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Non-toxic, biodegradable, and biocompatible chitosan/poly(vinyl alcohol)(PVA) nanofibers were prepared byelectrospinning. The nanofibers were prepared with the following weight composition ratios:100:0 (PVA homopolymer),90:10, 80:20, and 70:30. To improve their antibacterial activity, the nanofibers were prepared with silver zeolite nano-particles. The properties of the nanofibers at various blend ratios were investigated by differential scanning calorimetry(DSC), Fourier transform infrared (FTIR) spectrometry, scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-rayspectroscopy (EDS) analysis, moisture regain (%), and antibacterial activity. The prepared chitosan/PVA nanofiberscontaining silver zeolite nanoparticles showed good antibacterial activity and excellent moisture absorption ability.Keywords: chitosan, poly(vinyl alcohol), nanofiber, silver zeolite, antibacterial property 1. 서 론 최근 기능성 고분자에 대한 수요가 증가하면서 생체 및자연과의 친화성, 생분해성, 그리고 생체적합성을 가지는천연 고분자에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 천연고분자와 합성고분자를 블랜드한 의료용 재료나 생분해성 재료로서의 사용가능성에 대한 연구도 광범위하게 이루어지고 있다[1]. 고분자 블랜드는 고분자 재료의 용도 확대와 다양화라는 측면에서 매우 중요한 수단이며, 고분자재료의 장점을 모두 갖는 새로운 재료를 개발할 수 있고 고분자의 물리적 특성에도 많은 영향을 주게 된다[2,3]. 대표적인 천연 고분자로서 키토산은 N-acetyl-d-glucosamine과 d-glucosamine의 공중합체이며 키틴의 알칼리성 탈아세틸화로 부터 만들어진다. 또한 바이오메디컬 재료로서 키토산은 생체적합성, 생분해성, 항균성, 상처치료능력, 항암효과와 같은 특징이 있으며, 키토산의 결정화구조가 전기방사된 나노섬유의 기계적 내구성을 형성하는데 도움을 주어 키토산을 기초로 하여 전기방사된 나노섬유는 조직을만드는데 유용하여 최근에는 다양한 공학적 응용에 대해연구되어 왔다[4-7]. 뿐만 아니라, 키토산은 화학잔기 단위당 전하와 극성기 밀도가 크기 때문에 비교적 높은 수분율과 함수율을 가지며 분자구조 내에 수소결합을 일으킬 수있는 다량의 수산기와 아민기를 동시에 가지고 있으므로비교적 타 고분자와의 상용성도 큰 것으로 알려져 있다[8].키토산의 전기방사는 지속적으로 연구되어 왔으나, 강한분자간 인력 때문에 부드럽고 일정하게 전기방사된 순수한키토산의 나노섬유의 제조가 어려워 최근에는 PVA나 폴리에틸렌옥사이드와 같은 고분자를 블랜드하여 전기방사하는데 중점을 두고 있다[9-15]. PVA는 무독성, 수용성, 생체적합성, 생분해성 합성고분자로서 바이오메디컬 분야에서 널리 사용되고 있으며, 좋은섬유형성성과 높은 친수성을 가지고 있어 1950년부터 섬유로 상업화 되어 왔다[16]. Miya 등[17]의 연구결과에 따르면, PVA는 유연한 분자사슬을 갖는 결정성 고분자이므로키토산과 블랜드 할 경우 키토산 분자사슬이 강직하여 깨지기 쉬운 단점을 보완할 수 있다. 또한, PVA의 수산기와키토산의 아민기 간 수소결합에 의한 분자간 상호작용으로상용성이 비교적 우수한 것으로 나타났다. 바이오메디컬 물질로 블랜딩된 PVA/키토산 물질은 순수 PVA보다 조직 배양에 더 적합하며, PVA와 키토산을 블랜딩하면 좋은 기계적 특성을 가지게 되어 다양한 응용이 가능하다[18-20]. 섬유나 복합재료에 항균성을 부여하기 위해 은 제올라이트를 첨가하는 연구[21,22]도 보고되고 있다. 제올라이트는 |
