Fabrication, characterization and anti-microbial activities of poly (ε-caprolactone)/chitosan-caffeic acid composite nano/microfiber mat for wound dressing application

Abstract

본 연구에서는 창상피복제 제작을 위해 합성을 통해 생리활성효과가 증진된 키토산-카페익산과 우수한 생체적합성, 생분해성 및 적절한 기계적 강도를 보유하고 있는 poly (ε-caprolactone)(PCL)을 혼합한 용액을 이용하여 전기방사를 통해 나노/마이크로 섬유를 제작하였다. 제작된 PCL, 키토산/PCL 및 키토산-카페익산/PCL 나노/마이크로 섬유를 주사전자현미경(SEM)을 통해 관찰한 결과 비드의 형성이 관찰 되지 않음을 확인하여 전기방사를 통한 나노/마이크로 섬유가 이상 없이 제작됨을 확인 하였고, 각각의 나노/마이크로 섬유의 크기를 측정한 결과 1.30 ± 1.07, 1.20 ± 1.22 및 0.94 ± 0.68 μm를 나타내었다. 추가로 제작된 나노/마이크로 섬유들의 특징들을 관찰하기 위해 퓨리에 변환 적외선 분광기(FTIR) 및 만능 재료시험기(UTM)를 사용하였다. 그 결과, 비록 인간피부와 비교하여 낮은 기계적 강도를 보유하였지만, 전기방사 특성상 높은 기계적 강도를 보유하기 어렵고, 상처주위에 사용되었을 때 높은 하중을 받는 경우가 극히 적음으로 인해, 기계적 강도는 창상피복제의 적용에서 높은 부분을 차지하고 있지 않다. 또한, 제작된 나노/마이크로 섬유들의 세포증식율, 부착형태 및 항균효과에 대한 활성을 알아보고자 NHDF-neo 세포와 그람 양성균인 Staphylococcus aureus를 이용하여 실험을 진행하였다. 그 결과, 키토산-카페익산/PCL 나노/마이크로 섬유의 경우 세포증식률의 증가와 세포독성이 없음을 확인하였다. 또한, 키토산-카페익산/PCL 나노/마이크로 PCL 및 키토산/PCL 나노/마이크로 섬유보다 S. aureus에 대하여 우수한 항균활성을 가짐을 확인하였다. 이러한 결과들을 토대로 키토산-카페익산/PCL 나노/마이크로 섬유는 창상피복제 및 피부조직재생의 적용에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.