KR20210006350A

KR20210006350A - 나노방사 대마계 물질

Info

Publication number: KR20210006350A
Application number: KR1020207031606A
Authority: KR
Inventors: 마크 선덜랜드
Original assignee: 토마스 제퍼슨 유니버시티
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2021-01-18
Also published as: AU2019260748A1; WO2019210210A1; US11173128B2; JP2021522421A; MX2020011369A; US20190328678A1; CA3098010A1

Abstract

항박테리아성 복합 물질은 적어도 10%의 대마 오일과 폴리머를 포함하고, 상기 대마 오일은 적어도 10 mg/ml 농도의 CBD를 포함하며, 상기 물질은, 상기 대마 오일과 상기 폴리머를 용매에 용해하고, 상기 용매를 스피너렛을 통하여 압착하며, 전압을 최대 100 kV에서 인가하고, 상기 용매를 스피너렛을 통하여 압착하여 상기 항박테리아성 복합 물질을 콜렉터 상에 형성하는 공정에 의하여 형성된다.

Description

나노방사 대마계 물질

우선권 주장

본 출원은 2018년 4월 27일자로 출원된 미국 임시 출원 제62/663,716호의 이익을 주장하며, 이는 그 전체 내용이 본원에 인용되어 포함된다.

기술분야

본 출원은 일반적으로 특정 항박테리아 및 기타 특성을 갖는 오일 및 폴리머를 포함하며, 직물 소재에 기술적 특성을 만들어 내는데 이용될 수 있는 나노방사 물질에 관한 것이다.

대마(hemp)는 북반구에서 전형적으로 발견되는 여러 식물의 종 중의 하나로, Cannabis sativa 식물 종의 품종이다. 대마는 가장 빠르게 성장하는 육상 식물 중 하나이며, 약 10,000 년 전에 섬유로 방사된 최초의 식물 중 하나였다. 대마 작물은 매 시즌(season) 에이커(acre) 당 3 내지 8톤의 건조 줄기를 생산할 수 있다. 대마는 자연적으로 잡초에 강하며 일년에 2 내지 3번 수확할 수 있다. 대마는 살충제나 제초제가 필요하지 않으며 텍스타일(textile) 적용을 위하여 재배되는 면화와 같은 다른 작물보다는 잘 자라기 위하여 물과 비료가 별로 필요하지 않다. 대마는 밭을 일구고 밭을 묵히는 데에 추가로 이용될 수 있으며, 탄소 저감 식물(carbon negative plant)로서 기능한다.

평균적으로 대마 식물은 육(6) 피트와 십육(16) 피트 사이의 높이로 자라고, 약 칠십(70) 내지 백십(110) 일 동안 성숙한다. 대마 작물은 에이커 당 3 내지 8 톤의 건조 줄기를 생산할 수 있다. 대마는 다른 농작물에 비해 많은 장점이 있는데, 즉, 식물 자체가 잡초에 강하며, 한 시즌에 2 내지 3 번 수확할 수 있으며, 잘 자라기 위하여 살충제나 제초제가 별로 필요하지 않다. 대마의 깊은 뿌리는 대마 식물이 잘 자라는 데에 질소(비료)와 물이 별로 필요하지 않다는 것을 의미한다. 또한, 농부들은 다른 작물용으로 밭을 일구기 위한 대안으로 대마 식물을 이용할 수 있다.

많은 쌍자엽 식물처럼, 대마는 체관부 및 체관부 주위의 섬유를 포함한다. 대마는 별반 다르지 않게 섬유(인피 섬유(bast fiber))와 허드 부분(hurd portion)을 모두 포함한다. 섬유는 기계적(예를 들어, 외피 제거(decortication)) 또는 화학적 특성을 이용하여 허드에서 분리할 수 있으며, 이후에 섬유는 카펫, 실, 로프, 그물, 매트 등과 같은 텍스타일을 포함하는, 임의의 섬유 물질에 사용할 수 있다. 그에 반해, 허드는 상대적으로 사용하기가 어렵고, 제지, 파티클 보드, 콘크리트 혼합물, 및 건설 복합재와 같은 공정과 동물 침구에만 사용하여 왔다.

대마 식물의 특성으로 인하여, 대마 식물은 종이, 텍스타일, 의류, 생분해성 플라스틱, 페인트 첨가제, 절연 재료, 바이오 연료를 포함하는 수 많은 상업 물품뿐만 아니라, 줄기의 허드 및 섬유 부분을 이용하여 식품 원료로도 개량될 수 있다. 그러나, 특정 품종의 대마 역시 특정 칸나비노이드 화합물, 테르펜 화합물, 및 추가 사용을 위해 분리될 수 있는 기타 화합물의 농도가 알려져 있다.

테트라하이드로카나비놀(THC: tetrahydrocannabinol)는 대마 식물로부터의 가장 널리 알려진 화합물들 중 하나이다. 아쉽게도, THC의 향정신성 특성으로 인하여, 많은 품종들이 이 화합물의 농도가 낮거나 없음에도 불구하고, 대마 재배에 규제가 가해진다. 그러나 다른 품종은 칸나비디올(CBD: cannabidiol) 오일을 생산하는 데 사용되는 꽃과 씨로 알려져 있다. THC와 같은 피토케미컬(phytochemical) 조성물의 농도를 증가시키기 위해 많은 대마 품종을 선택적으로 교배하였으며, 다른 품종은 CBD 같은 것이 더 높다. 그러나, 미국에서는 THC 함유 물질의 재배와 연관성이 있기 때문에 대마는 큰 제약을 받는다.

대마씨 자체는 생으로 섭취하거나, 곡물로 갈거나, 건조 분말로 제조될 수 있다. 잎도 생으로 섭취하거나, 섭취하기 위하여 조리할 수 있다. 이러한 재료는 베이킹용 또는, 대마 우유, 대마 주스 및 차를 포함한 음료용 액체로 만들어질 수 있다. 특히, 대마 오일은 종종 씨에서 냉-압착되며 불포화 지방산이 높다. 껍질을 벗긴 대마씨 100 g은 586 칼로리, 약 5%의 물, 5%의 탄수화물, 49%의 총 지방, 31%의 단백질을 제공한다. 대마씨도 비타민 B, 망간, 인, 마그네슘, 아연, 철분 및 식이 섬유의 풍부한 공급원이다. 아쉽게도, 대마 오일은 빠른 속도로 산화하고, 단시간에 산패되므로, 안정성을 위하여 적절하게 통제하고 제형화하여야 한다. 예를 들어, 올리브 및 기타 식물성 기름을 포함한 다른 알려진 오일에 비해 짧은 기간 남아 있지만, 통제 조건, 즉 암(darkness)과 산소 감소, 냉온은 보관 수명을 늘릴 수 있다. 이러한 오일은 일반적으로 최대 강도로 사용되거나, 담체와 희석하여 국소적으로 적용된다.

대마씨에서 유래된 대마 오일은 항박테리아, 항바이러스, 항진균, 항산화, 항염증 및 심장보호 특성을 가진다. 또한, 상기 오일은 피부 재생제로서 국소적으로 이용될 수 있다. 식물성 오일과 에센셜 오일 계열을 포함한 추가의 오일은 다른 특성을 갖는 것으로 알려져 있으며, 그 중 일부는, 대마 오일과 같이, 항박테리아, 항바이러스, 항진균, 항산화, 항염증, 및 심장보호에 유용한 특성을 가지고 있다. 다른 오일들은 식물 노트(botanical note) 및 기타 적절한 용도로 유용하다.

CBD 오일도 대마 식물에서 생산될 수 있지만, 대마 식물의 잎, 꽃, 줄기에서 추출된다. 대마 오일과 같이, CBD 오일은 특정 항염 특성을 가진다.

본원의 실시형태는 오일과 특정 폴리머 물질을 결합시켜, 주입된 폴리머가 오일의 특성을 획득할 수 있도록 하는 공정 및 방법을 기재하고 있으며, 출원인은 새로운 물질, 및 오일과 폴리머의 결합으로 만들어지는 텍스타일에, 놀랍게도, 오일의 특성을 부여하는, 적어도 하나의 오일 및 폴리머 담체를 포함하는 물질의 조성물을 추가적으로 생성하였다.

바람직한 실시형태는 대마계 오일을 포함하는 새로운 복합 물질의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 대마계 오일과 폴리머를 아세톤 용액에 용해하는 단계 및 아세톤 용액을 압출하여 나노방사 필라멘트를 형성하는 단계를 포함한다. 추가의 바람직한 실시형태에서, 대마계 오일은 CBD(10% 초과의 CBD)가 높은 추출된 오일이고 폴리머는 아세테이트이다.

바람직한 실시형태에서, 1과 30% 사이의 적어도 하나의 오일 및 99%와 70% 사이의 적어도 하나의 폴리머를 포함하는 섬유의 제조 방법에 있어서, 상기 오일 및 폴리머는 전기방사를 통해 결합되고 압출되어, 결합된 오일 및 폴리머를 포함하는 섬유 또는 필름을 형성한다.

바람직한 실시형태에서, 전기방사 필름 또는 섬유는 1과 30% 사이의 적어도 하나의 오일 및 99%와 70% 사이의 적어도 하나의 폴리머를 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 오일은 대마초 식물에서 유래하며, CBD 오일이 바람직하다. 추가의 바람직한 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 오일은 적어도 두 오일을 포함하며, 제1 오일은 CBD 오일이고, 제2오일은 올스파이스(allspice), 안젤리카(angelica), 아니스(anise), 바질(basil), 월계수 잎, 벤조인(benzoin), 베르가못(bergamot), 자작나무, 쓴 아몬드, 블랙 페퍼(black papper), 볼도(boldo), 부쿠나무(buchu), 카유풋나무(cajuput), 창포, 카모마일(chamomile), 장뇌, 캐러웨이(caraway), 카르다몸(cardamom), 당근씨, 계수 나무, 개박하, 삼나무, 국화, 계피, 시트로넬라(citronella), 클라리 세이지(clary sage), 정향, 고수, 커민(cumin), 사이프러스(cypress), 다바나(davana), 딜(dill), 엘레미(elemi), 유칼립투스(eucalyptus), 회향, 유향, 갈바눔(galbanum), 제라늄(geranium), 생강, 자몽, 헬리크리섬(helichrysum), 대마, 히솝(hyssop), 자스민(jasmine), 향나무, 라반딘(lavandin), 라벤더(lavender), 레몬, 레몬그라스(lemongrass), 라임(lime), 만다린(mandarin), 마누카(manuka), 마조람(marjoram), 멜리사(melissa), 쑥, 뮬린(mullein), 겨자, 몰약, 머틀(myrtle), 네롤리(nerolin), 니아울리(niaouli), 육두구, 오크모스(oakmoss), 오렌지(orange), 오레가노(oregano), 야자, 팔마 로사(phalma rosa), 파슬리(parsley), 패출리(patchouli), 페니로얄(pennyroyal), 페퍼민트(peppermint), 쁘띠 그레인(petitgrain), 피멘토(pimento), 소나무, 라벤사라(ravensara), 장미, 로즈마리(rosemary), 로즈우드(rosewood), 루타(rue), 세이지(sage), 샌달우드(sandalwood), 스피어민트(spearmint), 스파이크나드(spikenard), 매리골드(tagetes), 귤, 탠시(tansy), 타라곤(tarragon), 티 트리(tee tree), 투야(thuja), 타임(thyme), 투베로즈(tuberose), 바닐라(vanilla), 베티버(vetiver), 윈터그린(wintergreen), 쑥, 야로우(yarrow), 일랑(ylang), 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된다.

바람직한 실시형태에서, 나노복합 물질의 제조 방법에 있어서, 상기 복합 물질은 5와 30% 사이의 CBD 및 70% 내지 95%의 폴리머를 포함하며, 각각의 백분율은 전체 조성물의 중량 퍼센트를 나타낸다. 바람직한 실시형태에서, 상기 폴리머는 아세테이트이다. 바람직한 실시형태에서, 상기 CBD 오일 및 아세테이트는 아세톤 용액에 용해된다. 바람직한 실시형태에서, 상기 아세톤 용액은 50과 99% 사이의 아세톤이다.

바람직한 실시형태에서, 복합 물질의 제조 방법은 대마꽃, 잎, 줄기, 및 이들의 조합에서 오일의 일부를 추출하는 단계, 상기 추출된 오일을 비수성 용매에 용해하는 단계, 제2 물질을 상기 비수성 용매에 용해하는 단계, 상기 추출된 오일 및 제2 물질을 모두 갖는 상기 물질을 나노방사 섬유로 압출하는 단계를 포함한다. 바람직하게는 상기 추출된 오일은 적어도 5%의 칸나비디올(CBD), 보다 바람직하게는 적어도 10%의 CBD, 가장 바람직하게는 적어도 15%의 CBD 또는 20%의 CBD를 포함한다. 추가의 바람직한 실시형태에서, 상기 오일은 냉-압착된 대마씨 오일이며, 이는 B-미르센, B-카리오필렌, 리날로올, a-피넨, 시트랄, d-리모넨 및 유칼립톨을 포함하는 특정 테르펜이 추가로 강화된다. 이러한 테르펜은 자연발생적으로 또는 합성적으로 유래되어, 대마씨 오일의 총 중량의 0 내지 10% 사이로 첨가될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 상기 대마 오일은 다음을 포함하는 1%의 테르펜 용액으로 강화된다:

바람직한 실시형태에서, 상기 비수성 용매는 아세톤이다.

바람직한 실시형태에서, 상기 오일의 일부는 상기 복합 물질의 총 중량의 0.1과 50% 사이를 구성한다. 바람직한 실시형태에서, 상기 오일의 일부는 상기 복합 물질의 총 중량의 5와 25% 사이를 구성한다. 바람직한 실시형태에서, 상기 오일의 일부는 상기 복합 물질의 총 중량의 5와 15% 사이를 구성한다.

바람직한 실시형태에서, 나노방사 섬유는 그람-음성 박테리아와 접촉하면 상기 그람-음성 박테리아의 수를 줄이는데 효과적인 제3성분을 추가로 포함한다.

바람직한 실시형태에서, 나노방사 섬유는 0.1과 25% 사이의 CBD 오일 및 99.9와 75% 사이의 아세테이트를 포함한다.

더 바람직한 실시형태에서, 나노방사 섬유는 1 내지 20% 사이의 CBD 오일, 1 내지 20% 사이의 제2 오일, 및 60 내지 98% 사이의 폴리머를 포함한다.

바람직한 실시형태에서, CBD 오일 및 폴리머를 포함하는 나노방사 섬유에 있어서, 상기 섬유는 상기 CBD 오일 및 상기 폴리머를 아세테이트에 용해하고 (상기 폴리머는 아세테이트임), 상기 CBD 오일 및 아세테이트를 포함하는 상기 아세톤을 나노방사 섬유로 압출함으로써 제조된다. 바람직한 실시형태에서, 상기 나노방사 섬유는 그람-음성 박테리아를 치료하는 데 효과적인 물질을 추가로 포함한다.

추가의 바람직한 실시형태에서, 대마 오일과 아세테이트를 포함하는 나노방사 섬유의 제조 방법은, 대마 오일과 아세테이트를 아세톤 용액에 용해하는 단계, 상기 아세톤 용액을 압출하여 상기 나노방사 섬유를 형성하는 단계를 포함한다.

추가의 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 대마 오일은 칸나비디올(CBD) 오일이며, 적어도 10 mg/ml의 CBD를 포함한다.

추가의 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 상기 복합 물질은 10%의 대마 오일과 90%의 아세테이트를 포함하며, 각각의 백분율은 상기 전체 조성물의 중량 퍼센트이다.

바람직한 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 상기 아세톤 용액은 50과 99% 사이의 아세톤이다.

바람직한 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 상기 대마 오일은 적어도 10 mg/ml의 CBD 농도를 갖는 CBD 추출물을 포함한다.

추가의 바람직한 실시형태에서, 복합 물질의 제조 방법은 대마 식물에서 오일의 일부를 추출하여 추출된 대마 오일을 형성하는 단계, 상기 추출된 대마 오일을 비수성 용매에 용해하는 단계, 제2물질을 상기 비수성 용매에 용해하는 단계, 상기 추출된 대마 오일과 제2물질을 모두 갖는 상기 물질을 나노방사 섬유로 압출하는 단계를 포함한다.

추가의 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 상기 추출된 대마 오일은 적어도 10 mg/ml의 CBD 및 캐리어 오일을 포함한다.

추가의 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 상기 비수성 용매는 아세톤이다.

추가의 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 상기 추출된 대마 오일의 일부가 상기 복합 물질의 총 중량의 0.1 내지 50% 사이를 구성한다.

추가의 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 상기 추출된 대마 오일의 일부가 상기 복합 물질의 총 중량의 5 내지 25% 사이를 구성한다.

추가의 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 상기 추출된 대마 오일의 일부가 상기 복합 물질의 총 중량의 5 내지 15% 사이를 구성한다.

추가의 실시형태에서, 상기 방법은 그람-음성 박테리아와 접촉하면 상기 그람-음성 박테리아의 수를 줄이는데 효과적인 제3성분을 추가로 포함한다.

추가의 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 상기 추출된 대마 오일은 적어도 20 mg/ml의 CBD를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 상기 추출된 대마 오일은 적어도 40 mg/ml의 CBD를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 상기 방법에 있어서, 상기 추출된 대마 오일은 적어도 50 mg/ml의 CBD를 포함한다.

추가의 바람직한 실시형태에서, 나노방사 섬유는 0.1과 25% 사이의 대마 오일과 99.9과 75% 사이의 아세테이트를 포함한다.

추가의 실시형태에서, 상기 나노방사 섬유에 있어서, 상기 섬유는 상기 대마 오일과 상기 아세테이트를 아세톤에 용해시켜 아세톤 용액을 형성하고 상기 아세톤 용액을 나노방사 섬유로 압출함으로써 제조된다.

추가의 실시형태에서, 상기 나노방사 섬유에 있어서, 상기 나노방사 섬유는 그람-음성 박테리아를 치료하는 데 효과적인 물질을 포함한다.

추가의 실시형태에서, 상기 나노방사 섬유는 약 10%의 대마 오일과 약 90%의 아세테이트를 포함한다.

추가의 실시형태에서, 상기 나노방사 섬유는 올스파이스, 안젤리카, 아니스, 바질, 월계수 잎, 벤조인, 베르가못, 자작나무, 쓴 아몬드, 블랙 페퍼, 볼도, 부쿠나무, 카유풋나무, 창포, 카모마일, 장뇌, 캐러웨이, 카르다몸, 당근씨, 계수 나무, 개박하, 삼나무, 국화, 계피, 시트로넬라, 코코넛, 클라리 세이지, 정향, 코코넛, 고수, 커민, 사이프러스, 다바나, 딜, 엘레미, 유칼립투스, 회향, 유향, 갈바눔, 제라늄, 생강, 자몽, 헬리크리섬, 대마, 히솝, 자스민, 향나무, 라반딘, 라벤더, 레몬, 레몬그라스, 라임, 만다린, 마누카, 마조람, 중쇄 트리글리세리드 (MCT) 오일, 멜리사, 쑥, 뮬린, 겨자, 몰약, 머틀, 네롤리, 니아울리, 육두구, 오크모스, 오렌지, 오레가노, 야자, 팔마 로사, 파슬리, 패출리, 페니로얄, 페퍼민트, 쁘띠 그레인, 피멘토, 소나무, 라벤사라, 장미, 로즈마리, 로즈우드, 루타, 세이지, 샌달우드, 스피어민트, 스파이크나드, 매리골드, 귤, 탠시, 타라곤, 티트리, 투야, 타임, 투베로즈, 바닐라, 베티버, 윈터그린, 쑥, 야로우, 일랑 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 추가 오일을 더 포함한다.

추가의 실시형태에서, 상기 나노방사 섬유에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 오일을 상기 복합 물질의 총 중량의 적어도 10%의 중량 백분율로 상기 아세톤 용액에 첨가한다.

추가의 바람직한 실시형태에서, 절지동물 퇴치 물질은 적어도 하나의 오일 및 적어도 하나의 폴리머를 포함하며, 상기 적어도 하나의 오일 및 상기 적어도 하나의 폴리머가 복합 물질로 전기방사되고 상기 복합 물질을 다른 물질에 부착시켜 형성된다.

추가의 실시형태에서, 상기 퇴치 물질에 있어서, 상기 적어도 하나의 오일은 대마계 오일이다.

추가의 실시형태에서, 상기 퇴치 물질에 있어서, 상기 적어도 하나의 오일은 적어도 10 mg/ml의 CBD를 포함하는 대마계 오일이다.

추가의 실시형태에서, 상기 퇴치 물질은 국화 오일, 티트리 오일, 레몬그라스 오일, 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 제2 오일을 더 포함한다.

추가의 실시형태에서, 상기 퇴치 물질은 적어도 10%의 상기 적어도 하나의 오일을 포함한다.

추가의 바람직한 실시형태에서, 항박테리아 복합 물질은 적어도 10%의 대마 오일과 폴리머를 포함하며, 상기 대마 오일은 적어도 10 mg/ml의 농도의 CBD를 포함하고, 상기 물질은 상기 대마 오일과 상기 폴리머를 용매에 용해하고, 상기 용매를 스피너렛을 통하여 압착하며, 전압을 최대 100 kV에서 인가하고, 용매를 스피너렛을 통하여 압착함으로써 상기 항박테리아 복합 물질을 콜렉터 상에 형성하는 공정에 의하여 형성된다.

추가의 실시형태에서, 상기 항박테리아 복합 물질에 있어서, 상기 폴리머는 생분해성 폴리머, 비생분해성 폴리머, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.

추가의 실시형태에서, 상기 항박테리아 복합 물질은 적어도 제2 오일을 포함하며, 상기 적어도 제2 오일은 올스파이스, 안젤리카, 아니스, 바질, 월계수 잎, 벤조인, 베르가못, 자작나무, 쓴 아몬드, 블랙 페퍼, 볼도, 부쿠나무, 카유풋나무, 창포, 카모마일, 장뇌, 캐러웨이, 카르다몸, 당근씨, 계수 나무, 개박하, 삼나무, 국화, 계피, 시트로넬라, 코코넛, 클라리 세이지, 정향, 코코넛, 고수, 커민, 사이프러스, 다바나, 딜, 엘레미, 유칼립투스, 회향, 유향, 갈바눔, 제라늄, 생강, 자몽, 헬리크리섬, 대마, 히솝, 자스민, 향나무, 라반딘, 라벤더, 레몬, 레몬그라스, 라임, 만다린, 마누카, 마조람, 중쇄 트리글리세리드 (MCT) 오일, 멜리사, 쑥, 뮬린, 겨자, 몰약, 머틀, 네롤리, 니아울리, 육두구, 오크모스, 오렌지, 오레가노, 야자, 팔마 로사, 파슬리, 패출리, 페니로얄, 페퍼민트, 쁘띠 그레인, 피멘토, 소나무, 라벤사라, 장미, 로즈마리, 로즈우드, 루타, 세이지, 샌달우드, 스피어민트, 스파이크나드, 매리골드, 귤, 탠시, 타라곤, 티트리, 투야, 타임, 투베로즈, 바닐라, 베티버, 윈터그린, 쑥, 야로우, 일랑, 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된다.

추가의 실시형태에서, 상기 항박테리아 복합 물질에 있어서, 상기 폴리머는 폴리락트산, 폴리글리콜리드, 폴리글리콜산, 폴리락타이드, 폴리하이드록시부티레이트, 키토산, 히알루론산 및 하이드로겔; 폴리(2-하이드록시에틸-메타크릴레이트), 폴리(에틸렌 글리콜), 키토산, 아세테이트, 고무, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리 테트라플루오로 에틸렌, 열가소성 폴리우레탄, 불화탄소 기반 폴리머이되, 특정 탄화수소 폴리머는 전형적으로 비-생분해성이며, 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된다.

도 1은 4개의 상이한 TPU 및 대마 오일 물질들의 MSSA 박테리아의 저해 퍼센트를 보여주는 그래프를 나타낸다.
도 2는 90% 아세테이트와 10% CBD 오일 기질의 현미경 사진을 나타낸다.
도 3은 MRSA 저해의 그래픽 형태의 정량적 결과를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 24 시간 배양에서 박테리아 부하의 정량적 결과를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b는 4 시간 배양에서 박테리아 부하의 정량적 결과를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 박테리아 부하 변화의 정량적 결과를 요약하여 나타낸다.
도 7은 실험적 접근법을 나타낸다.
도 8은 추가의 실험적 접근법을 나타낸다.
도 9는 4 시간 배양을 위한 실험 타임라인을 나타낸다.
도 10은 섬유 압출 공정의 플로 차트를 나타낸다.

목재 펄프의 대안으로서, 대마는 더 빠르게 자라며 나무에 호의적이지 않은 지역에서 자란다. 실제로, 대마 식물의 주된 장점은 다양한 토양과 온도에서 빠르게 자라는 능력이다. 예를 들어, 대마는 호의적이지 않은 지역에서 자라며, 잡초 내부 성장에 강하며, 살충제나 제초제를 사용할 필요가 없으며, 잘 자라는 데에 비료나 물이 거의 필요하지 않다. 또한, 대마는, 대두와 옥수수와 같은, 고 에너지/영양소 섭취 작물들 사이에서 밭을 일구거나 묵히는 것을 보조하는 데 이용될 수 있다. 궁극적으로, 대마는 탄소 저감 식물로 기능하기 때문에, 사용하기에 아주 매력적이다. 물론, 대마 식물의 주된 가치는 녹색 물질을 함유하는 씨와 오일의 생산하는 것이며, 그러한 대마 오일용 씨를 가공한 다음 꽃, 줄기, 잎, 줄기대를 포함한, 녹색 물질을, CBD가 풍부한 오일용으로, 추출하는 능력이다. 용어 "대마 오일"은 대마초 식물에서 생산된 오일들 중 임의의 하나를 의미하며, 씨에서 압착된 오일, 다른 식물 재료에서 압착된 오일, 또는 씨 또는 식물 재료에서 추출된 오일을 포함한다.

씨에서 오일로 가공하는 것은 올리브씨 또는 포도씨(기타 등등)에서 오일로 가공하는 것과 유사하며, 당업자에게 알려져 있다. 또한 오일은 식물의 지상부, 예를 들면, 잎, 꽃, 씨껍질에서 오일로 압착될 수 있다. "CBD 오일"은 꽃, 껍질, 잎을 포함하는, 대마초 식물의 지상부에서 칸나비디올(CBD) 추출을 통하여 생산하며, 이러한 추출 공정은 대마에 독특한 것은 아니다. 예를 들면, B-미르센, B-카리오필렌, 리날로올, a-피넨, 시트랄, d-리모넨 및 유칼립톨을 포함하는 추가의 테르펜 및 기타 성분이 가공된 대마씨 오일에 첨가되거나 추출된 CBD 오일에 첨가될 수 있다.

방향 특성을 위하여, 그리고 기타 주거용, 상업용 및 산업용으로 널리 사용되는 많은 오일이 알려져 있다. 기타 오일은 올스파이스, 안젤리카, 아니스, 바질, 월계수 잎, 벤조인, 베르가못, 자작나무, 쓴 아몬드, 블랙 페퍼, 볼도, 부쿠나무, 카유풋나무, 창포, 카모마일, 장뇌, 캐러웨이, 카르다몸, 당근 씨앗, 계수 나무, 개박하, 삼나무, 국화, 계피, 시트로넬라, 클라리 세이지, 정향, 코코넛, 고수, 커민, 사이프러스, 다바나, 딜, 엘레미, 유칼립투스, 회향, 유향, 갈바눔, 제라늄, 생강, 자몽, 헬리크리섬, 대마, 히솝, 자스민, 향나무, 라반딘, 라벤더, 레몬, 레몬그라스, 라임, 만다린, 마누카, 마조람, 중쇄 트리글리세리드 (MCT) 오일, 멜리사, 쑥, 뮬린, 겨자, 몰약, 머틀, 네롤리, 니아울리, 육두구, 오크모스, 오렌지, 오레가노, 야자, 팔마 로사, 파슬리, 패출리, 페니로얄, 페퍼민트, 쁘띠 그레인, 피멘토, 소나무, 라벤사라, 장미, 로즈마리, 로즈우드, 루타, 세이지, 샌달우드, 스피어민트, 스파이크나드, 매리골드, 귤, 탠시, 타라곤, 티트리, 투야, 타임, 투베로즈, 바닐라, 베티버, 윈터그린, 쑥, 야로우, 및 일랑을 포함한다.

출원인은, 상기 물질, 특히 섬유 또는 필름에 부여된 후 섬유 또는 필름을 포함하는 텍스타일 물질의 효능을 확인하기 위해, 다양한 농도에서 그리고 상이한 캐리어를 사용하여 이러한 오일들 중 일부를 테스트하였다. 예를 들어, 오일과 섬유가 결합할 수 있는지, 섬유와 필름 형성에 적합한 오일의 농도, 오일의 특성이 섬유로 부여되는데 필요한 농도를 확인하기 위하여, 페퍼민트 오일, 유칼립투스 오일, 티트리 오일, 시트러스 오일, 라벤더와 국화와 같은 방향성 식물로부터의 오일, 및 대마 오일을 다양한 조건에서 테스트하였다.

선택된 오일의 주요 특성

대마 오일은 대마초 식물에서 유래한 오일들을 포괄하는 광범위한 용어이다. CBD 오일은 대마초 식물에서 추출한 오일을 지칭하며, 오일 부피당 최소 5%의 칸나비디올(CBD)을 함유한다. 그러나, 바람직한 CBD 오일은 5% 초과, 바람직하게는 10 초과, 15 초과, 혹은 20% 초과의 CBD를 포함한다. CBD는 대마 식물의 녹색 물질에서 추출되며, 이 식물의 CBD 함량을 증가시키기 위하여 다양한 품종을 활용한다. 이 오일은, 대마 식물의 씨에서 오는 대마씨 오일과는 다르다. 냉-압착된 대마씨 오일은 대마의 영양분을 보존하고 있어서, 종종 "자연에서 가장 완벽하게 균형 잡힌 오일(nature's most perfectly balanced oil)"이라고 불린다. 정제되지 않은 냉-압착된 대마씨 오일은 최소한의 열로 가공된다. 이는 오일이 표백되거나 탈취되지 않았음을 의미한다. CBD 오일은 바람직하게는 본원의 실시형태에서 사용되지만, 대마씨 오일은 특정 실시형태에 포함될 수 있다.

CBD 오일은 풀-스펙트럼 오일(full-spectrum oil)이며, CBD가 대마에서 추출될 경우, 추출물은 원래의 대마 식물에서 발견된 것과 동일한 칸나비노이드 및 화합물을 함유하고 있다. 분리되거나 합성된 칸나비노이드와는 달리, CBD 오일은 다양한 칸나비노이드뿐만 아니라 많은 필수 비타민과 미네랄, 지방산, 단백질, 엽록소, 섬유질, 플라보노이드, 및 테르펜을 포함한다. 일반적으로 CBD 오일은 캐리어 오일, 전형적으로 대마씨 오일, MCT 오일 또는 다른 캐리어에 첨가되는 추출물이며, CBD 함량은 mg/ml 또는 백분율로 표시된다. 따라서 10 ml 병 중 5%의 CBD는 ml 당 50mg의 CBD를 나타내거나 10 ml 병 중에서 총 500 ml를 나타낸다. 이러한 계산에서, CBD가 백분율로 표시될 경우, 각 ml가 전체적으로 이용된다. 또한 CBD 오일은, 오일에 독특한 풍미와 향을 주고 특정 특성도 부여하는, 다양한 테르펜을 자주 포함한다. 이들 칸나비노이드는 테르펜과 같은 추가 화합물과 함께 측근 효과(entourage effect)라고 불리는 방식으로 함께 작용한다. 측근 효과는 활성 성분의 흡수를 향상시킨다. 칸나비노이드는 화학적으로 극성 화합물이기 때문에, 때때로 흡수되기 어려울 수 있다. 기타 천연 성분은 흡수성과 생존력을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다. 특정 대마 오일은 풀-스펙트럼 오일에 더 가깝게 하도록 해주는 추가의 칸나비노이드, 테르펜 또는 플라보노이드와 병합할 수 있다.

함께 작용하는 칸나비노이드와 천연 성분도 박테리아 방어 메커니즘을 더 잘 극복할 수 있다. 칸나비노이드는 박테리아 감염 치료시 잠재적으로 효과적인 것으로 나타났지만, 박테리아는 시간이 지남에 따라 방어 메커니즘을 발전시킨다. 대마초에서 발견되는 기타 비칸나비노이드 성분도 항박테리아 특성을 갖는데, 이는 다른 경로를 사용하여 박테리아와 싸운다.

페퍼민트 오일은 진통제, 마취제, 방부제, 항-최유제, 소염제, 항경련제, 수렴제, 구풍제, 세팜제(cephalic), 이담제, 강심제, 충혈 완화제, 월경촉진제, 거담제, 해열제, 간장제, 신경진정제, 각성제, 건위제, 발한제, 혈관수축제, 구충제로서 이용된다.

건강상의 이점: 통증 완화 치료에, 그리고 무감각을 유도하고, 패혈증을 예방하고, 젖의 흐름과 분비를 감소시키고, 경련을 완화하고, 잇몸을 강화하고, 탈모를 멈추고, 피부를 리프팅하기 위한 방법으로서, 통상적으로 이용된다. 또한, 근육을 튼튼하게 하고, 출혈을 멈추고, 가스를 제거하고, 뇌와 기억력 건강에 좋고, 담즙 분비를 촉진하고, 울혈을 없애고, 호흡을 편하게 한다. 페퍼민트 에센셜 오일은 월경 폐색을 완화하고, 가래와 카타르(catarrh)를 배출하고, 열감을 줄이며, 간과 위장에 좋으며, 발한과 혈관의 경미한 수축을 촉진한다.

라벤더 에센셜 오일은 진정성, 수면 유도성, 진통성, 소독성, 항염증성, 방부성 및 항진균성이 있다.

건강상의 이점: 이 오일은 신경계, 불면증, 통증 완화, 소변 흐름, 호흡기 질환, 피부 관리, 모발 관리, 혈액 순환, 소화 불량 및 면역 체계 건강과 관련된 문제의 치료에 유익하다.

유칼립투스 오일은 항염증성, 항경련성, 충혈 제거성, 탈취성, 방부성, 항박테리아성 및 각성 성질을 비롯한 여러 가지 중요한 특성을 갖는다.

건강상의 이점: 호흡기 문제, 상처, 근육통, 정신적 피로, 치아 관리, 피부 관리, 당뇨병, 발열 및 장내 세균의 치료에 특히 유용하다.

티트리 에센셜 오일은 천연적으로 항박테리아성, 항미생물성, 항바이러스성, 살진균성, 살충성, 방부성, 진통성, 유창성, 거담성, 각성 성질, 및 발한성이 있다.

건강상의 이점: 이 오일은 종종 박테리아, 미생물 및 바이러스 감염을 억제하면서 곤충을 죽이고, 상처가 패혈증이 되는 것을 방지하고, 영양분 흡수를 촉진하고, 흉터와 흔적의 치유 속도를 빠르게 한다. 마지막으로, 기침과 감기를 치료하고 전신 기능과 적절한 분비물을 자극할 수 있다.

시트러스 오일(레몬) 레몬 에센셜 오일은 방부성, 항바이러스성, 수렴성, 식욕촉진성(aperitif), 살균성, 소독성, 해열성, 지혈성, 회복성, 및 강장성이 있다. 베르가못, 자몽, 레몬, 라임, 만다린, 당귤, 광귤, 금귤 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 시트러스 계열 오일이 당업자에게 알려진 대로 사용될 수 있다.

건강상의 이점: 이 오일은 상처가 패혈증이 되는 것을 막고, 바이러스 및 박테리아 성장을 저해하고, 잇몸을 강화하며, 탈모를 막는다. 또한, 근육을 튼튼하게 하고, 출혈을 멈추게 하고, 감염과 싸우고, 발열을 치료한다.

국화 식물에서 추출한 국화 에센셜 오일은 천연 유기농 살충제 및 방충제로 오랫동안 사용되어 왔으며 화학적 제충국을 함유한다. 국화 오일과 추출물도 항박테리아 및 항생 특성으로 인하여 한약으로 사용되어 왔다. 국화꽃 오일도 상쾌한 향을 가지고 있다.

항박테리아 특성을 위해 특정 오일을 고려한다면, 이는 단순히 항박테리아 기술이 단순히 박테리아의 성장을 저지한다는 것을 의미한다. 따라서, 항박테리아 섬유는, 박테리아의 성장을 저지하기 위하여 항박테리아제가 첨가된 섬유 또는 텍스타일이 될 것이다. 항미생물제는 미생물을 사멸하거나 이의 성장을 저해하는 제제이다. 항미생물 섬유는 표면에서 혹은 섬유 내부에 항미생물제가 적용되는 텍스타일이다.

텍스타일 또는 섬유 중 어느 것과 관련하여, 섬유에 추가적인 구조 또는 특성을 부여하거나 오일 또는 폴리머를 안정화시키기 위하여 특정 추가 성분을 첨가하는 것이 유리할 수 있다. 또한, 추가 첨가제를 방사 또는 압출 중에 섬유에 도입하거나 염료 또는 안료와 결합시킬 수 있으며, 이러한 첨가제를 마감 공정으로 적용할 수 있다.

본원의 실시형태는 폴리머와 하나 이상의 오일을 포함하는 물질을 형성하여 섬유를 방사하는 공정을 기재한다. 섬유는 유리하게는 오일과 섬유의 특성을 부여하는데, 이를 위하여 상기 물질에 섬유 특성을 부여하는 하나 이상의 다양한 재료에 첨가될 수 있는 새로운 물질을 제공한다.

따라서, 출원인은 폴리머와 함께 오일을 사용하여, 섬유를 방사하다. 전기방사 또는 나노방사는 폴리머 용액에 의하여 작동한다. 폴리머와 오일을 포함하는 성분을 포함하는 용액을 생성한다. 이어서, 폴리머 용액을 피펫 또는 주사기로 투입한 후, 외부 펌핑에 의해 피펫의 끝단 또는 금속 바늘(스피너렛(spinneret))로 밀어 넣는다. 펌핑은 보통 기계식 피스톤에 의해 적용되며, 주사기에서 용액의 흐름을 생성한다. 주사기는 중력에 대해 수직 및 수평 방향으로 배향될 수 있다. 방사 용액은, 용액 내 거대 분자들 사이에 엉킴(entaglement)이 충분하게 형성함으로써 얻어지는 우수한 점탄 특성을 나타내야 한다. 이러한 양상은 전기방사의 가장 매력적인 것 중 하나인데, 이는 예상치 못한 물리적 특성이 엉켜진 용액의 대전된 분출물에 의한 것일 수 있기 때문이다. 펜던트 액적(pendant droplet)이 스피너렛에서 형성되면, 전압 바이어스(최대 100 kV, 대부분의 경우에는 10 내지 30 kV)가 끝단과 그 앞에 배치된 컬렉터 사이에 수 cm에서 수십 cm의 거리를 두고 인가된다. 바이어스는 고전압 발생기에 의해 인가된다. 인가 전압은 점진적으로 증가하고, 액적은 정점(테일러 콘(Taylor cone))을 형성함에 따라 길어지며, 마침내 전기력이 표면 장력을 극복하고 분출물을 생성한다. 분출물의 속도는 수 m/s의 값에 도달할 수 있으며, 변형률은 최대 107 s-1이다. 용매는 분출물에서 빠르게 증발하고, 마침내 고체 나노 섬유가 콜렉터에 증착된다.

나노방사/전기방사의 주요 특성

높은 표면적 대 부피 비율

나노 섬유의 나노 크기는 당연히 높은 표면적 대 부피 비율을 나타낸다. 이 특성은 센서 및 친화성 멤브레인과 같이 넓은 표면적을 원하는 적용 분야에서는 상당히 매력적이다.

나노 섬유를 형성하기 위해 다양한 폴리머와 물질들이 사용되어 왔다

전기방사는 직접 또는 간접적으로 모든 주요한 부류의 물질들로부터 나노 섬유를 만드는 데 이용되어 왔다. 이 공정은 폴리머 나노 섬유를 만드는 데 주로 이용되지만 세라믹 및 금속 나노 섬유도 전구체 물질의 전기방사를 통해 간접적으로 생산되어 왔다.

섬유 기능화의 용이성

나노 섬유를 전기방사하는 데 사용될 수 있는 수 많은 폴리머가 있다. 전기방사 나노 섬유의 기능화는 방사, 방사 후 표면 기능화 또는 코어-쉘 전기 방사 설정 이용 전에, 폴리머 용액의 단순한 혼합을 통하여 성취될 수 있다. 폴리머는 생분해성 및 비생분해성 폴리머를 모두 포함할 수 있다.

생분해성 폴리머에는 특정 적용에 대해 충분히 내구성이 있지만, 폐기 시에는 대기 조건에서 분해되는 폴리머를 포함한다. 생분해성 폴리머의 포괄적인 목록에는 폴리락트산, 폴리글리콜라이드, 폴리글리콜산, 폴리락타이드, 폴리하이드록소부티레이트, 키토산, 히알루론산, 및 하이드로겔이 포함된다. 특히, 폴리(2-하이드록시에틸-메타크릴레이트), 폴리(에틸렌글리콜), 키토산, 히알루론산은 연골, 인대, 및 힘줄의 복구에 광범위하게 사용되어 왔다.

비생분해성 폴리머의 비포괄적 목록에는 아세테이트, 고무, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 열가소성 폴리우레탄, 불화탄소 기반 폴리머가 포함되며, 특정 탄화수소 폴리머는 전형적으로 비-생분해성이다. 아세테이트 및 열가소성 폴리우레탄은 본원의 실시형태에서 테스트한 주요 물질들이었다. 당업자는 본원의 실시형태에 포함되는 다른 적합한 비생분해성 폴리머를 인식하고 있을 것이다.

결합된 폴리머: 일부의 경우에, 각 폴리머의 특성이 물질에 부여되도록 폴리머들을 결합하는 것이 적합할 수 있다. 이는 생분해성 및 비생분해성 폴리머의 결합을 포함할 수 있다.

기타 기질 상으로의 섬유 증착의 용이성

전기방사 섬유가 증착하기 위해서 수집 표면(collecting surface)은 더 낮은 정전하를 가져야 한다. 전기방사 섬유는 보통 금속, 유리, 극세사 매트, 및 물과 같은 표면에 증착하였다. 따라서, 수 많은 재료들이 물질의 용이한 증착을 위하여 수집 표면으로 사용될 수 있다.

항미생물 및 항박테리아 직물의 주요 특성

항미생물 직물은 박테리아와 균류와 같은 것들을 포함하는 미생물의 성장을 저해하거나 파괴하도록 설계 및 개발된다. 미생물은 직물에서 살 수 있고 통제할 수 없는 속도로 성장할 수 있으므로, 항미생물 직물은 질병의 확산을 줄이는 데 도움이 된다. 그것이 항미생물제가 매우 효과적인 이유인데, 항미생물제는 직물 내의 미생물의 성장과 확산을 방지하거나 줄여 준다. 이것은 박테리아 및 기타 병원체에 대한 노출이 매일, 매시간 일어날 수 있는 건강관리 산업에서 특히 유용하다. 또한, 야외 직물 및 전문적인 운동복과 같이, 곰팡이와 균류가 쉽게 자랄 수 있는 곳에서도 유용하다. 박테리아와 균류의 성장을 저지할 수 있는 재료들을 거의 무제한으로 이용한다고 생각할 수 있다.

하나 이상의 오일의 백분율을 갖는 섬유를 생산하는 공정

오일은 다양한 테스트에서, 물질 중 1과 50% 사이의 중량 퍼센트로, 하나 이상의 폴리머와 함께, 사용하였다. 가장 바람직하게는 오일은 1 내지 30%의 농도, 더욱 바람직하게는 5 내지 30%의 농도로 사용한다. 테스트는, 이들 범위에서, 물질이 놀랍게도 효능을 유지할뿐만 아니라, 생성된 섬유가 텍스타일 용도에 적합한 특성을 유지하면서도 예기치 않은 특성을 갖는다는 것을 보여준다.

섬유 및 필름 방사용 오일 및 물질의 준비

단일 필라멘트, 복수의 필라멘트, 여러 필라멘트가 함께 결합되어 섬유를 생성하든 필름으로 형성되든, 물질은 나노방사에 의해 생성된다. 각각의 경우에, 폴리머(또는 폴리머 혼합물)의 질량을 측정하여 용기에 첨가하고, 적어도 하나의 오일의 대응되는 부분을 측정하고 용기에 첨가하여, 총 질량의 퍼센트로서 적정 백분율의 오일을 생성한다. 따라서 동일한 양의 폴리머에 대해, 10%는 20% 미만의 오일을 함유할 것이고, 15% 미만의 오일을 함유하게 될 것이다. 오일을 폴리머와 혼합한 다음, 바람직하게는 그 결합물을 용매 담체에 용해한다. 이어서, 이러한 액체 제형을 바늘(스피너렛)을 통한 압력하에서 또는 중력을 통해 압착하며, 이때 펜던트 액적이 스피너렛에서 형성된다. 전압(일반적으로 1 내지 100 kV)이 바늘에 인가되고 콜렉터가 바늘 앞에 배치된다. 전압은 점진적으로 증가하고, 액적은 길어져서 정점을 형성하며, 마침내 전기력이 표면 장력을 극복하고 분출물이 생성된다. 용매와 물질은 콜렉터에 증착되고 용매는 분출물에서 빠르게 증발하여 콜렉터에 고체 섬유를 남긴다. 섬유는 미가공 비율의 오일과 폴리머를 함유한다.

나노방사 CBD 오일:

나노방사 CBD 오일을 물질의 총 중량의 1 내지 50% 사이에서 테스트하였으며, 특정 테스트에서는, 1, 5, 10, 15, 20, 30, 및 50%의 오일 농도, 아세테이트, 폴리에스테르계 TPU, 및 폴리에테르계 TPU를 사용하였다. 또한, 기타 TPU는 폴리카프로락톤 물질을 포함할 수 있으며 방향족 및 지방족 TPU가 포함된다. 방향족 TPU는 일반적으로 유연성, 강도, 및 인성이 요구되는 곳에 사용되는 반면, 지방족 TPU는 가볍고 안정적이며 광학적 투명도를 제공할 수 있다. TPU는 열가소성 폴리우레탄을 지칭하며, 폴리에스테르계 및 폴리에테르계의 두 기본 등급이 있으며, 각 등급은 다양한 분자량을 가진다. TPU는 일반적으로 디이소시아네이트와 하나 이상의 디올 사이에 중첨가 반응(polyaddition reaction)이 발생할 때 생성된다. 이러한 폴리머는 가열되면 부드럽고 가공이 가능하지만, 냉각되면 단단해지며, 구조적 무결성을 잃지 않으면서 여러 번 재처리 및 용도 변경이 가능하다. 수 많은 다양한 TPU가 본원에 기술된 다양한 재료에서 있어서의 여러 판매사로부터 용이하게 구할 수 있다.

출원인은 여러 상이한 TPU 물질들을 구체적으로 테스트하였는데, 이 물질들 각각은 이들의 고유한 구조로부터 예상되는 바와 같이, 상이한 물리적 특성을 갖지만, 각각은 본원의 테스트와 관련하여, 항박테리아 특성과 관련하여, 또는 테스트된 추가 특성과 관련하여 유사하게 기능한다. TPU는 종종 쇼어 A 경도(Shore A hardness) 및 밀도로 측정된다. 70 A와 100 A 사이의 쇼어 A 경도와 약 1.19 g/cm³ 내지 1.22 g/cm³의 밀도를 갖는 TPU를 사용하였다. 따라서, 초기 테스트는 여러 상이한 TPU와 아세테이트를 이용하여 완료한 반면에, 나머지 테스트는 95 A의 쇼어 A 경도 및 1.21 g/cm³의 밀도를 갖는 TPU로 실시하였다.

첫 번째 테스트에서, 10%의 풀-스펙트럼 CBD 오일 (20/ml CBD)을 90%의 아세테이트에 첨가하고, 50% 내지 99%의 아세톤 용액에 용해하였다. 도 10은 폴리머(11, 아세테이트)가 오일(12)에 첨가되고, 아세톤의 용매(14)에 함께 첨가되는 이러한 공정을 설명한다. 바늘(15) 및 인가된 전압(16)을 통해 물질을 압착하여 이 물질의 분출물을 생성하고, 콜렉터(17)에 수집한 다음, 관련 물질(18)로 방사할 수 있다. 특정 실시형태에서, 물질에 추가 특성을 부여하기 위하여, 추가 첨가제(13)를 오일 및 용매 혼합물에 첨가할 수 있다. 오일 및 폴리머의 상이한 조합을 이용하는 추가 물질들을 이러한 유사한 일반 공정을 통해 생성하였으며, 아래와 같이 테스트하였다.

나노방사 대마 테스트

물질이 그람 양성 또는 그람 음성 박테리아 배양물에 반응하는지 여부를 테스트하기 위해 항미생물 테스트를 실시하였다. 아세테이트 대 CBD 오일을 상이한 비율로 해서 전기 방사기에서 생산하였다. 비율은 100:0 (대조군) 와 95:5, 90:10, 85:15 (아세테이트:CBD 오일)를 포함한다. 추가 연구에서는 박테리아를 사멸하거나 박테리아 성장을 방지하는 능력에 대한 추가 세부 사항과 함께 더 높은 오일 비율과 오일들의 조합을 사용하였다. 항박테리아 테스트는, 물질이, 스타피로코커스(Staphylococcus) 박테리아 같은, 그람 양성 세포를 죽인다는 것을 보여 주었다.

따라서, 바람직한 방법은 CBD 오일과 아세테이트를 결합하는 단계, 대마씨 오일과 아세테이트를 아세톤 용액에 용해하는 단계, 결과의 아세톤 용액을 압출하여 나노방사 섬유 또는 필름을 형성하는 단계를 포함한다. 압출된 섬유 또는 필름 중 오일의 백분율은 아세톤 용액 내에 포함된 오일의 양에 따라 다르다.

바람직한 실시형태에서, 대마 오일과 아세테이트를 결합시켜 10% 이상의 CBD 오일과 조성물의 적어도 70%를 포함하는 아세테이트를 갖는 혼합물을 생성하며, 각각의 백분율은 상기 전체 조성물의 중량 퍼센트이다. 필요한 경우 추가 부형제 및 충전제를 첨가하거나, 방사된 물질의 나머지 부분을 형성하는 추가의 아세테이트를 첨가 할 수 있다. 바람직하게는, CBD 오일 및 아세테이트는 아세톤과 같은 비수성 용액에 용해한다. 특정하고 엄격한 조건에서, 1차 아세테이트 물질을 용해할 수 있는 다른 적합한 용매(수성 또는 비수성)가 사용될 수 있다.

추가의 바람직한 실시형태에서, CBD 오일을 0.1%와 50% 사이, 바람직한 범위로 5와 25% 사이, 더 바람직하게는 5와 20% 사이로 아세테이트에 첨가한다.

추가의 항박테리아 성분을 그람 음성 박테리아에 대하여 효과적인 0.1과 50% 사이의 백분율로 더 첨가할 수 있다.

상기 공정은 10% CBD 오일(20 mg/ml CBD) 제품을 생산하였다. 또한, 0% CBD, 1% CBD, 5% CBD, 15% CBD, 25% CBD, 및 50% CBD (각각 20 mg/ml의 CBD)을 포함하는 물질도 제조하였다. 섬유 비교를 위하여, 0% CBD를 대조군으로 사용한 반면에, 25% 및 50% CBD는 제조 목적에 적합한 섬유를 생성하는 오일 백분율의 외부 한계를 위한 테스트 케이스로 사용하였다. 50%에서 섬유를 제조할 수 있지만, 물질의 원하는 특성은 더 낮은 오일 농도에서 발견하였고, 섬유는 50% 오일 농도에서 섬유 성능의 외부 한계에 있었다.

초기 테스트는 적어도 5%, 10%, 15% 및 20% CBD 오일의 백분율이 가장 유리하다는 것을 확인했다. 1% 대마는, 섬유로 만들어질 때, 항미생물 특성이 거의 없었으며, 명목상으로 대조군보다 우수할 뿐이었다. 또한, 50% CBD 오일은 우수한 항미생물 특성을 보유하였으나, 아세테이트 섬유의 물리적 특성과 안정성을 일부 손실시켰다. 따라서, 5, 10, 15, 및 20% CBD 오일의 범위가 결과로 생긴 섬유의 섬유 성능과 항박테리아 특성 모두에서 우수한 것으로 보인다.

따라서, 바람직한 실시형태에서, 본원에 기재된 우수한 항미생물 특성을 갖는 섬유를 만들기 위해, 5와 25% 사이의 CBD 오일, 및 이들 사이의 모든 조합, 보다 바람직하게는 10과 20% 사이의 CBD 오일을 사용하는 것이 유리할 것이다.

풀-스펙트럼 CBD (대마) 오일의 MSSA 및 MRSA 테스트

파트 1.

다양한 중량 백분율의 Ananda Full Spectrum 600 CBD 오일(20 mg/ml CBD)로 텍스타일을 생성하였다. 샘플들은 0 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 20 wt% 및 30 wt%의 오일 농도를 포함하였다. 대부분의 샘플은 단층 샘플이었으며, 이는 전기방사를 한 번 실행하여 생산되었음을 의미한다. "이중층"으로 기재된 샘플은 전기방사를 두 번 실행한 후 생산한 샘플을 나타낸다.

사용된 박테리아 종은 다음 방법에 의하여 제조된 메치실린-민감성 스타필로코커스 아우레우스(MSSA: methicillin-sensitive Staphylococcus aureus) 및 메치실린-저항성 스타필로코커스 아우레우스(MRSA: methicillin-resistant Staphylococcus aureus)이었다: 멸균 기술을 이용하여, 트립신 대두 아가(TSA: tryptic soy agar) 플레이트 상에 자라는 MSSA 또는 MRSA인 단일 콜로니의 박테리아를 통기식 슬립-캡 마개(vented slip-cap closure)가 있는 13x100 mm 붕규산염 유리 시험관 내의 3 mL의 트립신 대두 배지(TSB: tryptic soy broth)에 첨가하였다. 이 배양물을 37℃에서 18 내지 19 시간 동안 진탕(175 rpm) 배양하여, 최종 O.D. 600 nm가 1.1 내지 1.3이 되도록 하였다. 18 h 배양물을 13x100 mm 붕규산염 유리 시험관 내 3 mL의 새 TSB로 희석하여 블랭크 보정 O.D. 600 nm가 0.043 내지 0.045가 되도록 하였다. 이 배양물을 동일한 부피의 트립신 대두 배지 슬러리 (추가적으로 3 g/L의 아가를 갖는 TSB)와 결합하고 볼텍싱(vortexing)에 의해 잘 혼합하였다. 200 μl의 TSB 슬러리/박테리아 현탁액을 각각 200 μl를 포함하는 소형 에피 튜브에 분주하고 -80℃ 냉동고에 보관하였다.

(1) 샘플을 준비하기 위해, 직경 2.5 cm의 병마개를 직물(부직포 또는 편직물) 상에서 템플릿(template)으로 사용하고 메스로 추적하여 테스트에 적합한 샘플을 생성하였다. 샘플 당 두 개의 원형 컷 아웃(cut-out)이 필요하였다. 각 시험에 대해 하나의 대조군 샘플 (0% CBD 오일 함유)을 준비해야 한다.

(2) 전기방사 직물을 테스트하는 경우 알루미늄 호일 상에서 단계 (1)을 반복한다 - 각 샘플에 대해 두 장의 알루미늄 호일이 필요하다.

(3) 편직 샘플의 경우, 알루미늄 호일에서 3x3 인치 정사각형을 절단한다. 각 샘플 당 하나가 필요하다.

(4) 일단 절단되면, 샘플과 알루미늄 호일을 멸균 페트리 플레이트에 배치한다. 각 컷-아웃, 직물 및 알루미늄 호일의 한쪽 면이 빛에 노출되도록 30 분 동안 UV 광 하에서 흄 후드(fume hood)에서 플레이트를 열고 배치한다. 30분 후, 오토 클레이브 겸자를 이용하여 샘플과 호일을 뒤집어 놓고 UV광으로 30분 동안 멸균한다.

(5) 샘플을 멸균하는 동안, 박테리아 희석용 에피 튜브를 준비한다. 초기 부하 희석물에 사용되는 10^1 에피 튜브를 제외하고, 각 튜브에 900 μL의 멸균수를 피펫팅하고, 10^1 튜브에 450 μL를 피펫팅한다. 하기는 실험당 필요한 튜브이다. 모두 2개씩 준비한다:

a. 최초 부하에서 10^1, 10^2, 10^3, 10^4, 10^5

b. 대조군 시료에서 10^4, 10^5, 10^6

c. 각 샘플에서 10^4, 10^5

(6) 트립신 대두 아가(TSA) 플레이트를 2개씩 라벨링

a. 최초 부하에서 10^3, 10^4, 10^5

b. 대조군 시료에서 10^4, 10^5, 10^6

c. 각 샘플에서 10^3, 10^4 10^5

(7) 샘플이 충분히 살균되기 15 분 전 (UV 광에서 45 분), 냉동고에서 동결된 박테리아 슬러리를 꺼내 얼음에서 해동한다(또는 새로 준비).

(8) 해동시, 냉동 슬러리를 1200 rpm에서 15 내지 20초 동안 볼텍싱한다. 5번 반복한다.

(9) 각 샘플에서 "샌드위치"를 준비하기 위하여:

a. 전기방사 직물의 경우: 한 장의 호일 상에 각 직물 컷-아웃을 배치한다. 직물 조각 중 하나의 표면에 10 μL의 박테리아 슬러리를 피펫팅한다. 겸자를 사용하여, 박테리아가 없는 직물+호일을 다른 직물+호일 쌍 위로 이동하여, 호일-직물-박테리아-직물-호일 "샌드위치"를 만든다.

b. 편직물의 경우: 알루미늄 호일 정사각형의 중앙에 직물 컷-아웃을 배치한다. 소형 에피 튜브 내의 135 μL의 멸균수에 15 μL의 슬러리를 첨가한다. 5 초 동안 볼텍싱하고 3 번 반복한다. 에피 튜브에서 100 μL을 피펫팅하고, 직물 컷-아웃 상에 고르게 분주한다. 박테리아-함유 컷-아웃 상에 나머지 다른 컷-아웃을 배치한다. 호일 중앙에 샘플을 중첩한 상태에서, 1x3 인치 모양이 만들어지도록 샘플 상에 사각형의 왼쪽 및 오른쪽 1인치 영역을 접는다.

(10) 멸균 세포 살포기를 사용하여, 호일+직물 시스템을 평평하게 하고 페트리 플레이트에 뚜껑을 덮는다. 따로 치워 놓는다.

(11) 각 샘플과 대조군에 9 단계와 10 단계를 반복한다. 완료되면, 페트리 플레이트를 중첩시키고 젖은 종이 타월을 사용하여 반-갤런의 비닐 봉지에 넣는다. 비닐 봉지를 닫고 샘플을 37℃ 인규베이터에 4 시간 동안 배치한다. 샘플이 인큐베이터에 들어간 시간을 기록한다.

(12) 450 μL의 멸균수를 함유한 10^1 에피 튜브에 50 μL의 슬러리를 피펫팅하여 박테리아 슬러리를 희석한다.

(13) 1200 rpm에서 3 초 동안 희석물을 볼텍싱하고 3번 반복한다. 100 μL의 희석물을 피펫팅하고 900 μL의 멸균수(10^2 희석물)를 함유한 그 다음의 에피 튜브에 투입한다.

(14) (13) 단계를 반복하고, 10^2 희석물에서 액체를 취하여 10^3 희석 튜브에 첨가한다.

(15) (13) 단계를 반복하고, 10^3 희석물에서 액체를 취하여 10^4 희석 튜브에 첨가한다.

(16) (13) 단계를 반복하고, 10^4 희석물에서 액체를 취하여 10^5 희석 튜브에 첨가한다.

(17) 2개의 초기 부하 희석물에 대하여 (12 내지 16) 단계를 반복한다.

(18) 초기 부하를 도말하기 위해, 희석물에서 100 μL의 액체를 취하여 라벨링된 트립신 대두 아가 플레이트에 도말한다.

(19) 37℃ 인큐베이터(아가쪽이 아래로 향함) 내에 초기 부하 플레이트를 넣고 시간을 기록한다.

파트 2.

(1) 대형 멸균 튜브를 10 mL의 멸균수로 채운다. 각 샘플 당 하나를 테스트한다.

(2) 정확히 4 시간 후에 인큐베이터에서 샘플을 꺼낸다.

(3) 호일-직물-직물-호일 샘플을 10 mL의 물이 담긴 멸균 튜브에 넣는다.

(4) 1200 rpm에서 1 분간 튜브를 볼텍싱한다.

(5) 모든 샘플에 대하여 3 단계와 4 단계를 반복한다.

(6) 볼텍싱(10^3 희석물) 후 멸균 튜브에서 100 μL의 액체를 취하여 900 μL의 멸균수가 있는 소형 에피 튜브에 투입한다(10^4 희석물).

(7) (6) 단계를 반복하고, 10^4 희석물에서 액체를 취하여 10^5 희석 튜브에 투입한다.

(8) 각 샘플에 필요한 만큼의 희석물에 대해 6 단계 및 7 단계를 반복한다(대마 샘플의 경우 10^3, 10^4, 10^5, 단순 TPU 대조군의 경우 10^4, 10^5, 10^6). 각 희석을 중복물을 위하여 두 번 수행한다.

(9) 희석물에서 100 μL의 액체를 취하여 라벨링된 트립신 대두 아가 플레이트에 도말한다.

(10) 모든 희석물 및 중복물에 대해 반복한다.

(11) 플레이트를 인큐베이터에 19 내지 21 시간 동안 배치한다.

(12) 19 내지 21시간 후에, 각 플레이트를 이미지화하여 박테리아를 카운팅한다.

이러한 데이터를 표시한 그래프가 도 1에 추가적으로 제공되어 있다.

MRSA를 사용하여 추가의 테스트를 실시하였다. 표 2는 전술한 물질에 의한 MRSA의 저해를 설명한다.

이러한 데이터를 표시한 그래프가 도 3에 추가적으로 제공되어 있다.

대조군 샘플은 데이터에 제공되어 있지 않지만, 대조군 샘플의 육안 검사는 박테리아 콜로니의 극적인 부하를 보여 주었다. 그러나 도면 내의 결과는 박테리아 콜로니에서 극적인 감소와 저해를 보여준다.

첫 번째 테스트는 실제로 15% 농도와 MSSA에서 수행하여, 물질이, 상대적으로 높은 농도의 오일에서, MSSA 성장을 저해할 수 있음을 확인하였다. 일단 확인되면, 최적의 결과를 위한 적절한 수준과 농도를 알아내기 위하여 더 낮은 농도를 테스트하였다. 이 때, 박테리아 부하가 최적의 조건 하에서 빠르게 성장하므로, 저해의 경미한 차이조차도 큰 차이를 만들 수 있어서, 보기에 경미한 차이, 즉 98과 99% 사이의 저해일지라도, 장기적으로는 엄청난 성장을 가져온다. 따라서, MSSA의 경우, 적어도 10%의 오일을 갖는 것이 최적인데, 즉, 5% 단일층과 5% 이중층은, 10% 단일층 또는 15% 단일층보다 성장 저해가 상당히 낮다는 것을 보여준다. 따라서, MSSA를 저해하기 위해, 물질은 적어도 10%의 오일을 갖도록 최적화된다.

MRSA는, 일단 내장되면, 가장 다루기 어려운 박테리아 중 하나로서 종종 언급되는 또 다른 박테리아이다. 다시, 성장 저해능을 테스트하기 위해, 더 높은 농도의 CBD 물질을 먼저 테스트하였다. 30%의 오일 물질을 먼저 테스트하였고, 그것이 만들어낸 유의미한 저해로 인하여, 더 낮은 농도에서 추가의 테스트를 실시하게 되었다.

다시, 적어도 10%의 농도가 5%의 오일을 사용하는 것에 비해 실질적인 향상을 가져온다는 것을 데이터가 보여준다.

그러나, 모든 테스트에서, 5% CBD 오일을 갖는 물질일지라도 대조군에 비해 현저하게 향상된 결과를 보여준다.

실험 데이터는 다수의 상이한 아가 플레이트들을 사용하였다. 이들 플레이트는 통상 설명하지 않고, 대신에 데이터는 해당 연구에서 정량화하였다. 일부 데이터의 경우, 본 실시형태에서 기재된, 상이한 오일을 사용하는 물질을 제조하여 상술된 MSSA 및 MRSA 실시예에 대하여 테스트하였다. 그러나, 도 2는 전기방사된 후 이들 연구에 따라 테스트한 90% 아세테이트 및 10% 대마씨 오일을 갖는 물질의 5000x, 10000x 및 1000x SEM 이미지를 보여준다.

위의 결과를 확인하기 위해, 10% CBD 오일과 아세테이트 물질을 사용하여 추가 테스트를 실시하였다. 도 4a 및 도 4b는 10 uL의 S. 아우레우스를 적용한, 트립신 대두 아가(TSA) 상의 S. 아우레우스의 성장 결과를 설명한다. 각 플레이트를 37℃에서 24시간 동안 배양하고, 결과를 이미지화하고 계산하였다. 샘플의 육안 확인은 호일, 아세테이트 및 대마 오일이 있는 플레이트가 24 시간 배양 기간 후에는 박테리아가 거의 없다는 것을 보여주고, 대조군 환경에 비해 박테리아 부하의 극적으로 감소한다는 보여준다.

실제로, 도 4a 및 도 4b는 초기 부하로부터 박테리아 부하의 감소를 설명하는 이들 데이터를 구체적으로 정량화한 것으로, 호일 및 아세테이트 샘플은 극적인 박테리아 성장을 보여주고, 극적인 박테리아 부하를 보여주는 아세테이트+CBD는 대조군과 비교하여 거의 완벽한 성장 저해를 보여준다.

4 시간 테스트에서 테스트를 반복하여 이러한 결과를 확인하였다. 다시, 10 uL의 S. 아우레우스를 TSA 아가 플레이트에서 단지 4 시간 동안 37℃에서 배양하였다.

도 5a 및 도 5b는 37℃에서 4 시간 배양 중인 10 uL의 S. 아우레우스에 대한 테스트를 정량화한 것이며, 초기 부하에 비해 박테리아 부하의 극적인 감소를 보여주는 반면에, 나머지 대조군 환경은 10% CBD 및 아세테이트 물질에서 실질적인 박테리아 성장을 보여준다.

도 6a 및 도 6b는 이 결과를 요약하여, 도 4a 내지 도 5b에서의 테스트의 초기 부하에 관한 박테리아 부하의 로그 변화를 보여준다. 24 시간 배양에서, CBD 오일 샘플은 박테리아 부하에서 -7.1-log 감소를 보여주고, 4 시간 배양 샘플은 -1.8-log 감소를 보여준다. 호일과 아세테이트 샘플은 모두 4 시간 및 24 시간 샘플에서 박테리아 부하를 증가시킨다. 도 6b에서, 호일에 대해서만 로그 변화를 비교하였고, 대마 오일 샘플에서 관찰된 박테리아 부하의 극적인 변화가 있었다. 따라서, 이 데이터는, 대조군 샘플과 비교하였을 때, 유의한 차이가 대마 오일의 적용에 기반한다는 것을 확인해준다.

도 7은 호일 샘플에 대한 테스트를 위한 위의 과정을 설명한 것으로, 박테리아 배양물을 생성하여 물질을 테스트한다.

도 8은 테스트용으로 다양한 농도의 박테리아 부하를 생성하기 위해 특정 샘플을 희석하는 경우 더 상세한 접근을 설명한다.

도 9는 실험 타임 라인 및 도 4a 내지 도 6b에서 테스트된 샘플의 가공에 대한 간략한 개요를 보여준다.

10% CBD와 아세테이트 물질 이외에, 몇 가지 추가 오일 및 폴리머를 테스트하여 추가의 오일과 함께 다른 폴리머를 이용하는 것으로 상기 공정을 변화시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 다양한 농도에서 테스트를 실시하였으며, 이후 항박테리아 특성, 일부 경우에는, 성가신 절지 동물의 대표적인 샘플로 여겨지며, 퇴치 물질이 요구되는, 다양한 곤충과 거미류를 포함한, 절지 동물을 퇴치하는 능력을 테스트하였다.

상기에서 설명된 바대로, 다음 물질들을 생성하였으며, 여기서 아세테이트 또는 TPU를 오일의 백분율과 함께 제공한 후 섬유로 전기방사된 다음, 섬유를 테스트용 물질로 생성하였다.

5% 페파민트 오일 및 95% 아세테이트 또는 95% TPU

5% 유칼립투스 오일 및 95% 아세테이트 또는 95% TPU

5% 라벤더 오일 및 95% 아세테이트 또는 95% TPU

5% 티트리 오일 및 95% 아세테이트 또는 95% TPU

5% 국화 오일 및 95% 아세테이트 또는 95% TPU

30% 페파민트 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

30% 유칼립투스 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

30% 라벤더 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

30% 티트리 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

30% 국화 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

10% 페파민트 오일, 20% CBD 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

10% 유칼립투스 오일, 20% CBD 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

10% 라벤더 오일, 20% CBD 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

10% 티트리 오일, 20% CBD 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

10% 국화 오일, 20% CBD 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

20% 페파민트 오일, 10% CBD 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

20% 유칼립투스 오일, 10% CBD 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

20% 라벤더 오일, 10% CBD 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

20% 티트리 오일, 10% CBD 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

20% 국화 오일, 10% CBD 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU

10% 라벤더 오일, 10% 티트리 오일, 10% CBD 오일 및 70% 아세테이트 또는 70% TPU.

이들 조합 각각에 대하여 MSSA를 저해하는 능력을 테스트하였고, 그 결과를 아래 표 3에 제공하였으나, 각각은 놀랍게도 섬유 형성 공정을 통하여 유지되는 추가의 이점을 가진다.

표 3에 나타낸 바와 같은 테스트 결과는 MSSA를 사멸하기 위한 오일의 조합을 포함함으로써 극적인 향상을 보여 준다. 예를 들어, 거의 각 오일에 대해, 최소 10%의 에센셜 오일과 혼합된 최소 10%의 CBD 오일의 조합은 최대 100%까지의 사멸 백분율이 나타나며, 이러한 결과는 여러 번의 실험에 대하여 반복된다. 따라서, 바람직한 실시형태에서, 적어도 10%의 각 오일을 포함하는 물질은 MSSA를 사멸하는 데 매우 효과적이었다. 또한, 티트리 오일은 30%의 티트리 오일만으로도 극적인 효과를 보여 주었지만, 다른 오일은, CBD 없이 에센셜 오일을 사용한 경우, 동일한 효능을 보여주지 못했다. 따라서, 박테리아에 대한 사멸률을 증가시키기 위해, 오일을 조합하는 것이 유리하다.

추가 오일 특성

예를 들어, 국화 오일 샘플(상기에서 확인된 바와 같음)에서 곤충 퇴치 능력을 테스트하였다. 두 개의 암(부속품)을 수용하고 챔버 내에 곤충을 붙잡기 위한 개구부를 포함하는 24"x24"챔버를 만들었다. 이집트 암컷 모기(n = 50)를 챔버에 투입하고, 한쪽 암은 대조군으로 사용되며, 다른 오일이 없는 아세테이트 안감 물질을 갖는 면 소재로 덮여 있으며, 나머지 암은 국화 오일 및 아세테이트 물질이나 국화 및 CBD 아세테이트 물질을 갖는 아세테이트 안감을 갖는 면 소재를 포함한다. 각 암에서 총 착지 횟수와 착지 지속 시간은 5분 동안 계산된다. 대조군은 100번의 착지와 총 체류 시간(모기가 천에 남아있는 시간)이 17분임을 보여준다. 30% 국화 오일은 25번의 착지와 총 체류 시간이 1분 미만인 것을 보여준다. 따라서, 내장된 물질 상에서 착지 감소와 체류 시간의 극적인 감소 모두 있었으며, 이는 국화 오일 아세테이트 물질에 대하여 강한 거부감이 있다는 것을 나타낸다.

이 연구와 관련하여, 국화와 10% 및 20%의 CBD를 갖는 CBD 오일 모두 포함하는 상기 조합 물질로 다시 테스트하였다. 이 결과는 유지되었고, 10% CBD 및 20% CBD 각각이 총 착지 횟수가 20회 미만이었고, 체류 시간이 1분 미만이었으며, 따라서 국화만 있는 물질보다 향상이 있음을 나타낸다.

이 테스트는 데르마센터 바리아빌리스(Dermacentor variabilis, 미국 개진드기)를 사용하여 반복하였고 부속물은 용기의 바닥과 접촉하였다. 다시, 총 곤충 개체수는 N = 50이고 총 접촉 및 거주 시간이 계산되었다. 여기에서, 대조군은 57번의 접촉과 15분의 총체류 시간을 나타내며, 30% 국화 오일은 총 10개의 접점과 1분 미만의 총 체류 시간을 나타낸다. 여기에서, 개 진드기는 오일 물질로 퇴치되고 국화 오일 물질에서 적극적으로 멀어지는 것으로 보였다. 실제로, 육안으로 보았을 때, 진드기는 오일 물질을 회피하고 접촉되면, 빨리 이동하였지만, 그러한 상황은 대조군에서는 발생하지 않았다.

다시, 오일 조합에 대하여 테스트를 실시하였고, 국화와 10% 및 20% CBD 조합에서 유사 결과가 유지되었으며, 접촉이 10개 미만이었고 체류 시간이 1분 미만이었다.

마지막으로, 개미 퇴치제로서 라벤더 오일, CBD 및 티트리 오일을 포함하여, 하기에 표시된 다섯 가지 상이한 물질들을 사용하여 추가 곤충 퇴치 테스트제를 생성하였다. 소형 플라스틱 용기는 14"x11" 크기와 3.5 인치의 깊이를 가진다. 내부 벽을 올리브 오일로 코팅하고 부드럽게 닦아서 개미가 용기의 측면을 기어 올라가는 것을 방지하였다. 2인치 정사각형 크기의 직물 2개를 용기에 추가하는데, 하나는 대조군 텍스타일이고 나머지 하나는 곤충 퇴치 직물이다.

테스트를 30분 동안 실시하고, 각 직물에서 접촉의 총 수를 계산하였다. 일련의 세가지 상이한 직물을 테스트하고, 각 직물에서 체임버 내에 30마리의 개미가 있다.

또한, 개미 테스트는 두 가지 물질, 즉 총 30% 오일을 포함하는 물질에 대하여 극적인 퇴치 특성을 보여 주었다. 상세하게는, 에센셜 오일과 CBD를 모두 포함하는 물질은 강한 퇴치 특성을 나타냈다. 육안으로 보았을 때, 개미는 임의의 오일 샘플에 대하여 긴 시간을 보낼 것 같지 않으나, 대조군 샘플 상에 일상적으로 앉아 있었다. 오일 샘플과 접촉하는 경우, 개미는 살펴서 멀리 이동하거나, 물질을 빠르게 횡단하였는데, 이는 대조군 샘플과는 다른 행동이었다. 따라서, 일부 샘플은 더 낮은 퇴치 특성을 보였지만, 대조군에 비해 곤충 행동은 변하였다.

따라서, 본 실시형태의 물질은 강한 절지 동물 퇴치 특성을 보유하는 물질을 정의한다. 용어 "퇴치" 또는 "퇴치제"는 대조군 물질과 비교하여 절지 동물이 이 물질로부터 저지된다는 것을 의미한다. 바람직한 실시형태에서, 물질은 적어도 10%의 제1 오일, 적어도 10%의 제2 오일, 및 적어도 하나의 폴리머를 포함하고, 상기 폴리머와 제1 오일과 제2 오일은 용매에 용해되고 전기방사에 의해 섬유로 방사되며, 여기서 섬유는 곤충 및 거미류를 포함하는 절지 동물을 퇴치하기에 충분하다.

나노방사 대마의 응용

따라서, 본원의 실시형태에 의해 정의된 물질은 CBD 오일 단독으로 또는 추가 오일과 조합하여 사용될 때 박테리아 부하의 극적인 감소를 나타낸다. 여러 가지 오일을 조합하여 테스트했으며, 이러한 조합된 오 일은 종종 하나의 오일 단독보다 훨씬 더 큰 효과를 나타냈다. 적어도 5%의 오일을 갖는 오일은 대조군에 비해 유의미한 향상을 보이지만, 10% 오일을 갖는 오일은 더욱 향상된 성능을 보여준다. 따라서, 바람직한 실시형태는 적어도 10%의 주어진 오일을 갖는 물질이 향상된 결과를 제공한다는 것을 보여 주며, 따라서 물질은 바람직하게는 10% 이상의 농도에서 최소 하나의 오일로 제조된다.

이는 박테리아 개체군 성장을 감소시키거나 일부 경우에 박테리아 부하를 파괴할 수 있는 물질 내의 오일의 성질에 의해, 개선된 관리를 위해 기존 공간에서 이용될 새롭고 흥미로운 물질을 제공한다.

더욱이, 스포츠 및 성능적인 면에서, 전문적 스포츠 직물이 선수를 시원하고 건조하게 하는, 수분 관리와 같은 특성 및 항미생물 특성을 갖는 물질은 냄새와 박테리아의 성장을 막는다.

압착 붕대 - 접착제에 의존하지 않고 압착하는 붕대 압축 슬리브. 이것은 액체를 흡수하고 보유하며, 항박테리아성과 내구성이 있다.

실외용 직물 - 차양, 보트용 직물, 텐트, 커튼 및 쿠션은 곰팡이 및 박테리아가 쌓이는 것을 방지하거나 줄인다.

목욕 및 키친 타월 - 이러한 섬유를 사용하면 타월을 이용하는 주방, 욕실 및 사람들 곳곳에서 박테리아의 증식과 번식을 방지할 수 있다.

모든 실시형태에서, CBD 오일 제품은 항미생물성 보호를 제공한다. 따라서, 항미생물 요소가 적합하거나 바람직한 섬유는 본 발명의 섬유를 유리하게 이용함으로써, 피부에 발진 또는 불편 함을 유발할 수 있거나, 발암성 또는 기형 유발 물질 또는 탄소 중립이 아닌 방식으로 제조된 물질과 같은, 기타 위험을 가질 수 있는 추가 화학물 또는 물질의 필요 없이, 미생물 개체군의 형성을 방지하거나 감소시킬 수 있다. 실제로, 본원에서 생성된 섬유는 그 특성과 단순하고 지속가능한 기원 모두에서 독특하다.

따라서, 바람직한 실시형태는 오일 및 폴리머를 포함하는 항박테리아성 물질의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 물질은 박테리아 형성을 99% 이상 감소시키기에 충분한 항박테리아 특성을 포함하며, 여기서 상기 방법은 CBD 오일을 상기 폴리머와 혼합하는 단계 (CBD 오일은 CBD 오일과 폴리머 혼합물의 총 중량의 약 10 내지 30% 사이를 구성함); 상기 혼합물을 용매에 용해하는 단계; 상기 용매를 전기방사기를 통하여 필라멘트로 압출하는 단계를 포함한다. 유리하게는 물질에 적용되는 필라멘트는 수집되어 필름과 같은 물질을 형성한다.

바람직한 실시형태에서, 상기 방법은 적어도 10%의 제1 오일과 적어도 10%의 제2 오일의 조합과 이에 결합되는 폴리머를 포함하며, 상기 제1 오일은 올스파이스, 안젤리카, 아니스, 바질, 월계수 잎, 벤조인, 베르가못, 자작나무, 쓴 아몬드, 블랙 페퍼, 볼도, 부쿠나무, 카유풋나무, 창포, 카모마일, 장뇌, 캐러웨이, 카르다몸, 당근씨, 계수 나무, 개박하, 삼나무, 국화, 계피, 시트로넬라, 코코넛, 클라리 세이지, 정향, 코코넛, 고수, 커민, 사이프러스, 다바나, 딜, 엘레미, 유칼립투스, 회향, 유향, 갈바눔, 제라늄, 생강, 자몽, 헬리크리섬, 대마, 히솝, 자스민, 향나무, 라반딘, 라벤더, 레몬, 레몬그라스, 라임, 만다린, 마누카, 마조람, 멜리사, 쑥, 뮬린, 겨자, 몰약, 머틀, 네롤리, 니아울리, 육두구, 오크모스, 오렌지, 오레가노, 야자, 팔마 로사, 파슬리, 패출리, 페니로얄, 페퍼민트, 쁘띠 그레인, 피멘토, 소나무, 라벤사라, 장미, 로즈마리, 로즈우드, 루타, 세이지, 샌달우드, 스피어민트, 스파이크나드, 매리골드, 귤, 탠시, 타라곤, 티트리, 투야, 타임, 투베로즈, 바닐라, 베티버, 윈터그린, 쑥, 야로우, 일랑 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되며, 제2 오일은 (적어도 10 mg/ml의 CBD 농도를 갖는) CBD 오일이며, 상기 적어도 제1 오일과 적어도 제2 오일의 총 중량은 상기 결합된 폴리머 및 오일 물질의 총 중량의 적어도 20%이고, 상기 오일 및 폴리머는 용매에 용해되어 전기방사에 의해 압출된다.

바람직한 실시형태에서, 항박테리아 특성을 갖는 물질은 적어도 10%의 CBD 오일 (적어도 10 mg/ml CBD) 및 폴리머를 포함하며, 상기 10% CBD 오일 및 폴리머는 전기방사되어 상기 물질을 형성한다. 추가의 바람직한 실시형태에서, 상기 물질은, 올스파이스, 안젤리카, 아니스, 바질, 월계수 잎, 벤조인, 베르가못, 자작나무, 쓴 아몬드, 블랙 페퍼, 볼도, 부쿠나무, 카유풋나무, 창포, 카모마일, 장뇌, 캐러웨이, 카르다몸, 당근씨, 계수 나무, 개박하, 삼나무, 국화, 계피, 시트로넬라, 코코넛, 클라리 세이지, 정향, 코코넛, 고수, 커민, 사이프러스, 다바나, 딜, 엘레미, 유칼립투스, 회향, 유향, 갈바눔, 제라늄, 생강, 자몽, 헬리크리섬, 대마, 히솝, 자스민, 향나무, 라반딘, 라벤더, 레몬, 레몬그라스, 라임, 만다린, 마누카, 마조람, 멜리사, 쑥, 뮬린, 겨자, 몰약, 머틀, 네롤리, 니아울리, 육두구, 오크모스, 오렌지, 오레가노, 야자, 팔마 로사, 파슬리, 패출리, 페니로얄, 페퍼민트, 쁘띠 그레인, 피멘토, 소나무, 라벤사라, 장미, 로즈마리, 로즈우드, 루타, 세이지, 샌달우드, 스피어민트, 스파이크나드, 매리골드, 귤, 탠시, 타라곤, 티트리, 투야, 타임, 투베로즈, 바닐라, 베티버, 윈터그린, 쑥, 야로우, 일랑 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 제2 오일을 포함하며, 상기 제2 오일도 상기 전체 물질의 10%을 포함하며, 폴리머와 함께 10% CBD와 10%의 상기 제2 오일을 갖는 물질을 형성한다. 추가의 바람직한 실시형태에서, CBD 오일 또는 제2 오일은 전체 물질의 10과 20% 사이를 포함한다. 추가의 바람직한 실시형태에서, 상기 물질은 10%의 적어도 둘 이상의 오일을 갖는다.

바람직한 실시형태에서, 곤충 퇴치 물질은 폴리머와 혼합된 적어도 10%의 CBD 오일을 포함하며, 상기 10% CBD 오일 (적어도 10 mg/ml CBD) 및 상기 폴리머는 용매에 용해되고 상기 곤충 퇴치 물질로 전기 방사된다. 바람직한 실시형태에서, 상기 곤충 퇴치 물질은, 올스파이스, 안젤리카, 아니스, 바질, 월계수 잎, 벤조인, 베르가못, 자작나무, 쓴 아몬드, 블랙 페퍼, 볼도, 부쿠나무, 카유풋나무, 창포, 카모마일, 장뇌, 캐러웨이, 카르다몸, 당근씨, 계수 나무, 개박하, 삼나무, 국화, 계피, 시트로넬라, 코코넛, 클라리 세이지, 정향, 코코넛, 고수, 커민, 사이프러스, 다바나, 딜, 엘레미, 유칼립투스, 회향, 유향, 갈바눔, 제라늄, 생강, 자몽, 헬리크리섬, 대마, 히솝, 자스민, 향나무, 라반딘, 라벤더, 레몬, 레몬그라스, 라임, 만다린, 마누카, 마조람, 멜리사, 쑥, 뮬린, 겨자, 몰약, 머틀, 네롤리, 니아울리, 육두구, 오크모스, 오렌지, 오레가노, 야자, 팔마 로사, 파슬리, 패출리, 페니로얄, 페퍼민트, 쁘띠 그레인, 피멘토, 소나무, 라벤사라, 장미, 로즈마리, 로즈우드, 루타, 세이지, 샌달우드, 스피어민트, 스파이크나드, 매리골드, 귤, 탠시, 타라곤, 티트리, 투야, 타임, 투베로즈, 바닐라, 베티버, 윈터그린, 쑥, 야로우, 일랑 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 제2 오일을 포함한다. 추가의 실시형태에서, 상기 곤충 퇴치 물질은 적어도 10%의 둘 이상의 오일을 포함한다.

바람직한 실시형태에서, 상기 곤충 퇴치 물질은 CBD, 대마, 시더우드, 유칼립투스, 라벤더, 레몬, 레몬그라스, 시트로넬라, 페퍼민트, 팔마 로사, 티트리, 타임, 일랑 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 오일을 포함한다.

Claims

대마 오일과 아세테이트를 포함하는 나노방사 섬유의 제조 방법으로서, 상기 대마 오일과 아세테이트를 아세톤 용액에 용해하고 상기 아세톤 용액을 압출하여 상기 나노방사 섬유를 형성하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 대마 오일은 칸나비디올(cannabidiol, CBD) 오일로서, 적어도 10 mg/ml의 CBD를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 복합 물질은 10% 대마 오일과 90% 아세테이트를 포함하며, 각각의 백분율은 상기 전체 조성물의 중량 퍼센트인 방법.
제1항에 있어서, 상기 아세톤 용액은 50과 99% 사이의 아세톤인 방법.
제1항에 있어서, 상기 대마 오일은 적어도 10 mg/ml의 CBD 농도를 갖는 CBD 추출물을 포함하는 방법.
대마 식물에서 오일의 일부를 추출하여 추출된 대마 오일을 형성하는 단계; 상기 추출된 대마 오일을 비수성 용매에 용해하는 단계; 제2 물질을 상기 비수성 용매에 용해하는 단계; 상기 추출된 대마 오일과 제2 물질을 모두 갖는 상기 물질을 나노방사 섬유로 압출하는 단계를 포함하는, 복합 물질의 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 추출된 대마 오일은 적어도 10 mg/ml의 CBD 및 캐리어 오일을 포함하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 비수성 용매는 아세톤인 방법.
제6항에 있어서, 상기 추출된 대마 오일의 일부가 상기 복합 물질의 총 중량의 0.1과 50% 사이를 구성하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 추출된 대마 오일의 일부가 상기 복합 물질의 총 중량의 5와 25% 사이를 구성하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 추출된 대마 오일의 일부가 상기 복합 물질의 총 중량의 5와 15% 사이를 구성하는 방법.
제6항에 있어서, 그람-음성 박테리아와 접촉하면 상기 그람-음성 박테리아의 수를 줄이는데 효과적인 제3 성분을 추가로 포함하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 추출된 대마 오일은 적어도 20 mg/ml의 CBD를 포함하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 추출된 대마 오일은 적어도 40 mg/ml의 CBD를 포함하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 추출된 대마 오일은 적어도 50 mg/ml의 CBD를 포함하는 방법.
0.1과 25% 사이의 대마 오일과 99.9 내지 75%의 아세테이트를 포함하는 나노방사 섬유.
제16항에 있어서, 상기 섬유는 상기 대마 오일과 상기 아세테이트를 아세톤에 용해하여 아세톤 용액을 형성하고 상기 아세톤 용액을 나노방사 섬유로 압출함으로써 제조되는, 나노방사 섬유.
제16항에 있어서, 그람-음성 박테리아를 치료하는 데 효과적인 물질을 추가로 포함하는 나노방사 섬유.
제16항에 있어서, 약 10%의 대마 오일과 약 90%의 아세테이트를 포함하는 나노방사 섬유.
제16항에 있어서, 올스파이스, 안젤리카, 아니스, 바질, 월계수 잎, 벤조인, 베르가못, 자작나무, 쓴 아몬드, 블랙 페퍼, 볼도, 부쿠나무, 카유풋나무, 창포, 카모마일, 장뇌, 캐러웨이, 카르다몸, 당근씨, 계수 나무, 개박하, 삼나무, 국화, 계피, 시트로넬라, 코코넛, 클라리 세이지, 정향, 코코넛, 고수, 커민, 사이프러스, 다바나, 딜, 엘레미, 유칼립투스, 회향, 유향, 갈바눔, 제라늄, 생강, 자몽, 헬리크리섬, 대마, 히솝, 자스민, 향나무, 라반딘, 라벤더, 레몬, 레몬그라스, 라임, 만다린, 마누카, 마조람, 중쇄 트리글리세리드 (MCT) 오일, 멜리사, 쑥, 뮬린, 겨자, 몰약, 머틀, 네롤리, 니아울리, 육두구, 오크모스, 오렌지, 오레가노, 야자, 팔마 로사, 파슬리, 패출리, 페니로얄, 페퍼민트, 쁘띠 그레인, 피멘토, 소나무, 라벤사라, 장미, 로즈마리, 로즈우드, 루타, 세이지, 샌달우드, 스피어민트, 스파이크나드, 매리골드, 귤, 탠시, 타라곤, 티트리, 투야, 타임, 투베로즈, 바닐라, 베티버, 윈터그린, 쑥, 야로우, 일랑 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 추가 오일을 추가적으로 포함하는 나노방사 섬유.
제20항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 오일이 상기 복합 물질의 총 중량의 적어도 10%의 중량 백분율로 상기 아세톤 용액에 첨가되는, 나노방사 섬유.
적어도 하나의 오일 및 적어도 하나의 폴리머를 포함하는 절지동물 퇴치 물질로서, 상기 물질은 적어도 하나의 오일 및 상기 적어도 하나의 폴리머를 복합 물질로 전기방사하고 상기 복합 물질을 다른 물질에 부착시킴으로써 형성되는, 절지동물 퇴치 물질.
제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 오일은 대마계 오일인 퇴치 물질.
제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 오일은 적어도 10 mg/ml의 CBD를 포함하는 대마계 오일인 절지동물 퇴치 물질.
제22항에 있어서, 국화 오일, 티트리 오일, 레몬그라스 오일, 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 제2 오일을 더 포함하는 절지동물 퇴치 물질.
제22항에 있어서, 적어도 10%의 상기 적어도 하나의 오일을 포함하는 절지동물 퇴치 물질.
적어도 10%의 대마 오일과 폴리머를 포함하는 항박테리아성 복합 물질로서, 상기 대마 오일은 적어도 10 mg/ml 농도의 CBD를 포함하며, 상기 물질은, 상기 대마 오일과 상기 폴리머를 용매에 용해하고, 상기 용매를 스피너렛을 통하여 압착하며, 전압을 최대 100 kV에서 인가하고, 상기 용매를 스피너렛을 통하여 압착함으로써 항박테리아성 복합 물질을 콜렉터 상에 형성하는 공정에 의하여 형성되는, 항박테리아성 복합 물질.
제27항에 있어서, 상기 폴리머는 생분해성 폴리머, 비생분해성 폴리머, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 항박테리아성 복합 물질.
제27항에 있어서, 적어도 제2 오일을 포함하며, 상기 적어도 제2 오일은 올스파이스, 안젤리카, 아니스, 바질, 월계수 잎, 벤조인, 베르가못, 자작나무, 쓴 아몬드, 블랙 페퍼, 볼도, 부쿠나무, 카유풋나무, 창포, 카모마일, 장뇌, 캐러웨이, 카르다몸, 당근씨, 계수 나무, 개박하, 삼나무, 국화, 계피, 시트로넬라, 코코넛, 클라리 세이지, 정향, 코코넛, 고수, 커민, 사이프러스, 다바나, 딜, 엘레미, 유칼립투스, 회향, 유향, 갈바눔, 제라늄, 생강, 자몽, 헬리크리섬, 대마, 히솝, 자스민, 향나무, 라반딘, 라벤더, 레몬, 레몬그라스, 라임, 만다린, 마누카, 마조람, 중쇄 트리글리세리드 (MCT) 오일, 멜리사, 쑥, 뮬린, 겨자, 몰약, 머틀, 네롤리, 니아울리, 육두구, 오크모스, 오렌지, 오레가노, 야자, 팔마 로사, 파슬리, 패출리, 페니로얄, 페퍼민트, 쁘띠 그레인, 피멘토, 소나무, 라벤사라, 장미, 로즈마리, 로즈우드, 루타, 세이지, 샌달우드, 스피어민트, 스파이크나드, 매리골드, 귤, 탠시, 타라곤, 티트리, 투야, 타임, 투베로즈, 바닐라, 베티버, 윈터그린, 쑥, 야로우, 일랑 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 항박테리아성 복합 물질.
제27항에 있어서, 상기 폴리머는 폴리락트산, 폴리글리콜리드, 폴리글리콜산, 폴리락타이드, 폴리하이드록시부티레이트, 키토산, 히알루론산 및 하이드로겔; 폴리(2-하이드록시에틸-메타크릴레이트), 폴리(에틸렌 글리콜), 키토산, 아세테이트, 고무, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리 테트라플루오로 에틸렌, 열가소성 폴리우레탄, 불화탄소 기반 폴리머이되, 특정 탄화수소 폴리머는 전형적으로 비-생분해성이며, 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 항박테리아성 복합 물질.