Article
  • Preparation and Characterization of Polyurethane Foam Dressings Containing Natural Antimicrobial Agents for Wound Healing
  • Won Il Kim*,**,#, Young-Gwang Ko**,#, Mi Ran Park**, Kyung Hye Jung***, and Oh Hyeong Kwon**,†

  • *R&D Center, Wonbiogen Co., Ltd., Gumi, Gyeongbuk 39372, Korea
    **Department of Polymer Science and Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Gyeongbuk 39177, Korea
    ***Department of Advanced Materials and Chemical Engineering, Catholic University of Daegu, Gyeongsan, Gyeongbuk 38430, Korea

  • 천연 항균물질을 함유한 창상치료용 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조 및 특성연구
  • 김원일*,**,# · 고영광**,# · 박미란** · 정경혜*** · 권오형**,†

  • *(주)원바이오젠 기술연구소, **금오공과대학교 고분자공학과, ***대구가톨릭대학교 신소재화학공학과

Abstract

The foam dressing material continuously absorbs the exudate of the wound area and maintains moisture environment, so that there is a weak point of the bacterial growth. Therefore, antimicrobial property is one of the important factors in the development of moisture environment foam dressing. The purpose of this study is to evaluate the effectiveness of wound dressing after manufacturing antimicrobial foam dressing materials containing asiatic acid, madecassic acid, and aciaticoside of the Centella asiatica. In order to fabricate superior absorbent layer compared to conventional polyurethane foam dressings, the optimum mechanical properties, pore morphology, absorbency and absorption rate were established on blending ratio of the foam mixture and the antimicrobial component. The foam containing the active ingredients of the Centella asiatica showed high antimicrobial activity and excellent wound recovery rate in animal model experiments. The polyurethane foam dressing material containing active ingredients of the Centella asiatica is expected to be used as an antimicrobial wound treatment.


폼 드레싱재는 창상부위의 삼출물을 지속적으로 흡수하며 습윤환경을 유지하므로, 세균증식의 취약점이 있다. 그러므로 습윤환경 폼 드레싱재의 개발에서 항균성 부여는 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구에서는 천연 항균물질인 병풀의 유효성분(asiatic acid, madecassic acid, aciaticoside)을 활용하여 항균성 폼 드레싱재를 제조 후 창상치료 효과를 검증하고자 하였다. 기존의 창상피복용 폴리우레탄 폼 드레싱재의 물성보다 개선된 흡수층을 제조하기 위해 발포혼합액과 항균성분의 배합비에 따른 기계적 물성, 기공형태, 흡수도 및 흡수속도를 분석 후 최적조건을 확립하였다. 병풀의 유효성분을 함유한 폼은 높은 항균능을 나타내었으며 동물모델 실험에서 우수한 창상회복률을 보여주었다. 병풀의 유효성분이 함유된 폴리우레탄 폼 드레싱재는 항균성 창상치료용 소재로서의 응용 가능성이 기대된다.


Keywords: polyurethane, asiatic acid, madecassic acid, asiaticoside, antimicrobial

서 론

표피에 발생한 창상을 치료하는 방법은 동물의 기름이나 벌꿀, 면화 등을 이용한 원시적인 처치에서 시작하여 현재에는 다양한 소재와 형태의 창상피복재가 연구개발되고 있다.1 특히, 동물학자 Winter의 연구에 의해 돼지의 표재성 상처에 필름을 덮어 습윤환경을 유지할 경우, 상처의 치유속도가 2배로 빨라진다는 사실이 발견되었고, 이를 논문으로 발표함으로써 상처 치료에 습윤환경 형성이라는 신개념 및 습윤환경 드레싱재의 필요성이 대두되었다.2 Rovee의 연구에서도 상처를 습윤상태로 유지하여 가피를 형성하지 않은 환경이 상피세포를 용이하게 창상부로 이동시켜 상피재생을 촉진시킨다고 보고하였다.1 이러한 연구보고에 의해 상처 치유에 있어 습윤환경의 효과가 증명되면서 습윤환경에서의 상처 처치의 유용성이 계속 입증되고 강조되어 왔다. 습윤환경 이론을 이용하여 범용적으로 사용되고 있는 드레싱재는 크게 반투과성 필름 드레싱재, 하이드로콜로이드 드레싱재, 알지네이트류드레싱재, 하이드로젤 드레싱재, 폼 형태의 드레싱재가 있다. 그 중 폼 형태의 드레싱재는 크게 키틴, 폴리우레탄을 이용한 폼 드레싱재로 구분을 할 수 있다.3-8 그 중 폴리우레탄 기반의 폼 드레싱재는 균일한 크기의 기공 및 다공성 조절이 용이하여 삼출물 흡수능이 우수하며 거의 모든 창상에 적용할 수 있다. 또한 천연소재보다 저렴하고 가공이 용이한 장점이 있어 현재 병원뿐 아니라 약국에서도 보편적으로 판매되고 있다.9-12 그러나 폼 드레싱재는 창상치유에 효율적인 습윤환경을 제공하지만 세균이 잘 증식할 수 있는 환경도 제공한다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 습윤 드레싱재에 항균성이 부여된 드레싱재의 개발이 필요하다.
병풀(Centalla asiatica L. urban)은 산형과에 속하는 식물로 아프리카 마다가스카르 섬, 인도양 해안 지역, 인도 남부의 고온 다습한 지방에서 자생한다.13 병풀은 오래 전부터 아시아 및 인도 지역에서 불면증, 복부질환, 나병 등을 치유하는데 사용이 되었다.14 병풀의 주성분은 α-amyrin acid group에 속하는 pentacyclic triterpene glycoside인 asiaticoside(항생제)와 madecassoside(항염증제)이며, 이들 유효성분들은 오래 전부터 피부상처 및 만성 궤양 등의 치료에 사용되었다.15 그리고 병풀의 유효성분은 섬유 모세포 및 콜라겐의 합성을 촉진시킨다고 발표되었다.16 특히, asiaticoside의 경우 항박테리아 및 항균활성을 가지고 있어 피부 상처, 위궤양은 물론 다양한 피부질환, 정신질환, 결핵, 정맥질환, 치매 등의 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.17
본 연구에서는 창상치유를 촉진시킬 수 있는 병풀의 유효성분을 함유한 폴리우레탄 폼 드레싱재를 개발하기 위해 폴리우레탄 프리폴리머를 합성하고 유효성분의 농도를 달리한 발포혼합용액을 제조하였으며 창상치료용 소재로서의 적합성을 확인하기 위해서 폴리우레탄 폼 드레싱재를 성형하여 기계적 물성과 형태를 관찰하였으며 항균성 실험 및 in vivo 동물시험을 진행하였다.

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    ISSN 0379-153X(Print)
    ISSN 2234-8077(Online)
    Abbr. Polym. Korea
  • 2022 Impact Factor : 0.4
  • Indexed in SCIE

This Article

  • 2018; 42(5): 806-812

    Published online Sep 25, 2018

  • 10.7317/pk.2018.42.5.806
  • Received on Mar 22, 2018
  • Revised on Apr 4, 2018
  • Accepted on Apr 9, 2018

Correspondence to

  • Oh Hyeong Kwon
  • Department of Polymer Science and Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Gyeongbuk 39177, Korea

  • E-mail: ohkwon@kumoh.ac.kr
  • ORCID:
    0000-0002-7160-0105