검은 인 (흑린)을 이용한 항균 물질.

(Researchers have used nano-flakes of black phosphorus (red) to kill bacteria (green). Credit: Aaron Elbourne & colleagues/RMIT University)

(Black phosphorus crystals. Credit: Seamus Daniel/RMIT University)

(Black phosphorus nanoflakes can be integrated into gel to make a wound dressing. Credit: Seamus Daniel/RMIT University)

우리가 일상생활에서 쉽게 경험하진 못하지만, 항생제 내성 문제는 인류를 계속 위협하고 있습니다. 2000년 대 이후 새로운 기전의 항생제는 5종 정도 개발된데 비해 현재 발견되는 세균의 70%는 적어도 한 가지 이상의 항생제에 내성이 있습니다. 이에 따라 가벼운 상처에서 깊은 궤양까지 일단 세균 감염이 진행되면 쉽게 낮지 않을 위험성이 커지고 있습니다.

과학자들은 새로운 기전의 항생제를 찾기 위해 노력하는 한편 항생제 이외에 내성균을 죽일 수 있는 항균 물질을 찾기 위해 노력하고 있습니다.

호주의 RMIT 대학 및 사우스 오스트레일리아 대학 연구팀은 차세대 소재로 주목받고 있는 흑린 (Black phosphorus)에 주목했습니다. 흑린은 인 원자가 마치 그래핀처럼 2D 형태로 존재하는 물질로 여러 가지 재미 있는 특징을 지니고 있습니다. 그중 하나는 항균 성질입니다.

연구팀은 흑린의 나노미터 크기 가루인 black phosphorus nanoflakes (BPNFs)가 항생제 내성균에도 효과적인 항균 작용을 지니는지 연구했습니다. 동물 모델을 통해 항생제 내성 포도상구균, 녹농균, 대장균이 있는 상처에서 BPNFs가 효과적으로 세균을 죽이면서 상처 회복에 악영향을 주지 않는지 조사한 것입니다.

연구 결과 BPNFs는 2시간 안에 포도상구균의 62%를 죽였고 6시간 안에는 80%, 24시간 안에는 99%를 제거했습니다. 흑린이 세균을 제거하는 원리는 세균에 치명적인 활동 산소종 (reactive oxygen species) 생성입니다.

하지만 아무리 세균을 잘 죽인다고 해도 상처 회복을 더디게 만든다면 실제 임상에서 사용하기는 어렵습니다. 연구팀은 쥐에서 BPNFs가 예상 외로 상처 회복을 촉진한다는 사실을 발견했습니다. 정확한 원리는 모르지만, BPNFs의 상처 회복 기능은 처음 밝혀진 것입니다.

물론 사람에서도 다른 부작용 없이 세균을 죽이고 상처 회복을 도울지는 아직 모르기 때문에 앞으로 많은 연구가 필요합니다. 후속 연구에서 많은 검증을 뚫고 임상에서 활약할 날이 올지 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/medical/phosphorus-based-nanotech-rips-apart-superbugs-accelerates-healing/

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adtp.202300235

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