플라스틱 표면에 생물막 형성을 막는 미세 패턴

(The paths of individual bacterial cells swimming (blue-slow, turquoise faster) within channels between 10 micrometer high topological features (outlined in yellow). Credit: University of Nottingham)

영국 노팅엄 대학 University of Nottingham의 연구팀이 플라스틱 표면에 세균 증식을 막을 수 있는 패턴을 개발했습니다. 연구팀의 목표는 의료용 기기 표면에 생물막을 만들어 치료를 어렵게 만드는 세균을 억제하는 것입니다.

환자에 몸에 삽입하는 각종 기기 가운데 혈관이나 방광, 기타 체내에 삽입하는 관들은 대부분 플라스틱 소재입니다. 문제는 이런 플라스틱 관 표면에 세균이 생물막을 형성하면 쉽게 치료하기 힘들다는 것입니다.

생물막은 세균의 생존을 위해 만드는 막으로 항생제나 인체 면역 시스템에서 세균을 안전하게 보호합니다. 따라서 과학자들은 감염병을 일으키는 세균이 생물막을 형성하는 것을 막기 위해 여러 가지 방법을 연구했습니다.

노팅엄 대학의 폴 윌리엄스 교수와 모간 알렉산더 교수 ( Professor Paul Williams in the School of Life Sciences, along with Professor Morgan Alexander in the School of Pharmacy, and colleagues in the School) 연구팀은 생물막 형성을 방해하는 표면 패턴을 알아내기 위해 2000회에 달하는 실험 끝에 가장 최적의 패턴을 찾아냈습니다.

연구팀이 찾아낸 해답은 갈라진 틈 사이에 돌출부를 만드는 것으로 (사진) 단순해 보이지만 세균의 생물막 형성을 가장 효과적으로 방해하는 것으로 나타났습니다.

물론 이 방법이 항생제 코팅처럼 기존에 쓰이는 방법보다 더 효과적이고 항생제 내성균 같은 문제에서 좀 더 자유로울 수 있을진 임상에서 실제 테스트해보기 전까진 장담할 수 없습니다. 하지만 만약 효과적이라면 이론적으로 매우 오래 효과를 유지할 수 있는 만큼 관련 감염을 막는데 더 유리할 수 있을 것으로 보입니다.

참고

https://phys.org/news/2025-06-scientists-materials-maze-bacterial-infections.html

Combinational discovery of micro topographical landscapes that resist biofilm formation through quorum sensing mediated autolubrication, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-60567-x

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