KR20150118927A - 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈 및 그 제조방법 - Google Patents
초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 직물의 양쪽 면에 초소수성 중합체를 증착시켜 초소수성 표면체를 제조한 뒤, 일면을 강염기를 이용하여 습식 식각함으로써 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 의료용 거즈는 한쪽은 초소수성을 지녀 오염물질로부터 상처를 보호함과 동시에 상처와 맞닿는 면은 친수성으로 상처로부터 나오는 체액이나 상처가 아물면서 발생하는 수분을 효과적으로 흡수하는 탁월한 치료 효과가 있다.
Description
본 발명은 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초소수성 표면체를 제조한 뒤, 일면을 강염기를 이용하여 습식 식각하여 초소수성 영역과 친수성 영역을 가짐으로써 한쪽은 초소수성을 지녀 오염물질로부터 상처를 보호함과 동시에 상처와 맞닿는 면은 친수성으로 상처로부터 나오는 체액이나 상처가 아물면서 발생하는 수분을 효과적으로 흡수하는 탁월한 치료 효과가 있는 의료용 거즈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자상, 화상, 찰과상 등 그 밖에 여러 가지 원인에 의해 신체의 외상에 의한 환부를 소독한 후 덮음으로써 2차 감염을 막는 것은 물론 외부물체와의 접촉을 막아 환부가 신속하게 아물도록 보조하기 위하여 거즈가 제공된다.
기존에 많이 사용되는 의료용 거즈는 천과 같은 섬유를 짠 형태로 뛰어난 흡습성을 지니고 있어 상처에서 나오는 고름이나 수분을 흡수하고 상처를 치유하는데 효과적이다. 그러나 이러한 형태의 의료용 거즈는 외부에서 불순물을 차단해주는 기능이 없어 상처가 오염되기 매우 쉽다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 거즈 자체가 한쪽에서는 방수성을 지녀 외부로부터 상처를 보호하고 상처가 난 부분과 맞닿는 면은 수분을 잘 흡수하여 치유에 도움을 주는 형태가 가장 좋다.
현재 개발된 의료용 거즈는 대체로 하이드로겔을 사용하거나(미국등록특허 제5,489,262호, 미국등록특허 제5,429,589호, 미국등록특허 제5,674,346호) 물리적으로 여러 겹의 드레싱을 접착시킨 라미네이트형 거즈(미국등록특허 제5,981,822호, 미국등록특허 제6,087,549호, 미국등록특허 제5,423,737호)등이 있다. 하지만 단일층에서 투습성과 방수성을 모두 지닌 거즈는 아직 발표된 바가 없다.
한편, 초소수성의 표면을 갖는 물체는 낮은 표면에너지로 인하여 물을 포함한 다른 물질의 표면 응집을 효과적으로 예방할 수 있으며, 사람의 지문과 같은 유기물질과 먼지와 같은 이물질이 표면에 부착되는 것을 막는 효과가 있다. 따라서 초소수성 표면을 갖는 물체는 유기물의 오염이 문제되는 전자제품의 외장재나, 습도나 이물질 오염 예방이 필수적인 건축자재에 폭넓게 적용이 가능하다. 이와 같은 이유로 오늘날 많은 과학자들이 다양한 방법으로 재료의 초소수성 표면 처리를 시도하고 있다.
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 초소수성 표면체를 제조한 뒤, 일면을 강염기를 이용하여 습식 식각하면 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 표면체를 제조하고 이를 의료용 거즈로 사용할 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 직물의 일면은 초소수성 영역으로 이루어지고, 다른 일면은 친수성 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈를 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 직물의 일면 또는 양쪽 면에 초소수성 단량체의 중합체를 증착시켜 초소수성 표면체를 제조하는 단계; 및 (b) 상기 제조된 초소수성 표면체의 일면을 습식 식각하여 친수성으로 표면 개질시키는 단계;를 포함하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈는 한쪽은 초소수성을 지녀 오염물질로부터 상처를 보호하는 반면 상처와 맞닿는 면은 친수성으로 상처로부터 나오는 체액이나 상처가 아물면서 발생하는 수분을 효과적으로 흡수해 치유에 도움을 줄 수 있다. 또한, 상기 의료용 거즈의 친수성 표면을 생체에 적합한 생체재료물질을 이용해 개질시켜줌으로써 상처치료에 도움을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초소수성 및 친수성을 동시에 가진 표면체를 야누스 거즈로 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 야누스 거즈의 기본 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 표면체를 제조하는 메커니즘을 나타낸 것이다.
도 4는 에칭 전후의 표면체를 XPS로 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 에칭 전후의 표면체를 FT-IR 측정한 결과이다.
도 6은 직물에 따른 에칭 전후의 접촉각을 측정한 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 야누스 직물과 미처리(bare) 직물의 소수성 특성을 비교분석한 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 야누스 직물과 미처리(bare) 직물의 확산 특성을 비교 분석한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 야누스 직물과 미처리(bare) 직물에 대한 레스베라트롤(resveratrol) 약물의 총 투과량을 측정한 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 야누스 거즈의 기본 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 표면체를 제조하는 메커니즘을 나타낸 것이다.
도 4는 에칭 전후의 표면체를 XPS로 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 에칭 전후의 표면체를 FT-IR 측정한 결과이다.
도 6은 직물에 따른 에칭 전후의 접촉각을 측정한 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 야누스 직물과 미처리(bare) 직물의 소수성 특성을 비교분석한 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 야누스 직물과 미처리(bare) 직물의 확산 특성을 비교 분석한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 야누스 직물과 미처리(bare) 직물에 대한 레스베라트롤(resveratrol) 약물의 총 투과량을 측정한 그래프이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명에서는 직물의 양면에 초소수성 중합체를 증착하여 초소수성 표면체를 제조한 뒤 그 중 한 일면에 대하여 식각 공정을 수행하여 친수성으로 표면 개질하면, 초소수성 영역과 친수성 영역을 함께 가지는 표면체(Janus Fabric)를 제조할 수 있으며, 이를 의료용 거즈로 사용할 경우, 탁월한 효과가 있음을 확인하고자 하였다.
본 발명은 기상 증착을 이용한 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 표면체의 제조방법을 기반으로 한 면은 초소수성을 가지며 다른 한 면은 친수성을 가지는 새로운 형태의 의료용 거즈, 즉 "야누스 거즈(Janus gauze)"를 제조하는 방법이다.
따라서 본 발명에서는 우선적으로 물체에 초소수성을 부여한 후 한쪽 면만 강염기 용액에 노출시킴으로써 습식 식각을 통해 노출된 면을 친수성으로 바꿔주는 방법을 사용한다. 이로써 도 2에 도시한 바와 같이, 한쪽은 초소수성을 지녀 오염물질로부터 상처를 보호하는 방수효과 및 이물질과 오염물질 차단 효과를 가짐과 동시에 상처와 맞닿는 면은 친수성으로 상처로부터 나오는 체액이나 상처가 아물면서 발생하는 수분을 효과적으로 흡수하는 투습 및 통풍효과가 있어, 상처 치유에 상당한 도움을 줄 수 있다. 좀 더 나아가서 야누스 거즈의 친수성 표면을 생체에 적합한 생체재료물질을 이용해 개질시켜줌으로써 상처치료에 도움을 줄 수 있다.
따라서 본 발명은 일 관점에서 직물의 일면은 초소수성 영역으로 이루어지고, 다른 일면은 친수성 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 직물의 일면은 비닐기 및 불소를 포함하는 단량체의 중합체가 증착된 초소수성 영역으로 이루어지고, 다른 일면은 상기 비닐기 및 불소를 포함하는 단량체의 중합체에서 불소기가 이탈된 중합체가 증착된 친수성 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 직물은 면직물, 실크, 레이온, 폴리에스테르섬유 또는 나일론 섬유를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 면직물, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 틈새가 좁은 망사형태의 면직물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 비닐기 및 불소를 포함하는 화합물은 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데실 아크릴레이트, 퍼플루오로데실메타크릴레이트(PFDMA), 도데카플루오로헵틸아크릴레이트, 펜타플루오로페닐메타크릴레이트, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-펜타데카플루오로노닐 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-펜타데카플루오로노닐 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-운데카플루오로헵틸 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-운데카플루오로헵틸 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실 에스테르, 2-메틸-3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플로오로헥실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-노나데카플루오로운데실 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-노나데카플루오로운데실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-헤네이코사플루오로도데실 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-헤네이코사플루오로도데실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-트리코사플루오로트리데실 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-트리코사플루오로트리데실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-펜타코사플루오로테트라데실 에스테르, 및 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-펜타코사플루오로테트라데실 에스테르로 구성된 군에서 1종 이상 선택될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 관점에서, (a) 직물의 일면 또는 양쪽 면에 초소수성 단량체의 중합체를 증착시켜 초소수성 표면체를 제조하는 단계; 및 (b) 상기 제조된 초소수성 표면체의 일면을 습식 식각하여 친수성으로 표면 개질시키는 단계;를 포함하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 초소수성 표면체는 물체 표면과 물의 접촉각이 150°를 넘는 표면체를 의미한다.
상기 직물은 면직물, 실크, 레이온, 폴리에스테르 섬유 또는 나일론 섬유를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 면직물, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 틈새가 좁은 망사형태의 면직물을 사용할 수 있다. 특히 면직물인 경우에는 면직물이 다공성이어서 한 번의 증착으로도 면직물의 뒷면까지 소수성을 부여할 수 있어 추가의 증착을 실시하지 않아도 되는 장점이 있다.
본 발명에 있어서, 상기 초소수성 단량체는 비닐기 및 불소를 포함하는 화합물을 이용하는 것이 바람직하며, 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데실 아크릴레이트(1H,1H,2H,2H-perfluorodecylacrylate; PFDA), 퍼플루오로데실메타크릴레이트(perfluorodecyl methacrylate; PFDMA), 도데카플루오로헵틸아크릴레이트(Dodecafluoroheptyl acrylate), 펜타플루오로페닐메타크릴레이트(Pentafluorophenyl methacrylate), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-펜타데카플루오로노닐 에스테르(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-pentadecafluorononyl ester), 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-펜타데카플루오로노닐 에스테르(2-methyl- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-pentadecafluorononyl ester), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸 에스테르(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooctyl ester), 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸 에스테르(2-methyl- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooctyl ester), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-운데카플루오로헵틸 에스테르(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-undecafluoroheptyl ester), 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-운데카플루오로헵틸 에스테르(2-methyl- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-undecafluoroheptyl ester), 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실 에스테르(3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohexyl ester), 2-메틸-3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플로오로헥실 에스테르(2-methyl- 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohexyl ester), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-노나데카플루오로운데실 에스테르(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-nonadecafluoroundecyl ester), 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-노나데카플루오로운데실 에스테르(2-methyl- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-nonadecafluoroundecyl ester), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-헤네이코사플루오로도데실 에스테르(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-heneicosafluorododecyl ester), 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-헤네이코사플루오로도데실 에스테르(2-methyl- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-heneicosafluorododecyl ester), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-트리코사플루오로트리데실 에스테르( 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-tricosafluorotridecyl ester), 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-트리코사플루오로트리데실 에스테르(2-methyl- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-tricosafluorotridecyl ester), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-펜타코사플루오로테트라데실 에스테르(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-pentacosafluorotetradecyl ester), 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-펜타코사플루오로테트라데실 에스테르(2-methyl- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-pentacosafluorotetradecyl ester) 등을 예시할 수 있다.
상기 초소수성 중합체를 증착시키는 공정은 화학적 기상 증착법(CVD), 플라즈마 화학증착법(PECVD) 또는 개시제를 이용한 화학 기상 증착법(iCVD, initiated chemical vapor deposition)을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 개시제를 이용한 화학 기상 증착법(iCVD)일 수 있다.
본 발명에서 이용되는 개시제를 이용한 화학 기상 증착법(iCVD)은 기상의 개시제(initiator)를 라디칼(radical)로 분해하여 단량체의 중합을 일으키는 장치이다. 개시제로는 tert-부틸 퍼옥사이드(tert-butyl peroxide, TBPO)와 같은 과산화물(peroxide)이 주로 사용되는데, 이 물질은 110℃ 정도의 끓는점을 갖는 휘발성 물질로서, 약 150℃ 전후에서 열분해를 하게 된다. 상기 개시제로 tert-부틸 퍼옥사이드와 같이 열에 의해 분해되어 라디칼을 형성하는 것 말고도, UV와 같은 빛에 의해서도 분해되어 라디칼을 형성하는 벤조페논(benzophenone) 등을 이용할 수도 있다.
iCVD 공정은 가열된 필라멘트 열원이나 UV 등의 에너지 공급으로 박막의 증착이 일어나기 때문에 기존의 무기박막 증착용 CVD 공정과 크게 다를 것이 없어 보이지만, iCVD 공정은 150℃에서 220℃ 사이의 낮은 필라멘트 온도에서 공정이 이루어지며, 고분자 박막이 증착되는 직물 표면의 온도가 35~40℃로 낮게 유지될 수 있다. 이런 낮은 표면 온도로 인해, iCVD는 종이나 옷감 같은 기계적 화학적 충격에 약한 여러 직물 위에 고분자 박막을 입히는 데에 유용하게 쓰일 수 있다. 그리고, 40mbar에서 100mbar 사이의 진공상태에서 공정이 이루어지기 때문에 고진공 장비가 필요하지 않으며, 단량체와 개시제의 양은 주입밸브에서 조절된다.
상기 (a) 단계의 증착은 상기 직물의 온도를 25~45℃, 바람직하게는 35~40℃에서 반응기 내 챔버의 압력을 40~100mbar로 유지하면서 5~60분, 바람직하게는 약 10분 동안 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 직물의 온도가 25℃ 미만인 경우 흐릿하게(foggy) 증착될 수 있고, 45℃를 초과할 경우 증착 속도가 느려지는 문제가 있으며, 상기 반응기 내 챔버의 압력이 40mbar 미만이거나 100mbar를 초과할 경우 증착이 이루어지지 않거나 증착속도가 느려지는 문제가 있다. 그리고. 상기 증착 시간은 증착 두께와 관련이 있으므로, 증착 시간이 5~60분을 벗어날 경우 증착 두께가 얇거나 두꺼워지게 되는 문제점이 있다.
초소수성 표면체의 일면을 친수성으로 개질시키기 위하여 습식 식각하며, 이때 식각액으로는 KOH 또는 TMAH(테트라메틸암모늄수산화물) 등의 강염기수용액을 사용할 수 있다. 상기 강염기 수용액은 0.1M 내지 5M의 농도인 것을 사용할 수 있다. 0.1M 미만의 농도의 용액을 사용하는 경우에는 낮은 반응속도로 인해 제작시간이 길어진다는 문제점이 있으며, 5M 초과의 농도의 용액을 사용하는 경우에는 반응속도는 농도의 증가에 따라 빨라지나, 강한 반응성으로 인해 표면체의 양면 모두가 식각되거나 표면체 자체에 손상을 줄 수 있는 문제점이 있다. 따라서 실시예에서는 표면체에 손상을 가하지 않으면서, 적당한 속도로 표면체의 아랫면만 식각할 수 있는 적절한 농도인 3M의 KOH 수용액을 사용한다. 또한, 식각 공정의 시간은 3분 내지 5시간, 바람직하게는 5분 내지 5시간을 실시하는데, 3분 미만인 경우에는 친수성이 충분히 부여되지 않을 수 있으며, 5시간을 초과하는 경우에는 직물 자체가 염기성 용액에 의해 손상을 받을 수 있다.
습식 식각 처리 후 증착된 고분자 층의 에스테르(-COO-)가 아세트산(-COOH)d으로 분해되면서, 소수성을 띠게 만드는 불소기들이 이탈하게 된다.
상기 강염기로 식각하여 형성된 친수성 표면은 물체 표면과 물의 접촉각이 0°인 표면체를 의미한다.
또한, 초소수성 표면체의 내구성, 즉 기계적 강도 및 화학적 강도를 향상시키기 위하여, 상기 (a) 단계 이전에 직물의 양쪽 면에 가교제를 증착시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 가교제는 비닐기(vinyl group)를 2개 이상 포함하는 화합물을 이용할 수 있으며, 2,4,6,8-테트라메틸-2,4,6,8-테트라비닐시클로테트라실록산(2,4,6,8-Tetramethyl-2,4,6,8-tetravinylcyclotetrasiloxane; V4D4), 1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리비닐시클로트리실록산(1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinyl-cyclotrisiloxane; V3D3), 디비닐벤젠(Divinylbenzene; DVB), 디에틸렌글리콜디비닐에테르(DiethyleneglycolDivinylether; DEGDVE), 디에틸렌글리콜이아크릴레이트(EthyleneglycolDiacrylate; EGDA), 에틸렌글리콜디메타크릴레이트(Ethyleneglycoldimethacrylate; EGDMA), 1,3-디에테닐-1,1,3,3-테트라메틸-디실록산(1,3-diethenyl-1,1,3,3-tetramethyl-Disiloxane; V2D2) 등을 예시할 수 있다.
상기 화학적 강도란 화학적 충격에 견디는 힘을 의미하는 것으로서, 산에 의해 녹아 나온다든지, 특정가스에 반응을 한다든지 하는 것은 강도가 약한 것이다.
또한, 상기 친수성 영역은 생체적합물질로 개질시키는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 생체적합물질로는 -OH 또는 -NH2 작용기를 포함하는 화합물이 적용가능하며, 특히 알지네이트겔(alginate gel), 폴리라이신(poly(L-lysine)), 폴리도파민(poly(dopamine)), 폴리에틸렌글리콜(poly(ethylene glycol)), 폴리락트산(poly(lactic acid)), 폴리(2-하이드록시에틸메타크릴레이트(poly(2-hydroxylethyl methacrylate)), 또는 콜라겐(collagen)일 수 있으며, 바람직하게는 알지네이트 겔을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 초소수성 표면체의 일면을 습식 식각하여 친수성으로 표면 개질시킨 후에 약물을 코팅하는 공정을 추가로 포함할 수 있다. 상기 약물은 레스베라트롤(resveratrol) 등을 이용할 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 의료용 거즈의 경우, 초소수성 영역은 150°의 접촉각을 보이는 반면, 친수성 영역은 물이 완전히 흡수되어 0°의 접촉각을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈(면직물)의 제조
도 1(a)에 나타낸 바와 같이, iCVD 반응기(대기 하이테크사)의 단량체통에 단량체인 PFDMA(3-퍼플루오로데실메타크릴레이트, Aldrich)를 넣고, 80℃로 가열하였다. TBPO(tert-butyl peroxide, Aldrich)를 개시제로 하여, 이를 개시제통에 넣고 상온으로 유지하였다.
PFDMA 증착시, PFDMA와 TBPO를 1:1 비율로 iCVD 반응기 내에 흘러 주면서, 반응기 내의 필라멘트의 온도는 150~220℃, 반응기 내의 직물의 온도는 30~40℃, 반응기 내 챔버의 압력은 40~100mbar로 유지하면서 10분간 증착을 수행하여, 70nm두께의 pPFDMA(poly-PFDMA)가 증착된 면직물(100mm X100mm)을 얻었다. 면직물이 다공성이어서 한번의 증착으로도 면직물의 뒷면까지 소수성을 부여할 수 있었다
상기 초소수성 표면체의 일면을 50℃의 KOH(3M) 용액에서 약 3시간 동안 습식 식각을 수행하여 친수성으로 표면개질하여 야누스 특성을 지닌 의료용 거즈를 제조하였다.
실시예 2: 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈(폴리에스테르)의 제조
상기 실시예 1에서 면직물 대신에 폴리에스테르 메쉬(Puritech PRT-S1091)를 사용하며, 폴리에스테르의 일면의 증착을 실시한 후에, 폴리에스테르 메쉬의 하면에도 pPFDMA를 증착시키는 공정을 추가하여 초소수성 표면체를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈를 제조하였다.
실시예 3: 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈(나일론)의 제조
상기 실시예 1에서 면직물 대신에 나일론 메쉬(WW-2030)를 사용하며, 폴리에스테르의 일면의 증착을 실시한 후에, 폴리에스테르 메쉬의 하면에도 pPFDMA를 증착시키는 공정을 추가하여 초소수성 표면체를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈를 제조하였다.
[실험예]
실험예 1: XPS 측정을 통한 내구성 확인
상기 실시예 1 내지 3에서 제조한, 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈에 대하여 에칭 전후를 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)(Multilab 2000, Thermo)로 측정하여 표면에 존재하는 원소의 비율을 확인하고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
그 결과, 실시예 1 내지 3에서 제조된 거즈는 에칭 후에 플루오르기가 이탈한 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2: FT-IR을 이용한 기능기 확인
상기 실시예 1 내지 3에서 제조한, 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈를 FT-IR 스펙트로미터(ALPHA FT-IR Spectrometer, BRUKER)로 측정하고, 도 5에 그 결과를 나타내었다.
도 5에 나타난 바와 같이, 에칭한 PFDMA의 경우 1250cm-1 위치에서 -CF3가 감소하였으며, 에스터기에 연결된 플루오르 체인의 이탈로 카르복실산이 형성되면서 3200cm-1 ~ 3400cm-1 사이에 -OH가 나타난 것을 알 수 있다.
실험예 3: 야누스 패브릭의 접촉각 확인
실시예 2 내지 3에서 제조된 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈를 물에 담근 후, 24시간 동안 초음파를 가한 다음, 초소수성 표면체 위에 증류수 한 방울(10㎕)을 떨어뜨리고, 접촉각을 분석하기 위하여 촬영한 사진을 도 6에 나타내었다.
실시예에 따른 의료용 거즈의 경우 에칭 후에 친수성으로 개질된 것을 확인할 수 있었다. 또한 에칭 전후의 접촉각 변화도 확인할 수 있었다.
실험예 4: 야누스 직물의 특성 분석
실시예에서 제조된 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈와 종래의 직물을 물 위에 띄워 놓고 표면에 핑크색으로 염색된 수용액을 떨어뜨려 각 직물의 소수성 특성을 분석하였다.
도 7에 나타낸 바와 같이 야누스 직물의 경우 물 위에 띄워 놓고 소수성 표면에 핑크색으로 염색된 수용액을 떨어뜨리면 소수성 특성 때문에 물방울이 맺혔다. 그러나 미처리 직물(bare)의 경우에는 물 위에 직물을 올려 놓을 경우 바로 젖어버리기 때문에 그 위에 용액을 떨어뜨리면 직물 위에 바로 퍼지게 된다. 이는 야누스 직물이 외부에서 수분을 효과적으로 차단할 수 있다는 증거가 된다.
또한, 물에 젖은 스펀지 사이에 잉크로 염색된 수용액을 떨어뜨린 직물을 끼워 넣으면(도 8(a)) 미처리 직물(bare)의 경우에는 잉크가 위, 아래 스펀지로 모두 확산이 되는 반면에, 야누스 직물의 경우에는 잉크용액이 친수성 표면에만 코팅이 된다. 이로써 친수성 표면과 맞닿은 스펀지로만 잉크가 확산되는 것을 시간의 경과에 따라 확인할 수 있다(도 8(b) 및 도 8(c)).
야누스 직물에 실제로 레스베라트롤(resveratrol) 약물을 코팅 후 직물을 두 인조 구강 점막 사이에 끼워 넣고 약물이 점막에 의해 흡수되는 양을 측정한 결과를 도 9에 도시하였다. 미처리 직물(bare)도 마찬가지로 테스트해서 야누스 직물의 경우와 비교한 결과 야누스 직물에서 총 투과량이 더 높았음을 알 수 있습니다(도 9(a)). 또한, 약물이 발라진 야누스 직물과 미처리 직물을 무모쥐(hairless skin mouse)에 감싸주어 약물의 흡수량을 측정해보았을 때도 야누스 직물을 사용한 경우가 더 높았음을 알 수 있다(도 9(b)).
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일 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.
Claims (14)
- 직물의 일면은 초소수성 영역으로 이루어지고, 다른 일면은 친수성 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈.
- 제1항에 있어서, 상기 직물의 일면은 비닐기 및 불소를 포함하는 화합물의 중합체가 증착된 초소수성 영역으로 이루어지고, 다른 일면은 상기 비닐기 및 불소를 포함하는 화합물의 중합체에서 불소기가 이탈된 중합체가 증착된 친수성 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈.
- 제2항에 있어서, 상기 비닐기 및 불소를 포함하는 화합물은 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데실 아크릴레이트, 퍼플루오로데실메타크릴레이트(PFDMA), 도데카플루오로헵틸아크릴레이트, 펜타플루오로페닐메타크릴레이트, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-펜타데카플루오로노닐 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-펜타데카플루오로노닐 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-운데카플루오로헵틸 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-운데카플루오로헵틸 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실 에스테르, 2-메틸-3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플로오로헥실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-노나데카플루오로운데실 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-노나데카플루오로운데실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-헤네이코사플루오로도데실 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-헤네이코사플루오로도데실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-트리코사플루오로트리데실 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-트리코사플루오로트리데실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-펜타코사플루오로테트라데실 에스테르, 및 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-펜타코사플루오로테트라데실 에스테르로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈.
- 다음의 단계를 포함하는, 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법:
(a) 직물의 일면 또는 양쪽 면에 초소수성 화합물의 중합체를 증착시켜 초소수성 표면체를 제조하는 단계; 및
(b) 상기 제조된 초소수성 표면체의 일면을 습식 식각하여 친수성으로 표면 개질시키는 단계.
- 제4항에 있어서, 상기 초소수성 화합물은 비닐기 및 불소를 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는, 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 비닐기 및 불소를 포함하는 화합물은 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데실 아크릴레이트, 퍼플루오로데실메타크릴레이트(PFDMA), 도데카플루오로헵틸아크릴레이트, 펜타플루오로페닐메타크릴레이트, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-펜타데카플루오로노닐 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-펜타데카플루오로노닐 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-운데카플루오로헵틸 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-운데카플루오로헵틸 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실 에스테르, 2-메틸-3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플로오로헥실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-노나데카플루오로운데실 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-노나데카플루오로운데실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-헤네이코사플루오로도데실 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-헤네이코사플루오로도데실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-트리코사플루오로트리데실 에스테르, 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13-트리코사플루오로트리데실 에스테르, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-펜타코사플루오로테트라데실 에스테르, 및 2-메틸- 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-펜타코사플루오로테트라데실 에스테르로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는, 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 증착은 화학적 기상 증착법(CVD), 플라즈마 화학 증착법(PECVD) 또는 개시제를 이용한 화학 기상 증착법(iCVD)으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 (b) 단계의 식각은 수산화칼륨(KOH) 및 TMAH(테트라메틸암모늄수산화물)로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 강염기 용액을 이용한 것을 특징으로 하는, 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 (a) 단계의 증착은 직물의 양쪽 면에 초소수성 화합물 및 가교제를 첨가함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 가교제는 비닐기(vinyl group)를 2개 이상 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는, 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 비닐기(vinyl group)를 2개 이상 포함하는 화합물은 2,4,6,8-테트라메틸-2,4,6,8-테트라비닐시클로테트라실록산, 1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리비닐시클로트리실록산, 디비닐벤젠, 디에틸렌글리콜디비닐에테르, 디에틸렌글리콜이아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 및 1,3-디에테닐-1,1,3,3-테트라메틸-디실록산으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 친수성 영역은 생체적합물질로 개질시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법.
- 제12항에 있어서, 상기 생체적합물질은 -OH 또는 -NH2 작용기를 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법.
- 제12항에 있어서, 상기 생체적합물질은 레스베라트롤(resveratrol), 알지네이트겔(alginate gel), 폴리라이신(poly(L-lysine)), 폴리도파민(poly(dopamine)), 폴리에틸렌글리콜(poly(ethylene glycol)), 폴리락트산(poly(lactic acid)), 폴리(2-하이드록시에틸메타크릴레이트(poly(2-hydroxylethyl methacrylate)) 및 콜라겐(collagen)으로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 초소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 의료용 거즈의 제조방법.
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| CN111303673A (zh) * | 2019-07-26 | 2020-06-19 | 江苏菲沃泰纳米科技有限公司 | 疏水性表面涂层及其制备方法 |
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| CN111303673A (zh) * | 2019-07-26 | 2020-06-19 | 江苏菲沃泰纳米科技有限公司 | 疏水性表面涂层及其制备方法 |
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