KR20220106242A

KR20220106242A - 클로르헥시딘을 코팅한 항균 카테터

Info

Publication number: KR20220106242A
Application number: KR1020210008424A
Authority: KR
Inventors: 지광환; 홍다윗; 김은혜; 배원빈; 전영준; 손현빈
Original assignee: 금오공과대학교 산학협력단
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2022-07-29

Abstract

본 발명은 클로르헥시딘이 코팅된 항균 기능이 있는 카테터에 관한 것으로서, 카테터의 소재로서 사용되는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 폴리우레탄(TPU)은 클로르헥시딘이 코팅된 상태에서 녹농균, 포도상구균 또는 대장균에 대한 항균 기능이 우수하고, 이를 지속적으로 유지하여 체내외 감염 등을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

클로르헥시딘을 코팅한 항균 카테터 {Antibacterial catheter coated with chlorhexidine}

본 발명은 클로르헥시딘을 코팅한 항균 카테터에 관한 것이다. 보다 바람직하게는 기존의 카테터가 환부에 사용될 때 균의 오염에 의한 감염을 해결하기 위하여 카테터 재료용 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 폴리우레탄(TPU)에 항균코팅을 하여 항균성을 갖는 카테터에 관한 것이다.

카테터(catheter)는 관 형태의 의학적 기구를 말하며, 사람 또는 동물의 체강(늑막강, 복막강) 또는 관상, 상기관(소화관 방광등)과 구강의 혈액이나 체액과 대소변, 분비물과 생체조직의 배출을 위해 사용되며, 통상의 합성수지, 플라스틱 고무, 라텍스, 실리콘, 금속의 재질로 되어있다. 또한 약제나 세정액의 주입 등에도 응용되고 모양이나 굵기는 여러 가지이며, 쓰이는 부위나 목적에 따라서 종류도 다양하다. 가장 다양하게 사용하는 카테터로는 요도용 소변 배출 카테터, 심장 혈관용 벌룬 카테터, 약물 주입 및 채혈을 위해 정맥에 삽입하는 관인 히크만 카테터, 출산 직후 신생아의 기관과 구강 안에 흡입된 이물을 빼내는 기구인 기관 카테터, 치과용 석션 카테터, 비만환자의 지방흡입용 카테터와 자궁경 카테터, 이러한 용도의 동물용 카테터 등이 있다.

카테터는 체내에 삽입이 되기도 하지만 요도 카테터와 같이 외부로 노출이 되는 것도 있으며, 체내에 삽입될 때 카테터 자체에 박테리아 등이 오염된 채로 시술될 경우, 체내 감염을 일으켜 패혈증 등을 일으키기도 한다. 따라서 카테터의 멸균 및 오염원에 대한 노출이 없는 곳에서의 관리가 지속적으로 필요하다. 이에 본 발명자들은 외부 오염이 있을지라도 이를 자체적으로 항균 처리할 수 있도록 카테터에 항균물질인 클로르헥시딘을 코팅하고 이러한 코팅이 지속적으로 유지되도록 하여 카테터 외부에 세균 오염이 발생했다 할지라도 이를 자체적으로 해결할 수 있는 카테터를 제조하게 됨으로써 본 발명을 완성하였다.

대한민국 공개실용신안 제20-2000-0019782호 (발명의 명칭 : 발룬형 항균 카테터, 출원인 : 남기도, 공개일 : 2000년11월25일) 대한민국 공개특허 제10-2008-0052624호 (발명의 명칭 : 항균성 카테터, 출원인 : 아이-플로우 코포레이션, 공개일 : 2008년06월11일)

본 발명의 목적은 클로르헥시딘을 코팅한 항균 카테터를 제공하는 데에 있다. 보다 바람직하게는 본 발명의 목적은 기존의 카테터가 환부에 사용될 때 균의 오염에 의한 감염을 해결하기 위하여 카테터 재료용 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 폴리우레탄(TPU)에 항균코팅을 하여 항균성을 갖는 카테터를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 클로르헥시딘이 코팅된 항균 기능이 있는 카테터에 관한 것이다.

상기 카테터는 플라스틱, 라텍스, 합성수지, 고무, 실리콘 및 금속 재료 소재 중에서 선택된 1종 이상 소재로 제조된 것일 수 있다. 보다 더 바람직하게는 상기 카테터는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 폴리우레탄(TPU) 중에서 선택된 1종 이상 소재로 제조된 것일 수 있다.

상기 카테터는 녹농균, 포도상구균 또는 대장균에 대한 항균 기능이 있는 것을 특징으로 한다.

상기 카테터는 요도용 소변 배출 카테터, 심장 혈관용 벌룬 카테터, 약물 주입 및 채혈을 위해 정맥에 삽입하는 관인 히크만 카테터, 출산 직후 신생아의 기관과 구강 안에 흡입된 이물을 빼내는 기구인 기관 카테터, 치과용 석션 카테터, 비만환자의 지방흡입용 카테터와 자궁경 카테터, 이러한 용도의 동물용 카테터로 이용가능하다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

클로르헥시딘은 강한 염기이며 물에 실질적으로 불용성이다(20℃에서 0.008% wt/vol). 이것은 산과 반응하여 물에서 가변성 용해도를 가진 염을 형성하며 다이글루코네이트, 다이아세테이트 및 다이하이드로클로라이드와 같은 염 형태에서 가장 안정하다. 클로르헥시딘 및 이의 염은 다양한 종류의 그람-양성 및 그람-음성 유기체, 효모, 곰팡이, 임의 혐기성 및 호기성 생물에 대한 항균활성으로 유명하다[Denadai et al. Supramolecular self-assembly of b-cyclodextrin: an effective carrier of the antimicrobial agent chlorhexidine, Carbohydrate Research 2007; 342: 2286 - 2296].

이에 본 발명은 클로르헥시딘을 효과적으로 카테터에 코팅할 수 있는 방법을 제공할 수 있다. 이 때 효과적인 코팅 효과를 기대하기 위해, 폴리비닐알콜(Polyvinylalcohol, PVA) 또는 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)을 첨가할 수도 있다.

먼저, 폴리비닐알콜(Polyvinylalcohol, PVA) 또는 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)과 용매를 사용하여 클로르헥시딘이 용해된 혼합용액을 제조하여 이를 이용할 수 있다. 상기 혼합 용액 제조 단계에서 폴리비닐알콜을 선택할 시 폴리비닐알콜은 용매 대비 1 내지 3 중량% 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 혼합 용액 제조 단계에서 폴리카프로락톤을 선택할 시 폴리카프로락톤은 용매 대비 1 내지 10 중량% 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 혼합 용액 제조 단계에서 클로르헥시딘은 전체 용액 대비 0.05 내지 0.3 중량% 혼합하는 것이 바람직하다. 각 혼합 조건보다 낮은 함량으로 시료가 혼합될 경우 또는 높은 함량으로 시료가 혼합될 경우, 항균 기능이 저하될 수 있어 바람직하지 않다. 혼합 용액 제조 단계에서 사용되는 용매는 아세톤/디메틸포름아마이드(DMF), 또는 아세톤/디메틸술폭시드 (DMSO)가 가능하다.

도 1은 클로르헥시딘이 코팅된 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 소재에서의 녹농균에 대한 항균 기능을 확인한 결과를 나타낸다.
도 2는 클로르헥시딘이 코팅된 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 소재에서의 포도상구균에 대한 항균 기능을 확인한 결과를 나타낸다.
도 3은 클로르헥시딘이 코팅된 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 소재에서의 대장균에 대한 항균 기능을 확인한 결과를 나타낸다.
도 4는 SEM-EDX (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectrometer)로 촬영한 클로르헥시딘이 코팅된 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 소재의 표면 사진을 나타낸다.
도 5는 SEM-EDX로 확인된 클로르헥시딘 코팅 LDPE 표면 위의 사멸 미생물을 공초점 레이저 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope(CLSM)으로 재확인한 것으로서, 붉은 영역은 사멸한 균, 녹색 영역은 생존한 균을 나타낸다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 내용이 철저하고 완전해지도록, 당업자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제공하는 것이다.

<실시예 1. 클로르헥시딘 코팅 소재의 항균 기능 확인>

LDPE에 항균 능력이 있는 chlorhexidine을 코팅하였다. LDPE는 에틸렌을 중합하여 제조하는 합성수지로서 상온에서 투명한 고체로 결정화가 낮아 유연성, 투명성이 우수해 투명필름, 전선 피복, 각종 랩 등의 원료로 사용하는데 이를 이용하여 가는 관모형인 카테터를 제작할 예정이다.

실험에 있어 LDPE에 자체 항균 능력이 있는 제품과 chlorhexidine을 코팅한 항균성 소재, 다른 물질을 컴파운딩 한 것을 비교하였다. 이를 위해, 하나는 LDPE 자체, 다른 샘플은 Ag⁺2%, chlorhexidine (CHX) 2%, 모란뿌리추출물 0.2%를 컴파운딩한 것을 사용하였다. 실험에 사용한 균은 Escherichia coli (E. coli, 대장균), Staphylococcus aureus (S. aureus, 황색포도상구균), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa, 녹농균)을 2 ~ 3회 전배양 후 사용하였다. 항균 소재 샘플 3종과 control 시료, 이 외의 실험 집기는 70% 에탄올에 살균하여 사용하였다. micropipette tip과 삼각플라스크는 고압 멸균하였고 clean bench 안에서 항균력 실험을 진행하였다.

실험방법은 다음과 같다. 3개의 삼각플라스크에 액체배지 50 ml를 넣고 E. coli 1x10⁴ ~ 5x10⁴ CFU/ml로 접종하였다. 한 개의 삼각플라스크에는 항균 소재 샘플 1 g, 다른 한 개는 control 샘플 1 g 을 넣고, 마지막은 아무것도 넣지 않았다. 3개의 삼각플라스크를 24 hr shaking하고 고체배지에 100 μl씩 분주 후 spreading 하였다. 35℃, 24 hr Incubation하고 S. aureus와 P. aeruginosa도 같은 방법으로 진행하였다.

그 결과 도 1 내지 3과 같이 클로르헥시딘 코팅 소재가 사용된 군에서 각 세균의 성장이 더딘 것을 확인할 수 있어, 우수한 항균 기능이 있음을 확인할 수 있다.

<실시예 2. 클로르헥시딘 코팅 소재의 표면 확인>

클로르헥시딘이 코팅된 LDPE의 표면을 다양한 배율로 SEM-EDX (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectrometer)로 촬영하였다. 그 결과 도 4와 같은 표면 사진을 얻게 되었다.

또한, SEM-EDX (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectrometer)로 촬영한 LDPE의 표면에서 항균 기능으로 인해 사멸된 균(도 5 좌측)의 형태를 확인하고, 이 LDPE에 대해 면역 염색한 후 공초점 레이저 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope(CLSM)으로 이를 촬영하였다.

그 결과, 도 5(우측)와 같이 클로르헥시딘이 코팅된 LDPE 상의 미생물이 공초점 레이저 현미경으로도 대부분 죽어있는 상태임을 확인할 수 있었다.

Claims

클로르헥시딘이 코팅된 것을 특징으로 하는 항균 기능이 있는 카테터.
제1항에 있어서,
상기 카테터는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 폴리우레탄(TPU) 중에서 선택된 1종 이상 소재로 제조된 것을 특징으로 하는 항균 기능이 있는 카테터.
제1항에 있어서,
상기 카테터는 녹농균, 포도상구균 또는 대장균에 대한 항균 기능이 있는 것을 특징으로 하는 항균 기능이 있는 카테터.