항생제 내성균을 죽이는 나노미터 꽃

(Credit: ACS Applied Bio Materials 2025, DOI: 10.1021/acsabm.4c00788)

항생제 내성균 확산은 인류를 위협하는 중요한 문제입니다. 내성균 감염은 어디서나 일어날 수 있지만, 앞으로 크게 우려되는 분야는 창상 감염입니다. 면역력이 약한 노인 환자와 당뇨 환자가 계속 늘어나고 있어 여러 가지 이유로 생기는 궤양이나 상처가 감염될 가능성이 점점 더 높아지고 있기 때문입니다. 이런 환자에서는 상처가 잘 아물지 않아서 기회 감염이 생길 가능성이 높고 면역력이 약해 한 번 감염이 이뤄지면 꽤 오래 갈 가능성이 높습니다. 만약 감염이 제대로 치료가 되지 않으면 결국 전신 상태가 악화되거나 패혈증으로 인해 생명이 위험해질 수 있습니다.

따라서 과학자들은 내성균을 치료할 수 있는 새로운 상처 소독 및 드레싱 기술을 연구해왔습니다. 제노바 대학의 파테마흐 아흐마드푸어와 피어르 프란체스코 페라리 (Fatemeh Ahmadpoor, Pier Francesco Ferrari, University of Genoa)가 이끄는 연구팀은 항균성을 지닌 나노 꽃(nanoflowers)을 개발했습니다. 흥미로운 것은 보기에도 그럴 듯한 나노 스케일 꽃이 실제로도 식물 유래 물질로 만들어졌다는 것입니다.

연구팀은 식물의 폴리페놀 중 하나인 타닉산 (tannic acid)와 구리를 이용한 용액에서 이 물질을 만들었는데, 둘 다 항균 작용이 있는 물질입니다. 연구팀은 두 물질을 혼합한 용액에서 만든 나노시트를 전기 방사 (electrospun, 전기력을 이용하여 고분자 용액 또는 용융물을 수백 나노미터 직경으로 뽑아내는 섬유 생산 방법)법으로 만든 나노 섬유에 붙여 사진에서 보는 것 같은 나노 꽃을 만들었습니다. 참고로 이 나노섬유는 전문적으로 말하면 poly(caprolactone)-coated gum arabic–poly(vinyl alcohol) nanofibers라고 합니다.

이 나노 꽃은 보기에만 예쁜게 아니라 실제로 뛰어난 항균 능력을 지니고 있습니다. 표면적이 커서 반응이 일어나는 공간이 크기 때문입니다. 연구팀은 실험실 환경에서 황색포도상구균, 대장균, 녹농균에 대한 뛰어난 항균력을 확인했습니다. 다만 나노섬유에 붙어 있는 나노 꽃을 인체에 주사제로 투입하기는 어렵기 때문에 상처 소독용 드레싱 소재로 활용하는 방안을 생각하고 있습니다.

실제 임상에서도 효과적일지는 더 검증이 필요해 보이지, 개인적으로 생각보다 예쁜 나노 꽃이 만들어질 수 있다는 것이 흥미롭습니다.

참고

https://newatlas.com/medical-tech/nanoflowers-antibacterial-wound-dressing/

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsabm.4c00788

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