KR20220033962A

KR20220033962A - 항균 또는 항바이러스 활성을 갖는 수산화 인회석 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20220033962A
Application number: KR1020210010978A
Authority: KR
Inventors: 김영봉; 정선미; 김정환; 김정민
Original assignee: 건국대학교기술지주 주식회사; 주식회사 이스타드; 주식회사 케이알바이오텍
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2022-03-17
Also published as: KR102546359B1

Abstract

본 발명은 항균 또는 항바이러스 활성을 갖는 수산화 인회석 및 이의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 수산화 인회석 및 이의 제조방법을 이용하는 경우, 패각에서 수산화 인회석을 분리하여 대량 생산할 수 있으며, 수산화 인회석을 포함하는 물품을 제조하는 경우 우수한 항바이러스 및 항균 효과를 나타낸다.

Description

항균 또는 항바이러스 활성을 갖는 수산화 인회석 및 이의 제조 방법{Hydroxyapatite with Anti-viral or Anti-bacterial Activity and Preparation Method therefor}

본 발명은 항균 또는 항바이러스 활성을 갖는 수산화 인회석 및 이의 제조 방법을 제공한다.

수산화 인회석(Hydroxyapatite, Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂, 이하 HA)은 뼈, 치아, 골 이식재(임플란트)의 주요 성분인 생체 활성 칼슘 인산염 세라믹(Bioactive calcium phosphate ceramic)이다. 이미 수산화 인회석을 약물 전달, 생물 지표, 생체 의학적 스캐폴드로 활용하는 많은 연구들이 수행되었다. 수산화 인회석은 사람, 동물의 뼈를 고온으로 처리한 결과 얻을 수 있고 이는 대부분 골 이식재로 활용되고 있다.

최근 신종 바이러스의 출현으로 전세계 큰 피해를 주고 있어, 이의 피해를 줄이고자 항균/항바이러스 소재에 대한 연구가 진행되고 있다. 항균/항바이러스 소재의 대표적인 예로는 구리(Cu), 은(Ai), 아연(Zn) 등이 있으며 이들의 항균효과는 잘 알려져 있으며, 이들을 사용한 항균 필름은 현재 시판되고 있다. 다만, 항균효과를 가지는 소재인 구리, 은, 아연을 사용하여 제조된 필름이 실제로 항균효과를 나타내는지는 알려져 있지 않다.

따라서, 신종 바이러스 출현에 의한 피해를 줄이기 위해, 생체 무해하고 항균/항바이러스 효과를 나타내는 소재 및 필름, 필름코팅제 등의 개발의 필요성이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1192687호

본 발명자들은 항바이러스 및 항균 효과를 가지는 친환경 나노 바이오 소재를 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과 패각에서 수산화 인회석을 분리하여 수산화 인회석을 대량 생산할 수 있으며, 수산화 인회석을 포함하는 물품을 제조하는 경우 항바이러스 및 항균 효과가 뛰어남을 규명함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 항균 및 항바이러스 효과를 갖는 수산화 인회석의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수산화 인회석을 포함하는 항균용 또는 항바이러스용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수산화 인회석을 포함하는 항균용 또는 항바이러스용 코팅제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수산화 인회석을 포함하는 소독제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수산화 인회석을 포함하는 항균 또는 항바이러스용 조성물을 포함하거나 표면에 코팅된 항균 또는 항바이러스용 물품을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 항균 및 항바이러스 효과를 갖는 수산화 인회석의 제조 방법을 제공한다:

(a) 패각을 분쇄하는 단계;

(b) 패각에 NaOH/HCl을 처리하는 단계;

(c) 패각을 열처리하는 단계;

(d) 패각을 추가적으로 재분쇄하는 단계.

본 명세서 상의 용어 "수산화 인회석"이란 생리적 조건 하에서 열역학적으로 가장 안정된 인산칼슘화합물을 의미하며, Hydroxyapatite, Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂, 또는 고용량 칼슘하이드록사이드(Ca(OH)₂)를 지닌 수산화 인회석을 의미한다. 수산화 인회석은 인공뼈, 인공치아, 골 이식재(임플란트)의 주요 성분으로 생물공학에서 응용범위가 넓으며, 크게 합성 수산화 인회석 또는 천연 수산화 인회석으로 구분되고 그 중 천연 수산화 인회석은 바다 속 산화나 해조류, 또는 인간이나 동물의 뼈나 치아로부터 채취될 수 있다.

이하에서 상기 수산화 인회석을 제조하는 방법을 단계별로 설명한다.

(a) 패각을 분쇄하는 단계

패각을 분쇄하는 단계는 HA 분말을 제조하기 전에 패각의 입자 크기를 작게 만들어 물리적, 화학적 반응 속도를 촉진시키는 단계이다.

본 발명의 상기 패각을 분쇄하는 단계는 입자의 크기를 작게 할수 있다면 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법을 적용할 수 있으며, 그 방법에 제한되지 않는다.

본 명세서 상의 용어 "패각"이란 연체동물에서 연체를 싸서 보호하는 무기질의 분비형성물을 의미하며, 일반적으로 무기염류 95%(대부분이 탄산칼슘으로 인산칼슘 1~2%, 탄산마그네슘 0.5% 이하)와 단백질성의 콘키올린으로 구성된다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 패각은 이매패류, 부족류, 복족류의 패각이다.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 패각은 가리비 패각, 굴 패각 또는 이들의 조합이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 패각을 분쇄하는 단계는 상기 패각을 분쇄하는 단계 이전에 패각을 세척하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 패각을 세척하는 단계는 차염소산 나트륨을 처리하여 수행된다.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 패각을 세척하는 단계는 패각 대비 1 내지 20 Liter/Kg의 차염소산 나트륨을 처리하여 수행되는 단계이다. 보다 구체적으로 상기 패각을 세척하는 단계는 패각 대비 3 내지 20 Liter/Kg, 5 내지 20 Liter/Kg, 7 내지 20 Liter/Kg, 9 내지 20 Liter/Kg, 3 내지 15 Liter/Kg, 5 내지 15 Liter/Kg, 7 내지 15 Liter/Kg, 9 내지 15 Liter/Kg, 3 내지 13 Liter/Kg, 5 내지 13 Liter/Kg, 7 내지 13 Liter/Kg, 9 내지 13 Liter/Kg, 3 내지 11 Liter/Kg, 5 내지 11 Liter/Kg, 7 내지 11 Liter/Kg, 9 내지 11 Liter/Kg의 차염소산 나트륨을 처리하여 수행되는 단계이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 패각을 세척하는 단계는 패각 대비 9 내지 10 Liter/Kg의 차염소산 나트륨을 처리하여 수행되는 단계이다.

(b) 패각에 NaOH/HCl을 처리하는 단계

패각에 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 염기와 산 처리를 통해 불순물을 제거하고 칼슘성분을 일부 제거하여 조직을 연화 시켜주는 탈회 과정이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 0.1 내지 10N의 NaOH를 처리하는 것이다. 보다 구체적으로 상기 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 0.1 내지 5N, 0.1 내지 3N, 0.1 내지 2N, 0.1 내지 1.5N, 0.5 내지 10N, 0.5 내지 5N, 0.5 내지 3N, 0.5 내지 2N의 NaOH를 처리하는 것이다. 가장 구체적으로 상기 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 0.5 내지 1.5N의 NaOH를 처리하는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 0.1 내지 10N의 HCl을 처리하는 것이다. 보다 구체적으로 상기 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 0.1 내지 5N, 0.1 내지 3N, 0.1 내지 2N, 0.1 내지 1.5N, 0.5 내지 10N, 0.5 내지 5N, 0.5 내지 3N, 0.5 내지 2N의 HCl을 처리하는 것이다. 가장 구체적으로 상기 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 0.5 내지 1.5N의 HCl을 처리하는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 패각 대비 0.1 내지 5 Liter/Kg의 HCl을 처리하는 단계이다. 보다 구체적으로 상기 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 패각 대비 0.3 내지 5 Liter/Kg, 0.5 내지 5 Liter/Kg, 0.7 내지 5 Liter/Kg, 0.3 내지 4 Liter/Kg, 0.5 내지 4 Liter/Kg, 0.7 내지 4 Liter/Kg, 0.3 내지 3 Liter/Kg, 0.5 내지 3 Liter/Kg, 0.7 내지 3 Liter/Kg, 0.3 내지 2 Liter/Kg, 0.5 내지 2 Liter/Kg, 0.7 내지 2 Liter/Kg, 0.3 내지 1.5 Liter/Kg, 0.5 내지 1.5 Liter/Kg, 0.7 내지 1.5 Liter/Kg의 HCl을 처리하는 단계이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 패각 대비 1 내지 20 Liter/Kg의 NaOH를 처리하는 단계이다. 보다 구체적으로 상기 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 패각 대비 3 내지 20 Liter/Kg, 5 내지 20 Liter/Kg, 7 내지 20 Liter/Kg, 9 내지 20 Liter/Kg, 3 내지 15 Liter/Kg, 5 내지 15 Liter/Kg, 7 내지 15 Liter/Kg, 9 내지 15 Liter/Kg, 3 내지 13 Liter/Kg, 5 내지 13 Liter/Kg, 7 내지 13 Liter/Kg, 9 내지 13 Liter/Kg, 3 내지 11 Liter/Kg, 5 내지 11 Liter/Kg, 7 내지 11 Liter/Kg, 9 내지 11 Liter/Kg의 NaOH를 처리하는 단계이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 NaOH/HCl을 처리하는 단계는 패각 대비 0.7 내지 1.5 Liter/Kg의 HCl 처리한 후, 패각 대비 9 내지 11 Liter/Kg의 NaOH를 처리하는 단계이다.

상기 탈회과정은 염산의 농도와 시간이 탈회의 정도를 결정하여 지나치게 탈회한 것은 향후 항균/ 항바이러스 기능성이 소실되어 적절한 조건이 요구된다.

(c) 패각을 열처리하는 단계

패각을 열처리하는 단계는 HA에서 HA의 주성분 특히 Ca(OH)₂만 남기고 나머지 성분을 제거하는 단계이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 열처리하는 단계는 600 내지 1600 ℃에서 수행되는 것이다. 보다 구체적으로, 상기 열처리하는 단계는 600 내지 1500 ℃, 600 내지 1600 ℃, 600 내지 1400 ℃, 900 내지 1500 ℃, 1000 내지 1600 ℃, 1000 내지 1400 ℃, 1000 내지 1300 ℃이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열처리하는 단계는 1000 내지 1200 ℃이다.

(d) 패각을 추가적으로 재분쇄하는 단계

패각을 추가적으로 재분쇄하는 단계는 HA를 일정한 크기로 분쇄하기 위한 단계이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 재분쇄하는 단계는 HA의 입자 크기를 0.1 내지 225 μ로 분쇄하는 단계이다. 보다 구체적으로 상기 재분쇄하는 단계는 HA의 입자 크기를 0.1 내지 200 μm, 0.1 내지 150 μm, 0.1 내지 100 μm, 0.1 내지 50 μm, 0.1 내지 25 μm, 0.1 내지 10 μm, 0.5 내지 225 μm, 0.5 내지 200 μm, 0.5 내지 150 μm, 0.5 내지 100 μm, 0.5 내지 50 μm, 0.5 내지 25 μm, 1 내지 225 μm, 1 내지 200 μm, 0.1 내지 150 μm, 0.1 내지 100 μm, 0.1 내지 50 μm, 0.1 내지 25 μm로 분쇄하는 단계이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 재분쇄하는 단계는 HA의 입자 크기를 0.1 내지 10 μm로 분쇄하는 단계이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 패각을 추가적으로 재분쇄하는 단계는 고압 파쇄기를 통해 수행되는 단계이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 수산화 인회석을 포함하는 항균용 또는 항바이러스용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수산화 인회석은 입자 크기가 0.5 내지 225 μm인 것이다. 보다 구체적으로 상기 수산화 인회석의 입자 크기는 0.5 내지 225 μm, 0.5 내지 200 μm, 0.5 내지 150 μm, 0.5 내지 100 μm, 0.5 내지 50 μm, 0.5 내지 25 μm, 1 내지 225 μm, 1 내지 200 μm, 1 내지 150 μm, 1 내지 100 μm, 1 내지 50 μm, 1 내지 25 μm인 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수산화 인회석의 입자 크기는 0.1 내지 10 μm인 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수산화 인회석은 상기 수산화 인회석 제조 방법을 통해 제조되는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 항균용 조성물은 대장균(E.coli), 황색포도상구균(S.aureus), 살모넬라(Salmonella), 및 바실라스 세레우스 (Bacillus cereus) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항균 활성을 가지는 것이다.

대장균은 사람 및 동물의 대장에 서식하는 세균 중 하나로, 분변에 의해 오염된 환경에서는 쉽게 발견할 수 있기 때문에 식품, 음료, 식당과 같은 청결을 필요로 하는 대상의 오염의 지표로 사용되는 세균이다. 대장균을 항원구조에 의해 구별하면, O항원에서 1~136, K항원에서 1~78, H항원에서 1~40으로 분류된다. 대장균은 장 속에서는 병원성을 나타내지 않는 것이 보통이지만, 장 이외의 부위에 들어가면 방광염·신우염·복막염·패혈증 등을 일으키고, 또한 장 속에서도 O의 26, O의 55, O의 111 등과 같은 항원형 대장균은 젖먹이에서 성인에 이르기까지 전염성 설사를 일으키는 경우가 있으므로 특히 병원성 대장균이라고 한다.

황색포도상구균은 인간이나 동물의 피부, 소화관에 상재하는 포도상구균의 하나로 인간에게 농양 등 다양한 표피 감염, 식중독, 폐렴, 수막염, 패혈증 등을 일으키는 원인균이다.

살모넬라는 사람이나 동물의 장에 기생하는 병원성 세균이며, 주로 사람과 동물의 장에 기생하며, 일부 종을 제외한 대부분은 사람에게 심각한 영향을 끼치는 병원균으로 티푸스성 질환이나 식중독, 위장염 따위를 일으킨다. 살모넬라는 장티푸스균, 파라티푸스균, 장염균 등 혈청형이 2,500종 가량이 있다.

바실러스 세레우스는 토양, 수중, 공기, 식물표면에 널리 분포하며 보통 음식에 10 CFU/g 이하로 존재하는 비병원성 균이지만, 10⁶ CFU/g 이상 증식 시 사람이나 동물에서 식중독을 일으키는 균으로 그람 양성 균이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 항바이러스용 조성물은 코로나 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 콕삭키 바이러스 및 헤르페스 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항바이러스 활성을 가지는 것이다.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 코로나 바이러스는 COVID-19이다.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 인플루엔자 바이러스는 H1N1/PR8이다.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 콕사키 바이러스는 Coxsackie virus B1 (CVB1) 이다.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 허피스 바이러스는 Herpes simplex virus-1 (HSV-1) 이다.

코로나 바이러스는 코로나바이러스 과(Family　Coronaviridae)에 속하는 바이러스들을 지칭하며 일반적으로 조류뿐만 아니라 사람을 포함한 다양한 포유류에서도 발견된다. 코로나바이러스는 그 종이 다양하고, 바이러스의 특성과 숙주에 따라서 호흡기와 소화기 감염병을 모두 유발하는 것으로 알려져 있다. 코로나 바이러스는 알파, 베타, 감마, 델타 4가지 속으로 구분되며 베타 코로나바이러스에 속하는 MERS-CoV, SARS-CoV, SARS-CoV-2(COVID-19)가 인체에 감염되어 호흡기 질환을 일으킨다. 상기 코로나 바이러스 중 COVID-19는 2019년 12월 중국 후베이성 우한시에서 발생하여 세계적으로 확산된, 새로 발견된 신종 코로나바이러스를 의미한다.

인플루엔자 바이러스는 오르쏘믹소바이러스과(Orthomyxoviridae)에 속하는 바이러스로, 바이러스의 기질 단백질과 뉴클레오캡시드 단백질에 대한 면역학적 특성(항원특이성)에 따라 크게 세 가지 타입, 즉 A, B, C형으로 분류된다. 이중, A형 바이러스는 HA와 NA 단백질의 항원특이성에 따라 18개의 HA 및 11개의 NA로 세분되며, 이들의 조합에 의해 A형 바이러스의 아형이 결정된다(가령, H1N1, H5N1 등). 이와 달리 B형 바이러스는 아형 대신 크게 두 개의 계통(빅토리아와 야마가타)으로 다시 분류된다. 인플루엔자 바이러스 중에서 주로 문제되는 것은 A형 및 B 형 바이러스이며 이들은 독감을 일으키는 원인체이다.

콕삭키 바이러스는 피코르나바이러스과(Picornaviridae)에 속하는 바이러스로, 24-30 nm 크기로 매우 작고, 정 20면체의 non-envelope 바이러스이며 불활화에 대한 저헝성이 높은 바이러스다. 엔테로바이러스는 유, 소아 층에 주로 감염되며 특히 위생상태가 나쁜 환경에서 흔히 전파되는 전염성 병원체로서 주로 경구로 전파되며 전 세계적으로 널리 분포되어 있다. 28개 이상의 혈청형이 존재하고 분류학적으로 Human enterovirus A, B, C에 속하는 아형(subtype)으로 구분될 수 있다. 콕사키바이러스는 사람에서 수족구, 구내염, 뇌수막염 등을 유발한다.

헤르페스 바이러스는 헤르페스 바이러스 과(Family Herpesviridae)에 속하는 바이러스로, 이중 가닥의 DNA를 가진 약 152kb 크기의 외피가 있는 바이러스이다. 50세 미만 세계 인구의 약 67%가 HSV-1 및 HSV-2를 가지고 있으며, 신체 접촉을 통해서 전파된다. HSV-1은 유전체 내에 적어도 74개의 ORF를 포함하고 있으며 이 유전자들은 capsid, envelope 단백질뿐 아니라 바이러스 복제 및 감염성을 조절하는 데 관여하는 다양한 단백질을 인코딩한다. 사람에게 질병을 유발하는 것은 8종으로, 인간헤르페스바이러스(Human Herpesvirus, HHV)라고 하기도 한다. 헤르페스바이러스 중 1형(HHV1)은 단순포진바이러스 1형(Herpes Simplex Virus 1, HSV1)이라고도 불리는데, 입의 피부와 점막에 감염된다. 헤르페스 2형(HHV2)은 단순포진바이러스 2형(Herpes Simplex Virus 2, HSV2)이라고 알려졌다. 감염자와 성 접촉을 통해 감염되며, 헤르페스 2형에 감염되면 성기 주위에 물집이 발생하고 통증이 생긴다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 수산화 인회석을 포함하는 항균용 또는 항바이러스용 코팅제 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅제 조성물은 대장균(E.coli), 황색포도상구균(S.aureus), 살모넬라(Salmonella) 및 바실라스 세레우스 (Bacillus cereus) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항균 활성을 가지는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅제 조성물은 코로나 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 콕삭키 바이러스 및 헤르페스 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항바이러스 활성을 가지는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅제 조성물은 수산화 인회석을 3 내지 12%로 포함하는 것이다. 보다 구체적으로, 상기 코팅제 조성물은 수산화 인회석을 5 내지 12%, 5 내지 9%, 6 내지 10%, 5 내지 8%, 6 내지 9%, 7 내지 10%, 5 내지 7%, 6 내지 8%, 3 내지 9%, 8 내지 10%, 5 내지 6%, 6 내지 7%, 7 내지 8%, 8 내지 9%, 9 내지 10%, 10 내지 12%로 포함하는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수산화 인회석은 입자 크기가 0.1 내지 225 μm인 것이다. 보다 구체적으로 상기 수산화 인회석의 입자 크기는 0.1 내지 200 μm, 0.1 내지 150 μm, 0.1 내지 100 μm, 0.1 내지 50 μm, 0.1 내지 25 μm, 0.1 내지 10 μm, 0.5 내지 225 μm, 0.5 내지 200 μm, 0.5 내지 150 μm, 0.5 내지 100 μm, 0.5 내지 50 μm, 0.5 내지 25 μm, 1 내지 225 μm, 1 내지 200 μm, 1 내지 150 μm, 1 내지 100 μm, 1 내지 50 μm, 1 내지 25 μm, 1 내지 10 μm인 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수산화 인회석의 입자 크기는 0.5 내지 10 μm인 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수산화 인회석은 상기 수산화 인회석의 제조 방법에 의해 제조된 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅제 조성물은 분무 형태로 대상 물체에 적용하는 것이다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 수산화 인회석을 포함하는 코팅층을 포함하는 항균용 또는 항바이러스용 필름을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 항균용 필름은 대장균(E.coli), 황색포도상구균(S.aureus), 살모넬라(Salmonella) 및 바실라스 세레우스 (Bacillus cereus) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항균 활성을 가지는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 항균용 필름은 수산화 인회석을 3 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다. 보다 구체적으로, 상기 항균용 필름은 수산화 인회석을 5 내지 12%, 5 내지 9%, 6 내지 10%, 5 내지 8%, 6 내지 9%, 7 내지 10%, 5 내지 7%, 6 내지 8%, 3 내지 9%, 8 내지 10%, 5 내지 6%, 6 내지 7%, 7 내지 8%, 8 내지 9%, 9 내지 10%, 10 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 항균용 필름은 수산화 인회석을 7 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함할 때 가장 좋은 항균 활성을 나타낸다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 항바이러스용 필름은 코로나 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 콕삭키 바이러스 및 헤르페스 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항바이러스 활성을 가지는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 항바이러스용 필름은 수산화 인회석을 3 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다. 보다 구체적으로, 상기 항바이러스용 필름은 수산화 인회석을 5 내지 12%, 5 내지 9%, 6 내지 10%, 5 내지 8%, 6 내지 9%, 7 내지 10%, 5 내지 7%, 6 내지 8%, 3 내지 9%, 8 내지 10%, 5 내지 6%, 6 내지 7%, 7 내지 8%, 8 내지 9%, 9 내지 10%, 10 내지 12% 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 항바이러스용 필름은 수산화 인회석을 5 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함할 때 가장 좋은 항바이러스 활성을 나타낸다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수산화 인회석은 입자 크기가 0.1 내지 225 μm인 것이다. 보다 구체적으로 상기 수산화 인회석의 입자 크기는 0.1 내지 200 μm, 0.1 내지 150 μm, 0.1 내지 100 μm, 0.1 내지 50 μm, 0.1 내지 25 μm, 0.1 내지 10 μm, 0.5 내지 225 μm, 0.5 내지 200 μm, 0.5 내지 150 μm, 0.5 내지 100 μm, 0.5 내지 50 μm, 0.5 내지 25 μm, 1 내지 225 μm, 1 내지 200 μm, 1 내지 150 μm, 1 내지 100 μm, 1 내지 50 μm, 1 내지 25 μm인 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수산화 인회석의 입자 크기는 1 내지 10 μm인 것이다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 필름의 제조 방법을 제공한다:

우레탄 아크릴레이트 올리고머, 메틸 에틸 케톤, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 수산화 인회석이 혼합된 용액을 필름에 코팅하는 단계; 및

코팅된 필름을 경화하는 단계.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 용액은 용액 전체 대비 수산화 인회석을 5 내지 10 %로 포함한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 용액의 용매는 톨루엔이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅은 마이크로 그라비아 코팅 방식으로 수행된다.

마이크로 그라비아 코팅은 마이크로 그라비아 롤을 사용하여 코팅하는 방식으로서, 마이크로 그라비아 롤 표면은 특수 코팅을 가능하게 하는 패턴이나 셀이 새겨져 있다. 이러한 마이크로 그라비아 롤은 베어링 위에 장착되어 지고, 코팅액이 담겨진 액팬 위에 롤의 일정 부분이 액팬 내의 코팅액에 잠겨진 상태에서 회전하며, 이러한 그라비아 롤의 회전은 코팅 액을 그 표면에 형성된 특정한 구성으로 떠서 롤이 원단이나 필름의 접촉 면으로 돌아 가면서 그 표면을 도포하게 되는데, 이때 코팅되는 면과의 접촉 전에 롤의 표면은 유연한 블레이드에 의해 균일 하게 깍이게 하여 코팅이 균일하게 되도록 하는 방식이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅된 필름을 경화하는 단계는 UV 경화 방식을 통해 수행된다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅은 코팅액과 HA가 혼합된 액을 곡면을 지닌 표면에 스프레이한 후, 필름을 경화하는 단계인 UV 경화 방식을 통해 수행된다.

본 발명의 일 구현 예에 있어서, 상기 수산화 인회석은 상기 수산화 인회석의 제조 방법으로 제조된 것이다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 수산화 인회석을 포함하는 소독제 조성물을 제공한다.

본 명세서 상의 용어 소독제는 세균의 살균을 목적으로 사용하는 약제를 의미한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수산화 인회석은 입자 크기가 0.1 내지 225 μm인 것이다. 보다 구체적으로 상기 수산화 인회석의 입자 크기는 0.1 내지 200 μm, 0.1 내지 150 μm, 0.1 내지 100 μm, 0.1 내지 50 μm, 0.1 내지 25 μm, 0.1 내지 10 μm, 0.5 내지 225 μm, 0.5 내지 200 μm, 0.5 내지 150 μm, 0.5 내지 100 μm, 0.5 내지 50 μm, 0.5 내지 25 μm, 1 내지 225 μm, 1 내지 200 μm, 1 내지 150 μm, 1 내지 100 μm, 1 내지 50 μm, 1 내지 25 μm인 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수산화 인회석의 입자 크기는 0.1 내지 1 μm인 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 소독제 조성물은 수산화 인회석을 1 내지 12%로 포함하는 것이다. 보다 구체적으로, 상기 소독제 조성물은 수산화 인회석을 1 내지 10%, 3 내지 12%, 5 내지 12%, 5 내지 9%, 6 내지 10%, 5 내지 8%, 6 내지 9%, 7 내지 10%, 5 내지 7%, 6 내지 8%, 3 내지 9%, 8 내지 10%, 5 내지 6%, 6 내지 7%, 7 내지 8%, 8 내지 9%, 9 내지 10%, 10 내지 12% 포함하는 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면 상기 소독제 조성물은 수산화 인회석을 3 내지 10%로 포함하는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수산화 인회석은 상기 수산화 인회석의 제조 방법으로 제조되는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 소독제는 파우치 형태 또는 다공성 볼 형태인 것이나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 항균용 또는 항바이러스용 코팅제 조성물, 필름 및 소독제는 항균용 또는 항바이러스용 조성물과 동일한 항균 또는 항바이러스 효과를 나타내므로, 상기 효과와 관련하여 중복되는 기재는 명세서의 복잡성을 방지하기 위해 그 기재를 생략한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 수산화 인회석을 포함하는 항균 또는 항바이러스용 조성물을 포함하거나 표면에 코팅된 항균 또는 항바이러스용 물품을 제공한다.

본 명세서 상의 용어 물품은 형체를 갖춘 물질적 대상을 의미하며, 일반적으로 일정한 형체를 유지하지만 형체가 변할 수 있으며, 그 재질 및 형상에 제한이 없다. 본 발명의 물품은 수산화 인회석을 통해 항균 또는 항바이러스 특성을 나타낼 수 있어, 사용될 수 있는 물품에는 제한이 없다.

본 발명의 물품은 물품의 제조 공정 중 수산화 인회석을 원재료에 포함시키거나 제조 공정에 투입하는 등 다양한 방법을 통하거나, 물품의 제조 후에도 후 처리 공정 등을 통해 항균 또는 항바이러스용 조성물을 포함할 수 있다.

본 발명의 물품은 물품의 제조 공정 중 수산화 인회석을 물품의 표면에 도포하거나 분무하는 등 다양한 처리 공정을 통하거나, 물품의 제조 후에도 후 처리 공정 등을 통해 항균 또는 항바이러스용 조성물을 표면에 코팅할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 물품은 필름, 플라스틱, 합성 피혁, 강판, 물티슈 및 장갑으로 이루어지는 군에서 선택되는 것이나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수산화 인회석은 입자 크기가 0.1 내지 225 μm인 것이다. 보다 구체적으로 상기 수산화 인회석의 입자 크기는 0.1 내지 200 μm, 0.1 내지 150 μm, 0.1 내지 100 μm, 0.1 내지 50 μm, 0.1 내지 25 μm, 0.1 내지 10 μm, 0.5 내지 225 μm, 0.5 내지 200 μm, 0.5 내지 150 μm, 0.5 내지 100 μm, 0.5 내지 50 μm, 0.5 내지 25 μm, 0.5 내지 225 μm, 0.5 내지 200 μm, 0.5 내지 150 μm, 0.5 내지 100 μm, 0.5 내지 50 μm, 0.5 내지 25 μm, 1 내지 225 μm, 1 내지 200 μm, 1 내지 150 μm, 1 내지 100 μm, 1 내지 50 μm, 1 내지 25 μm, 1 내지 10 μm인 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수산화 인회석은 상기 수산화 인회석의 제조 방법으로 제조된 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 물품은 항균용 필름인 것이고, 상기 항균용 필름은 수산화 인회석을 3 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다. 보다 구체적으로, 상기 항균용 필름은 수산화 인회석을 5 내지 12%, 5 내지 9%, 6 내지 10%, 5 내지 8%, 6 내지 9%, 7 내지 10%, 5 내지 7%, 6 내지 8%, 3 내지 9%, 8 내지 10%, 5 내지 6%, 6 내지 7%, 7 내지 8%, 8 내지 9%, 9 내지 10%, 10 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 항균용 필름은 수산화 인회석을 7 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함할 때 가장 좋은 항균 활성을 나타낸다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 물품은 항바이러스용 필름인 것이고, 상기 항바이러스용 필름은 수산화 인회석을 3 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다. 보다 구체적으로, 상기 항바이러스용 필름은 수산화 인회석을 5 내지 12%, 5 내지 9%, 6 내지 10%, 5 내지 8%, 6 내지 9%, 7 내지 10%, 5 내지 7%, 6 내지 8%, 3 내지 9%, 8 내지 10%, 5 내지 6%, 6 내지 7%, 7 내지 8%, 8 내지 9%, 9 내지 10%, 10 내지 12% 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 항바이러스용 필름은 수산화 인회석을 5 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함할 때 가장 좋은 항바이러스 활성을 나타낸다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 물품은 합성 피혁인 것이고, 상기 합성 피혁은 수산화 인회석을 3 내지 20%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다.

보다 구체적으로, 상기 합성 피혁은 수산화 인회석을 5 내지 20%, 6 내지 20%, 7 내지 20%, 8 내지 20%, 9 내지 20%, 10 내지 20%. 5 내지 10%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 물품은 플라스틱인 것이고, 상기 플라스틱은 수산화 인회석을 3 내지 20%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다.

보다 구체적으로, 상기 플라스틱은 수산화 인회석을 3 내지 12%, 3 내지 10%, 3 내지 7%, 3 내지 5%, 5 내지 20%, 6 내지 20%, 7 내지 20%, 8 내지 20%, 9 내지 20%, 10 내지 20%, 5 내지 10%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 물품은 강판인 것이고, 상기 강판은 수산화 인회석을 3 내지 20%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다.

보다 구체적으로, 상기 강판은 수산화 인회석을 3 내지 12%, 3 내지 10%, 3 내지 7%, 3 내지 5%, 5 내지 20%, 6 내지 20%, 7 내지 20%, 8 내지 20%, 9 내지 20%, 10 내지 20%. 5 내지 10%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 항균용 물품은 대장균(E.coli), 황색포도상구균(S.aureus), 살모넬라(Salmonella), 및 바실러스 (B. cereus)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항균 활성을 가지는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 항바이러스용 물품은 코로나 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 콕삭키 바이러스 및 헤르페스 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항바이러스 활성을 가지는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 코로나 바이러스는 COVID-19인 것이다.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:

(a) 본 발명은 항균 및 항바이러스 효과를 갖는 수산화 인회석의 제조 방법을 제공한다.

(b) 본 발명은 수산화 인회석을 포함하는 항균용 또는 항바이러스용 조성물을 제공한다.

(c) 본 발명은 수산화 인회석을 포함하는 항균용 또는 항바이러스용 물품을 제공한다.

(d) 본 발명의 수산화 인회석 및 이의 제조방법을 이용하는 경우, 패각에서 수산화 인회석을 분리하여 대량 생산할 수 있으며, 수산화 인회석을 포함하는 물품을 제조하는 경우 우수한 항바이러스 및 항균 효과를 나타낸다.

도 1a는 HA 0.5% 또는 3%를 포함하는 필름의 항바이러스 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 1b는 HA 5% 또는 10%를 포함하는 필름의 항바이러스 효과를 평가한 결과를 나타낸다(COVID-19에 항바이러스 효과를 보임).
도 2a는 입자크기가 0.5-1.0 μm인 HA를 포함하는 필름의 항바이러스 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 2b는 입자크기가 1.0-10 μm인 HA를 포함하는 필름의 항바이러스 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 3은 HA 5%를 포함하는 필름의 항균 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 4는 HA 6%를 포함하는 필름의 항균 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 5는 HA 7%를 포함하는 필름의 항균 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 6은 HA 8%를 포함하는 필름의 항균 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 7은 HA 9%를 포함하는 필름의 항균 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 8은 HA 10%를 포함하는 필름의 항균 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 9는 HA를 포함하지 않는 필름(음성 대조군)의 항균 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 10은 회수율을 측정하기 위해, 세균 접종 후 방치 시간 없이 HA를 포함하지 않는 필름의 항균 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 11a는 HA를 포함하지 않는 필름(음성 대조군), 회수율을 측정하기 위한 군, 비교군(시판용 구리 필름)의 항균 효과를 비교 평가한 결과를 나타낸다.
도 11b는 HA 12%를 포함하는 필름의 항균 효과를 평가한 결과를 나타낸 것으로, 4종(대장균, 바실러스, 살모넬라, 황색포도상 구균)을 각각 30분 접촉한 후 항균 효력 시험군과 코팅을 하지 않은 비교군을 나타낸다.
도 12는 HA를 포함하는 필름과 은 또는 구리를 포함하는 필름의 항균 효과를 비교 실험한 결과를 나타낸다.
도 13은 HA를 포함하는 필름의 항 바이러스 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 14는 HA를 포함하는 필름의 항 COVID 19 바이러스 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 15는 HA를 포함하는 필름의 항 인플루엔자 바이러스 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 16은 HA를 포함하는 필름의 항 콕삭키 바이러스 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 17은 HA를 포함하는 필름의 항 단순 포진 바이러스 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 18a는 HA를 포함하는 소독제의 효과를 평가한 결과를 나타낸 것으로, 수돗물에 HA 첨가후 필터한 물의 소독제로서 효능을 평가한것이다.
도 18b는 수돗물에 HA 첨가후 필터한 물의 소독제로서 안정성 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 18c는 HA를 포함하는 소독제의 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 18d는 대조군과 5% HA를 포함하는 소독제의 효과를 평가한 결과를 나타낸다.
도 19a는 HA를 포함하는 소독제의 효능을 평가하기 위한 실험에서 음성 대조군의 실험 결과를 나타낸다.
도 19b는 일반 시중 판매하는 골 이식재인 HA의 항균 효능을 평가한 실험 결과를 나타낸다.
도 20은 HA를 포함하는 소독제의 수율을 평가하기 위한 결과를 나타낸다.
도 21은 수산화 인회석의 생산 처리 공정을 나타낸다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

실시예

본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량)%, 고체/액체는 (중량/부피)%, 그리고 액체/액체는 (부피/부피)%이다.

제조예 1: 수산화 인회석(Hydroxyapatite, HA)의 제조 방법

수산화 인회석을 제조하기 위해 가리비(국내산) 또는 굴(국내산) 패각을 원재료로 사용하였다. 본 제조방법은 기존의 동물 뼈 유래 골이식제 g 단위 생산이 아닌 HA의 대량 생산이 가능한 공정이다. (ton 단위 공정)

HA 원료로 소 또는 돼지의 대퇴부 뼈를 일반적으로 사용하고 있으나 생산 효율이 공정상 원재료 1 kg으로 시작하여 최종 생성물이 50 그램으로 수율이 5%에 불과하여, 코팅용으로 사용하기엔 수율이 낮다. 또한, 소 또는 돼지의 뼈를 이용하여 제조된 HA는 항균/항바이러스 효능이 패각으로부터 유래된 HA에 비해 효능이 낮아 본 발명은 HA의 원재료로 가리비 또는 굴 패각을 선정하였다. 굴 또는 가리비의 패각을 HA를 제조하기 위한 원재료로 사용하면, HA의 대량 공급이 가능하며 수율 30% 이상이고 색상이 흰색이 나오기에 사용이 용이하다.

가리비 또는 굴 패각을 차염소산 나트륨 10 Liter/Kg으로 3일 동안 담지한 후 수돗물 10 Liter/Kg으로 1시간씩 3회 세척한 후 분쇄기계를 사용하여 분쇄하였다. 차염소산 나트륨은 이미 패각엔 NaCl을 지니고있어 수도물을 채우고 전기코일을 넣고 전기 분해를 통해 차염소산 나트륨을 생성한다 (200ppm 차염소산 나트륨 살균 세척용액 제조).

분쇄된 패각에 1N HCl 1 Liter/Kg 를 첨가하여 4시간동안 190-200rpm으로 혼합한 후 증류수 10 Liter/Kg으로 1 시간씩 2회 세척하였다. 그 후 세척된 패각을 1N NaOH 10 Liter/Kg으로 4시간동안 190-200rpm으로 혼합한 후 증류수 10 Liter/Kg으로 1 시간씩 2 회 세척하였다.

그 후 세척된 패각을 30 내지 45℃로 12 시간 동안 건조하고 1100℃로 10시간 동안 열처리하였다. 최종 건조된 패각을 0.1-10 μm 크기로 고압 파쇄기로 분쇄하여 수산화 인회석을 제조하였다.

제조예 2: 수산화 인회석을 포함하는 필름의 제조 방법

2-1. 필름의 제조 방법

준비된 원사 PET필름(폴리에스터 필름)에 HA 원료를 특수 제작된 UV액과 함께 혼합하여 제조된 혼합액을 코팅(UV하드코팅을 마이크로 그라비아 코팅)하였다.

코팅된 UV액 조성은 다음과 같다:

Urethane Acrylate Oligomer 25-30%

1, 6-hexanediol Diacrylate 5-10%

Hydroxyapatite 5-12%

Methyl Ethyl Ketone 30-40%

Toluene 20-23%.

코팅 후 열풍건조와 UV경화 방식을 통해 PET필름에 완벽히 경화되도록 건조와 권취를 동시에 진행하였다. 경화되어 권취된 PET코팅 필름에 우레탄접착제를 첨가제와 경화제를 이용하여 필름후면에 도포한 후 종이 이형지를 부착하여 재권취하여, 최종 필름을 제조하였다.

2-2. HA 농도에 따른 필름의 항바이러스 효과 확인

필름 제조에 적합한 최적의 HA 농도를 찾기 위해, 다양한 농도의 HA를 포함하는 필름에 콕사키 바이러스로 30분동안 처리하여 항바이러스 효과를 측정하였다. 그 결과 0.5%, 3%의 HA가 포함된 필름의 경우 항바이러스 효과가 떨어지지만(도 1a), 5% 이상의 HA가 포함된 필름의 경우 항바이러스 효과가 우수하였다 (도 1b).

2-3. HA 입자 크기에 따른 필름의 항바이러스 효과 확인

필름 제조에 적합한 최적의 HA 입자 크기를 찾기 위해, 다양한 입자 크기의 9% HA를 포함하는 필름에 콕사키 바이러스로 5분 동안 처리하여 항바이러스 효과를 측정하였다.

실험 결과 치과 골이식제로 사용되는 0.25-1.0 mm 입자 크기에서는 필름 코팅이 불가능하며, 0.5-1.0 μm에서는 항바이러스 효능이 떨어지지만(도 2a), 1-10 μm 입자 크기에서는 우수한 항바이러스 효과를 나타내었다 (도 2b).

따라서, 항균/항바이러스용 필름은 HA가 1-10 μm 크기입자로 5% 이상 함유해야 우수한 항균/항바이러스 효능을 나타낸다.

제조예 3: 수산화 인회석을 포함하는 소독제의 제조 방법

수돗물에 HA를 5% 첨가하여 0.2 μm 필터로 필터 후 HA의 소독제로서의 효과를 측정하였다. 또한, 여러 번 반복하여 수돗물을 첨가하여 필터하여도 동일한 효능을 지닌 소독제가 생산되는 것을 확인하였다 (생산 수율 1,000). 최종적으로, 수돗물에 HA 파우치, 다공성 HA 볼(ball)을 제작하여 HA 파우치 또는 볼 1 g을 수돗물 1,000 ml에 첨가해 줌으로 항바이러스/항균 소독제 원액을 제조하였다. 이는 생체 영향이 없으므로 치과용 구강세척제등에 적용이 가능하다.

제조예 4: HA 코팅 스프레이 액 제조방법

500 nm - 10 μm 크기 HA를 UV 코팅 액에 10% 농도로 첨가하여 액상의 스프레이 액을 제조하였다.

제조된 스프레이 액을 플라스틱 필름에 스프레이한후 30 내지 45℃로 1시간 동안 건조하였다. UV 조사를 하여 라미네이션을 함으로 항균/항바이러스 효능을 유지하면서 비평면 플라스틱 (손잡이, 어린이 장난감 등)부위에 적용이 가능한 점을 확인하였다.

제조예 5: 수산화 인회석을 포함하는 플라스틱의 제조방법

100 nm - 10 μm 크기 HA를 UV 코팅 액에 5% 농도로 첨가하여 HA를 포함하는 코팅 액을 제조하였다.

상기 제조된 코팅 액에 플라스틱을 딥핑하여 꺼낸 후 UV 조사하여 라미네션을 하여, 수산화 인회석을 포함하는 플라스틱을 제조하였다.

제조예 6: 수산화 인회석을 포함하는 합성 피혁의 제조방법

100 nm - 10 μm 크기 HA를 폴리우레탄(PU, polyurethane) 표면처리제 수지 용액에 7%, 또는 10% 농도로 첨가하여 HA를 포함하는 코팅 액을 제조하였다.

HA를 파트별로 혼합하여 매쉬롤로 제품 표면에 전사후 건조(용제를 휘발) 함으로써 HA를 합성 피혁에 흡착하여, 수산화 인회석을 포함하는 합성 피혁을 제조하였다.

제조예 7: 수산화 인회석을 포함하는 강판의 제조방법

항균 항바이러스 칼라 강판을 제작함에 있어 기존 강판 생산 후 각 색상 별 유성 수지에 100 nm - 10 μm 크기 수산화 인회석을 3% 또는 5% 첨가하여 강판을 코팅하여, 수산화 인회석을 포함하는 강판을 제조하였다.

실시예 1: 수산화 인회석을 포함하는 필름의 항균 효과 평가

1-1. 시험대상 균주의 제조 방법

대장균을 각각 멸균된 LB 액체 배지 5 mL가 담긴 테스트 튜브에 접종하여 37℃에서 18 내지 22시간 동안 배양하였다. 배양된 균주를 새로운 LB 액체 배지 25 mL이 담긴 플라스크에 접종하여 2 내지 3시간 동안 배양한 후, 600 nm에서 흡광도를 측정하여 균의 배양정도를 확인하였다. 대장균의 초기 배양액을 LB 액체 배지로 희석하여 균액 mL 당 1 x 10⁶CFU가 되도록 준비하였다. 균액 1 mL을 새로운 마이크로원심분리 튜브에 넣고 원심분리(10,000 rpm, 1분)한 후, 상등액을 제거하였다. 균에서 LB 액체 배지를 제거하기 위해 PBS(Phosphate Buffered Saline) 1 mL을 원심분리 된 균에 넣어준 뒤, 볼텍스 믹서(Vortex mixer)로 혼합한 다음 원심분리(10,000 rpm, 1분)하였다 (3회 반복).

1-2. 수산화 인회석을 포함하는 필름의 항균 효과 평가

시험군은 준비된 균액을 제조예 2의 항균물질이 코팅된 필름((50±2)mm x (50±2)mm)에 400 μl 접종한 뒤, 커버필름(항균물질이 코팅되지 않은 필름(40±2)mm x (40±2)mm)을 덮어서 37℃ CO₂ 배양기에 30 분간 방치하였다. 대조군은 준비된 균액을 항균물질이 코팅되지 않은 필름((50±2)mm x (50±2)mm)에 400 μl 접종한 뒤, 커버필름을 덮어서 37℃ CO₂ 배양기에 30 분간 방치하였다.

30 분간 방치된 시험군 및 대조군 각각의 필름을 커버필름과 함께 50 mL 코니컬 튜브에 투입하였다. 그 후, 50 mL 코니컬 튜브에 LB 액체 배지 10 mL을 투입한 뒤, 볼텍스 믹서로 혼합하였다. 그 후, 현탁액 1 mL을 PBS 9 mL에 섞은 뒤, 볼텍스 믹서를 통해 혼합하였다 (10 배 희석), 상기 과정을 3회 반복하여 10^-3까지 희석하였다. 10^-1, 10^-2, 10^-3 현탁액을 100 μl씩 각각 3개 이상의 LB 배지에 도말한 후, 37℃에서 20 내지 24 시간 배양하였다.

회수 정도는 대조군에서 사용한 필름에 준비된 균액 400 μl를 접종한 뒤, 방치 시간 없이 상기 과정을 반복한 후 측정하였다.

수산화 인회석의 항균효과를 확인하기 위해 농도별로 코팅된 필름으로 실험을 수행한 결과, 대부분의 시험군은 생균이 관찰되지 않았다 (표 1). 즉, 시험군은 물질이 코팅되지 않은 음성 대조군 필름과 비교했을 때, 99.9% 이상의 균 성장 저해효과를 보였다. 또한, 수산화 인회석(HA) 5%를 제외한 나머지 HA 6%, 7%, 8%, 9%, 10%에서도 99,9% 이상의 저해율을 보였다. 하지만 HA 5%의 경우 항균 효과를 보이긴 하였으나 나머지 농도의 필름과 비교했을 때, 비교적 낮은 96.7%의 저해율을 보였다 (도 3 내지 도 10).

저해율(%) 계산 및 평가방법은 다음과 같다:

저해율(%) = [대조군 균수(CFU)-시험균 균수(CFU)] / 대조군 균수(CFU) X 100.

-	30 분 접촉 후 생균 수 측정(Colony 수)
-	10^-1현탁액	10^-2현탁액	10^-3현탁액
HA 5%	10	0	0
HA 6%	0	0	1
HA 7%	0	0	0
HA 8%	0	0	0
HA 9%	0	0	0
HA 10%	0	0	0
HA 12%	0	0	0
음성 대조군	>300	68	8
Recovery(회수 정도 측정군*)	>300	104	10

*회수 정도는 대조군에서 사용한 필름에 준비된 균액 400 μl를 접종한 뒤, 방치 시간 없이 실시예 1-2의 과정을 반복한 후 측정하였다.

또한, 살모넬라 균을 대상으로 하여 실험을 수행한 결과 12 % HA에서도 우수한 향균 활성을 나타내었다 (표 2 및 도 11a).

살모넬라 (4.75x10⁸ CFU/mL 400uL 접종)	30 분 접촉 후 생균 수 측정(Colony 수)
살모넬라 (4.75x10⁸ CFU/mL 400uL 접종)	10^-1현탁액
HA 12% 필름	0	0
구리 코팅 필름 (Cu²⁺, 시판용) A사	>300	>300
구리 코팅 필름(Cu²⁺) B사	>300	>300
음성대조군	>300	>300
Recovery(회수 정도 측정군)	>300	>300

1-3. 수산화 인회석을 포함하는 필름의 E.coli, S.aureus, Salmonella, B. cereus에 대한 항균 효과 평가

4 종의 세균(Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella, Bacillus cereus)에 대한 필름의 항균성을 평가하기 위해 세균을 필름에 처리하고 37℃ CO₂ 배양기에서 배양 후, 대조군 필름과 비교하였다. 구체적인 실험 방법은 1-2의 실험방법과 동일하다.

실험 결과, HA가 처리되지 않은 대조군 필름에 비해 5% HA가 처리된 필름은 3종의 세균 모두에서 99.7% 이상의 균 감소율을 보였으며, 10% HA가 처리된 필름은 Salmonella(>99,3%)를 제외한 나머지 2 종의 세균에서 99.7% 이상의 감소율을 보였다 (표 3, 표 4, 도 11b).

-	30 분 접촉 생균 수 측정(Colony 수)
-	E.coli (2x10⁶ CFU/mL)	B. cereus (2x10⁶ CFU/mL)	S.aureus (2x10⁶ CFU/mL)	Salmonella (3x10⁶ CFU/mL)
HA 5%	0 (0 / 0)	0 (0 / 0)	0 (0 / 0)	0 (0 / 0)
HA 10%	0 (0 / 0)	0 (0 / 0)	0 (0 / 0)	2 (3 / 1)
음성대조군	>300	>300	>300	>300
Recovery(회수 정도 측정군)	>300	>300	>300	>300

-	저해율
-	E. coli	B. cereus	S. aureus	Salmonella
HA 5%	> 99.7%	> 99.7%	> 99.7%	> 99.7%
HA 10%	> 99.7%	> 99.7%	> 99.7%	> 99.3%

1-4. 수산화 인회석을 포함하는 필름과 은 필름 및 금 필름의 항균 효과 비교 평가

수산화 인회석을 포함하는 필름의 항균 효과를 측정하기 위해 은 필름 및 금 필름과 항균효과를 비교하였다. 접종균으로는 E.coli를 사용하였으며, 구체적인 실험 방법은 1-2의 실험방법과 동일하다.

실험 결과, 은 또는 구리 필름은 항균 효능을 나타내지 않았으며, 수산화 인회석을 포함하는 필름만이 항균 효능을 나타내었다 (도 12, 표 5).

-	30 분 접촉 후 생균수 측정(Colony 수)
-	E.coli	Salmonella	S. aureus
Recovery (회수 정도 측정군)	>300	>300	>300
음성대조군	>300	>300	>300
7%, 12% HA	0	0	0
은 코팅 필름	>300	>300	>300
구리 코팅 필름	>300	>300	>300

실시예 2: 수산화 인회석을 포함하는 필름의 항바이러스 효과 평가

2-1. 시험대상 세포 및 바이러스의 제조 방법

동결 보관된 MDCK 세포를 37℃ 워터 배스를 이용해 가온하였다. 가온한 MDCK 세포를 세포 배양용 플라스크에 옮겨준 뒤, 20 mL의 성장 배지(DMEM을 포함하는 10% FBS, 1% P/S)를 첨가하였다. 37℃, CO₂ 배양기에서 24 시간 방치 후, 현미경으로 세포의 상태를 관찰하여 실험에 사용할 세포를 선별하였다.

동결 보관된 인플루엔자 바이러스(PR8)를 0.01 MOI(Multiplicity of infection) 수준으로 세포에 접종하였다. 바이러스가 접종된 세포를 37℃, CO₂ 배양기에서 1시간 배양하였으며, 매 15분마다 흔들어 주었다. 1시간 후에 4 mL 보존 배지를 추가하였다 (25T 플라스크의 경우 4 mL 의 보존 배지 추가. 37℃, CO₂ 배양기에서 3 내지 5일 간 배양하면서 현미경을 통해 세포를 관찰해서 세포가 80% 이상 떨어질 때까지 관찰하였으며, 원심분리(3,000 rpm, 15 min)를 통해 상층액을 획득하였다. 바이러스 역가를 측정해서 기록 후, 초저온냉장고에 보관하였다.

2-2. 수산화 인회석을 포함하는 필름의 항바이러스 효과 평가를 위한 시험군 및 대조군의 준비

시험군은 준비된 바이러스를 항바이러스물질이 코팅된 필름((50±2)mm x (50±2)mm)에 100 μl 접종한 뒤, 커버필름(40±2)mm x (40±2)mm)을 덮어서 37℃ CO₂ 배양기에 30 분간 방치하였다. 대조군은 준비된 바이러스를 항바이러스물질이 코팅되지 않은 필름((50±2)mm x (50±2)mm)에 100 μl 접종한 뒤, 커버필름을 덮어서 37℃ CO₂ 배양기에 30 분간 방치하였다.

30 분간 방치된 시험군 및 대조군 각각의 필름을 커버필름과 함께 50 mL 코니컬 튜브에 투입하였다. 50 mL 코니컬 튜브에 보존 배지 10 mL을 넣어준 뒤, 볼텍스 믹서로 혼합하였다. 바이러스를 보존 배지로 희석하여 시험군 및 대조군을 제조하였다 (10-배 연속 희석).

2-3. 수산화 인회석을 포함하는 필름의 항바이러스 효과 평가

실시예 2-1에서 배양한 세포가 100% 융합성 세포 단층(confluent cell monolayer)을 보일 때까지 배양하였다. 그 후, 세포의 성장 배지를 제거한 뒤, Trypsin-EDTA로 2회 세척 한 뒤, 37℃, CO₂ 배양기에서 10 내지 20 분 동안 배양하였다 (25T 플라스크의 경우 500 μl Trypsin-EDTA). 세포 배양 플라스크에서 세포가 떨어질 때 플라스크를 탭핑(tapping)하여 세포를 분리하였다. 그 후, 4.5 mL 성장 배지를 넣어서 세포에 피해가 가지 않도록 피펫팅 하였다 (25T 플라스크의 경우 4.5 mL 성장 배지). 96 웰 플레이트에 세포를 시딩해주기 위해 세포 배양액 1.5 mL를 성장 배지 8.5 mL로 희석하였다 (25T 플라스크의 경우 배양액 5 mL 중 1.5 mL을 성장 배지 8.5 mL에 희석하였다). 희석된 세포 배양액을 100 μl씩 96 웰 플레이트에 시딩한 뒤, 37℃, CO₂ 배양기에서 24 시간 배양하였다 (80 내지 90% 융합성 세포 단층). 현미경을 통해 세포의 상태를 관찰한 뒤, 상태가 괜찮다면 성장 배지를 제거한 후, DPBS(Dulbecco's phosphate-buffered saline)로 2회 세척하였다. 세척된 세포에 실시예 2-2에서 준비한 바이러스 희석액을 100 μl씩 처리한 뒤, 37℃, CO₂ 배양기에서 1시간 배양하였다. 처리된 바이러스 희석액을 제거한 뒤, 각 웰에 보존 배지 100 μl씩 넣어주었다. 그 후, 37℃, CO₂ 배양기에서 3일 동안 배양해서 세포병변효과를 관찰한 뒤, 크리스탈 바이올렛 50 μl로 살아있는 세포를 염색하였다.

회수 정도는 대조군에서 사용한 필름을 사용하여 측정하였다. 필름에 준비된 바이러스 100 μl(TCID₅₀/mL)를 접종한 뒤, 방치 시간 없이 상기 과정을 진행하였다.

수산화 인회석의 항 바이러스 효과를 확인하기 위해 농도별로 코팅된 필름으로 실험을 수행한 결과, 모든 실험군에서 99% 이상의 바이러스 저해율을 보였다 (도 13, 표 6).

저해율(%) 계산 및 평가는 Spearman-Karber 계산법을 통해 TCID₅₀/mL 값을 계산하였다.

인플루엔자 H1N1/PR8 바이러스에 대한 항 바이러스 효과 (15분 처리 결과)

-	TCID₅₀/mL	저해율(%)
양성 대조군	3.46x10⁵	-
Recovery(회수 정도 측정군)	3.46x10⁵	-
HA 5%	5.00x10²	99.855
HA 6%	1.12x10²	99.968
HA 7%	1.12x10²	99.968
HA 8%	1.12x10²	99.968
HA 10%	1.12x10²	99.968
HA 10%	1.12x10²	99.968

2-4. 수산화 인회석을 포함하는 필름의 COVID-19, 인플루엔자 바이러스, 콕삭키 바이러스, 단순포진 바이러스(Herpes simplex virus)에 대한 항바이러스 효과 평가

4 종의 바이러스(COVID-19, 인플루엔자 바이러스, 콕삭키 바이러스, 단순포진 바이러스)에 대한 필름의 항바이러스 효과를 평가하기 위해 실험을 수행하였다. 바이러스의 필름 처리시간을 30분 또는 24시간으로 하였으며, 다른 실험 방법은 2-3의 실험 방법과 동일하였다.

실험 결과, 수산화 인회석을 포함하는 필름은 바이러스 불활화 효과를 나타냈으며, COVID-19 와 인플루엔자 바이러스는 99.99% 이상, 단순포진 바이러스 는 99.96% 이상, 콕삭키 바이러스는 99.999% 이상 사멸됨을 확인하였다 (도 14 내지 도 17, 표 7).

9% HA 코팅 필름의 항바이러스 효능 평가

바이러스	바이러스 TCID	바이러스 TCID₅₀(log)	처리시간	처리 후 바이러스 TCID₅₀(log)	바이러스 감소율
					(log)	(%)
COVID-19 (SARS-CoV-2)	3.16x10⁶	6.50	30분	≤2.50	≥4.0	≥99.99%
			24시간	≤2.50	≥4.0	≥99.99%
인플루엔자 (H1N1/PR8)	3.16x10⁶	6.50	30분	≤2.50	≥4.0	≥99.99%
			24시간	≤2.50	≥4.0	≥99.99%
콕사키 바이러스	2.00x10⁸	8.30	30분	≤2.50	≥5.8	≥99.999%
			24시간	≤2.50	≥5.8	≥99.999%
단순포진 바이러스	7.94x10⁵	5.90	30분	≤2.50	≥3.4	≥99.96%
			24시간	≤2.50	≥3.4	≥99.96%

실시예 3: 수산화 인회석을 포함하는 소독제의 효능 평가

수돗물에 HA를 5% 첨가하여 0.2 μm 필터로 필터 후 HA의 소독제로서의 효과를 측정하였다. 시험군으로 5% HA를 수돗물에 첨가하여 0.2 μm 필터로 필터한 군, 상기 군을 7일동안 방치한 군, 및 5% HA를 수돗물에 첨가한 군을 사용하였다. 또한, 일반 HA와의 비교를 위해 시판 이종골이식재 HA (오스콘)를 비교군으로 사용하였다.

시험 결과 비교군 및 음성 대조군의 경우 소독효과를 나타내지 않았지만, 본 발명의 HA를 수돗물에 첨가한 군은 우수한 소독효과를 나타내었다(표 8, 도 18, 도 19). 또한, 필터과정을 여러 번 반복하여 동일한 효능을 지닌 소독제가 생산되는 것을 확인할 결과 3차 생산(3탕)부터 소독효과가 떨어지는 것을 확인하였다(표 3 및 도 20).

소독제 효능평가

Test sample	pH	Colony 수
Test sample	pH	10^-1현탁액
수돗물 (음성 대조군)	7.0	uncountable
5% HA(양성 대조군)	12.34	0
1% HA 100ml 1차 생산	12.27	0
1% HA 100ml 2차 생산 (재탕)	12.09	0
1% HA 100ml 3차 생산 (3탕)	11.82	>300
1% HA 100ml 4차 생산 (4탕)	11.21	uncountable
1% HA 100ml 5차 생산 (5탕)	10.53	uncountable
5% HA 4 주(weeks) 보존시험	12.21	0

실시예 4: 수산화 인회석을 포함하는 플라스틱의 항바이러스 효능 평가

4-1. 항바이러스 효능 평가 방법

COVID-19 바이러스에 대한 수산화 인회석을 포함하는 플라스틱의 항바이러스 효과를 평가하기 위해 실험을 수행하였다. 실험 수행 방법은 다음과 같다.

1) 시험 하루 전, 96 웰 플레이트에 Vero-E6 세포를 준비하였다,

2) 시험 전, 70 % 알코올을 이용해 플라스틱을 소독한 뒤, 알코올을 완전히 제거하였다,

3) 항 바이러스 플라스틱에 SARS-CoV-2 바이러스 (3.16 x 10⁶ TCID₅₀/mL)를 100 μl 넣고, 커버 필름으로 덮어 바이러스가 고루 퍼지게 한 후 5분, 10분, 30분 동안 실온에 두었다. 대조군으로는 항 바이러스 시료 처리를 하지 않은 플라스틱을 사용하여 동일한 방법으로 실험을 진행하였다.

4) 3)의 플라스틱을 2 ml의 배양 배지를 이용해 씻어내 준 뒤, 용액을 8 ml의 배양 배지가 들어있는 50 ml 코니컬 튜브에 넣은 후, 30 초간 볼텍싱 하여 10ⁿ 단계 희석액을 제조하였다.

5) 각 희석액을 Vero-E6 세포에 감염시켜, 5 % CO₂, 37 ℃에서 배양하였다.

6) 배양 3일 후, 현미경 하에서 세포병변효과 (Cytopathic effect; CPE)를 관찰하였다.

7) 크리스탈 바이올렛 염색 시약을 세포에 처리하여 상온에서 30 분간 염색하였다.

8) 염색된 웰의 수를 세어 바이러스의 역가를 산출하였다.

4-2. 플라스틱의 항 바이러스 효능 평가

바이러스 역가를 계산한 결과는 다음과 같다.

시료	초기 역가	처리 시간	대조군 역가 플라스틱 ¹⁾	시료 반응 후 ²⁾
HA-plastic	6.50	5 분	6.00	4.67
		10 분	6.00	4.75
		30 분	6.00	4.50

1): L_U, 바이러스 대조군의 역가 (untreated)

2): L_T, 바이러스 시험군의 역가 (treated)

(단위: log₁₀TCID₅₀/ml)

또한, 상기 결과를 토대로 바이러스 감소율을 계산한 결과는 다음과 같다. 바이러스 감소율은 바이러스 대조군의 역가(L_U)와 바이러스 시험군의 역가(L_T)의 차이로 구하였다.

시료	처리시간	Virus reduction (LR ³⁾ )	Virus reduction (%)
HA-plastic	5 분	1.33	95.36%
	10 분	1.25	94.38%
	30 분	1.50	96.84%

3): LR = L_U - L_T

시험을 위한 COVID-19의 초기 바이러스 역가는 6.50 log₁₀TCID₅₀/ml이였다. 시료 플라스틱의 효능 평가를 위해 대조군으로 항 바이러스 처리를 하지 않은 플라스틱을 사용하였고 세포 감염을 통해 역가를 산정하였다. 반응시간 5분, 10분, 30분 조건하에 대조군의 역가는 6.00 log₁₀TCID₅₀/ml이었다. HA-plastic에 5분, 10분, 30분 동안 바이러스 배양액을 처리한 후 세포 감염을 통해 역가를 산정한 결과 각각 4.67, 4.75, 4.50 log₁₀TCID₅₀/ml의 역가를 보였다.

종합하였을 때, HA-plastic은 COVID-19에 5분, 10분, 30분 반응 시 각각 1.33, 1.25, 1.50의 바이러스 감소를 보였다. 이에 따라 바이러스 사멸 효능을 산출하였을 때, HA-plastic은 5분, 10분, 30분 반응 시 각각 95.36 %. 94.38 %, 96.84 %의 바이러스 사멸 효능을 보였다.

실시예 5: 수산화 인회석을 포함하는 합성 피혁의 항바이러스 효능 평가

5-1. 항바이러스 효능 평가 방법

COVID-19 바이러스에 대한 수산화 인회석을 포함하는 합성 피혁의 항바이러스 효과를 평가하기 위해 실험을 수행하였다. 실험 수행 방법은 다음과 같다.

1) 시험 하루 전, 96 웰 플레이트에 Vero-E6 세포를 준비하였다.

2) 합성 피혁에 SARS-CoV-2 바이러스 (3.16 x 10⁶ TCID₅₀/mL)를 100 μl 넣고, 커버 필름으로 덮어 바이러스가 고루 퍼지게 하여 5분, 30분 동안 실온에 두었다. 대조군으로는 항 바이러스 시료 처리를 하지 않은 합성 피혁을 사용하여 동일한 방법으로 실험을 진행하였다.

3) 반응 후, 합성 피혁을 10 ml의 배양 배지가 들어있는 50ml 코니컬 튜브에 넣어 30초간 볼텍싱 한 후, 이를 원액으로 10ⁿ 단계 희석액을 제조하였다.

4) 각 희석액을 Vero-E6 세포에 감염시켜, 5 % CO₂, 37 ℃에서 배양하였다.

5) 배양 3일 후, 현미경 하에서 세포병변효과 (Cytopathic effect; CPE)를 관찰하였다.

6) 크리스탈 바이올렛 염색 시약을 세포에 처리하여 상온에서 30분간 염색하였다.

7) 염색된 웰의 수를 세어 바이러스의 역가를 산출하였다.

5-2. 합성 피혁의 항 바이러스 효능 평가

바이러스 역가를 계산한 결과는 다음과 같다.

시료	초기 역가	처리 시간	대조군 피혁 ¹⁾	시료 반응 후 ²⁾
합성 피혁(5%)	6.500	5분	6.000	≤3.000
합성 피혁(5%)		30분		≤2.583
합성 피혁(10%)		5분		≤2.500
합성 피혁(10%)		30분		≤2.500
합성 피혁(20%)		5분		≤2.500
합성 피혁(20%)		30분		≤2.500

1): L_U, 바이러스 대조군의 역가 (untreated)

2): L_T, 바이러스 시험군의 역가 (treated)

(단위: log₁₀TCID₅₀/ml)

시료	처리시간	Log reduction (LR ³⁾ )	Virus reduction (%)
합성 피혁(5%)	5분	≥3.000	≥99.900
합성 피혁(5%)	30분	≥3.417	≥99.962
합성 피혁 (10%)	5분	≥3.500	≥99.968
합성 피혁 (10%)	30분	≥3.500	≥99.968
합성 피혁 (20%)	5분	≥3.500	≥99.968
합성 피혁 (20%)	30분	≥3.500	≥99.968

3): LR = L_U - L_T

시험을 위한 COVID-19의 초기 바이러스 역가는 6.500 log₁₀TCID₅₀/ml이였다. 항바이러스 효능평가의 시료는 5, 10, 20%의 수산화 인회석을 코팅한 합성피혁을 사용하였으며, 대조군으로 수산화 인회석을 코팅하지 않은 합성피혁을 사용하였다. 반응 후 바이러스의 역가는 세포 감염을 통해 산정하였다. 반응시간 5분, 30분 조건 하에 대조군의 역가는 6.000 log₁₀TCID₅₀/ml이었다. 5%의 수산화 인회석을 코팅한 합성피혁에 5분, 30분 동안 반응시킨 바이러스의 역가는 각각 3.000, 2.583 log₁₀TCID₅₀/ml 이하로 산출되었으며, 10%의 수산화 인회석을 코팅한 합성피혁에 5분, 30분 동안 반응시킨 바이러스의 역가는 모두 2.500 log₁₀TCID₅₀/ml 이하로 산출되었다. 20%의 수산화 인회석을 코팅한 합성피혁에서는 10%의 수산화 인회석을 코팅한 합성피혁과 동일한 결과를 보였다.

결과적으로, COVID-19를 5%의 수산화 인회석을 코팅한 합성피혁에 5분, 30분 반응하였을 때 각각 3.000, 3.417 이상의 바이러스 감소를 보였으며 10, 20%의 수산화 인회석을 코팅한 합성피혁에 5분, 30분 반응시에는 모두 3.500 이상의 바이러스 감소를 보였다. 이에 따라, 5% 수산화 인회석을 코팅한 합성피혁에 5분, 30분 반응 시 각각 99.9%, 99.962% 이상의 바이러스 사멸효과를 보였으며, 10, 20%의 수산화 인회석을 코팅한 합성피혁에 5분, 30분 반응시에는 모두 99.968% 이상의 바이러스 사멸효과를 보였다.

실시예 6: 수산화 인회석을 포함하는 강판의 항바이러스 효능 평가

6-1. 항바이러스 효능 평가 방법

COVID-19 바이러스에 대한 수산화 인회석을 포함하는 강판의 항바이러스 효과를 평가하기 위해 실험을 수행하였다. 실험 수행 방법은 다음과 같다.

1) 시험 하루 전, 96 웰 플레이트에 Vero-E6 세포를 준비하였다.

2) 시험 전, 70 % 알코올을 이용해 강판을 소독한 뒤, 알코올을 완전히 제거하였다.

3) 항 바이러스 강판에 SARS-CoV-2 바이러스 (3.16 x 10⁶ TCID₅₀/mL)를 100 μl 넣고, 커버 필름으로 덮어 바이러스가 고루 퍼지게 한 후 5분, 10분, 30분 동안 실온에 두었다. 대조군으로는 항 바이러스 시료 처리를 하지 않은 강판을 사용하여 동일한 방법으로 실험을 진행하였다.

4) 3)의 강판을 2 ml의 배양 배지를 이용해 씻어내 준 뒤, 용액을 8 ml의 배양 배지가 들어있는 50 ml 코니컬 튜브에 넣은 후, 30 초간 볼텍싱하여 10ⁿ 단계 희석액을 제조하였다.

8) 염색된 웰의 수를 세어 바이러스의 역가를 산출하였다.

6-2. 강판의 항 바이러스 효능 평가

바이러스 역가를 계산한 결과는 다음과 같다.

시료	초기 역가	처리 시간	대조군 강판 ¹⁾	시료 반응 후 ²⁾
HA-Color Steel plate	6.50	5 분	6.00	≤2.500
		10 분	6.00	≤2.500
		30 분	6.00	≤2.500

1): L_U, 바이러스 대조군의 역가 (untreated)

2): L_T, 바이러스 시험군의 역가 (treated)

(단위: log₁₀TCID₅₀/ml)

시료	처리시간	Log reduction (LR)	Virus reduction (%)
HA-Color Steel plate	5 분	≥3.500	≥99.968
	10 분	≥3.500	≥99.968
	30 분	≥3.500	≥99.968

3): LR = L_U - L_T

시험을 위한 COVID-19의 초기 바이러스 역가는 6.50 log₁₀TCID₅₀/ml이였다. 시료 강판의 효능 평가를 위해 대조군으로 항 바이러스 처리를 하지 않은 강판을 사용하였고 세포 감염을 통해 역가를 산정하였다. 반응시간 5분, 10분, 30분 조건하에 대조군의 역가는 6.000 log₁₀TCID₅₀/ml이었다. HA-강판에 5분, 10분, 30분 동안 바이러스 배양액을 처리한 후 세포 감염을 통해 역가를 산정한 결과 모두 2.500 log₁₀TCID₅₀/ml 이하로 산출되었다.

종합하였을 때, HA-강판은 COVID-19에 5분, 10분, 30분 반응 시 각각 3.500의 바이러스 감소를 보였다. 이에 따라 바이러스 사멸 효능을 산출하였을 때, HA-강판은 5분, 10분, 30분 반응 모두 ≥9.968% 의 바이러스 사멸 효능을 보였다.

상기 결과들은 본 발명의 HA가 가지는 우수한 항균 및 항바이러스 효능을 나타내며, 상기 결과는 본 발명의 HA가 필름, 소독제 등 다양한 항균 및 항바이러스 제품에 이용될 수 있음을 나타낸다.

또한, HA는 0.1-10 μm 입자 크기 또는 0.1 내지 10%로 첨가되는 경우 우수한 항균 및 항바이러스 효과를 나타낸다.

보다 구체적으로, HA는 i) 필름의 경우, 1 내지 10 μm 입자 크기로 0.1 내지 10%로 첨가되는 경우, ii) 소독제의 경우, 0.1 내지 1 μm 입자 크기로, 3 내지 10 %농도로 첨가되는 경우, iii) 코팅제의 경우, 0.5 내지 10 μm 입자 크기로, 3 내지 12 % 농도로 첨가되는 경우, iv) 플라스틱의 경우 0.1 내지 10 μm 입자 크기로, 3 내지 12 % 농도로 첨가되는 경우, v) 합성 피혁의 경우 0.1 내지 10 μm 입자 크기로, 3 내지 12 % 농도로 첨가되는 경우, vi) 강판의 경우 0.1 내지 10 μm 입자 크기로, 3 내지 12 % 농도로 첨가되는 경우 우수한 향균 및 항바이러스 효과를 나타낸다.

Claims

다음 단계를 포함하는 항균 및 항바이러스 효과를 갖는 수산화 인회석의 제조 방법:
(a) 패각을 분쇄하는 단계;
(b) 패각에 NaOH/HCl을 처리하는 단계;
(c) 패각을 열처리하는 단계; 및
(d) 패각을 추가적으로 재분쇄하는 단계.
제1항에 있어서, 상기 패각은 가리비 패각, 굴 패각 또는 이들의 조합인 것인, 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 열처리하는 단계는 600 내지 1600℃에서 수행되는 것인, 제조 방법.
수산화 인회석을 포함하는 항균용 또는 항바이러스용 조성물.
제4항에 있어서, 상기 수산화 인회석은 입자 크기가 0.5 내지 225 μm인 것인, 조성물.
제4항에 있어서, 상기 수산화 인회석은 제1항의 방법으로 제조된 것인, 조성물.
제4항에 있어서, 상기 항균용 조성물은 대장균(E.coli), 황색포도상구균(S.aureus), 살모넬라(Salmonella), 및 바실러스 (B. cereus)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항균 활성을 가지는 것인, 조성물.
제4항에 있어서, 상기 항바이러스용 조성물은 코로나 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 콕삭키 바이러스 및 헤르페스 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항바이러스 활성을 가지는 것인, 조성물.
제8항에 있어서, 상기 코로나 바이러스는 COVID-19인 것인, 조성물.
수산화 인회석을 포함하는 항균용 또는 항바이러스용 코팅제 조성물.
제10항에 있어서, 상기 코팅제 조성물은 수산화 인회석을 3 내지 12%로 포함하는 것인, 조성물.
제10항에 있어서, 상기 수산화 인회석은 입자 크기가 0.1 내지 225 μm인 것인, 조성물.
제10항에 있어서, 상기 수산화 인회석은 제1항의 방법으로 제조되는 것인, 조성물.
수산화 인회석을 포함하는 소독제 조성물.
제14항에 있어서, 상기 수산화 인회석은 입자 크기가 0.1 내지 225 μm인 것인, 소독제 조성물.
제14항에 있어서, 상기 소독제 조성물은 수산화 인회석을 3 내지 12%로 포함하는 것인, 소독제 조성물.
제14항에 있어서, 상기 수산화 인회석은 제1항의 방법으로 제조된 것인, 소독제 조성물.
제4항에 따른 수산화 인회석을 포함하는 항균 또는 항바이러스용 조성물을 포함하거나 표면에 코팅된 항균 또는 항바이러스용 물품.
제18항에 있어서, 상기 물품은 필름, 플라스틱, 합성 피혁, 강판, 물티슈 및 장갑으로 이루어지는 군에서 선택되는 것인, 물품.
제18항에 있어서, 상기 수산화 인회석은 입자 크기가 0.1 내지 225 μm인 것인, 물품.
제18항에 있어서, 상기 수산화 인회석은 제1항의 방법으로 제조되는 것인, 물품.
제18항에 있어서, 상기 물품은 항균용 필름인 것이고, 상기 항균용 필름은 수산화 인회석을 3 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것인, 물품.
제18항에 있어서, 상기 물품은 항바이러스용 필름인 것이고, 상기 항바이러스용 필름은 수산화 인회석을 3 내지 12%로 포함하는 코팅층을 포함하는 것인, 물품.
제18항에 있어서, 상기 물품은 합성 피혁인 것이고, 상기 합성 피혁은 수산화 인회석을 3 내지 20 %로 포함하는 코팅층을 포함하는 것인, 물품.
제18항에 있어서, 상기 물품은 플라스틱인 것이고, 상기 플라스틱은 수산화 인회석을 3 내지 20 %로 포함하는 코팅층을 포함하는 것인, 물품.
제18항에 있어서, 상기 물품은 강판인 것이고, 상기 강판은 수산화 인회석을 3 내지 20 %로 포함하는 코팅층을 포함하는 것인, 물품.
제18항에 있어서, 상기 항균용 물품은 대장균(E.coli), 황색포도상구균(S.aureus), 살모넬라(Salmonella), 및 바실러스 (B. cereus)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항균 활성을 가지는 것인, 물품.
제18항에 있어서, 상기 항바이러스용 물품은 코로나 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 콕삭키 바이러스 및 헤르페스 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대해 항바이러스 활성을 가지는 것인, 물품.
제28항에 있어서, 상기 코로나 바이러스는 COVID-19인 것인, 물품.