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요약
본 발명은 올리고알지네이트와 나노세리아를 결합한 생체복합재를 제조하고 이를 활용한 생물막 형성 억제 또는 방지용 조성물을 제공합니다. 이 생체복합재는 항산화능과 생물막 형성 억제능을 가지고 있으며, 다양한 세균에 대한 생물막 형성을 효과적으로 저해할 수 있습니다. 이로써 감염병 예방 및 치료, 식품 산업에서의 항산화제로서의 활용 등 다양한 분야에서의 활용 가능성이 기대됩니다. 이 발명은 기존의 합성 방법들이 위험한 화학 물질이나 고가의 장비를 필요로 하며, 효율성이 떨어지는 문제를 해결하였습니다.
기본 정보
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특허명: 올리고알지네이트 나노세리아 생체복합재 및 이를 포함하는 생물막 억제 또는 방지용 조성물
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대표 발명자: 김정완 교수
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출원번호: 10-2022-0174111
발명의 배경 및 필요성
기술 개발 배경
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인천대학교 산학협력단은 국가연구개발사업의 일환으로 '올리고알지네이트 나노세리아 생체복합재 및 이를 포함하는 생물막 억제 또는 방지용 조성물'을 개발하였음
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이 발명은 기존의 합성 방법들이 위험한 화학 물질이나 고가의 장비를 필요로 하며, 효율성이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 알지네이트를 해중합하여 생산된 올리고알지네이트 및 나노세리아를 포함하는 생체복합재에 관한 것임
기술의 중요성
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본 발명의 목적은 효율적이고 안전한 방법으로 생체복합재를 제공하고, 이를 활용한 생물막 형성 억제 또는 방지용 조성물을 제공하는 것임
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이 생체복합재는 항산화능과 생물막 형성 억제능을 가지고 있어, 이를 활용한 새로운 합성 방법의 필요성이 대두되었음
구현방법
기술의 원리와 장점
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네이트와 나노세리아를 결합하여 생물막의 생성을 억제하거나 방지하는 데 사용될 수 있는 생체복합재를 제조하는 기술임.
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네이트는 갈조류의 세포벽에서 추출된 천연 음이온성 다당류로, 항종양 활성, 산화 방지, 면역 반응 조절 등의 다양한 기능을 가짐.
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나노세리아는 산화 환원 반응에서 중요한 역할을 하는 물질임.
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생물막의 생성을 억제하거나 방지하는 데 사용될 수 있으며, 항산화 활성, 산화 환원 반응 등 다양한 기능을 가짐.
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다양한 세균에 대한 생물막 형성을 효과적으로 저해할 수 있음.
구현 과정
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네이트를 제조하고, 이를 이용하여 복합재를 생성하며, 이 과정에서는 솔루션 플라즈마 공정 방법이 사용됨.
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제조된 복합재를 딥프리저에 얼린 후, 동결 건조시키고, 자외선을 조사하여 가교 결합을 유도함.
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가교된 생물복합재를 3차 증류수에 용해시킨 후 분석함.
실험 및 결과
실험의 목적과 방법
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생물복합재의 항산화 활성을 평가하고, 세포 독성과 항생물막 효과를 확인하고자 함.
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FT-IR 분석, XPS 분석, SEM 분석, DLS 분석, 제타 전위 분석, TEM 분석 등 다양한 분석 방법을 사용하여 복합재의 화학 구조, 3차원적 구조, 입자 크기 등을 확인함.
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DPPH 방법, 디옥시리보핵산 방법, 광환원법 등을 사용하여 복합재의 항산화 활성을 평가함.
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과산화수소 라디칼 소거능은 인산염 완충용액에 과산화수소수를 첨가하여 시약을 제조하고, 이를 생물복합재 용액과 혼합하여 반응시킨 후 측정하였음.
실험 결과
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올리고알지네이트와 나노세리아를 결합한 복합재의 세포 독성과 항생물막 효과를 확인하였으며, 나노세리아나 올리고알지네이트보다 DPPH와 과산화수소 라디칼 소거활성이 더 높게 나타났음.
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생물막 형성 저해율은 특정 공식을 통해 계산하였고, 올리고알지네이트-나노세리아 복합재는 다양한 세균에 대한 생물막 형성을 효과적으로 저해할 수 있음을 확인하였음.
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그러나, E.coli에 대해서는 항생물막 효과가 나타나지 않았음.
발명의 활용 방안
생체복합재의 의학적 활용과 식품 산업에서의 활용
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올리고알지네이트와 나노세리아를 포함하는 생체복합재는 항산화능이 뛰어나, 생물막 억제 또는 방지에 효과적임
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이 복합재는 감염병 예방 및 치료에 유용하며, 다양한 생물 의학 분야에서 활용 가능성이 있음
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식품 산업에서도 올리고알지네이트와 나노세리아를 결합한 복합재의 항산화제로서의 효능이 크게 향상되어 활용 가능성이 있음
기대효과
기술적 혁신과 사회적 가치
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올리고알지네이트 기지체에 나노세리아가 잘 분산된 나노복합재는 올리고알지네이트나 나노세리아 각각보다 크게 향상된 항산화능을 보였으며, 이로써 항생물막 용도의 새로운 가능성을 발견하였음
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이는 기술적 혁신을 의미하며, 복합재가 다양한 응용 분야에 안전하게 사용될 수 있음을 확인하였으므로, 사회적 가치 창출에 기여할 것임
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또한, 감염병 예방 및 치료에 유용하게 활용될 수 있어, 공중보건 향상에 도움을 줄 것임
장기적인 비전
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이러한 복합재의 항산화 효능과 생물막 억제 능력은 장기적으로 보았을 때, 다양한 의학 분야와 식품 산업에서의 활용 가능성을 높임
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복합재의 안전한 이용은 생체적용 분야의 기술 발전 및 산업 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대됨
시장 동향
생명공학 응용 시장 동향
기술 SWOT 분석
Strengths
효율적인 합성 방법
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알지네이트를 해중합하여 생산된 올리고알지네이트 및 나노세리아를 포함하는 생체복합재를 제공하는 효율적인 합성 방법을 개발하였습니다.
다양한 기능
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생체복합재는 항산화능과 생물막 형성 억제능을 가지고 있어, 다양한 응용 분야에서 활용 가능성이 높습니다.
신규 합성 방법의 필요성 대응
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이 기술은 생체복합재를 활용한 새로운 합성 방법의 필요성에 대응하였습니다.
Weaknesses
특정 세균에 대한 효과 미비
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E.coli에 대해서는 항생물막 효과가 나타나지 않아, 특정 세균에 대한 효과가 미비할 수 있습니다.
Opportunities
의학적 활용
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생체복합재는 감염병 예방 및 치료에 유용하게 활용될 수 있어, 다양한 생물 의학 분야에서 활용 가능성이 있습니다.
식품 산업에서의 활용
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식품 산업에서도 올리고알지네이트와 나노세리아를 결합한 복합재의 항산화제로서의 효능이 크게 향상되어 활용 가능성이 있습니다.
Threats
기존 합성 방법과의 경쟁
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기존의 합성 방법들이 위험한 화학 물질이나 고가의 장비를 필요로 하는 문제가 있지만, 이들과의 경쟁에서 밀릴 수 있습니다.
Summary
Strengths
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효율적인 합성 방법과 다양한 기능을 가진 생체복합재를 제공하며, 새로운 합성 방법의 필요성에 대응하였습니다.
Weaknesses
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특정 세균에 대한 효과가 미비할 수 있습니다.
Opportunities
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다양한 생물 의학 분야와 식품 산업에서의 활용 가능성이 높습니다.
Threats
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기존의 합성 방법들과의 경쟁에서 밀릴 수 있습니다.
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