KR102492946B1 - 습도 및 pH 민감형 다공성 나노 캡슐 및 그 제조방법 - Google Patents

습도 및 pH 민감형 다공성 나노 캡슐 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 항균제를 포함하는 코어; 상기 코어 표면 중 적어도 일부에 형성된 리간드 브러시; 및 상기 항균제는 습도 45~100% 및 pH 5~7의 조건에서 방출되는 다공성 나노 캡슐을 제공한다.

Description

습도 및 pH 민감형 다공성 나노 캡슐 및 그 제조방법{HUMIDITY AND pH SENSITIVE SELF-HEALING POROUS NANOCAUSULES AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 항균성이 우수하고 습도 및 pH에 민감하여 자기 치유가 가능한 다공성 나노 캡슐 및 그 제조방법에 관한 것이다.
항균제는 악취뿐만 아니라 전염성 질병을 일으키는 미생물의 비활성화를 목적으로 사용되고 있다. 이러한 미생물의 비활성화를 위해 수많은 항균제가 개발되고 있으며, 상기 항균제의 형태는 스프레이형, 패치형, 필름형으로 다양하게 이용되고 있다. 다만, 이러한 형태의 항균제는 단일성 혹은 일회성 효과에 불과하여 지속적인 항균 효과가 유지되지 않는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 캡슐 내에 항균 물질을 담지한 나노 캡슐 형태의 항균제가 제안되어 보호용품, 방호복 등의 특수 텍스타일 제품이나 의료용품, 특수 포장재 등에 적용되고 있으나, 기존 나노 캡슐은 다공성 캡슐이나 비드 형태를 사용하여 상시 방출되는 시스템으로, 캡슐의 방출 기간을 조절할 수 없어 일단 방출이 시작되면 제어가 불가능하다. 이러한 기존 나노 캡슐은 항균 물질의 낭비가 심하고, 그 수명도 약 6개월 정도로 단기간 내에 소진되는 문제점이 존재한다.
한편, 많은 종류의 박테리아, 대장균, 곰팡이류는 pH 1~9 조건에서 생존이 가능하지만 특히 pH 6~7에서 가장 증식이 활발하여, 상시 방출되는 기존 나노 캡슐 시스템으로는 적절한 시기를 놓쳐 항균성이 현저하게 저하될 수 있다.
이에 특정 조건, 특히, 박테리아, 대장균 등의 증식이 활발한 환경에서 선택적으로 반응하여 항균 물질의 방출을 조절할 수 있는 나노 캡슐의 기술 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 특정 조건에서 항균 물질의 방출 및 방출 억제 조절이 가능하여 수명 특성이 우수하고, 항균성이 우수한 다공성 나노 캡슐 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은 항균제를 포함하는 코어; 상기 코어 표면 중 적어도 일부에 형성된 리간드 브러시; 및 상기 항균제는 습도 45~100% 및 pH 5~7의 조건에서 방출되는 다공성 나노 캡슐을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 코어는 하나 이상의 기공을 포함하고, 상기 기공은 pH 5 미만의 조건에서 상기 리간드 브러시에 의해 폐쇄(closed)되고, pH 5~7의 조건에서 상기 리간드 브러시에 의해 개방(open)될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 리간드 브러시는 상기 코어에 실란계 화합물을 결합시킨 후 아크릴계 화합물을 반응시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 실란계 화합물은 3-(트리메톡시실릴)프로필메타크릴레이트(3-(Trimethoxysilyl)propylmethacrylate, MPS), 3-(글리시독시프로필)트리메톡시실란(3-(Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane, GPS), 3-(메르캅토프로필)트리메톡시실란(3-(mercaptopropyl)trimethoxysilane, MCPS) 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 아크릴계 화합물은 아크릴산, 메타크릴산, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 펜틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 항균제는 트리클로산(Triclosan) 또는 용액 상태의 항균물질일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 다공성 나노 캡슐의 평균 입경은 200~800㎚일 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 또다른 일 측면은, (a) 실리카(SiO2) 전구체 및 항균제를 포함하는 수용액을 반응시켜 실리카 코어 지지체를 제조하는 단계; (b) 상기 실리카 코어 지지체에 실란계 화합물을 투입하여 반응시키는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 생성물에 아크릴계 화합물을 투입하고 반응시켜 리간드 브러시를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 항균제는 습도 45~100% 및 pH 5~7의 조건에서 방출되는 다공성 나노 캡슐의 제조방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 실리카 코어 지지체는 하나 이상의 기공을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 다공성 나노 캡슐의 평균 입경은 200~800㎚일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 자기 치유가 가능한 다공성 나노 캡슐 및 그 제조방법은, 음이온성 항균제를 담지하는 코어 및 상기 코어 상에 리간드 브러시를 형성하여 특정 범위의 습도 및 pH 조건에서 리간드 브러시의 팽창에 따라 코어 내의 항균제가 방출되고, 상기 범위를 벗어나게 되면 본래 형태로 자기 치유됨으로써 항균 수명이 연장될 수 있고, 특정 범위, 즉, 박테리아, 대장균 등의 증식이 활발한 환경 조건에서 선택적으로 항균물질을 방출할 수 있어, 항균 작용을 정확하고 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 나노 캡슐의 pH에 따른 방출 메커니즘을 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 나노 캡슐의 제조방법 및 습도/pH 조건에 따른 다공성 나노 캡슐의 방출 및 억제 메커니즘을 도식화한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 PNC@SiO2지지체의 EDS 및 XPS 분석한 결과이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 SEM 및 TEM 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 pH 조건에 따른 방출 시험을 수행하여 FT-IR 분석한 결과이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 pH 조건에 따른 방출 시험을 수행하여 UV-Vis 분석한 결과이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 항균 특성 평가 결과이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 세포 독성 평가 결과이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 수치적 값의 범위가 기재되었을 때, 이의 구체적인 범위가 달리 기술되지 않는 한 그 값은 유효 숫자에 대한 화학에서의 표준규칙에 따라 제공된 유효 숫자의 정밀도를 갖는다. 예를 들어, 10은 5.0 내지 14.9의 범위를 포함하며, 숫자 10.0은 9.50 내지 10.49의 범위를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 측면은, 항균제를 포함하는 코어; 상기 코어 표면 중 적어도 일부에 형성된 리간드 브러시; 및 상기 항균제는 습도 45~100% 및 pH 5~7의 조건에서 방출되는 다공성 나노 캡슐을 제공한다.
종래 항균 나노 캡슐은 항균 물질의 방출이 시작되면 항균 물질의 방출이 종료될 시점까지 지속되어 항균 물질의 방출을 제어할 수 없어 수명 특성 및 항균 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 항균성이 우수한 다공성 나노 캡슐은, 항균제를 포함하는 코어가 하나 이상의 기공을 포함하고, 상기 코어 표면 중 적어도 일부에 리간드 브러시가 형성될 수 있고, 특정 범위의 조건, 상세하게는 습도 45~100% 및 pH 5~7 조건에서 상기 리간드 브러시의 팽창에 따라 상기 기공이 개방될 수 있고, 이에 따라 코어에 포함된 항균제가 방출될 수 있고, 상기 범위를 벗어나면 항균제의 방출이 중단되어 불필요한 항균제의 방출을 방지할 수 있다.
상기 코어는 실리카(SiO2)일 수 있고, 상기 실리카 전구체로는 테트라에틸오르토실리케이트(Tetraethylorthosilicate, TEOS), 테트라메틸오르토실리케이트(Tetramethylorthosilicate, TMOS), 테트라메톡시실리케이트(Tetramethoxysilicate, TMS) 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 코어는 항균제를 담지(loading)할 수 있고, 상기 항균제는 트리클로산(Triclosan) 또는 용액 상태의 항균물질일 수 있다. 상기 트리클로산은 세균, 박테리아 및 곰팡이 등의 살균 및 항균 효과가 우수하고 단시간 내 빠르게 분산되어 소취, 소염 및 세정 효과가 우수할 수 있다. 상기 항균물질은, 예를 들어, 아미드계 화합물, 피리딘계 화합물, 카르복시산계 화합물, 은나노, 할로겐 화합물 또는 항균성을 갖는 천연물질일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 코어 상에 리간드 브러시를 형성시킬 수 있고, 상기 리간드 브러시는 상기 코어에 실란계 화합물을 결합시킨 후 아크릴계 화합물을 반응시킬 수 있다. 상기 코어는 실리카로 이루어져 리간드 브러시를 형성시키는 아크릴계 화합물과의 결합력이 낮아 상기 리간드 브러시의 균일한 형성이 어려워 상기 코어 표면을 실란계 화합물로 개질한 후 상기 아크릴계 화합물을 반응시켜 상기 코어 상에 리간드 브러시를 형성시킬 수 있다.
상기 실란계 화합물은 3-(트리메톡시실릴)프로필메타크릴레이트(3-(Trimethoxysilyl)propylmethacrylate, MPS), 3-(글리시독시프로필)트리메톡시실란(3-(Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane, GPS), 3-(메르캅토프로필)트리메톡시실란(3-(mercaptopropyl)trimethoxysilane, MCPS) 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 아크릴계 화합물은 아크릴산, 메타크릴산, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 펜틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다
한편, 상기 코어는 하나 이상의 기공을 포함하고, 상기 기공은 pH 5 미만의 조건에서 상기 리간드 브러시에 의해 폐쇄(closed)되고, pH 5~7의 조건에서 상기 리간드 브러시에 의해 개방(open)될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 나노 캡슐의 pH에 따른 방출 메커니즘을 도식화한 것이다.
도 1(a)을 참조하면, 상기 코어는 기공을 포함하고, 상기 코어인 실리카 지지체가 실란계 화합물에 의해 표면이 개질된 PNC@SiO2-MPS 중간체일 수 있고, 상기 PNC@SiO2-MPS 중간체는 상기 아크릴계 화합물이 결합되어 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐로 제조될 수 있다. 상기 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 표면은 MAA의 카르복실기로 형성된 리간드 브러시가 형성될 수 있고, 상기 캡슐의 내부에 항균제가 담지되어 있으며, 상기 캡슐의 기공이 리간드 브러시에 의해 개방(open) 또는 폐쇄(closed)될 수 있다.
도 1(b) 및 (c)는 pH 조건이 각각 pH 4 및 pH 6을 만족하는 것으로, 도 1(b)에서는 MAA의 카르복실기, 즉, 리간드 브러시 간에 수소 결합이 형성되어, 상기 리간드 브러시의 팽창(swelling)이 발생하지 않고, MAA와 Si-O-Si 그룹 분자 간의 상호 작용, 즉, 상기 나노 캡슐 표면에서의 정전기적 인력 및 분자 간 수소 결합으로 인해 상기 코어의 형성된 기공이 폐쇄됨으로써, 상기 코어에 담지된 항균제의 방출이 제어될 수 있다. 이에 반해, 도 1(c)에서는 MAA의 카르복실산 그룹이 -COO-로 음이온화되면서 서로 밀어내는 척력이 발생하고 이에 따라 리간드 브러시가 팽창되고, 코어의 기공이 개방되면서 항균제가 방출될 수 있다.
한편, 상기 다공성 나노 캡슐의 평균 입경은 200~800㎚일 수 있다. 상기 다공성 나노 캡슐은 상기 항균제의 방출 시 평균 입경이 상승할 수 있고, 방출 억제 시 평균 입경이 작아질 수 있다. 상기 다공성 나노 캡슐의 평균 입경이 200㎚ 미만이면 항균 효과가 저하될 수 있고, 800㎚ 초과이면 상기 다공성 나노 캡슐 입자의 균일성이 저하되고 거대화되어 가공성이 저하될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 또다른 일 측면은, (a) 실리카(SiO2) 전구체 및 항균제를 포함하는 수용액을 반응시켜 실리카 코어 지지체를 제조하는 단계; (b) 상기 실리카 코어 지지체에 실란계 화합물을 투입하여 반응시키는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 생성물에 아크릴계 화합물을 투입하고 반응시켜 리간드 브러시를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 항균제는 습도 45~100% 및 pH 5~7의 조건에서 방출되는 다공성 나노 캡슐의 제조방법을 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 나노 캡슐의 제조방법 및 습도/pH 조건에 따른 다공성 나노 캡슐의 방출 및 억제 메커니즘을 도식화한 것이다.
도 2를 참조하면, 도 2(a) 및 (b)를 살펴보면, 실리카 전구체 및 항균제를 포함하는 수용액을 반응시켜 실리카 코어 지지체(PNC@SiO2)를 제조할 수 있고, 상기 실리카 코어 지지체 표면에 하나 이상의 기공을 포함하여 제조할 수 있다. 상기 실리카 전구체는 테트라에틸오르토실리케이트(Tetraethylorthosilicate, TEOS), 테트라메틸오르토실리케이트(Tetramethylorthosilicate, TMOS), 테트라메톡시실리케이트(Tetramethoxysilicate, TMS) 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 2(c)를 살펴보면, 상기 PNC@SiO2 지지체에 실란계 화합물을 투입하여 반응시켜 상기 실리카 코어 지지체의 표면이 개질된 중간체(PNC@SiO2-MPS)를 제조할 수 있고, 상기 중간체 표면 상에 아크릴계 화합물을 투입하고 반응시켜 리간드 브러시가 형성된 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐을 제조할 수 있다. 상기 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 특정 범위의 환경 조건, 상세하게는, 상기 다공성 나노 캡슐은 습도 45~100% 및 pH 5~7 조건에서 상기 항균제를 방출할 수 있다. 도2(c)에서 pH 4 일 때의 다공성 나노 캡슐의 방출 억제와 pH 6 일 때의 다공성 나노 캡슐의 항균제 방출을 나타내었는데, pH 4에서는 상기 다공성 나노 캡슐의 리간드 브러시 간의 정전기적 인력 및 수소 결합으로 인해 상기 코어의 기공이 폐쇄되어 항균제의 방출이 억제될 수 있고, pH 6에서는 상기 다공성 나노 캡슐의 리간드 브러시를 형성하는 MAA의 카르복실산 그룹이 -COO-로 음이온화되면서 서로 밀어내는 척력이 발생하면서, 리간드 브러시가 팽창하고 이에 다라 상기 코어의 기공이 개방되어 상기 기공을 통해 항균제가 방출될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이하의 실험 결과는 상기 실시예 중 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다. 아래 실험 결과는 별도의 조건이 기재되어 있지 않는 한 상온(25℃), 상압(1 atm)에서 수행되었다.
시료 및 분석기기
펜탄올(pentanol), 폴리비닐피롤리돈(Mw=40,000, Polyvinylpyrrolidone), 테트라에틸오르토실리케이트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS), 수산화암모늄 (28~30%, ammonium hydroxide), 구연산나트륨(0.18M, Sodium Citrate), 3-(트리메톡시실릴)프로필메타아크릴레이트(3-(Trimethoxysilyl)propylmethacrylate, MPS), 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate) 폴리(메탈릭산, 나트륨염) 용액(Poly (methalic acid, sodium salt) solution, MAA), N-N’-메틸렌비스아크릴아미드(N,N'-methylenebisacrylamide, BIS), 암모늄퍼설페이트(ammonium persulfate, APS), 트리클로산(음이온성 항균물질), 소듐라우릴벤젠설페이트(sodium lauryl benzenesulfate), 완충액(Buffer, pH 4, 6), 무수에탄올(absolute ethanol)을 나노 캡슐의 제조과정에 사용하였고, 상기 모든 시료는 Korea-Sigma Aldrich 社에서 구입하였으며, 탈이온수는 모든 공정에서 사용되었다.
다공성 나노 캡슐의 형태 등의 표면 구조는 전계 방출 주사 현미경(Field emission scanning electron microscope, FE-SEM, LEO SUPRA 55, Carl Zeiss, Germany)과 투과 전자 현미경(Transmission electron microscopy, TEM)으로 분석하였다.
다공성 나노 캡슐의 표면을 구성하는 원소 조성은 X선 광전자 분광기(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS, JEM-2100F (JEOL), USA)에 의해 분석하였다.
입자 크기는 입자 크기 분석(Otsuka (ELSZ-2000ZS), Japan)를 사용하여 측정하였다.
화학적 조성 및 성분 변화는 흡수 피크의 이동에 따라 4,000-500 cm-1의 범위에서 퓨리에 변환 적외선 분광계(Fourier transform infrared spectrometer, FT-IR, Spectrum One System, PerkinElmer)을 이용하여 분석하였다.
방출 거동 시험은 UV-Vis spectrometry (CARY 300 Bio, Varian)을 이용하여 분석하였다.
세포 독성 시험에서 A549 세포는 세포 생존 분석 키트(EZ-Cytox, Dogen, Seoul Korea)를 이용하여 배양하였고, 생존 세포는 광학 현미경(Olympus, CKX41)으로 관측하였다.
실시예 1: PNC@SiO 2 지지체 제조
PVP 2.5g을 펜탄올 25ml에 분산시켜 약 50분 동안 60℃에서 250rpm으로 교반하여 균질한 혼합물을 제조하였다. 제조된 혼합물에 트리클로산 80㎎(3.0㎎/mL)을 첨가하고, 물 3.5ml, 0.18M 농도의 구연산나트륨 용액 250μl(243.12μl의 물에 11.6㎎의 구연산나트륨이 포함), 무수에탄올 2.4ml, 수산화암모늄 250μl을 첨가하여 1분 30초 동안 교반한 후, TEOS를 1.0ml을 첨가하여 다시 1분30초 동안 교반하였다. 교반이 종료된 후 상온에서 12시간 유지한 후 10,000rpm으로 10분 동안 원심 분리하여 나노 캡슐을 분리하고, 에탄올(20vt%)로 세척하고 진공건조하였다. 분리한 나노 캡슐은 고온 가열로(Furnace)를 이용하여 550℃에서 건조시켜 수득하여 다공성 나노 캡슐인 PNC@SiO2 지지체를 제조하였다.
실시예 2: PNC@SiO 2 -MPS 중간체 제조
제조된 PNC@SiO2 지지체 210㎎에 에탄올 210㎎ 및 MPS 1.05ml를 첨가하여 25℃, 24시간 동안 250rpm으로 교반한 후, 다시 10,000rpm, 10분 동안 원심 분리한 후 20vt%의 에탄올로 세척하고, 40℃에서 6시간 동안 진공하여 PNC@SiO2-MPS 중간체를 제조하였다.
실시예 3: PNC@SiO 2 -g-MAA 다공성 나노 캡슐의 제조
상기 PNC@SiO2-MPS 중간체 100㎎에 물 50ml 및 소듐라우릴벤젠설페이트 5㎎이 혼합된 용액에 분산시켜 250rpm으로 1 시간 동안 초음파 처리하여 혼합하고, MMA 모노머 200㎎ 및 BIS 15㎎을 첨가한 후 30분 동안 N2 가스 분위기에서 버블링(bubbling)하고 신속하게 암모늄퍼설페이트 용액(2.0mL, 5.0㎎/mL을 첨가하여 75℃, 4 시간 동안 초음파 처리하였다. 초음파 처리된 다공성 나노 캡슐은 탈이온수로 세척하고 상온에서 건조하여 PNC@SiO2-g-MAA 나노 캡슐을 제조하였다.
실험예 1: PNC@SiO 2 지지체의 EDS 및 XPS 분석
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 PNC@SiO2지지체의 EDS 및 XPS 분석 결과이다. 도 3(a) 내지 도3(c)를 참조하면, 상기 PNC@SiO2의 표면은 주로 Si-O-Si 결합을 이루는 둥근 구형의 형상을 가지고 있으며, 특히 도 3(b) 및 도 3(c)는 PNC@SiO2의 EDS 분석하여 상기 PNC@SiO2의 원소 조성을 확인한 것으로, 상기 PNC@SiO2의 표면을 형성하는 Si 및 O 원소의 존재를 확인할 수 있어, 상기 PNC@SiO2지지체가 Si-O-Si와 C=O 결합에 의해 수득된 다공성 나노 캡슐임을 확인할 수 있다.
한편, 도 3(a1) 내지 도 3(c1)는 상기 PNC@SiO2지지체를 XPS 분석한 결과로 각 피크는 화학 결합에 해당하는 원소 조성을 나타내고, 도 3(d)에서 각 피크에 대한 원소의 Atom(%)를 나타낸 것이다. 도 3(a1) 내지 도 3(c1) 및 도 3(d)를 참조하면, PNC@SiO2는 고분자 중합체와 실라놀 결합(Si-O-Si 결합)으로 형성된 다공성 나노 캡슐임을 확인할 수 있고, 주 성분인 Si 및 O의 성분비율은 각각 34.87At% 및 65.13At%임을 확인할 수 있다.
실험예 2: PNC@SiO 2 -g-MAA 다공성 나노 캡슐의 SEM 및 TEM 분석
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 SEM 및 TEM 이미지이다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 SEM에 의한 표면 형상 이미지로, 피커링(Pickering)법에 의해 형성됨으로써, 매우 작은 실리카 기반 입자들이 모여 구형의 라즈베리형 다공성 나노 캡슐이 형성되었음을 확인할 수 있다. 특히 도 4(a)의 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 표면을 확대한 도 4(b)에서의 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 피커링 법과 소결 공정에 의해 제조된 다공성 나노 캡슐로 비드 사이로 형성된 기공을 확인할 수 있고, 표면에 형성된 리간드 브러시가 기공 위를 얇게 덮은 형상을 확인할 수 있다.
또한, 도 4(c) 및 도 4(d)는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 TEM에 의한 분석 이미지로, 표면의 검은색 입자는 Si-O-Si 결합으로 인한 부분이고, 특히 도 4(d)를 참조하면, 검은색 입자 사이에 존재하는 열린 공간은 입자와 입자 사이에 형성된 기공들이 나노 캡슐의 표면에 형성되어 다공성 구조의 나노 캡슐이 제조되었음을 확인할 수 있다.
구체적으로 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 제조에 있어서, 피커링법에 의해 PNC@SiO2이 형성되고, 상기 PNC@SiO2는 중합체 고분자의 반응으로 인해 표면에 매우 작은 실리카 입자들이 항균물질 방울(droplets) 표면에 자기조립되면서 캡슐의 쉘 부분을 형성함으로써 기공 표면을 덮고 있는 형태의 코어-쉘 형태의 다공성 나노 캡슐인 PNC@SiO2 지지체를 제조할 수 있다. 제조된 PNC@SiO2 지지체를 MPS로 개질하여 그 표면에 Si-O 및 (C=O)-OH 구조가 형성된 PNC@SiO2-MPS중간체를 제조할 수 있고, 상기 PNC@SiO2-MPS중간체를 MAA의 카르복실기(-COOH)와 반응시켜 그 표면에 리간드 브러시가 그라프트된 다공성 나노 캡슐(PNC@SiO2-g-MAA)을 제조할 수 있다.
상기 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 리간드 브러시가 형성된 표면에 존재하는 -COO- 그룹에 의해 pH 5(pKa > 2) 이상의 조건을 만족하면 항균물질을 방출할 수 있다.
실험예 3: PNC@SiO 2 , PNC@SiO 2 -MPS, PNC@SiO 2 -g-MAA의 물성 평가
Zeta potential
[mV]		 Mobility
[㎠/V-s]		 Diameter
[㎚]		 Std. Dev.
[㎚]
PNC@SiO2 -16.58 -1.06E-04 414.8 105.6
PNC@SiO2-MPS -51.95 -4.05E-04 487.6 88.6
PNC@SiO2-g-MAA -39.09 -3.05E-04 527.8 90.5
표 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 각 제조 단계의 PNC@SiO2 지지체, PNC@SiO2-MPS 중간체 및 PNC@SiO2-g-MAA다공성 나노 캡슐의 표면 제타 전위 값을 측정하기 위해 표면에너지의 변화 및 음이온화를 확인하여 각각의 화학적 단위로 인한 제타 전위 값을 나타낸 것이다.
표면 전하 값은 상기 다공성 나노 캡슐 표면의 Si-O-Si, C=O 및 COO-와 같은 화학 전위의 평형으로 인해 값의 변화가 발생한다. 표 1을 참조하면, 상기 PNC@SiO2 다공성 지지체의 경우 TEOS의 Si-O기로 인해 표면 전자 값이 음이온화(-16.58mV)된 것을 확인할 수 있고, MPS 개질 후 제타 전위 값은 C=O 결합으로 인해 감소(-51.95mV)하였으며, PNC@SiO2-g-MAA는 MAA가 그래프트 결합되고, 이에 따라 카르복실기의 음이온화로 인해 상기 PNC@SiO2-g-MAA의 표면의 음전하의 전자 밀도가 증가하여 표면 전위 값이 다시 상승(-39.09mV)한 것을 확인할 수 있다.
또한, 평균 직경에 있어서 PNC@SiO2 지지체의 경우 414.8(±105.6)㎚이고, PNC@SiO2-MPS 중간체는 평균 직경은 487.6(±88.6)㎚로 측정되었으며, PNC@SiO2-g-MAA다공성 나노 캡슐의 평균 직경은 527.8(±90.5)㎚로 증가하였음을 확인할 수 있다. 상기 다공성 나노 캡슐의 평균 직경은 표면 개질이 진행되면서 증가하였으며, MAA가 그라프트되어 리간드 브러시가 형성된 PNC@SiO2-g-MAA다공성 나노 캡슐의 크기가 가장 증가한 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상기 다공성 나노 캡슐의 평균 직경은 표면 개질이 진행되는 공정에 따라 증가됨을 확인할 수 있고, 본 발명의 다공성 나노 캡슐 입자의 표준편차는 90.5㎚를 나타냄으로써, 상기 다공성 나노 캡슐의 입자 크기 및 형태의 균일성이 우수함을 알 수 있고, 이에 따라 코팅, 스프레이 형태나 포장재, 보호용 특수 원단 등에 적용될 시 우수하고 균일한 항균 및 살균 효과를 얻을 수 있을 것으로 예측할 수 있다.
실험예 4: 다공성 나노 캡슐의 물성 평가 1
도 5는 항균제인 트리클로산, 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA, 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐이 각각 pH 4 및 pH 6에서 항균제를 방출하였을 때의 화학적 조성 및 성분 변화를 확인하기 위해 FT-IR 분석한 결과이고, 상기 트리클로산의 FR-IR 분석은 항균제의 포함 유무를 확인하기 위하여 함께 수행하였다.
도 5(a)를 참조하면, 항균제인 트리클로산의 FT-IR 스펙트럼은 하이드록실기(-OH)에 의해 특정 피크가 3,312㎝-1, C-Cl 흡수 밴드가 722~570㎝-1에서 관찰되었고, CH2-Cl에 대해 강한 CH 진동 밴드가 1,300~1,150㎝-1에서 관찰되었다. 도 5(b)를 참조하면, 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA의 경우 나노 캡슐 표면 상에 MAA-grafted 리간드 브러시에 의하여 -COO-에 의한 1,115㎝-1 피크가 관찰되었다. 또한, MAA 흡수밴드인 C=O의 특성 피크가 1,709㎝-1에서 관찰되었으며, 1,500㎝-1에서 밴드는 연신 진동 흡수에 의해 C=O-C 그룹이 관찰되었고, 소량의 C-CI 특성 피크가 722㎝-1에서 관찰되었다.
한편, 본 발명의 다공성 나노 캡슐의 pH 조건에 따른 항균제의 방출 거동을 확인하기 위해, pH 4 및 pH 6의 완충액을 사용하여 방출 시험을 수행하였을 때의 화학적 조성 및 성분 변화를 분석하였다.
도 5(c)를 참조하면, 항균제를 포함한 PNC@SiO2-g-MAA를 pH 4에서 방출 실험을 진행한 후 측정된 피크를 살펴보면, PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 코어에 담지된 항균제가 소량 방출되어 트리클로산 특성 피크인 C-CI 흡수 밴드가 722~570㎝-1에서 관찰되었고, CH2-Cl에 대해 강한 CH 진동 밴드가 1,300~1,150㎝-1에서 관찰된 반면에, 도 5(d)를 참조하면, pH 6 조건에서 방출 실험을 진행한 다공성 나노 캡슐의 경우 코어에 담지된 항균제가 다량 방출되어 상기 다공성 나노 캡슐 표면의 주성분인 MAA의 -COO- 그룹이 1,150㎝-1에서 주요 특성 피크로 관찰되었고, 항균제인 트리클로산이 방출된 후 잔존하는 소량의 C-CI 특성 피크도 722㎝-1에서 관찰되었다.
실험예 5: 다공성 나노 캡슐의 물성 평가 2
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐을 pH 4 및 pH 6조건에서 각각 항균제의 방출 거동을 평가하기 위해 UV-Vis 측정한 결과 그래프로, 항균제의 방출 유무를 비교하기 위해 항균제인 트리클로산 및 항균제를 포함하지 않은 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 UV-Vis 측정도 함께 수행하였다.
도 6을 참조하면, 항균제인 트리클로산과 pH 6 인 완충액의 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 240㎚에서 트리클로산의 방출 거동이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이에 반해, 항균제를 포함하지 않은 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐과 pH 4인 완충액의 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 트리클로산의 특성 피크가 나타내지 않음을 확인할 수 있다. 따라서, pH 조건에 따라 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 코어물질인 항균제의 방출 거동을 컨트롤할 수 있음을 예상할 수 있다.
상세하게는, 엔탱글링화(entangling)된 리간드 브러시는 특정 습도와 pH 조건에서만 스웰링이 발생하면서 음이온성 항균제와 정전기적 상호작용이 발생하고, 본 발명의 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 경우 pH 5 이상의 환경에서 카르복실기의 이온화에 의해 음으로 하전된 그룹 사이의 정전기적 반발로 인해 상기 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 표면의 형성되어 기공을 덮고 있는 리간드 브러시들이 빠르게 팽창하고, 이에 따라 음이온 값을 갖는 항균제인 트리클로산과 강한 정전기적 반발력으로 인해 상기 항균제가 떨어져 나가면서 방출되는 것을 확인할 수 있다.
한편, pH 4에서의 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 항균제의 방출이 일어나지 않았고, 상세하게는 표면 상에 존재하는 MAA의 카르복실기 그룹 간의 수소결합의 형성 및 Si-O-Si 그룹 간의 정전기적 인력이 존재하여 리간드 브러시들의 스웰링 현상이 거의 발생되지 않으나, pH 6 조건에서는 MAA의 카르복실기가 이온화되고 전기적으로 음으로 하전되어, 그룹 간의 정전기적 반발이 발생함으로써 상기 리간드 브러시가 빠르게 팽창하게 되고, 이에 따라 코어물질인 항균제가 정전기적 반발에 의해 방출됨을 확인할 수 있다.
실험예 6: 나노 캡슐의 물성 평가 3
도 7 및 표 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 항균 특성을 평가한 것이다.
도 7은 상기 항균 특성 평가를 위해 배지 pH 4, pH 6및 pH 7에 각각 (a1, b1, c1) 대조군 샘플(Control sample, C.S), (a2, b2, c2) 항균제를 포함하지 않은 PNC@SiO2-g-MAA, (a3, b3, c3) 코어에 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA의 샘플을 일정 간격을 두고, 습도 100%에서 8 시간동안 방치한 후 클리어 존의 형성을 관찰한 이미지이다.
한편, 항균 특성 평가에서 다공성 나노 캡슐 55㎎/10mL를 사용하여 8시간 동안 대장균의 밀도변화를 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었고, pH 조건 별 항균 효과는 아가 배지에 대장균을 배양하여 다공성 나노 캡슐의 지지체에서의 항균제 방출과 항균 작용을 통한 클리어 존의 형성을 관찰하였다.
도 7을 참조하면, pH 4의 배지에서는 모든 샘플에서(a1, a2, a3) 항균제가 방출되지 않아 대장균의 클리어존(clear)은 관찰되지 않은 것을 확인할 수 있고, 이는 pH 4의 조건에서 다공성 나노 캡슐에 형성된 리간드 브러시 간의 강한 수소결합으로, 상기 리간드 브러시의 스웰링 현상이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다. 이에 반해, pH 6 및 7의 배지에서는 각각 12㎜ 및 13㎜의 클리어존이 형성되었음을 확인할 수 있다. 이는 항균제를 포함하는 다공성 나노 캡슐의 표면에 음이온화된 리간드 브러시 간의 정전기적 반발력이 강해지면서 리간드 브러시가 팽창되고, 이에 따라 상기 다공성 나노 캡슐의 기공이 개방되어 코어에 담지되어 있던 항균제가 방출되어 항균 작용 효과에 따른 것을 확인할 수 있다.
pH 4 pH 6 pH 7
초기
OD 값		 8h 후
OD 값		 초기
OD 값		 8h 후
OD 값		 초기
OD 값		 8h 후
OD 값
Control sample
(C.S)		 0.028 0.080 0.034 0.100 0.037 2.350
PNC@SiO2-g-MAA
(항균제 포함x)		 0.028 9.390 0.034 2.490 0.037 3.400
PNC@SiO2-g-MAA
(항균제 포함)		 0.028 11.46 0.034 6.020 0.037 8.300
한편, 대장균 밀도 변화 결과를 나타낸 표 2를 참조하면, pH 4조건에서 모든 경우의 초기 대장균의 밀도가 0.028(OD)이고, C.S는 8시간 후 대장균의 밀도가 0.080(OD)로 증가하였고, 항균제를 포함하지 않은 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 경우 9.390(OD)로 증가하였고, 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 경우 11.46(OD)로 가장 크게 증가하였다.
pH 6 조건에서 모든 경우의 초기 대장균의 밀도는 0.034(OD)를 나타내었고, 8시간 후 대장균의 밀도가 C.S는 0.100(OD)으로, 항균제를 포함하지 않은 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 2.490(OD)으로, 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 경우 6.020(OD)으로 증가하였다. pH 7 조건에서 모든 경우의 초기 대장균의 밀도가 0.037(OD)이고, 8시간 후 대장균의 밀도가 C.S는 2.350(OD)으로, 항균제를 포함하지 않은 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 3.400(OD)으로, 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 경우 8.300(OD)으로 증가하였다.
이에 따라, 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 pH 6 조건에서 항균제에 의한 대장균의 증식 억제효과가 가장 우수함을 확인할 수 있고, 특히 pH 4 조건에서 보다 pH 6에서의 대장균의 밀도가 약 48%의 증식 억제효과를 나타냄을 확인할 수 있다. 이는 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐이 특정 습도 및 pH 조건을 만족하면, 상기 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐 표면의 리간드 브러시가 팽창되어, 폐쇄되어 있던 기공이 개방되고, 코어에 담지되어 있던 항균제가 방출됨으로써 항균 효과를 구현하는 것을 확인할 수 있다.
실험예 7: 다공성 나노 캡슐의 물성 평가 4
도 8 및 표 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 세포 독성 평가 결과이다.
세포 독성 시험을 수행하기 위해, 대조군 샘플(Control sample, C.S), 항균제를 포함하지 않은 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐, 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡술을 pH 6의 완충액에 24시간 동안 담지하여 얻은 용액을 노출용액으로 사용하였다.
샘플은 특정 농도로 희석하고 인간의 폐 상피세포(A549 세포) 3.12 × 105개를 10mL 배지에 분배하였고, 분배된 세포를 24시간 동안 배양하고, 이를 5분 동안 초음파 처리하며 3가지의 노출용액에 노출시킨 후 24시간 동안 배양한 후 광학 현미경으로 증식된 세포의 수를 관찰하였고, 노출 전과 24시간 배양 후의 세포의 수를 측정하고, 부착 수 변화에 따른 세포 부착률을 표 3에 나타내었다.
또한, 노출용액의 농도는 약품 독성 농도 기준의 1/10의 범위에서 수행하였고, 이에 따라 캡슐에서 추출된 항균제의 농도는 100ug/mL이고, 세포 부착 활성은 대조군 샘플과 비교하였다.
세포 부착 수
(Number of cell adhesion)		 세포 부착률
(Cell adhesion activity, %)
0 h 24 h
Control sample
(C.S)		 104 166 160
PNC@SiO2-g-MAA
(항균제 포함x)		 85 112 132
PNC@SiO2-g-MAA
(항균제 포함)		 113 113 100
표 3을 참조하면, C.S의 생존하는 세포의 수는 104개에서 166개로 증가하였고, 노출용액에 24시간 노출하여 배양한 후 배양 전과 비교하여 160% 증가한 것을 확인할 수 있다. 또한, 항균제를 포함하지 않은 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 경우 생존하는 세포의 수가 85에서 112개로 증가하였고, 이에 따라 세포 부착률이 132%로 증가한 것을 확인할 수 있다. 한편, 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 경우 생존하는 세포의 수가 노출 전과 노출 후 모두 113개로 증가 및 감소가 일어나지 않았으며, 이는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐로부터 방출된 항균제가 기인한 것으로 예측할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 코어에 항균제를 담지하고 특정 pH 및 습도 조건이 충족되면서, 다공성 나노 캡슐 표면의 리간드 브러시가 팽창됨으로써 폐쇄되어 있던 기공이 개방되고, 상기 기공을 통해 항균제가 방출된 것으로 예측할 수 있다.
한편, 도 8은 세포 독성 시험을 수행하고, 노출 전과 노출 후를 관찰한 배지 이미지이고, 도 8(a1, a2)는 대조군 샘플(Control sample, C.S), 도 8(b1, b2)는 항균제를 포함하지 않은 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐, 도 8(c1, c2)는 항균제를 포함하는 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐의 노출 전 및 노출 후의 이미지이다. 도 8(a1) 및 (a2)에 나타난 바와 같이, 죽은 세포는 배지의 측면에 부착되지 못한 상태인 것을 나타내고, 생존하는 세포는 세포가 배지의 측면에 부착된 상태임을 나타낸다.
표 3 및 도 8에 따라서, 본 발명의 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 대조군인 C.S보다 세포 부착률이 60% 낮은 것으로 나타났으나, 노출 전과 노출 후의 생존하는 세포 수의 변화가 없는 것을 나타내어, 상기 PNC@SiO2-g-MAA 다공성 나노 캡슐은 방출된 항균제의 항균 효과가 존재하면서도, A549 세포에 대한 독성이 없는 것을 확인할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 항균제를 포함하는 코어; 및
    상기 코어 표면 중 적어도 일부에 형성된 리간드 브러시;를 포함하고,
    상기 항균제는 습도 45~100% 및 pH 5~7의 조건에서 방출되며,
    상기 리간드 브러시는 상기 코어에 실란계 화합물을 결합시킨 후 아크릴계 화합물을 반응시켜 형성되는 다공성 나노 캡슐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어는 하나 이상의 기공을 포함하고,
    상기 기공은 pH 5 미만의 조건에서 상기 리간드 브러시에 의해 폐쇄(closed)되고, pH 5~7의 조건에서 상기 리간드 브러시에 의해 개방(open)되는 다공성 나노 캡슐.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실란계 화합물은 3-(트리메톡시실릴)프로필메타크릴레이트(3-(Trimethoxysilyl)propylmethacrylate, MPS), 3-(글리시독시프로필)트리메톡시실란(3-(Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane, GPS), 3-(메르캅토프로필)트리메톡시실란(3-(mercaptopropyl)trimethoxysilane, MCPS) 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나인 다공성 나노 캡슐.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 화합물은 아크릴산, 메타크릴산, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 펜틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나인 다공성 나노 캡슐.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 항균제는 트리클로산(Triclosan) 또는 용액 상태의 항균물질인 다공성 나노 캡슐.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 나노 캡슐의 평균 입경은 200~800㎚인 다공성 나노 캡슐.
  8. (a) 실리카(SiO2) 전구체 및 항균제를 포함하는 수용액을 반응시켜 실리카 코어 지지체를 제조하는 단계;
    (b) 상기 실리카 코어 지지체에 실란계 화합물을 투입하여 반응시키는 단계; 및
    (c) 상기 (b) 단계의 생성물에 아크릴계 화합물을 투입하고 반응시켜 리간드 브러시를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 항균제는 습도 45~100% 및 pH 5~7의 조건에서 방출되는 다공성 나노 캡슐의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실리카 코어 지지체는 하나 이상의 기공을 포함하는 다공성 나노 캡슐의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 다공성 나노 캡슐의 평균 입경은 200~800㎚인 다공성 나노 캡슐의 제조방법.
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