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202206.23

플라즈마를 이용 피부 보호 가능한 소독제 개발

KFE   
https://fusionnow.kfe.re.kr/post/plasma/1385

바이러스는 퇴치하고 피부는 보호하고 


전 세계를 휩쓴 코로나19로 인해 우리의 일상은 정말 많은 변화를 겪었습니다. 감염을 예방하기 위하여 일상생활에서 마스크를 착용하게 되었고, 손 씻기와 손 소독제 사용 등도 적극 권장되고 있는데요. 특히 물과 세정제가 있어야만 할 수 있는 손 씻기와 달리 손 소독제는 언제 어디서든 간편하게 사용할 수 있어 손 소독제 사용량은 빠르게 증가하고 있습니다.


우리가 일상에서 주로 사용하는 피부 소독제는 대부분 알코올 성분으로 이루어져 있는데요. 살균 및 향균 효과가 매우 탁월하여 감염을 예방하는 데 큰 도움이 되지만, 자주 사용하면 피부에 자극을 주어 피부 건강에는 좋지 않다고 합니다. 이에 우수한 효과와 안정성을 동시에 만족하는 소독제의 필요성은 점차 높아지고 있는데요.


최근 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 소독 방식에 대한 연구가 이루어져 기존의 알코올 소독제를 대체할 수 있는 기술을 확보하는 데 성공하였다는 소식이 전해졌는데요. 이 기술의 핵심은 바로 물질의 네 번째 상태 ‘플라즈마’입니다.


기체에 에너지를 가하여 이온화된 기체 상태인 플라즈마는 그 특성을 이용해 실제 다양한 산업 현장에서 활발하게 활용되고 있습니다. 기존의 반도체, 디스플레이 같은 첨단 산업 분야 외에 농식품이나, 의료, 환경 등 다양한 분야에서 새로운 활용 가능성을 찾기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있는 가운데, 바이오 분야에서 플라즈마 기술의 새로운 가능성을 보여준 것입니다.


한국핵융합에너지연구원 플라즈마기술연구소 홍용철 책임연구원, 김강일 책임연구원과 ㈜아이씨디, ㈜플라리트 연구진으로 이루어진 공동연구팀은 이 플라즈마 연구를 통해 새로운 소독제 개발의 가능성을 발견하는 데 성공하였는데요. 플라즈마 발생 과정에서 생성되는 ‘라디칼’을 물과 합성한 ‘라디칼수’가 피부를 손상하지 않으면서도 기존의 알코올 및 과산화수소 소독제 와 동일 수준 이상의 살균 및 향균 효과가 있음을 입증하였습니다. 최근 학계에서 라디칼수의 효용에 대한 다양한 연구들이 수행되고 있지만, 실제 피부에 대한 영향력 및 소독제 활용 가능성을 입증한 것은 처음입니다.


공동연구팀은 라디칼수의 특성을 분석하기 위해 다양한 연구를 수행하였는데요. 알코올과 함께 대표적인 소독제 일종인 과산화수소를 활용하여 피부에 대한 영향을 살펴본 결과, 과산화수소 처리를 한 세포에는 죽은 세포가 발견되었지만, 라디칼수를 처리한 세포에서는 죽은 세포가 발견되지 않았습니다. 라디칼수가 피부를 손상시키지 않는다는 점이 해당 실험을 통해 확인 된 것이지요.

과산화수소(H2O2) 처리군에서는 적색의 죽은 세포가 발견되었지만, 라디칼수(PAW) 처리군에서는 발견되지 않았다.


이 외에도 코로나19 바이러스의 항균 능력에 대한 실험도 진행하였는데요. 세포에 코로나19 바이러스만 주입한 경우 코로나19 감염으로 인하여 세포 수가 현저히 감소하는 모습이 발견된 반면, 코로나 바이러스와 라디칼수를 함께 처리한 세포에서는 세포 변성 효과가 발견되지 않고 정상 세포와 유사한 모습을 볼 수 있었습니다. 이 외에도 다양한 세균에 대한 항균 실험을 진행한 결과 모두 알코올 소독제와 유사한 수준의 효과를 보여주며 기존의 소독제를 대체할 수 있는 가능성을 발견할 수 있었습니다.


세 번째 코로나19 바이러스 단독감염 세포에서는 감염으로 인한 세포변성 효 과로 인하여 세포 수가 현저히 감소한 모습을 보이지만, 네 번째 코로나19 바이러스와 라디칼수 혼합 처리 세포는 정상 세포와 유사한 모습 보이고 있다. 


대기압 플라즈마를 이용하여 라디칼수를 생성하는 원천기술을 보유한 핵융합(연)은 지난 2021년 ㈜아이씨디 및 ㈜플라리트와 기술이전 협약을 체결한 바 있는데요. 이후 ㈜아이씨디와 협력을 통해 안전하고 살균 및 향균 효능에 최적화된 라디칼수를 양산할 수 있는 기술을 개발하였으며, ㈜플라리트와 해당 라디칼수의 세포독성 및 살균 및 향균 효능 검증을 위한 협력을 진행하여 이번 연구 결과를 얻을 수 있었습니다.


핵융합(연) 유석재 원장은 “첨단 산업 분야에 적용되고 있는 플라즈마 기술이 전염 및 감염 예방 시장에서도 새로운 가능성을 찾아내며, 플라즈마-바이오 융합기술에 대한 기대를 높이고 있다.”며, “우리 기관이 보유하고 있는 다양한 플라즈마 기술이 바이오 산업 분야에 적용되어 국민 삶의 질을 높이는 데 기여할 수 있도록 계속 노력하겠다.”고 밝혔습니다.


이번 연구 결과는 지난 4월 8일 세계적 학술지 네이처(Nature)의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report, year impact pactor : 4.379)에 게재되어 학계에서도 연구의 중요성을 인정받기도 하였는데요. 핵융합(연)과 공동연구팀은 여기에서 멈추지 않고 이번 연구성과를 바탕으로 피부 소독제 외에도 라디칼수를 활용한 염증 치료제 등 의약외품 개발을 위한 임상실험을 진행하고 있습니다. 앞으로 플라즈마 라디칼수가 우리의 생활 속에서 또 어떤 활약을 하게 될지 기대해보셔도 좋을 것 같습니다.


군산에 위치한 한국핵융합에너지연구원 플라즈마기술연구소 전경. 국내 유일의 플라즈마 전문 연구기관이다.

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