KR20190018820A - 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재 및 그 제조방법 - Google Patents
은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 창상, 화상 등의 상처부위를 보호하며 상처치유를 도와주는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재 및 그 제조방법에 관한 것으로 종래 폴리우레탄 폼 드레싱재에 비해 생산성 및 가공성을 향상시킴과 동시에 특히 은-활성탄 복합체를 포함하여 활성탄에 첨착된 은이 용이하게 용출되지 않고, 지속적인 항균효과를 가지며, 활성탄에 의한 방취효과 및 삼투물 흡수 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 창상, 화상 등의 상처부위를 보호하며 상처치유를 도와주는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재 및 그 제조방법에 관한 것으로 종래 폴리우레탄 폼 드레싱재에 비해 생산성 및 가공성을 향상시킴과 동시에 특히 은-활성탄 복합체를 포함하여 활성탄에 첨착된 은이 용이하게 용출되지 않고, 지속적인 항균효과를 가지며, 활성탄에 의한 방취효과 및 삼투물 흡수 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
상처의 처치는 의학의 기초로, 오랜 역사를 가지고 있다. 파피루스(Papyrus)에 의하면 기원전 5000년 전부터 상처 치료를 위하여 동물기름이나 벌꿀, 면화를 이용했다고 기록되어 있다. 역사가 흐르면서 상처의 치료기술에도 많은 연구와 기술 개발이 이루어졌다. 1962년 동물학자 윈터(Winter)가 상처를 건조하게 하여 딱지가 생기게 하는 것보다 상처를 습윤하게 유지하는 것이 더 치유에 도움이 된다는 연구 논문을 발표한 이후로, 습윤 상처 처치의 유용성이 계속적으로 입증되고 강조되어 왔다. 상처에서 분비되는 체액이 탈수되거나 건조되지 않도록 하는 습윤 환경 상처처치(Wet dressing)방법은 현재 상처 치료를 용이하게 하는 것으로 확인되어 있다.
이상적인 드레싱재는 상처와 드레싱재 사이의 습윤 환경 유지, 적절한 흡수성 및 투습성이 있어야 하며 상처면의 건조를 막고 주변 정상 피부의 침연(짓무름)이 일어나지 않아야 한다. 또한 가스의 교환, 외부로부터의 세균침입 방지 등의 기능성을 갖고, 교환할 때 상처면에 달라붙어 신생조직 등에 손상을 입히지 않아야 한다. 이 밖에도 상처 치유 상태를 용이하게 관찰할 수 있고 무자극성이며 사용이 용이하고 경제적이라면 이상적인 드레싱재가 될 수 있다. 이러한 이상적인 조건들을 모두 만족시키는 드레싱재를 개발하기 위한 연구개발이 계속되고 있다.
비교적 최근에 사용하게 된 드레싱 재료들을 살펴보면 다음과 같다. 1970년대 초기에 반투과성인 투명한 얇은 막(Film)으로서, 상처부위를 습한 상태로 유지하여 괴사조직의 용해와 육아조직의 형성을 촉진하여 상처치유를 촉진시킨다는 “OpSiteTM"가 소개되었다. 그러나 상처주위에 지나치게 많은 삼출물이 고임으로써 주위의 피부가 짓무르게 되고, 삼출물이 밖으로 새어 나오게 되어 임의로 배출시켜 주어야 하는 문제점이 있었다.
1982년에 미국에서 "DuoDERMTM"이라는 제품이 소개되었는데 이는 하이드로콜로이드 드레싱으로서 상처부위에 부착시, 삼출물과 반응하여 겔(Gel)형태의 습한 환경을 제공하여 창상의 상피화를 촉진시키는 장점이 있었다. 그러나 산소와 이산화탄소 같은 가스와 수증기는 통과시키지 못하기 때문에 과다한 삼출물이 고이는 단점이 있으며, 드레싱 교환시 겔(Gel)이 상처면에 남을 수 있다는 문제점이 있었다.
고분자를 이용한 드레싱재는 주로 겔화 방법이 제조되어 왔으나 최근에는 폴리우레탄 등의 합성고분자를 발포시켜 개방기공(Open Cell)을 형성시키는 폼 제조방법도 사용되고 있다. 미국특허 제5,674,917과 제5,744,509에서는 폴리우레탄 폼에 고흡수능을 갖게 하기 위하여 고흡수성 고분자(Super absorbent Polymer)를 첨가하였다. 그러나 이는 삼출물 흡수 후에 고흡수성 고분자(Super absorbent Polymer)가 팽윤(Swelling)되어 폼 드레싱재의 부피 팽창을 일으켜 상처면에 압박을 가하게 되고, 또한 드레싱에 압력을 가하게 되면 고흡수성 고분자(Super absorbent Polymer)가 빠져나오거나 상처면에 잔류물로 남을 수 있어 오히려 상처 치유에 나쁜 영향을 미치게 되고 세균 침투 가능성을 높일 수 있다는 문제점이 있어 드레싱재로 사용하기엔 적당하지 않다.
등록특허 제10-0404140호에서는 이소시아네이트(Isocyanate) 말단을 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(Prepolymer)와 가교제, 발포제, 첨가제 등을 혼합 교반한 뒤 몰드(Mold)에 주입하여 발포하는 방식으로 폴리우레탄 폼 드레싱재를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 그러나, 폴리우레탄 폼 드레싱재를 원하는 두께의 제품으로 만들기 위해서는 매우 다양한 형태의 크기, 규격을 갖는 몰드를 확보하여야 하는 문제점이 있으며 무엇보다 일정한 크기의 낱장 형태 생산방식이므로 생산성이 좋지 못하다.
또한, 등록특허 제0553078호를 포함한 종래의 폼 형태의 드레싱재는 드레싱재의 제조에 사용되는 프리폴리머(Prepolymer)의 보관이 어려워 시간이 지날수록 이소시아네이트가 대기중의 수증기(H2O) 등과 반응을 하여 NCO함량(%)이 떨어지고 나아가 제조 후 폼의 물성변화가 생길 수 있는 문제점, 몰드(Mold)에 프리폴리머를 넣고 가교제와 발포제를 첨가하고 교반하면 그 순간 반응이 진행되어 발포가 진행되므로 가사시간(Pot Life)이 매우 짧아 가공성이 좋지 못하며 한번 교반하게 되면 그 즉시 성형을 해야 하는 제조공정 상의 불편한 문제점, 몰드 발포라는 한계성 때문에 크기와 모양의 변화가 제약되는 문제점, 분리된 여러 단계의 공정을 거치게 되는 제조공정 상의 번잡함으로 제품의 생산성 및 가공 효율성이 크게 떨어지는 문제점 등이 있었다. 그리고 이러한 문제점들은 제품 가격의 상승으로 이어져 종래 폼 드레싱재는 환자들이 사용하기에 상당한 비용 부담이 되어왔다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 활성탄에 은을 첨착시켜 은 성분이 용이하게 용출되지 않는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 은-활성탄 복합체를 포함하여 지속적인 항균효과, 방취기능 및 삼투물 흡수효과를 갖는 폴리우레탄 폼 드레싱재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명에 따른 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재는 방수필름층, 폴리우레탄 발포 혼합액으로 이루어지고 상기 방수필름층 하부에 형성되는 폴리우레탄 폼층을 포함하며, 상기 폼층은 은-활성탄 복합체를 포함하고 오픈셀이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 폼층은 상기 발포 혼합액 100 중량부에 대하여, 은-활성탄 복합체 0.01 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 오픈셀은 직경이 1 내지 1,000 ㎛이고, 상기 오픈셀을 관통하는 다수의 포아(Pore)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방수필름층은 방수성 필름으로 이루어지며, 400~3,000g/㎡/day (상대습도 10~90%, 37℃, Desiccant Method)의 투습도를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법은 활성탄을 질산은(AgNO3) 용액에 함침하는 단계, 상기 활성탄을 불활성 분위기에서 150 내지 400℃의 온도로 10분 내지 5시간 동안 열처리하는 단계, 상기 활성탄을 통상의 활성탄 세척법에 의해 충분한 양의 물로 세척하는 단계, 폴리우레탄 수지 용액을 이형지에 도포한 후 건조시켜 무공형의 방수필름층을 얻는 단계, 폴리올에 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입하여 반응시키는 폴리우레탄 프리폴리머의 제조단계, 탈이온수 60~120 중량부, 가교제 0.5~40 중량부 및 계면활성제 1~10 중량부를 포함하는 발포조성물을 마련하고, 상기 단계에서 얻은 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부 상기 발포조성물 50 내지 200 중량부, 은-활성탄 복합체 0.01 내지 20 중량부를 고속으로 혼합하여 발포 혼합액을 준비하는 단계, 상기 발포 혼합액을 이형지 위에 발포하여 폼층을 형성하는 단계 및 폴리우레탄 폼층과 무공형의 방수필름층을 합지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재는 은-활성탄 복합체를 포함함으로써, 종래의 상처부위를 보호하고 상처치유를 도와줄 뿐만 아니라 상처부위에 세균 침투 및 번식을 저해시키는 항균 효과, 방취효과 및 삼투물 흡수 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재는 활성탄에 은을 첨착시켜 은 성분이 용이하게 용출되지 않아, 장기간 항균성을 갖는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법은 새롭고 효율적인 제조공정으로 종래 폴리우레탄 폼 드레싱재에 비해 제조 시 생산성 및 가공성을 크게 향상시킴과 동시에 물성면에서도 우수하여 다양한 크기와 형태로 성형이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일한 구성 요소 또는 기능적으로 유사한 구성 요소들을 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재(100)는 방수필름층(110), 상기 방수필름층 하부에 형성되는 폴리우레탄 폼층(120) 및 상기 방수필름층 및 폼층 중에서 적어도 하나의 일면에 형성되는 이형지(130a, 130b)를 포함하며, 상기 폼층(120)은 은-활성탄 복합체를 포함하고, 오픈셀(121)이 형성된 것을 특징으로 한다.
방수필름층(110)은 폴리우레탄 수지 용액을 이형지(130a)에 도포한 후 건조시켜 형성되는 무공형의 방수기능을 가진 폴리우레탄 필름층이다. 상기 방수필름층(110)은 투습방수성 필름으로, 친수기가 도입된 친수성 폴리우레탄을 원료로 사용하여 투습성과 방수성을 동시에 지니도록 제조된다. 방수필름층(110)은 바람직하게는 400~3,000g/㎡/day(상대습도 10~90%, 37℃, Desiccant Method)의 투습도를 가지면서, 외부로부터의 세균 침입을 막고, 삼출물의 외부 누출을 방지하며, 상처면에 습윤환경을 조성할 수 있는 것을 특징으로 한다.
폼층(120)은 발포 혼합액을 이형지(130b) 위에 발포시킴으로써 형성하며, 이때 이형지는 폼층 형성 시 지지해주는 역할을 하게 되어 작업성을 높여 준다. 또한, 폼층의 취급성 및 가공성을 용이하게 할 수 있다. 상기 이형지는 PET 필름뿐만 아니라, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 종이, 부직포, 천으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 일면에 박리성을 높이기 위해 불소, 실리콘, 왁스류와 같은 이형제가 코팅된 것을 사용할 수 있다.
상기 폼층(120)의 재질은 폴리우레탄뿐만 아니라, 실리콘, 아크릴 및 폴리올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 형성할 수 있다.
상기 폼층(120)은 상처로부터 삼출물을 흡수하고 저장하는 역할을 한다. 바람직하게는 100 내지 1,000 중량%를 흡수 저장할 수 있고, 밀도는 0.05 내지 1 g/㎤의 범위가 바람직하며, 폼층의 두께는 0.1 mm 내지 100 mm로 제조될 수 있다. 바람직하게는 2 mm 내지 5 mm 수준이 더 적당하다. 0.1 mm 미만이면 상처로부터 삼출물을 흡수하고 저장하는 기능이 낮아지고, 100 mm 초과 시 더 이상의 삼출물 흡수력 증가를 얻기 어렵고, 필요 이상으로 너무 두꺼워 경제적 손실이 생기고, 상처부위에 부착 시 불편을 초래한다.
상기 폼층(120)에는 필요에 따라 항균제, 상처치유제 등 필요한 약물이 더 포함될 수 있다. 이 경우 바람직하게는 폼층을 형성하는 발포혼합액에 약물을 포함시켜 발포시키는 것이 약물을 보다 균일하고 안정적으로 함유할 수 있어 좋다.
폴리우레탄 폼층(120)은 발포 혼합액 100 중량부에 대하여, 폴리에테르 폴리올 30 내지 80 중량부, 바람직하게는 40 내지 60 중량부와 폴리에스테르 폴리올 30 내지 80 중량부, 바람직하게는 40 내지 60 중량부로 구성된 폴리올에 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입하여 반응시킴으로써, 폴리우레탄 프리폴리머를 제조한다. 상기 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에 탈이온수 60 내지 120 중량부, 가교제 0.5 내지 40 중량부 및 계면활성제 1 내지 10 중량부를 포함하는 발포조성물 50 내지 200 중량부, 은-활성탄 복합체 0.01 내지 20 중량부를 고속으로 혼합하여 발포 혼합액을 준비한다.
계면활성제는 실리콘 계면활성제를 사용할 수 있는데 이는 폴리우레탄 폼의 성형 상태를 잘 유지되게 하는 역할을 한다. 또한, 원료의 혼합을 용이하게 하고, 발포 조성물의 표면 장력을 낮춰 기포 생성을 높이며, 오픈셀 막을 안정화시켜서 셀의 파괴 및 폼의 꺼짐 현상을 막는다. 계면활성제는 1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 이 범위를 벗어날 경우 폴리우레탄 폼의 성형 상태를 유지하기 힘들고, 기포 불안정화로 인해 우레탄 셀이 파괴되는 문제가 생긴다.
추가적으로 발포 혼합액 100 중량부에 대하여, 촉매 1 내지 3 중량부, 경화제 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다.
상기 촉매는 아민계 우레탄 촉매 또는 금속계 우레탄 촉매를 사용할 수 있는데 아민계 우레탄 촉매는 아민 성분이 직접 반응에 참여함으로써 최종 발포체 내에 유해물질을 검출되지 않도록 하는 작용을 한다. 즉, 종래 아민계 촉매를 사용하는 발포체 조성물의 경우 발포체 내 아민 성분이 남아있어 유기화학물질이 검출되었으나, 본 발명의 발포 혼합액은 반응형 아민계 우레탄 촉매를 사용함으로써 유해물질이 남아있지 않아 환경친화적인 장점이 있다. 상기 반응형 아민계 우레탄 촉매는 발포 혼합액 100 중량부에 대하여 1 내지 3 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 이 범위를 벗어날 경우 촉매반응이 지연되고, 폴리우레탄 폼의 밀도가 너무 낮거나 높은 문제가 생기고, 경화 불량으로 품질이 저하된다.
상기 가교제는 관능기 2가의 가교제로 글리콜계 또는 아민계를 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 가교제는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 펜타에리트리톨, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 에틸렌디아민, 트리에틸렌테트라아민, 메틸렌오르토클로르아닐린, 4,4-디페닐메탄디아민, 2,6-디클로로-4,4-디페닐메탄디아민, 2,4-톨루엔디아민, 2,6-톨루엔디아민 등을 사용할 수 있다. 상기 가교제는 발포용 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 5 미만인 경우 폴리우레탄 폼의 밀도가 떨어지고, 10 초과인 경우 폴리우레탄 발포체의 밀도가 증가하여 경제적 문제가 발생할 수 있다.
혼합 시, 진공교반 장치를 이용하여 탈포 처리한 후 추가적으로 공기 또는 질소가스와 같은 불활성 기체를 상기 발포 혼합액 100 부피%에 대하여 10 내지 40 부피%, 바람직하게는 20 내지 30 부피%로 투입하여 오픈셀을 형성할 수 있다. 이 혼합물을 발포장치를 통해 이형지에 발포하여 폼을 제작한다.
상기 폴리우레탄 폼층(120)은 바람직하게는 직경이 1 내지 1,000㎛인 다수의 오픈셀(121)이 형성되고, 상기 오픈셀(121)을 관통하는 다수의 포아(Pore)가 형성된 구조를 갖는다. 상기 포아(Pore)의 평균직경은 바람직하게는 1 내지 500㎛이다. 상기 오픈셀(121)은 상기 포아에 의해 상처부위로부터 나오는 삼출물을 흡수하게 된다.
또한, 상기 폼층(120)은 은-활성탄 복합체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 은-활성탄 복합체는 제조과정에서 발포 혼합액 100 중량부에 대하여, 은-활성탄 복합체 0.01 내지 20 중량부를 혼합시켜 이형지에 상기 발포 혼합액을 발포하여 폼층을 형성할 때 활성탄에 첨착된 은이 포함되게 할 수 있다. 바람직하게는 상기 발포 혼합액 100 중량부에 대하여, 은-활성탄 복합체 0.1 내지 2 중량부를 포함할 수 있다. 0.01 미만이면, 은으로부터의 항균 효과를 얻기 어렵고, 20 초과로 포함하면 함량 증가로 인한 항균성 증가를 기대하기 어렵고, 오히려 발포 혼합액에 혼합 시 화합물 간의 뭉침으로 인해 항균 효과가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
이형지(130a, 130b)는 상기 방수필름층 및 폼층 중에서 적어도 하나의 일면에 형성되며, 상기 폴리우레탄 폼층(120)에 접한 이형지(130b)는 사용 시 제거되어 상기 이형지(130b)가 제거된 면이 상처부위와 접하게 된다. PET 필름을 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 않고 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 종이, 부직포, 천으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 일면에 점착층으로부터의 박리성을 높이기 위해 불소, 실리콘, 왁스류와 같은 이형제가 코팅된 것을 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재는 폴리머 소재의 메쉬(mesh)필름층(140)을 더 포함할 수 있다. 직선, 사선형, 교차되는 직선형태, 원형 등의 다양한 형태의 메쉬 필름이 사용될 수 있다. 상기 메쉬필름층(140)은 삼출물 흡수 후 기계적 물성이 저하된 폼층(120)이 상처면에 달라붙지 않도록 함으로써 추가적인 조직손상이나 신생조직의 손상을 막을 수 있으며, 드레싱 교환 시의 번거로움을 크게 줄일 수 있다. 또한, 기존 폼 드레싱재는 삼출물 흡수 후 삼출물을 흡수한 부분만 상처면 쪽으로 부풀어 오르고 사방의 가장자리는 상처면을 기준으로 바깥쪽으로 들뜨게 되어 드레싱재의 고정이 어려운 문제가 있는데, 상처면에 직접 닿는 부분을 메쉬 필름이 되도록 형성함으로써, 이러한 문제를 해결할 수 있다.
메쉬필름층(140)은 폴리머 소재의 메쉬(mesh) 필름으로 바람직하게는 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에스터, 폴리프로폴렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, PLGA(Poly(lactide-co-glycolide)공중합체, 키틴, 키토산, 전분(starch), 나일론, 셀룰로오스, 폴리카프로락톤(PCL), 폴리락틱에시드(PLA), 폴리글리콜릭에시드(PGA), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 등의 천연 또는 합성 고분자물질(미생물 생산 고분자물질 포함)로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함하여 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 은-활성탄 복합체를 이용한 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법은 활성탄을 질산은(AgNO3) 용액에 함침하는 단계(S310), 상기 활성탄을 불활성 기체하에서 150 내지 400℃의 온도로 10분 내지 5시간 동안 열처리하여 질산은을 환원하는 단계(S320), 상기 활성탄을 통상의 활성탄 세척법에 의해 충분한 양의 물로 세척하는 단계(S330), 폴리우레탄 수지 용액을 이형지에 도포한 후 건조시켜 무공형의 방수필름층을 얻는 단계(S340), 폴리올에 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입하여 반응시키는 폴리우레탄 프리폴리머의 제조단계(S350), 탈이온수 60~120 중량부, 가교제 0.5~40 중량부 및 계면활성제 1~10 중량부를 포함하는 발포조성물을 마련하고, 상기 (S350)단계에서 얻은 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에 상기 발포조성물 50 내지 200 중량부, 상기 (S330)단계에서 제조한 은-활성탄 복합체 0.01 내지 20 중량부를 고속으로 혼합하여 발포 혼합액을 준비하는 단계(S360), 상기 (S360)단계에서 얻은 발포 혼합액을 이형지 위에 발포하여 폼층을 형성하는 단계(S370) 및 상기 (S370)단계에서 얻은 폴리우레탄 폼층과 상기 (S340)단계에서 얻은 무공형의 방수필름층을 합지하는 단계(S380)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (S320)단계에서 150 내지 400℃의 온도로 10분 내지 5시간 동안 열처리 를 통해 활성탄에 함침된 질산은이 은, 질소, 산소, 산화질소 등으로 분해되어 활성탄 표면에 은이 첨착된다. 바람직하게는 250 내지 300℃의 온도에서 50분 내지 1시간 동안 처리하여 열에 의해 은 이온이 환원되어 은입자를 형성시킬 수 있다. 열처리 온도가 150℃ 미만인 경우 5시간 이상 장시간 열처리하여도 표면의 질산은이 은 입자로 환원반응이 효과적으로 일어나지 않으며, 반면 400℃ 초과인 경우 10분 미만의 단시간 동안 열처리를 수행하여도 활성탄의 미세구조가 결정화가 진행되어 세공의 수축 및 통합에 따른 비표면적의 저하가 일어나게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 전술한 열처리 온도에 의해 세포독성에 악영향을 미치는 대이온인 NO3-가 제거되는 효과를 동시에 갖기 때문에 조직적합성을 향상시킬 수 있다. 본 단계에 있어서 불활성 분위기를 위해 수소, 질소, 이산화탄소, 헬륨, 아르곤 등과 같은 불활성 기체와 혼합하여 공급할 수도 있다.
상기 (S330)단계에서 상기 활성탄을 세척 후 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 (S360)단계에서 상기 발포 혼합액 100 부피%에 대하여 질소가스를 10 내지 40 부피%, 바람직하게는 20 내지 30 부피%로 투입하여 오픈셀이 형성된 폼층을 형성할 수 있고, 질소가스 투입량에 따라 오픈셀 부피를 조절할 수 있다. 질소가스를 상기 발포 혼합액 부피 100에 대하여 20 내지 30 부피%로 투입 시 오픈셀의 부피가 질소가스 사용하지 않았을 경우에 비해 50% 더 증가하여 제조할 수 있다.
또한, 상기 (S370)단계에서 상기 발포 혼합액을 이형지 대신에 폴리머소재의 메쉬(mesh) 필름층에 발포하여 폼층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 (S380)단계에서 점착제 또는 접착제를 사용하여 폼층과 방수필름층을 합지할 수 있다. 또한, 합지된 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재를 열풍건조기에서 숙성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재는 은-활성탄 복합체를 포함함으로써, 종래의 상처부위를 보호하고 상처치유를 도와주는 효과뿐만 아니라 상처부위에 세균 침투 및 번식을 저해시키는 항균 효과, 방취 효과 및 삼투물 흡수 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 은-활성탄 복합체는 종래의 산화제에 의한 화학적 방법을 사용하지 않고, 활성탄에 은을 첨착시켜 은 성분이 용이하게 용출되지 않으므로써, 장기간 항균성을 갖는 효과가 있다. 또한, 활성탄에 은 첨착 시, 비교적 낮은 온도에서의 열처리에 의한 물리적인 산화-환원 방법을 사용하여 폐화합물의 발생이 없으므로 종래의 은 첨착 활성탄 제조방법에 비하여 친환경적이고, 경제적이며, 효율적으로 은 첨착 활성탄을 획득할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법은 새롭고 효율적인 제조공정으로 종래 폴리우레탄 폼 드레싱재에 비해 제조 시 생산성 및 가공성을 크게 향상시킴과 동시에 물성면에서도 우수하여 다양한 크기와 형태로 성형이 가능한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
활성탄을 5 mol/L 농도의 질산은(AgNO3) 용액에 함침한 후, 50% 수소와 50% 질소로 이루어진 불활성 기체하에서 250℃의 온도로 1시간 열처리하여 은-활성탄 복합체를 제조하였다. 이와 같이 제조된 활성탄의 은의 함량은 정량분석결과 0.72 중량%를 나타내었으며 비표면적은 1020 m2/g을 나타내었다. 폴리우레탄 수지 용액을 이형지에 도포한 후 건조시켜 무공형의 방수필름층을 형성하고, 폴리올에 이소시아네이트를 투입하여 반응시켜 폴리우레탄 프리폴리머를 제조하였다. 탈이온수 70 중량부, 가교제 20 중량부 및 계면활성제 1 내지 10 중량부를 포함하는 발포조성물을 준비하고, 상기 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여, 상기 발포조성물 80 중량부와 상기 은-활성탄 복합체 1 중량부를 고속으로 혼합하여 발포 혼합액을 준비하였다. 상기 발포 혼합액을 이형지 위에 발포하여 폼층을 형성한 후, 상기 방수필름층과 합지하여 0.7 x 0.7 mm 크기로 잘라 시편을 제조하였다.
실시예 2
은-활성탄 복합체 0.01 중량부를 혼합하여 발포 혼합액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
실시예 3
은-활성탄 복합체 20 중량부를 혼합하여 발포 혼합액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
실시예 4
은-활성탄 복합체 0.001 중량부를 혼합하여 발포 혼합액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
실시예 5
은-활성탄 복합체 30 중량부를 혼합하여 발포 혼합액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
비교예 1
은-활성탄 복합체 대신 활성탄을 혼합하여 발포 혼합액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
실험예
실험예 1: 은-활성탄 복합체 농도에 따른 폴리우레탄 폼
드레싱재의
항균성 확인
실시예 1 내지 5를 통해 제조한 은-활성탄 복합체를 포함한 폴리우레탄 폼 드레싱재의 항균성을 확인하기 위해 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)을 대상으로 항균성 시험을 수행하였다.
세균이 배양되어 있는 용액 0.5 mL을 9.5 mL의 식염수와 혼합하여 고체 배지에 대상 균주 용액을 0.2 mL 떨어뜨린 후 삼각형 모양의 막대를 이용하여 골고루 도말한 후 준비한 실시예 1 내지 5와 비교예 1의 폴리우레탄 폼 드레싱재를 0.7 x 0.7 mm 크기로 잘라 시편을 제조하여 고체배지 위에 각각 위치시키고, 균이 잘 배양될 수 있는 공간(인큐베이터)에서 하루 동안 배양시켰다. 24시간 후 균이 배양된 배지의 상태를 관찰하고, 하기 표 1과 같이 항균 효과를 성장억제지대(growth inhibition zone)의 직경을 통해 확인하였다. 이 직경에 따라 항균 효과를 분석하였다.
| 구분 | 항균 효과 |
| 실시예 1 | 5 |
| 실시예 2 | 4 |
| 실시예 3 | 5 |
| 실시예 4 | 2 |
| 실시예 5 | 4 |
| 비교예 1 | 1 |
1: 항균 효과 없음. 2: 항균 효과가 낮다. 3: 보통이다. 4: 항균 효과가 높다. 5: 항균 효과가 매우 높다.
표 1을 참조하면, 비교예에 비해 은-활성탄 복합체를 포함하는 실시예 1 내지 5에서 모두 항균성을 확인할 수 있었고, 특히, 은-활성탄 복합체의 바람직한 수치범위인 0.01 내지 20 중량부에 따라 제조된 실시예 1 내지 3에서 항균 효과가 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
은-활성탄 복합체를 30 중량부로 포함하는 실시예 5는 실시예 1에 비해 항균성이 다소 감소하였으나, 은-활성탄 복합체를 0.001 중량부로 포함하는 실시예 4는 실시예 1에 비해 항균성이 상당히 감소하여 은-활성탄 복합체가 항균 효과를 가짐을 확인하였다. 다만, 본 발명의 바람직한 은-활성탄 복합체의 함량 범위인 0.01 내지 20 중량부를 초과할 경우 오히려 항균성이 다소 감소한 것으로 보아 은-활성탄 복합체를 과다 포함 시, 발포 혼합액에서 뭉침에 의해 그 효과를 제대로 얻기가 어려워 경제적 손실을 초래함을 확인할 수 있었다.
상기 결과를 통해 실시예의 제조방법을 통해 제조한 은-활성탄 복합체를 포함한 폴리우레탄 폼 드레싱재가 항균 효과를 나타냄을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재
110: 방수필름층 120: 폼층
121: 오픈셀 130a, 130b: 이형지
140: 메쉬 필름층
110: 방수필름층 120: 폼층
121: 오픈셀 130a, 130b: 이형지
140: 메쉬 필름층
Claims (10)
- 방수필름층; 및
폴리우레탄 발포 혼합액으로 이루어지고 상기 방수필름층 하부에 형성되는 폴리우레탄 폼층을 포함하며,
상기 폼층은 은-활성탄 복합체를 포함하고 오픈셀이 형성된 것을 특징으로 하는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재.
- 제1항에 있어서,
상기 폼층은 상기 발포 혼합액 100 중량부에 대하여, 은-활성탄 복합체 0.01 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재.
- 제1항에 있어서,
상기 오픈셀은 직경이 1 내지 1,000 ㎛이고, 상기 오픈셀을 관통하는 다수의 포아(Pore)를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재.
- 제1항에 있어서,
상기 방수필름층은 방수성 필름으로 이루어지며, 400~3,000g/㎡/day(상대습도 10~90%, 37℃, Desiccant Method)의 투습도를 갖는 것을 특징으로 하는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재.
- (a) 활성탄을 질산은(AgNO3) 용액에 함침하는 단계;
(b) 상기 활성탄을 불활성 기체하에서 150 내지 400℃의 온도로 10분 내지 5시간 동안 열처리하는 단계;
(c) 상기 활성탄을 통상의 활성탄 세척법에 의해 충분한 양의 물로 세척하는 단계;
(d) 폴리우레탄 수지 용액을 이형지에 도포한 후 건조시켜 무공형의 방수필름층을 얻는 단계;
(e) 폴리올에 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입하여 반응시키는 폴리우레탄 프리폴리머의 제조단계;
(f) 탈이온수 60~120 중량부, 가교제 0.5~40 중량부 및 계면활성제 1~10 중량부를 포함하는 발포조성물을 마련하고, 상기 (e)단계에서 얻은 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에 상기 발포조성물 50 내지 200 중량부, 상기 (c)단계에서 제조한 은-활성탄 복합체 0.01 내지 20 중량부를 고속으로 혼합하여 발포 혼합액을 준비하는 단계;
(g) 상기 (f)단계에서 얻은 발포 혼합액을 이형지 위에 발포하여 폼층을 형성하는 단계; 및
(h) 상기 (g)단계에서 얻은 폴리우레탄 폼층과 상기 (d)단계에서 얻은 무공형의 방수필름층을 합지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 (b)단계에서 불활성 기체는 수소, 질소, 이산화탄소, 아르곤, 헬륨 및 이들의 혼합 기체 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 (c)단계에서 상기 활성탄을 세척 후 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 (f)단계에서 상기 발포 혼합액 100 부피%에 대하여 질소가스를 10 내지 40 부피%로 투입하여 오픈셀이 형성된 폼층을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 (h)단계에서 점착제 또는 접착제를 사용하여 폼층과 방수필름층을 합지하는 것을 특징으로 하는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 (g)단계에서 상기 발포 혼합액을 이형지 대신에 폴리머 소재의 메쉬(mesh) 필름층에 발포하여 폼층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20190018820A true KR20190018820A (ko) | 2019-02-26 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100404140B1 (ko) | 2000-12-15 | 2003-11-01 | 주식회사 바이오폴 | 다층구조의 폼 드레싱재 및 그 제조방법 |
| KR100553078B1 (ko) | 2003-12-18 | 2006-02-15 | 주식회사 바이오폴 | 2층 구조의 친수성 폴리우레탄 폼 드레싱재 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
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