. An antibacterial test was performed on E. coli, and the results are shown in Table 3 and FIG. 4 below.

시험예 2. 황색포도상구균에 대한 항균효과Test Example 2. Antibacterial effect on Staphylococcus aureus

황색포도상구균에 대한 항균시험을 실시하고 결과를 하기 표 3 및 도 5에 나타내었다. An antibacterial test was performed against Staphylococcus aureus, and the results are shown in Table 3 and FIG. 5 below.

시험예 3 ~ 4. [CoTest Examples 3 to 4. [Co 22 (Glu)(Glu) 22 (bpe)] 포함 하이드로겔 항균시험(bpe)] Including hydrogel antibacterial test

[Co2(Glu)2(bpe)] 포함 하이드로겔을 이용하여 시험예 1과 동일하게 실시하였다.[Co 2 (Glu) 2 (bpe)] was carried out in the same manner as in Test Example 1 using a containing hydrogel.

시험예 3. 대장균에 대한 항균효과Test Example 3. Antibacterial effect on E. coli

대장균에 대한 항균시험을 실시하고 결과를 하기 표 3 및 도 6에 나타내었다. An antibacterial test was performed on E. coli, and the results are shown in Table 3 and FIG. 6 below.

시험예 4. 황색포도상규균에 대한 항균효과Test Example 4. Antibacterial effect on Staphylococcus aureus

황색포도상구균에 대한 항균시험을 실시하고 결과를 하기 표 3 및 도 7에 나타내었다. An antibacterial test was performed against Staphylococcus aureus, and the results are shown in Table 3 and FIG. 7 below.

비교시험예 1 ~ 2. 하이드로겔 항균시험Comparative Test Examples 1 to 2. Hydrogel antibacterial test

MOF를 포함하지 않는 PEG 하이드로겔을 이용하여 시험예 1과 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Test Example 1 using a PEG hydrogel not containing MOF.

비교시험예 1. 대장균에 대한 항균효과Comparative Test Example 1. Antibacterial effect on E. coli

대장균에 대한 항균시험을 실시하고 결과를 하기 표 3 및 도 8에 나타내었다. An antibacterial test was performed on E. coli, and the results are shown in Table 3 and FIG. 8 below.

비교시험예 2. 황색포도상구균에 대한 항균효과Comparative Test Example 2. Antibacterial effect on Staphylococcus aureus

황색포도상구균에 대한 항균시험을 실시하고 결과를 하기 표 3 및 도 9에 나타내었다. An antibacterial test was performed against Staphylococcus aureus, and the results are shown in Table 3 and FIG. 9 below.


시험항목

Test Items
시험결과Test result 시험방법Test Methods 시험환경test environment
초기농도
(CFU/mL)
initial concentration
(CFU/mL)
24시간 후 농도
(CFU/mL)
concentration after 24 hours
(CFU/mL)
세포감소율
(%)
cell reduction rate
(%)
대장균에 의한 항균시험Antibacterial test by E. coli BLANKBLANK 1.1x105 1.1x10 5 5.9x106 5.9x10 6 -- KCL-FIR-1003 : 2018KCL-FIR-1003: 2018 (37.0±0.2)℃(37.0±0.2)℃ Cu-Glu-Bpe/PEGCu-Glu-Bpe/PEG 1.1x105 1.1x10 5 < 10< 10 99.999.9 황색포도상구균에 의한 항균시험 Antibacterial test by Staphylococcus aureus BLANKBLANK 3.5x105 3.5x10 5 6.7x106 6.7x10 6 -- Cu-Glu-Bpe/PEGCu-Glu-Bpe/PEG 3.5x105 3.5x10 5 < 10< 10 99.999.9 대장균에 의한 항균시험Antibacterial test by E. coli BLANKBLANK 1.1x105 1.1x10 5 5.9x106 5.9x10 6 -- Co-Glu-Bpe/PEGCo-Glu-Bpe/PEG 1.1x105 1.1x10 5 < 10< 10 99.999.9 황색포도상구균에 의한 항균시험Antibacterial test by Staphylococcus aureus BLANKBLANK 3.6x105 3.6x10 5 6.0x106 6.0x10 6 -- Co-Glu-Bpe/PEGCo-Glu-Bpe/PEG 3.6x105 3.6x10 5 < 10< 10 99.999.9 대장균에 의한 항균시험Antibacterial test by E. coli BLANKBLANK 1.1x105 1.1x10 5 5.9x106 5.9x10 6 -- PEGPEG 1.1x105 1.1x10 5 5.7x106 5.7x10 6 3.33.3 황색포도상구균에 의한 항균시험Antibacterial test by Staphylococcus aureus BLANKBLANK 3.6x105 3.6x10 5 6.0x106 6.0x10 6 -- PEGPEG 3.6x105 3.6x10 5 5.6x106 5.6x10 6 6.66.6

CFU : Colony Forming UnitCFU : Colony Forming Unit

사용균주 : Escherichia coli ATCC 8739Strain used: Escherichia coli ATCC 8739

Staphylococcus aureus ATCC 6538P Staphylococcus aureus ATCC 6538P

상기 항균실험 결과에 의하면 본 발명의 금속-유기프레임워크 포함 항균 하이드로겔 수지가 다양한 균에 대해 항균효과가 우수함을 알 수 있다. 한편, 비교시험을 위하여 실시한 PEG 하이드로겔의 항균시험결과 PEG 하이드로겔은 항균성이 거의 없음을 알 수 있어, 본 발명의 항균성이 하이드로겔 자체에 의한 것이 아닌 것을 알 수 있다.According to the antibacterial test results, it can be seen that the antibacterial hydrogel resin including the metal-organic framework of the present invention has excellent antibacterial effect against various bacteria. On the other hand, as a result of the antibacterial test of the PEG hydrogel conducted for the comparative test, it can be seen that the PEG hydrogel has almost no antibacterial properties, so it can be seen that the antimicrobial properties of the present invention are not due to the hydrogel itself.

Claims (10)

하기 화학식 1의 금속-유기프레임워크 화합물 및 하이드로겔을 포함하는 항균 하이드로겔로, 상기 금속-유기프레임워크 화합물을 항균 하이드로겔 총 중량 대비 0.001 내지 5중량% 포함하는 항균 하이드로겔
[화학식 1]
[M2(L1)2(μ-L2)]·x(H2O)
상기 식에서 M은 Cu 또는 Co이고,
L1은 하기 화학식 2의 기로
[화학식 2]
-OOC-R-COO-
상기 식에서 R은 단일결합이나 이중결합을 가질 수 있는 탄소수 1~7의 직쇄 또는 분지쇄의 탄화수소기이고,
L2는 하기 화학식 3의 화합물로
[화학식 3]
Figure 112021028006227-pat00012

상기 식에서
A는 이중결합을 가지는 탄소수 2~7의 직쇄 또는 분지쇄의 탄화수소기이고,
x는 1 내지 10의 수이고,
상기 하이드로겔은 말단에 SH기를 갖는 고분자와 말단에 이중결합 포함 작용기를 갖는 고분자와의 가교반응에 의해 생성되고 중합도는 100~10,000이고,
상기 고분자는 폴리에틸렌글리콜이다.
An antibacterial hydrogel comprising a metal-organic framework compound of Formula 1 and a hydrogel, wherein the metal-organic framework compound is an antibacterial hydrogel comprising 0.001 to 5% by weight relative to the total weight of the antibacterial hydrogel
[Formula 1]
[M 2 (L1) 2 (μ-L2)] x(H 2 O)
Wherein M is Cu or Co,
L1 is a group of Formula 2 below
[Formula 2]
- OOC-R-COO -
In the above formula, R is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms, which may have a single bond or a double bond,
L2 is a compound of Formula 3 below
[Formula 3]
Figure 112021028006227-pat00012

in the above formula
A is a straight or branched hydrocarbon group having 2 to 7 carbon atoms having a double bond,
x is a number from 1 to 10,
The hydrogel is produced by a crosslinking reaction between a polymer having an SH group at the terminal and a polymer having a functional group containing a double bond at the terminal, and the degree of polymerization is 100 to 10,000,
The polymer is polyethylene glycol.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, L2가 1,2-비스(4-피리딜)에텐(1,2-bis(4-pyridyl)ethene, bpe)인 것을 특징으로 하는 항균 하이드로겔The method according to claim 1, L2 is 1,2-bis (4-pyridyl) ethene (1,2-bis (4-pyridyl) ethene, bpe), characterized in that the antibacterial hydrogel 삭제delete 삭제delete 삭제delete 하기 화학식 1의 금속-유기프레임워크 화합물 및 하이드로겔을 포함하는 항균제로 상기 금속-유기프레임워크 화합물을 항균제 총 중량 대비 0.001 내지 5중량% 포함하는 항균제
[화학식 1]
[M2(L1)2(μ-L2)]·x(H2O)
상기 식에서 M은 Cu 또는 Co이고,
L1은 하기 화학식 2의 기로
[화학식 2]
-OOC-R-COO-
상기 식에서 R은 단일결합이나 이중결합을 가질 수 있는 탄소수 1~7의 직쇄 또는 분지쇄의 탄화수소기이고,
L2는 하기 화학식 3의 화합물로
[화학식 3]
Figure 112021028006227-pat00013

상기 식에서
A는 이중결합을 가지는 탄소수 1~7의 직쇄 또는 분지쇄의 탄화수소기이고,
x는 1 내지 10의 수이고,
상기 하이드로겔은 말단에 SH기를 갖는 고분자와 말단에 이중결합 포함 작용기를 갖는 고분자와의 가교반응에 의해 생성되고 중합도는 100~10,000이고
상기 고분자는 폴리에틸렌글리콜이다.
An antibacterial agent comprising a metal-organic framework compound of Formula 1 and a hydrogel, wherein the metal-organic framework compound is an antibacterial agent comprising 0.001 to 5% by weight based on the total weight of the antimicrobial agent
[Formula 1]
[M 2 (L1) 2 (μ-L2)] x(H 2 O)
Wherein M is Cu or Co,
L1 is a group of Formula 2 below
[Formula 2]
- OOC-R-COO -
In the above formula, R is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms, which may have a single bond or a double bond,
L2 is a compound of Formula 3 below
[Formula 3]
Figure 112021028006227-pat00013

in the above formula
A is a straight or branched hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms having a double bond,
x is a number from 1 to 10,
The hydrogel is produced by a crosslinking reaction between a polymer having an SH group at the terminal and a polymer having a functional group including a double bond at the terminal, and the degree of polymerization is 100 to 10,000.
The polymer is polyethylene glycol.
청구항 1의 항균 하이드로겔을 포함하는 항균 제품An antibacterial product comprising the antibacterial hydrogel of claim 1 청구항 9에 있어서, 항균 제품이 항균 부직포, 항균 습윤밴드, 드레싱, 연골조직 또는 콘텍트렌즈인 것을 특징으로 하는 항균 제품
The antibacterial product according to claim 9, wherein the antibacterial product is an antibacterial nonwoven fabric, an antibacterial wet band, a dressing, cartilage tissue, or a contact lens.
KR1020190034804A 2018-06-04 2019-03-27 Antimicrobial hydrogel with metal organic frameworks KR102264090B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190034804A KR102264090B1 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Antimicrobial hydrogel with metal organic frameworks
PCT/KR2019/005403 WO2019235742A1 (en) 2018-06-04 2019-05-07 Antibacterial agent comprising metal-organic framework compound, and antibacterial silicone and antibacterial hydrogel comprising same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190034804A KR102264090B1 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Antimicrobial hydrogel with metal organic frameworks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200115819A KR20200115819A (en) 2020-10-08
KR102264090B1 true KR102264090B1 (en) 2021-06-11

Family

ID=72897448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190034804A KR102264090B1 (en) 2018-06-04 2019-03-27 Antimicrobial hydrogel with metal organic frameworks

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102264090B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102644350B1 (en) * 2021-09-30 2024-03-05 광운대학교 산학협력단 Visible-Light-Crosslinked Hyaluronic Acid Hydrogel with Encapsulated Si-Based NiO Nanoflowers, Making Method For The Same And Sanitizing Method Using The Same
CN114376966B (en) * 2022-01-13 2023-08-29 中国科学院长春应用化学研究所 Composite hydrogel and preparation method thereof
CN114632181A (en) * 2022-03-16 2022-06-17 中山大学 Preparation method of metal organic framework composite wound dressing
CN115105629B (en) * 2022-07-26 2023-05-30 暨南大学 Antibacterial hydrogel and preparation method and application thereof
CN116712594B (en) * 2023-06-12 2024-03-19 四川大学 Multifunctional antibacterial wound dressing and preparation method and application thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101040861B1 (en) * 2010-11-02 2011-06-14 경북대학교 산학협력단 Hydrogel microparticle containing antibacterial nano silver particles and manufacturing method thereof
KR101459599B1 (en) 2012-11-02 2014-11-07 서울과학기술대학교 산학협력단 NOVEL Cu-MOF COMPOUNDS, AND SELECTIVE CO2 SORPTION AND HETEROGENEOUS CATALYSTS FOR TRANSESTERIFICATION COMPRISING THE SAME

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999038541A1 (en) * 1998-01-28 1999-08-05 The Procter & Gamble Company Antimicrobial hydrogel forming absorbent polymers
KR20030045730A (en) 2003-05-07 2003-06-11 (주)바이오첵 Antimicrobial hydrogel adhesives and biomedical electrode containing them
ATE454387T1 (en) 2006-07-27 2010-01-15 Basf Se METHOD FOR PRODUCING COPPER-CONTAINING ORGANIC METAL FRAMEWORK MATERIALS
KR20150007484A (en) * 2013-07-11 2015-01-21 서울과학기술대학교 산학협력단 Novel Zn-MOF compounds, and carbon dioxide sorption and heterogeneous catalysts for transesterification comprising the same
KR102068173B1 (en) * 2017-03-13 2020-02-12 동국대학교 산학협력단 Mutifunctional bionanocomposite hydrogel, method of manufacturing thereof and use thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101040861B1 (en) * 2010-11-02 2011-06-14 경북대학교 산학협력단 Hydrogel microparticle containing antibacterial nano silver particles and manufacturing method thereof
KR101459599B1 (en) 2012-11-02 2014-11-07 서울과학기술대학교 산학협력단 NOVEL Cu-MOF COMPOUNDS, AND SELECTIVE CO2 SORPTION AND HETEROGENEOUS CATALYSTS FOR TRANSESTERIFICATION COMPRISING THE SAME

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Arch. Med., Vol. 10, pp. 27(2018.11.28.)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200115819A (en) 2020-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102264090B1 (en) Antimicrobial hydrogel with metal organic frameworks
Wu et al. Combination of the silver–ethylene interaction and 3D printing to develop antibacterial superporous hydrogels for wound management
Gull et al. Inflammation targeted chitosan-based hydrogel for controlled release of diclofenac sodium
Ahmed et al. In-vitro and in-vivo study of superabsorbent PVA/Starch/g-C3N4/Ag@ TiO2 NPs hydrogel membranes for wound dressing
Namazi et al. Antibiotic loaded carboxymethylcellulose/MCM-41 nanocomposite hydrogel films as potential wound dressing
KR101506621B1 (en) Hydrogel wound dressing and biomaterials formed in situ and their uses
CN110152051B (en) Water-absorbing burn wound antibacterial dressing and preparation method and application thereof
CN109513039B (en) Antibacterial hydrogel dressing containing imidazole bromide salt and preparation method and application thereof
Yang et al. Multifunctional wound dressing for rapid hemostasis, bacterial infection monitoring and photodynamic antibacterial therapy
Cao et al. Shape memory and antibacterial chitosan-based cryogel with hemostasis and skin wound repair
Sun et al. Mussel-inspired polysaccharide-based sponges for hemostasis and bacteria infected wound healing
KR101242574B1 (en) Hydrogels for wound dressing comprising nano-silver particle and preparation method thereof
Lv et al. Progress in preparation and properties of chitosan-based hydrogels
Rostami et al. Evaluation of application of chitosan/nano sodium selenite biodegradable film on full thickness excisional wound healing in rats.
Mirzaei et al. Biomedical and environmental applications of carrageenan-based hydrogels: a review
Sukhodub et al. Metal ions doping effect on the physicochemical, antimicrobial, and wound healing profiles of alginate-based composite
Meng et al. Recent advances in bacterial cellulose-based antibacterial composites for infected wound therapy
KR101303284B1 (en) Hydrogel having hyaluronic acid and condroitin sulfate and manufacturing method thereof
Kołodyńska et al. Hydrogels from fundaments to application
Zhang et al. In situ gelation strategy based on ferrocene-hyaluronic acid organic copolymer biomaterial for exudate management and multi-modal wound healing
Caldera-Villalobos et al. Tailoring biocompatibility of composite scaffolds of collagen/guar gum with metal–organic frameworks
Wang et al. Chitosan-based composites reinforced with antibacterial flexible wood membrane for rapid hemostasis
RU2519220C1 (en) Local hemostatic agent
Guo et al. Tannic acid-Fe3+ dual catalysis induced rapid polymerization of injectable poly (lysine) hydrogel for infected wound healing
El-Din et al. Biological applications of nanocomposite hydrogels prepared by gamma-radiation copolymerization of acrylic acid (AAc) onto plasticized starch (PLST)/montmorillonite clay (MMT)/chitosan (CS) blends

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant