KR20210025401A

KR20210025401A - 항균 부직포 드레싱

Info

Publication number: KR20210025401A
Application number: KR1020190105412A
Authority: KR
Inventors: 노승현; 조영민; 양대혁; 윤형순; 편도기
Original assignee: 주식회사 티앤엘
Priority date: 2019-08-27
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2021-03-09
Also published as: KR102268976B1

Abstract

본 발명은 활성탄소섬유 및 상기 활성탄소섬유 사이 공간 일부에 수지가 결합되고, 상기 수지의 내부 및 표면에 금속나노 입자가 결합된 흡수층으로 구성된 항균 부직포 드레싱에 관한 것이다.

Description

항균 부직포 드레싱{Antibacterial Nonwoven Dressing}

본 발명은 항균 부직포 드레싱에 관한 것으로 보다 자세하게는 활성탄소섬유 사이 공간 일부에 금속나노 입자가 포함된 수지가 특징인 흡수층 및 그 양면에 나노층이 적층된 항균 부직포 드레싱에 관한 것이다.

과거에는, 항균 약물을 신체의 상처부분에 직접 적용하였다. 최근에는, 상처의 유형에 따라, 의료용 테이프, 패치, 젤라틴 필름 붕대 및 드레싱과 같은 의료용 창상피복재를 상처를 감싸는데 사용한다. 그 결과, 상처는 외부 환경과의 부적절한 접촉으로부터 차단 및 보호됨으로써 감염을 방지하고 통증을 줄인다.

일반적으로 상처 치료용 드레싱은 상처 부위를 감싸주어 단백질의 손실을 감소시키고 상처 표면으로부터 열의 증발과 수분의 손실을 감소시키고 피부의 상처를 통풍시키게 하는 기능과 외부환경으로부터 상처의 오염을 방지하는 등 외과적으로 중요한 기능을 하고 있다. 또한 출혈에 의하여 혈장이 급격히 손실되는 경우에는 출혈이나 혈장의 손실을 최소화하는 역할도 한다.

그런데, 종래의 드레싱은 고압 멸균기로 살균하여 균을 죽이는 방법 외에 자체적인 항균 능력이 없었다.

따라서, 상처 부위에서 세균이 완전히 살균되지 않은 상태로 드레싱을 하거나 외부로부터 세균이나 오염물질이 침투하거나, 드레싱 자체가 세균에 오염된 경우에 세균 감염에 무방비 상태가 되는 문제가 있었다.

따라서, 드레싱 자체의 세균 오염을 방지하기 위하여 제조 업체에서 고압멸균기를 통하여(감마멸균, EO gas멸균, 고온/고압) 멸균을 한 뒤 각급 의료기관에 유통시키고 있는데 유통 기간이 길어지면 외부환경에 의하여 오염이 발생될 가능성이 매우 크다. 기존 상처 치료용 드레싱은 직포나 부직포 형태로 구성되어 있으며, 사용되는 섬유의 직경이 수십 - 수백㎛로 구성되어 있어 바이러스나 외부오염물에 의한 2차 감염 등에 노출되어 있어 근본적인 개선이 요구되고 있는 실정이다.

상기에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 다양한 드레싱 소재에 은 나노 분말 또는 은 나노액체를 투입하여 제조된 은 나노입자가 함유된 것과 드레싱을 제조함에 있어 경사의 일정 간격 마다 은사를 첨가하는 것도 있었다.

은 이외에 금, 팔라듐, 백금, 구리 및 아연과 같은 귀금속은 피복재에서 효과적으로 세균을 죽이는 것으로 공지되어있다. 피복재에 이러한 귀금속의 사용은 또한 수많은 참고문헌에 공지되어 있다. 예를들면, Robert Edward Burrell 등(US 6,692,773 B2)은 100nm 이하의 그레인 사이즈를 갖는 나노결정 형태의 은, 금, 팔라듐 또는 백금, 또는 이들의 합금 또는 화합물과 같은 귀금속의 사용을 개시하는 바, 직물을 피막하여 항증식 효과를 갖는 피복재를 제공한다. Widemire(US 5,782,788)는 박테리아, 바이러스 및 진균류의 성장을 억제하기 위해 거즈패드상에 은 호일층의 고정을 개시한다. Fabo(US 5,340,363)은 탄성 실로 짜여지고 부드러운 실리콘 또는 폴리 우레탄 겔에 의해 피막화된 외부 흡수층 및 내부 다공성 소수층을 포함하는 피복재를 개시하는 바, 상기 겔은 항균제(예를들면, 아연)에 대한 담체, 통증-경감 물질 및 상처 회복을 자극하는 물질로서 사용될 수 있다.

상기 항균 금속을 포함한 상처에 직접 접촉되어 상처를 보호하면서 상처 치료를 촉진하는 상처용 드레싱재는 일반적으로 필름 형태의 드레싱과 폼 형태의 드레싱으로 구분된다.

필름으로된 드레싱은 상처부위를 습한 상태로 유지하여 상처 치유를 촉진시키는 반면, 상처 주위에 지나치게 많은 삼출물이 고이게 하여 주위의 피부가 짓무를 수 있다. 또한, 투습성을 향상시키기 위하여 추가적으로 물리/화학적으로 기공을 형성하는 것이 필요하다.

한편, 폼으로 된 드레싱의 경우, 흡수성과 투습성이 우수한 반면, 두께가 두꺼워 피부 부착이 어렵고 부착이 가능하더라도 신축성이 없어 관절 등과 같은 부위에 적용되는 경우에는 들뜨게 되어 쉽게 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 흡수재로 활성탄소섬유를 이용하며 은나노 입자가 함침되어 있고, 상기 활성탄소섬유 상하면에 열가소성 폴리우레탄 나노층이 적층된 신축성 및 투습성이 개선된 새로운 드레싱 개발이 필요하다.

본 발명의 하나의 목적은 피부 밀착성과 신축성이 우수한 드레싱을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 흡수도 및 투습도가 우수하고 소취성 및 항균성이 우수한 드레싱을 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 활성탄소섬유 및 상기 활성탄소섬유 사이 공간 일부에 수지가 결합되고, 상기 수지의 내부 및 표면에 금속나노 입자가 결합된 흡수층으로 구성된 항균 부직포 드레싱을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 흡수층 일면 또는 양면에 나노섬유로 구성된 나노층이 적층된 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱을 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 수지는 폴리우레탄(Polyurethane(PU)), 폴리비닐클로라이드(Poly(vinyl chloride)(PVC), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌공중합체 (acrylonitrile butadiene styrene copolymer(ABS)), 폴리옥시메틸렌(poly Oxy Methylene(POM)), 폴리프로필렌(Polypropylene(PP)), 폴리에틸렌(Polyethylene(PE)),폴리페닐렌옥사이드(Polyphenylene oxide(PPO)), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate(PBT)), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate(PET)), 페놀(Phenol), 불소, 에폭시(Epoxy), 불포화폴리에스터(Unsaturated Polyester(UP)), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethlymethacrylate(PMMA)), 폴리에테르에테르케톤(Polyetherether ketone(PEEK)), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylene sulfide(PPS)), 폴리아마이드(Polyamide(PA)), 폴리카보네이트(Polycarbonate(PC)) , 프로틴(Protein), 폴리(아스파르트산)(Poly(Aspartic Acid)), 폴리라틱산(Poly(L-Lactic Acid)), 폴리글리콜산(Poly(Glycolic Acid)), PLGA, 셀룰로오스(Cellulose), 콜라겐(Collagen), 젤라틴(Gelatin), 키틴(Chitin), 키토산(Chitosan) 중 어느 하나인 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱을 제공한다.

또한 본 발명의 상기 금속나노 입자는 나노 사이즈의 금, 은, 팔라듐, 백금, 구리, 아연 또는 이들의 합금 또는 화합물인 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 흡수층에 추가로 알코올계, 알데하이드계, 페놀계, 아미드계, 이미다졸계, 아졸계, 할로겐계의 적어도 어느 하나 이상으로 구성된 유기 항균제가 포함된 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱을 제공한다.

또한 본 발명의 상기 나노층은 한 개 이상의 나노섬유로 구성되며, 용융전기방사를 이용한 나노섬유가 적층된 것으로 신장율이 500%~1,000%인 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱을 제공한다.

또한 본 발명의 상기 나노섬유는 일반 고분자 수지, 생체접합성 고분자 수지 또는 천연 고분자 수지 중 어느 하나이며,

상기 일반 고분자 수지는 폴리우레탄(Polyurethane(PU)), 폴리비닐클로라이드(Poly(vinyl chloride)(PVC), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌공중합체 (acrylonitrile butadiene styrene copolymer(ABS)), 폴리옥시메틸렌(poly Oxy Methylene(POM)), 폴리프로필렌(Polypropylene(PP)), 폴리에틸렌(Polyethylene(PE)),폴리페닐렌옥사이드(Polyphenylene oxide(PPO)), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate(PBT)), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate(PET)), 페놀(Phenol), 불소, 에폭시(Epoxy), 불포화폴리에스터(Unsaturated Polyester(UP)), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethlymethacrylate(PMMA)), 폴리에테르에테르케톤(Polyetherether ketone(PEEK)), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylene sulfide(PPS)), 폴리아마이드(Polyamide(PA)), 폴리카보네이트(Polycarbonate(PC)) 중 어느 하나이고,

상기 생체적합성 고분자는 프로틴(Protein), 폴리(아스파르트산)(Poly(Aspartic Acid)), 폴리라틱산(Poly(L-Lactic Acid)), 폴리글리콜산(Poly(Glycolic Acid)), PLGA 중 어느 하나이고, 상기 천연 고분자는 셀룰로오스(Cellulose), 콜라겐(Collagen), 젤라틴(Gelatin), 키틴(Chitin), 키토산(Chitosan) 중 어느 하나인 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱을 제공한다.

또한 본 발명의 상기 나노층은 초극세 섬유 집합체로 구성된 것으로, 상기 초극세 섬유 사이에 평균직경이 0.1㎛이상 10㎛미만의 소기공과 평균직경이 10㎛이상 50㎛미만의 대기공으로 구성된 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱을 제공한다.

본 발명의 드레싱재는 흡수성이 우수한 활성탄소섬유에 은나노 입자와 은나노 입자를 활성탄소섬유에 부착이 잘 될 수 있도록 도와주는 수지가 함침되어 항균성 및 지속성이 우수하다. 그래서 투습성 및 통기성이 우수하여 상처의 삼출물을 통과시켜 또 다른 드레싱에 삼출물 흡수에 도움을 주며, 우수한 항균지속성을 가져 수일 간 드레싱 교체가 필요 없이 사용 가능하다.

또한 본 발명은 상기 활성탄소섬유에 은나노 입자와 수지가 함침되어 있는 드래싱재의 양면 최외각층에 비부착성을 가진 폴리우레탄을 직접 전기방사하여 나노층을 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은 신장률 및 탄성복원력이 우수하여 부상 부위에 사용시 탄력성 있는 지지대 역할을 하여 안정감과 편안함을 줄 수 있다.

도 1은 본 발명에 대한 구성 및 기능에 대한 설명도이다.
도 2, 3은 본 발명에 대한 개념도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 “초극세 섬유”라 함은 약 0.1 내지 10㎛의 직경을 갖는 섬유를 의미한다.

“섬유 집합체”란 섬유를 직조공정을 거치지 않고, 평행 또는 부정방향으로 배열하고 섬유가 서로 얽히도록 기계적인 처리를 하여 만든 것으로 부직포가 하나의 예이다.

도 1은 본 발명에 대한 구성 및 기능에 대한 설명도이며, 도 2,3은 본 발명에 대한 개념도이다.

본 발명은 활성탄소섬유(33) 및 상기 활성탄소섬유(33) 사이 공간 일부에 수지(30)가 결합되고, 상기 수지(30)의 내부 및 표면에 금속나노 입자(31)가 결합된 흡수층(10)으로 구성되며, 필요에 따라서는 상기 흡수층 일면 또는 양면에 나노섬유로 구성된 나노층(20)을 추가로 적층시켜 사용할 수 있다.

활성탄소섬유(33)는 탄소섬유의 10Å 미만의 미세기공을 발달시킨 것으로 비표면적이 크며 흡착속도가 빠르고 흡착용량이 큰 고성능 흡착재료이다. 기상흡착 분야뿐만 아니라 고도정수처리 분야에 있어서도 활성탄을 대체할 수 있는 새로운 수처리제로 가능하며 본 발명인 드레싱에서는 상처 삼출물을 빠른 시간에 흡수할 수 있으며, 상처 부위의 각종 냄새도 함께 제거가 가능하다.

활성탄소섬유(33)는 섬유의 특성을 그대로 보유하고 있으므로 직포, 부직포, 종이 등의 형태로 가공하여 취급하기 매우 편리하여 다양한 분야에 사용될 수 있고 본 발명에서는 부직포 또는 섬유 집합체로 사용될 수 있다.

본 발명은 상기 활성탄소섬유(33)를 나노 사이즈의 금, 은, 팔라듐, 백금, 구리, 아연 또는 이들의 합금 또는 화합물 중 적어도 어느 하나인 금속나노 입자(31)가 포함된 폴리우레탄 수지(30) 용액에 함침시킨 후 상기 금속 등이 첨착된 활성탄소섬유를 건조기에서 24시간 이상 건조시킨다.

또한 상기 수지 용액의 용매로 물 이외에 극성용매인 DMA(dimethylacetamide), DMSO(dimethyl solfoxide), HMPA(hexamethylphosphoric acid) 등을 혼합사용할 수 있다.

수지는 물에 녹거나 물에 풀리는 성질의 수지로 일반 고분자 수지이외에 생체적합성 고분자 수지 및 천연 고분자 수지로 사용할 수 있다.

일반 고분자 수지는 폴리우레탄(Polyurethane(PU)), 폴리비닐클로라이드(Poly(vinyl chloride)(PVC), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌공중합체 (acrylonitrile butadiene styrene copolymer(ABS)), 폴리옥시메틸렌(poly Oxy Methylene(POM)), 폴리프로필렌(Polypropylene(PP)), 폴리에틸렌(Polyethylene(PE)),폴리페닐렌옥사이드(Polyphenylene oxide(PPO)), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate(PBT)), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate(PET)), 페놀(Phenol), 불소, 에폭시(Epoxy), 불포화폴리에스터(Unsaturated Polyester(UP)), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethlymethacrylate(PMMA)), 폴리에테르에테르케톤(Polyetherether ketone(PEEK)), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylene sulfide(PPS)), 폴리아마이드(Polyamide(PA)), 폴리카보네이트(Polycarbonate(PC))가 있으며,

생체적합성 고분자는 프로틴(Protein), 폴리(아스파르트산)(Poly(Aspartic Acid)), 폴리라틱산(Poly(L-Lactic Acid)), 폴리글리콜산(Poly(Glycolic Acid)), PLGA 등이 있고,

천연 고분자는 셀룰로오스(Cellulose), 콜라겐(Collagen), 젤라틴(Gelatin), 키틴(Chitin), 키토산(Chitosan) 등이 있다.

금속나노 입자(31)에서 금속의 종류로 은 금, 은, 팔라듐, 백금, 구리, 아연 또는 이들의 합금 또는 화합물이 가능하며 모두 피복재에서 효과적으로 세균을 죽이는 것으로 알려진 물질이며, 특히 은 금속이 가장 항균성에 효과적이다.

특히 은(Ag)은 금속분말로 사용할 수 있고, 은 금속염으로도 사용 가능하다. 상기 은 금속염은 질산은, 황산은, 염화은 등을 사용할 수 있다.

또한, 유기 항균제인 알코올계, 알데하이드계, 페놀계, 아미드계, 이미다졸계, 아졸계, 할로겐계를 흡수층의 수지와 혼합사용가능하다.

다음으로 본 발명은 추가로 상기 흡수층(10) 일면 또는 양면에 나노섬유로 구성된 나노층(20)이 적층되어 사용될 수 있다.

본 발명은 흡수층(10)이 금속나노 입자(31)가 포함된 수지(30) 용액에 함침된 후 건조된 것으로 상기 흡수층(10) 내부 및 표면의 활성탄소섬유 섬유 사이 공간 일부를 금속나노 입자(31)와 함께 수지(30)가 흘러들어가서 경화된다. 경화된 수지 내부 및 외부 표면에 금속나노 입자(31)가 결합된 구조이다. 따라서, 상기 흡수층(10)의 내부 공간의 일부는 빈 공간으로 존재하여 공기가 통과할 수 있는 기공을 갖고 있다.

또한 흡수층(10)과 나노층(20)의 적층 계면에 있어서 조성물은 유사한 것이 바람직하며 결과적으로 추가 접착제 또는 접착필름이 필요 없어, 흡수층(10)의 기공과 나노섬유로 구성된 나노층(20)의 기공이 별도의 접착제 또는 접착필름을 사용하지 않으므로 기공의 연속성이 유지가 되어 흡수성 및 통기성에 유리한 특징이 있다.

상기 나노섬유로 구성된 나노층(20)은 용융전기방사를 통한 나노섬유로 적층된 것으로 신장율이 500%~1,000%인 것에 특징이 있다.

흡수층(10)의 수지(30)의 종류와 유사한 종류의 수지로 나노층(20)의 나노섬유를 전기방사하여 적층시키는 것이 바람직하며, 유사한 종류의 구분은 흡수층(10)에 상용된 수지(30)와 마찬가지로 나노섬유도 일반 고분자 수지, 생체적합성 고분자 수지, 천연 고분자 수지로 구될 수 있으며 같은 구분의 수지를 사용하면 바람직하고 더 바람직하게는 동일한 수지를 사용하는 것이 타당하다.

용융전기방사란 섬유 원료 용융액을 하전상태에서 방사하여 미세 직경의 섬유를 제조하는 기술이다. 용융 전기방사법은 솔벤트를 사용하지 않고 고분자 용융액만을 사용하여 섬유를 제조하기 때문에 잔류 솔벤트로 인한 유해한 효과가 전혀 없어, 특히 제조된 웹을 창상 치료용 드레싱재 등으로 이용하는데 유용하다.

이러한 용융 전기방사법은 전극의 한 극은 방사노즐부에, 다른 한 극은 콜렉터에 위치한 서로 반대 극성을 가지는 두 전극 사이에서, 하전된 고분자 용융액을 방사노즐부를 거쳐 공기중으로 토출하고, 이어서 공기 중에서 하전 필라멘트의 연신 및 또 다른 필라멘트 분기를 거쳐 극세섬유를 제조하는 방법이다. 즉, 하전된 토출 필라멘트는 노즐과 콜렉터 사이에 형성된 전기장 내에서 상호 반발 등 전기적 영향으로 심한 요동을 거치면서 극세화된다.

이 때, 초극세 섬유 부직포를 구성하는 초극세 섬유의 직경은 전기방사시의 조건을 적절히 조절함으로써 조절될 수 있다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 나노층(20)은 바람직하게는 극세사의 평균직경이 0.1~10㎛이고, 단위면적당 중량이 1.0g/㎡~10g/㎡이며, 두께가 10㎛~100㎛인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 나노층(20)는, BS EN 13726-1:2002으로 측정한 투습도가 5000g/㎡24시간 이상으로 우수한 투습 특성을 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 수지 중에 열가소성 폴리우레탄은 공지된 폴리우레탄 반응기술을 사용하여 제조할 수 있다. 예컨대, 폴리알킬렌에테르글리콜에 과잉 몰의 유기디이소시아네이트를 아미드계 극성용매 중에서 반응시켜 말단에 이소시아네이트기를 갖는 중간중합체를 조제하고, 이어서, 이러한 중간중합체를 아미드계 극성용매에 용해하고 사슬연장제와 말단정지제를 반응시킴으로써 폴리우레탄 중합체를 얻을 수 있다. 열가소성 폴리우레탄은 선형 구조의 거대한 분자 구조로 인해서 열가소성을 띄고, 일반적인 폴리우레탄과는 달리 열가소성 폴리우레탄을 제조하기 위해서는 연쇄 부가 반응을 거쳐야 한다.

또한 열가소성 폴리우레탄의 선형 구조를 얻기 위해서는 2개의 관능기를 가진 MDI를 아디픽산(Adipic acid), 글리콜(Glycol)과 부탄디올(Butanediol)로 제조된 선형 폴리에스터 폴리올(Polyesterol) 또는 폴리테트라하이드로퓨란(Polytetrahydrofuran)과 반응을 시킨다. 열가소성 폴리우레탄의 탄성체적인 물성은 고분자 연쇄 부가 반응시에 생기는 상분리 현상에 영향을 받는다. 즉, MDI와 폴리올 그리고 MDI와 부탄디올의 반응 생성물로부터 상분리가 일어난다.

친수성 폴리우레탄 프리폴리머의 제조에 있어서는 바람직하게는 이소시아네이트 1~3몰에 대해 폴리에테르폴리올류 0.15~0.95 몰비로 합성하여 제조한다.

이소시아네이트로는 이소포론 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트 및 그 이성질체, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 라이신디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 비스(2-이소시아네이트에텔)-퓨마레이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,6-헥산디이소시아네이트, 4,4'-바이페닐렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸페닐렌디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, m-페닐렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 1,4-자일렌디이소시아네이트, 1,3-자일렌디이소시아네이트 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트 및 그 이성질체, p-페닐렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네디트를 사용하는 편이 좋다.

폴리에테르폴리올류는 분자내에 3개 이상의 수산기를 갖고 분자량이 3,000~6,000이며 에틸렌옥사이드 함량이 50~80%인 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 랜덤공중합체와 분자내에 2개 이상의 수산기를 갖고 분자량이 1,000~4,000인 폴리프로필렌글리콜 중량 대비 30:70으로 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 분자내에 3개의 수산기를 갖고 분자량이 3,000~6,000이며 에틸렌옥사이드 함량이 50%~80%인 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 랜덤 공중합체를 단독으로 사용하는 편이 좋다. 그러나 물성조절을 위하여 상기에서 언급하지 않은 타 이소시아네이트화합물과 폴리올류를 혼합 사용할 수 있다.

열가소성 폴리우레탄 칩이 준비되면 상기 폴리우레탄 칩을 방사구금과 콜렉터 사이에 전압이 인가된 상태하에서, 전기방사에 의해 콜렉터 상에 방사하여 초극세 섬유 웹을 형성한다. 이때, 콜렉터의 속도를 0.5m/min 내지 1m/min의 느린 속도로 방사하여 평균직경이 0.1㎛이상 10㎛미만인 소기공을 갖는 섬유 웹을 수득하고, 이어서 콜렉터의 속도를 5m/min 내지 10 m/min의 빠른 속도로 방사하여 평균직경이 10㎛이상 50㎛미만인 대기공을 갖는 섬유 웹을 수득할 수 있다.

본 발명의 구현 예들에서는 필요에 따라 콜렉터의 속도 및 방사 시간을 조절하여 소기공과 대기공을 소정의 비율로 포함하는 섬유 웹을 조절할 수 있다.

또한, 소기공을 갖는 섬유 웹을 수득하는 단계와 대기공을 갖는 섬유 웹을 수득하는 단계를 2회 이상 반복 실시하는 것도 가능하다. 이러한 열가소성 초극세 폴리우레탄 초극세 섬유가 전기방사되면서 동시에 3차원의 네트워크로 융착되어 다공성 나노층(20)를 형성한다. 따라서 기재가 없더라도 소정의 두께의 나노층(20)을 제조할 수 있다.

이하에서 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이다. 이러한 실시예는 본 발명의 바람직한 구현예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 보호범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

0.1mm×20mm×40mm 사이즈의 활성탄소섬유(ACF)15g을 105℃의 오븐에서 24시간 이상 건조시킨 다음 은 나노입자가 있는 폴리우레탄 수지 용액에 함침 시킨다. 균일한 함침을 위해 코팅바를 이용하여 은 나노가 함침된 ACF를 밀어준다. 그 후에 ACF를 150℃오븐에 넣고, 24시간이상 건조시킨다.

실시예 2

실시예 1의 흡수층의 상하면에 직접 전기방사하며 평량 1g/m²으로 맞춘다. 전기방사방법은 아래와 같다.

100ppm이하 수분율로 관리되는 MI(melt index)가 224℃에서 60g/10min인 열가소성 폴리우레탄을 사용하여 40mm, L/D=25인 단일 스크류(single screw)의 압출기에서 각단을 Z1, Z2, Z3로 할 때, Z1의 온도를 210 내지 230℃, Z2의 온도를 180 내지 190℃ 및 Z3의 온도를 210 내지 230℃로 설정하고 최종 방사 빔(spinning veam)의 온도를 200℃에서 기어 펌프 속도를 5~30rpm으로 조절해가면서 전기방사 하였다. 전기방사시 방사구금의 전압은 50kv로 인가하였고, 콜렉터의 전압은 -30 내지 -50kv로 인가하였다. 이때, 콜렉터의 속도를 0.8 m/min으로 조절하여 미세기공을 갖는 섬유 웹을 집적한 후 콜렉터의 속도를 7m/min로 증가시켜 방사하여 대기공을 갖는 섬유 웹을 얻는 과정을 3차례 반복하였다. TCD(Tip to collector distance)은 20~50cm범위로 하였으며, 홀당 폴리머 0.1 내지 0.2g가 토출되어 나노층(20)을 형성하였다. 전기방사에 의해 수득된 초극세 나노층(20)을 100℃에서 캘린더링하여 항균 부직포 드레싱을 제조하였다.

비교예 1

Exciton Technologies사의 exsalt SD7 Wound Dressing

비교예 2

CalgonCarbon사의 zorflex wound dressing

비교예 3

Smith & nephew 사의 Acticoat dressing

비교예 4

Bio-medical Carbon Technology사의 Kocarbon Ag 실버 탄소 상처 dressing

<물성 평가>

1. 인장특성 평가

인장변형율 및 인장응력은 만능시험기계(이하 UTM)을 사용하여 측정하였다. Cross head speed는 100mm/min으로 시편이 파단이 될 때까지를 최종신율로 계산하였고 그때의 stress를 인장응력으로 정의하여 비교하였다. 시편의 치수는 KS M3054의 플라스틱 필름 및 시트의 인장 시험방법 규격의 1호형 시험편을 기준하여 준비하였다.

2. 투습도 평가

실시예 및 비교예를 내부직경 35.7±0.1mm, 단면적 10cm² 사이즈로 하여 BS EN 13726-1:2002으로 투습성을 평가한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

3. 소취도 평가

실시예 및 비교예를 10cm x 10 cm 사이즈로 하여 환경 표지 인증 기준(EL608)에 의해 2시간 동안 tedlar bag에 암모니아가스(NH3)와 시료를 함께 넣어 암모니아가스(NH3)의 잔류량을 검지관으로 확인하여 백분율로 평가하였다.

4. 항균성 평가

ASTM E2149-10에 의거하여 실시예 1 및 비교예 1 내지 4의 시료를 10±01g 로 준비한 후, 각 시료별로 무균 250ml 진탕플라스크를 준비하여 세균 접종물의 실행 희석액 50±05ml를 각 플라스크에 추가하였다. 각 플라스크 속에 실시예 1 및 비교예 1 내지 4의 시료를 각각 배치한 후, 각 플라스크들을 진탕기(wrist-action shaker) 위에 놓고 60±5분 동안 최대 속도로 흔들고 희석하여 평판 배지에 분주하고 24시간, 35±2℃ 인큐베이터에서 배양한 후 현미경으로 배양 페드리디쉬 내 집락수를 확인하였다. 하기 식에 의해 계산한 항균성을 계산하였다.

항균력(%) = (B-A)/B × 100

A: 시료와 세균 희석액의 접촉시간 이후 세균수

B: 시료를 처리하지 않은 대조군의 세균수

* 음성대조군은 100%, 양성대조군 5.4%

	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
인장변형율(%)	7.5432	7.73059	6.9248	6.9328	8.3769	7.2321
인장응력(kgf/cm2)	49.6824	50.2321	55.2311	49.3321	60.3474	49.2684
투습도(g/㎡24시간)(%)	4638.2	4768.3	5380.2	5432	6328	4833
소취도(%)	99.9	99.9	22	60	20	40
항균성(%)	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	98.2

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 이러한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 흡수층 20 : 나노층
30 : 수지 31 : 금속나노 입자
33 : 활성탄소섬유

Claims

활성탄소섬유 및 상기 활성탄소섬유 사이 공간 일부에 수지가 결합되고, 상기 수지의 내부 및 표면에 금속나노 입자가 결합된 흡수층으로 구성된 항균 부직포 드레싱.
제1항에 있어서,
상기 흡수층 일면 또는 양면에 나노섬유로 구성된 나노층이 적층된 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱.
제1항에 있어서,
상기 수지는 폴리우레탄(Polyurethane(PU)), 폴리비닐클로라이드(Poly(vinyl chloride)(PVC), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌공중합체 (acrylonitrile butadiene styrene copolymer(ABS)), 폴리옥시메틸렌(poly Oxy Methylene(POM)), 폴리프로필렌(Polypropylene(PP)), 폴리에틸렌(Polyethylene(PE)),폴리페닐렌옥사이드(Polyphenylene oxide(PPO)), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate(PBT)), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate(PET)), 페놀(Phenol), 불소, 에폭시(Epoxy), 불포화폴리에스터(Unsaturated Polyester(UP)), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethlymethacrylate(PMMA)), 폴리에테르에테르케톤(Polyetherether ketone(PEEK)), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylene sulfide(PPS)), 폴리아마이드(Polyamide(PA)), 폴리카보네이트(Polycarbonate(PC)) , 프로틴(Protein), 폴리(아스파르트산)(Poly(Aspartic Acid)), 폴리라틱산(Poly(L-Lactic Acid)), 폴리글리콜산(Poly(Glycolic Acid)), PLGA, 셀룰로오스(Cellulose), 콜라겐(Collagen), 젤라틴(Gelatin), 키틴(Chitin), 키토산(Chitosan) 중 어느 하나인 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱.
제1항에 있어서,
상기 금속나노 입자는 나노 사이즈의 금, 은, 팔라듐, 백금, 구리, 아연 또는 이들의 합금 또는 화합물인 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱.
제1항에 있어서,
상기 흡수층에 추가로 알코올계, 알데하이드계, 페놀계, 아미드계, 이미다졸계, 아졸계, 할로겐계의 적어도 어느 하나 이상으로 구성된 유기 항균제가 포함된 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱.
제2항에 있어서,
상기 나노층은 한 개 이상의 나노섬유로 구성되며, 용융전기방사를 이용한 나노섬유가 적층된 것으로 신장율이 500%~1,000%인 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱.
제6항에 있어서,
상기 나노섬유는 일반 고분자 수지, 생체접합성 고분자 수지 또는 천연 고분자 수지 중 어느 하나이며,
상기 일반 고분자 수지는 폴리우레탄(Polyurethane(PU)), 폴리비닐클로라이드(Poly(vinyl chloride)(PVC), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌공중합체 (acrylonitrile butadiene styrene copolymer(ABS)), 폴리옥시메틸렌(poly Oxy Methylene(POM)), 폴리프로필렌(Polypropylene(PP)), 폴리에틸렌(Polyethylene(PE)),폴리페닐렌옥사이드(Polyphenylene oxide(PPO)), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate(PBT)), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate(PET)), 페놀(Phenol), 불소, 에폭시(Epoxy), 불포화폴리에스터(Unsaturated Polyester(UP)), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethlymethacrylate(PMMA)), 폴리에테르에테르케톤(Polyetherether ketone(PEEK)), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylene sulfide(PPS)), 폴리아마이드(Polyamide(PA)), 폴리카보네이트(Polycarbonate(PC)) 중 어느 하나이고,
상기 생체적합성 고분자는 프로틴(Protein), 폴리(아스파르트산)(Poly(Aspartic Acid)), 폴리라틱산(Poly(L-Lactic Acid)), 폴리글리콜산(Poly(Glycolic Acid)), PLGA 중 어느 하나이고,
상기 천연 고분자는 셀룰로오스(Cellulose), 콜라겐(Collagen), 젤라틴(Gelatin), 키틴(Chitin), 키토산(Chitosan) 중 어느 하나인 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱.
제2항에 있어서,
상기 나노층은 초극세 섬유 집합체로 구성된 것으로,
상기 초극세 섬유 사이에 평균직경이 0.1㎛이상 10㎛미만의 소기공과 평균직경이 10㎛이상 50㎛미만의 대기공으로 구성된 것에 특징이 있는 항균 부직포 드레싱.